1、环梁护壁支撑结构在深基坑支护中的应用摘要：深基坑工程风险性大的一项作业，在施工方案落实之前，必须深入了解分析该方案的合理性及经济性。本文根据工程实例，对于环梁护壁支撑结构在深基坑支护中的应用进行探讨。 关键词深基坑；支撑结构；施工 中图分类号： TU71 文献标识码： A 文章编号： 一、工程概况 某工程基坑面积约为 2000m2，最大开挖深度约为 8m。地下静止水位约在-0.85-1. 35m 之间。地基的土质主要为粉土、粉质粘土及粉砂，水平方向分布均匀且透水性能比较好，竖直方向上的渗透性比较差。 二、基坑围护结构概述 根据本工程场地土质强度和完整性较好，施工工期较紧，同时为了节约造价等特点
2、，采用钻孔灌注桩作为围护结构，外围采用深层水泥搅拌桩作止水帷幕，支撑结构系统采用一道钢筋混凝土环梁支撑，环梁四角不用桩支撑，而采用钢桁架代替。 （一）围护桩 基坑的围护桩采用 800 钻孔灌注桩，桩间距为 0.95m，桩长位16m，桩顶标高为-5. 25m。本工程基坑采用一道环梁护壁工艺，根据混凝土受压力，钢筋受拉力的特点，桩的配筋采用等效矩形截面配筋(即不对称式配筋)，结合有效桩长，可大大节约钢筋的用量，节约了工程造价。（二）隔水帷幕 隔水帷幕采用双排水泥土搅拌桩的形式，幕厚 1.2m，前排桩长16m，后排桩长 8m，前后两排交叉排列，相互咬合 0.2m。桩的水泥掺入比 Qw = 12%，水
3、灰比 0.5，施工中保证钻进速度不大于 0.5m/min，采用二上二下搅拌工艺，不仅有效达到隔水的效果，挡土高度还深达 4.2m。 三、支撑结构体系概述 本工程基坑开挖深度大，对支撑结构的要求很高，经反复设型测算，最终选用 1 道钢筋混凝土圆环型封闭支撑结构作支撑，混凝土强度为 C30，截面尺寸为 1.6m0.7m，这种结构优点较多，有刚度大、变形小、承载能力大、杆件布置不需要太多、施工空间开阔等特点。 由于本工程环梁支撑系统在基坑的四个角部跨度较长，一般支撑立柱是设在跨中，但考虑到设置立柱后，挖土施工、立柱与底板连接处的防水施工都将受到影响，同时为了减少爆破混凝土的工程量，减少支撑结构体系的
4、造价，因此在四个角部用桁架梁代替了支撑立柱，这样就为挖土及下部结构施工创造了较大的作业空间。 四、地下结构施工概述 支护结构、桩基工程施工完成后, 即可进行地下结构施工。施工顺序如下： 施工降水土方分层开挖 环梁支撑系统施工 地下二层施工 地下一层施工 地下室外墙防水施工地下室回填 (一)、在桩基工程结束的同时，降水井点施工也应同步完成。设置深井泵进行坑内降水，使得水面降至适当高度，预降水一周即可进行第一步土方开挖。 (二)、第一步土方开挖采用扣盆式。一步开挖至环梁标高处，帽梁、环梁和土方开挖可连续交叉作业，互不干扰，施工效率较高，同时组装焊接四角环梁上的桁架梁。需注意的是，开挖土方与环梁施工
5、需连续紧密进行，不允许开挖完土方后迟迟不进行环梁施工，进而导致护壁变形过大。浇筑环梁时宜一次浇筑成型，使得混凝土强度可以同步发展，提倡使用微膨胀混凝土。环梁的混凝土强度等级需达到设计强度的 80%，才能进行下一步的土方开挖。 (三)、第二步、第三步土方挖至坑底，破桩头根据土方开挖的进度进行，并浇 0.1m 厚 C20 素混凝土垫层。 （四） 、基坑开挖时对方注意事项：由于基坑壁上的变形随基坑开挖深度加大而增加，随地面施工荷载的增加而增加，因此施工时土方的开挖深度应严格控制好，不得超挖，并随时掌握基坑变形值及变形速率。减少地面堆载，一般基坑边缘堆砌材料、沿挖方边缘移动机械都应该距基坑上部边缘不少
6、于 2m。弃土堆放高度不得高于 1.5m，并且不能大于设计的荷载值。基坑周围应进行防水和排水处理，防止雨水浸入。 (五)、底板施工前，需先做防水层，完成后才能施工钢筋混凝土底板。 (六)、地下二层结构施工时，二层结构顶板位置四周各加设与帽梁相连的 3 个角钢混凝土梁，保证环梁拆除时，支护结构的整体性、稳定性、安全性及整个防水施工的连续性不受影响。 (七)、四个角部环梁支撑采用爆破拆除的方法。 (八)、地下一层的结构施工完成后，地下室外墙需进行防水处理。 (九)、地下室回填采用分层回填夯实 37 灰土的方法。 五、基坑位移监测的信息化施工 信息化施工就是在施工中通过监测基坑的地下水位、土压力变化
7、、位移等所获取信息反馈用以指导调整施工的工作。是保证地下结构施工安全的重要手段和措施。许多起基坑工程事故，都是与监测不力或险情预报不准确有关。因此，必须随时掌握设计支撑体系的变形值、变形速率等数据处于一个什么状态，如达到设计预报警值，则必须马上采取措施处理，保证地下结构施工的安全。 为了能准确、及时的掌握支撑体系的相关数据，达到信息化施工的要求，我司专门邀请有资质及经验的某检测中心对此进行监测，监测方案及结果如下： (一)、围护桩测斜，监测支护桩位移的动态情况。需在支护桩施工时，在基坑三个测面的中部各埋设一根测斜管，以便检测支护桩在基坑开挖后的内部情况。经检测该坑支护桩的最大位移量为 23.1
8、mm，位移量符合设计要求(见图 1)。 图 1 位移测试图 (二)、水位测试，即监测掌握基坑外地下水位变化。在基坑外四周设置四口观察井，在降水施工时，发现在坑内的降水井抽水时，一侧观察井水位略有下降，而坑内附近降水井的水量比其它井大，可判断该侧止水帷幕发生了渗漏，处理方法是在该止水帷幕墙外，用高压注浆的方法进行补漏，防止继续渗漏，保证基坑干燥和施工方便。 (三)、监测支撑轴力变化，通过预埋应力计掌握支撑受力状态。浇注混凝土时，在环梁和帽梁中预埋应力计。监测结果显示环梁最大轴力符合理论设计值。(见图 2) 图 2 支撑轴力测试图 注：A 曲线表示主裙楼间边跨中间测试点轴力；B、C 曲线分别表示边
9、跨中间测试点轴力。 (四)、围护墙体的侧向变形。通过基坑长边跨中测斜管的监测数据，可随时掌握墙体的变形数据，并且可以和设计理论预报值的做比较，可以及时发现问题及时处理。 在施工过程中，必须防止地表水及管沟漏水渗入边坡体内。如基坑变形满足不了控制要求时，需采用土体卸载、加固等措施减少边坡变形。如边坡变形超过预警值时，应暂缓开挖，及时查明边坡位移过大的原因，并及时上报有关部门，采取有效措施处理后，再继续施工。 六、施工过程的分析 (一)、基坑的土方开挖至第一步（围护桩顶标高）时，基坑壁上的变形其实很少，说明悬壁段在 4.2m 以内时，双排深层水泥搅拌桩的强度可以抵抗土压力(这是在施工季节好，且深层
10、水泥搅拌桩养护期大于 60天的情况下做出的结论)。 (二)、用桁架梁代替大跨梁中间的支撑桩，使得土方开挖、下部结构施工及支撑桩底的防水施工处理有了较大的工作面，更利于施工工作的展开施工。 (三)、在实际的施工过程中，利用地下建筑物结构梁板作临时支撑。这种方法节约了工程造价以及缩短了工期。 (四)、为确保周围建筑、地下管网的安全，在本工程水位较高地区采用了帷幕止水及坑内降水、坑外不降水的方法。 七、施工总结 (一)、深基坑的支护以及在开挖过程中，对围护的跟踪监测是十分必要的，信息化施工是确保基坑稳定及周边建筑物安全的重要措施，也为优化设计及施工组织的合理性提供了可靠的信息支持。 (二)、用桁架代替环梁支撑再施工立柱桩，给土方开挖提供了足够的工作面，减少了地下室日后施工的困难，也便于后续进行防水施工的开展。另外，水平环梁标高的确定必须充分考虑到一个问题：地下室楼板标高应便于楼板施工及地下室施工过程中的换撑。 (三)、用准确的支撑刚度设计来控制围护桩壁变形，是实现安全、经济目标的保证。 (四)、施工工作面是否足够，取决于支撑的布置，合理的支撑布置可以给施工带来极大的便利。本工程支撑布置较少，因此控制基坑的变形是很重要的一项安全措施，而降水方案和挖土方案也是很重要的一项工作。
