中铁建工集团北方公司300451
摘要：为了能够有效保障地下结构工程的顺利完工并使其具有较高的安全稳定性，当前在我国基坑支护结构得到了广泛应用。但由于在采用临时性的基坑支护结构时，一旦完成全部施工工作和基坑回填之后，便会面临着临时基坑支护结构被遗弃、浪费等问题，因此当前有研究人员提出可以通过采用支护桩与地下主体结构相结合的方式设置永久性支护结构，从而在彻底解决资源浪费与环境污染问题的基础上，能够使得支护结构的强大效用得到永久性发挥。在这一背景下，本文将结合具体工程案例，对支护桩与地下主体结构相结合的永久支护结构进行简要分析研究。
关键词：支护桩；地下主体结构；永久支护结构
引言：在永久性基坑支护结构当中，其通过将以支护桩为代表的支护结构，利用支撑构件同部分地下主体结构进行相互连接，以此使得支护结构能够永久地发挥自身支护作用。通过运用此种基坑支护技术手段，可以在为工程持续提供支护作用之余，促进工程实现可持续发展。因此研究基于支护桩与地下主体结构相结合的永久支护结构具有十分重要的现实意义。本文将通过重点探究支护桩与地下主体结构相结合的永久支护结构，以期能够为有效开展基坑支护工程提供必要指导。
1.工程概况
为了更好地说明支护桩与地下主体结构相结合的永久支护结构体系，本文将选择以某市建立的高层建筑项目为例，该项目基坑挖深超过-17m，地上30层，地下4层。考虑到工程地质多为黏性土和粉土，因此在进行基坑支护的过程中，设计人员选择使用桩锚支护的方式，采用桩长为25m且桩顶标高为-2m的900@1600砼灌注桩作为支护桩，其嵌固深度为8m。使用标号为C30的混凝土进行浇筑，同时将16根型号为HRB400的钢筋纵向布设在桩内，在保障保护层厚5cm的基础上，将相同型号的12@150螺旋箍筋横向布设其中。桩顶冠梁的宽度和高度分别为90cm以及80cm，锚固段直径为50cm。考虑到该基坑工程支护排桩与厚度为60cm的地下连续墙基本相同，具有较大的抗弯刚度，因此为节约工程成本，提升施工效率，设计人员决定施工换撑施工的方式将工程中的支护排桩转换成永久性支护结构。图1展示的就是该工程的支护结构示意图：
图1永久性支护结构剖面示意图
2.支护桩与地下主体结构相结合的永久支护结构施工分析
2.1桩锚支护
在进行基坑桩锚支护结构施工时，施工人员通过严格按照既定的施工方案以及相关技术标准要求，通过将外伸支撑设置在支护桩同地下室外墙的中间位置处，利用腰梁将支撑牢固连接支护桩[1]。此时施工人员通过将钢板预埋件埋设在腰梁作用位置的支护桩中，使得在钢板预埋件的作用下，位于腰梁内部的配筋能够同支护桩实现牢固焊接，进而构成一个完整整体。由于在这一永久支护结构中地下主体结构与支护桩实现了有机结合，进而使得支护桩能够永久发挥其支护作用，因此施工人员在实际施工过程中也加大了对支护桩施工质量的管理与控制。图2展示的就是永久支护结构的节点竖向示意图：
图2永久性支护结构节点竖向图
2.2换撑施工
在进行换撑施工的过程中，其需要按照由下往上的顺序与主体结构施工保持同步。而作为主体结构梁板外伸部分的支撑构件，主要负责支撑着钢筋混凝土，其一端通过利用预留钢筋紧密连接地下室梁板结构，依托腰梁将其另一端牢固连接支护桩。在该基坑支护工程当中，基础底板的外伸支撑就是素混凝土板桩支撑，其埋深超过-17m，支撑一端连接着基础底板，而另一端浇筑连接着支护桩。为了有效提高施工效率并达到控制是工程成本的目的，在实际进行换撑施工的同时，施工人员也进行了回收锚索。一旦上部结构外伸支撑结构强度至少为80%的设计强度后，施工人员便立即依照相关施工标准要求回收锚索，并严格控制各工序及其关键点，从而切实保障换撑施工具有较高的施工质量水平。
2.3回填土体
在完成全部地下主体结构施工后，施工人员将通过结合具体工程情况，完成防水保温层以及回填土体的施工工程。鉴于在该工程当中，所采用的永久性支护结构几乎不会影响到地下室外墙防水保温层施工，因此最终施工人员决定使用传统施工方法，并通过在进行防水层施工时重点处理外伸支撑节点即可。同样，其通过切实依照施工设计方案和相关技术规程，规范完成回填土体施工，并尽可能避免破坏和影响支撑构件，利用分层夯实的方法以彻底夯实回填的土体[2]。
2.4受力分析
由于在永久性支护结构当中支护桩同时作为临时以及永久性支护结构，因此需要同时对两种工况进行受力分析，以此有效保障基坑支护结构具有较高的应用价值。在临时支护工况中，由支护桩以及止水帷幕共同构成的挡墙会同时受到水压力以及基坑外的岩土侧压力，因此在换撑之前，预应力锚索将会把两种力直接传递至基坑外的深层土体当中。但完成换撑施工后，施工人员回收锚索，此时由腰梁以及其他相关构件负责将两种力传递至地下室主体结构中。而在实际投入使用后，受回填土的作用影响，止水帷幕不再发挥作用，回填土体的水位同坑外完全相同，支护桩负责承担基坑外的岩土侧向力。在外伸支撑的作用下，将力传递至地下主体结构，此时地下室外墙会同时受到水压力和回填土侧压力。通过利用永久支护结构便可以有效削弱地下室外墙受力，进而切实保障工程结构的稳定性和安全性。
【结语】本文通过对支护桩与地下主体结构相结合的永久支护结构进行分析，结合相关工程实例指出其在施工过程中需要经过桩锚支护结构施工和换撑施工，回收锚索以及回填土体等施工工序。而根据最终的施工结果可知，在利用永久性支护结构下，不仅极大地避免了出现资源浪费以及环境污染等问题，同时还可以有效削弱地下室外墙受力，其通过永久地发挥自身支护作用，能够有效提高工程施工质量水平和使用性能。
参考文献
[1]王卫东，沈健.基坑围护排桩与地下室外墙相结合的“桩墙合一”的设计与分析[J].岩土工程学报，2012，34（01）：303-308.
[2]刘国彬，王卫东.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2009