深基坑支护结构分类及拆除探究

深基坑支护结构分类及拆除探究

乐幸元

盐城市建筑设计研究院有限公司 （江苏省 盐城市 224000）

摘要：当前，随着各行各业对于工程建设质量要求的不断提升，如何选择合理的深基坑支护结构及拆除措施也成为工程建设中的一项重要研究内容。基于此，文章结合一些实际工程案例，对近年来工程领域中主流的深基坑支护结构进行了探究，并探讨了深基坑支护结构的后期拆除作业，以期进一步提升深基坑支护结构应用效果，并为今后的相关工作提供一定的参考借鉴。

关键词：深基坑支护结构；结构分类；结构拆除

前言：

基坑施工是土木工程作业中的一项重要组成部分，为确保基坑施工的质量安全，针对基坑进行支护则成为不可或缺的举措。具体来看，对于深基坑支护结构而言，其深基坑的开挖深度通常大于5m，或是开挖现场存在复杂地质条件等，使得深基坑支护工作难度偏高，这就需要根据实际情况合理选择支护结构，并在施工完成后，以科学合理的方式对支护结构予以拆除。

1基坑支护体系概述

在基坑开挖过程中，其必然会导致基坑周围土体的应力场和水位等要素发生明显改变，为避免这些要素的变动影响施工作业，基坑支护体系则至关重要，其主要是为了保护地下主体结构施工而采取的临时性支挡或加固措施。由此可知，基坑支护体系属于临时性的结构，通常不具备足够的安全储备，在施工过程中难免存在较多的风险点。为确保基坑支护体系满足设计要求，在设计该体系时，就需要遵循以下三点原则：一是“因地制宜”的原则，在选择基坑支护体系时，必须预先对当地的地质水文条件进行勘察，根据勘察结果确定哪些基坑支护体系可用；二是择优选取的原则，通过对比可用的支护体系相关参数，优选出最合理的体系；三是经济原则，要兼顾性能和造价，确保性能符合要求的同时，造价尽可能降低[1]。

2当前工程中常见的深基坑支护结构

2.1地下连续墙结构

地下连续墙结构通常采用现浇钢筋混凝土进行施工，其在施工过程中，通常采用专业设备进行沟槽的开挖，沿着基坑的周边开挖一道较为狭长的沟槽。在开挖过程中，为确保沟槽壁的稳定性，通常使用泥浆进行护壁处理。在沟槽开挖环节结束后，在槽段内放置钢筋笼，并浇筑水下混凝土。在混凝土浇筑环节完成后，连接各个幅段，使之形成一个整体，此时地下连续墙结构基本施工完成。以某高层商业建筑工程施工为例，该项目的基坑支护为典型的地下连续墙施工，在施工过程中，施工单位首先进行导墙施工和泥浆制备处理环节，在泥浆制备完成后，根据该施工区域内的地质条件，采用液压抓斗进行成槽环节，成槽后使用空气吸泥法进行清槽操作，当清孔环节全部完成后，进行钢筋网的制作、安装和混凝土的浇筑，以最终完成地下连续墙结构的施工作业。通过验收环节分析后发现，该地下连续墙结构的施工基本取得成功，且经济性较为突出。

2.2钻孔灌注桩结构

冲孔灌注桩是一种常见的深基坑支护结构形式，其基本原理是，通过钻机悬吊冲击锤对土层或岩层进行反复冲击，当土层或岩层破碎后，使用泥浆循环液排出孔内沉渣使之形成钻孔，再对钻孔进行混凝土灌注，最终形成灌注桩而实现预期目标。这种技术的操作较为简单，成本较为合理，且对于各种软弱地层均具有较好的加固效果，具有较高的实用价值。目前，这种结构在高层建筑中的应用较多，以某高层建筑工程项目为例，由于该区域存在较多力学强度不足的粉质黏土和沙质黏土，且地下水埋深普遍在3m左右，因此经过研究决定，采用冲孔灌注桩结构进行施工，在施工过程中，工程技术人员在确保测量定位准确的前提下，首先埋设高度为1.5m，厚度为5.0mm的护筒，再使用桩基进行冲孔作业；其次，冲孔作业完成后，基于正循环工艺，使用PAM泥浆进行清孔作业；而后在清孔作业完成后，放置钢筋笼，使用水下C30级别的商品混凝土进行灌注，再进行桩底注浆作业来完成基坑支护结构施工。在施工完成后的承载力检测和偏移量检测试验中发现，这两方面参数均在允许范围内，也证明钻孔灌注桩施工较具有效性。

2.3钢板桩支护结构

钢板桩支护结构也是当前深基坑支护结构的主要类型之一，在这种支护结构中，通常使用U型钢板桩材料，采用帷幕的形式进行布置。相对而言，钢板桩支护结构有着更高的力学强度，各个钢板桩之间的连接较为紧密，有着较高的防渗水能力，且具备重复应用的价值[2]。基于这些特点，这种支护结构通常用于沿海地区的工程项目当中。以某沿海城市的污水管网工程施工为例，考虑到工程对于防水方面的需求，选用长度为6m的拉森IV号钢板桩材料进行施工，并使用25T吊车和液压高频振动锤组合的方式进行施工作业。在确保各项定位数据信息准确无误的前提下，工程人员按照定位坐标安装导向架，而后再使用打桩机设备进行钢板桩的打设，打设完成后进行土方开挖作业，开挖深度设置为3.0m。在土方开挖作业完成后，使用拔桩机夹住钢板桩头部振动1-2min，而后进行拔桩，最终完成施工作业。验收环节表明，本次采用的钢板桩支护结构在力学性能和防渗漏能力上均较为优异。

2.4工字钢桩围护结构

工字钢桩围护结构主要应用i50-i60级别的大型工字钢进行施工作业，在这种结构施工过程中，通常在基坑尚未开挖时，先沿着基坑设计的边线位置，将工字钢桩打入地下，控制桩间距在1.0-1.2m之间，打桩设备则通常采用振动打桩机。钢桩打入后即可进行基坑开挖作业，当基坑开挖至一定深度后，还需要引入腰梁和横撑予以辅助，由于工字钢桩钢材料的力学强度较高，腰梁材料仍用工字钢，而横撑则大多选用钢管材料。由于工字钢桩的高强度特点，因此其在软弱地基施工中较具实用价值，但工字钢桩维护结构施工过程中的缺点也较为突出，主要表现在，其施工噪声过高（通常超过100dB），对于周边环境的噪声污染极为突出，这也限制了工字钢桩维护结构的实际应用，这种围护结构目前通常应用在郊区和野外的土木工程项目建设之中。

3深基坑支护结构的后期拆除探究

在深基坑施工完成后，由于混凝土内支撑占据的施工空间过多，且属于临时性结构，因此在地下室由下向上施工时，则需要对其依次进行换撑和拆除工作。目前，机械拆除和爆破拆除是两种常见的深基坑结构拆除方法，其中，机械拆除法主要应用大功率破碎机进行拆除作业，爆破拆除法则是通过在钻孔中装药起爆进行拆除作业。相对而言，前者在作业过程中容易产生大量振动，安全隐患偏高；而后者则需要专项资质队伍开展作业。为此，在实际工作中，施工单位通常综合考虑成本、安全性、相关审批资质等因素合理选择拆除方法。以某综合建筑项目的施工为例，由于该项目所处区域周边环境极为复杂，因此常规的机械拆除方法存在着施工困难且成本高的问题，据此，作业单位选择爆破拆除法，在关键节点钻设深度约为50cm、间距在35cm的炮孔；在装药环节中，为提高拆除效果，本次采用分散装药的方式进行填装，上下两部分别占总药量的40%和60%，总药量控制为5.03kg，同时使用导爆索相连接，基于两发塑料导爆管雷管进行引爆。整体来看，本次选用爆破拆除法后，拆除工作时间缩减为原计划的65%，且未对周围人员、建筑和设备等造成损害，证明爆破拆除法的优势更为突出，可考虑进一步推广应用。

4结语

整体来看，深基坑支护结构及其拆除是一个较为宽泛的概念，通常能够细分为多个技术领域，在实际的土木工程建设中，也通常需要结合实际情况，本着“因地制宜”的原则，合理选择深基坑支护结构及后续的拆除措施，以确保土木工程建设有条不紊地进行。这有助于进一步提升土木工程建设的质量安全，进一步推动工程领域的长期稳定发展。

参考文献

[1]倪政东.深基坑支护结构设计研究与实践——以福州某地铁区间隧道上部软土深基坑为例[J].福建建筑,2022(04):95-100.

[2]扈玥昕,冉晴.基于BIM技术的深基坑支护结构安全分析及优化设计[J].居舍,2022(09):106-108.