黃嶺

（中鐵十二局集團(tuán)華南工程有限公司，廣東 中山 528400）

深基坑支護(hù)是建筑施工中常見(jiàn)的一項(xiàng)工程，用于保障基坑在施工期間的穩(wěn)定性和安全性。在深基坑支護(hù)中，鋼結(jié)構(gòu)支撐作為一種常見(jiàn)的支護(hù)方式，由于其優(yōu)良的性能和適用性，在工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)支撐具有高強(qiáng)度、剛性好、施工周期短等特點(diǎn)，能夠有效地保障基坑的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)具有良好的可重復(fù)利用性，對(duì)環(huán)境也沒(méi)有污染。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中仍然存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

因此，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，對(duì)于提高施工質(zhì)量和效率具有重要的意義。

1 鋼結(jié)構(gòu)支撐的分類與特點(diǎn)

1.1 鋼結(jié)構(gòu)支撐的分類

鋼結(jié)構(gòu)支撐作為一種常見(jiàn)的深基坑支護(hù)方式，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和功能特點(diǎn)，可分為桅桿支撐、橫撐支撐和斜撐支撐三類。

1.1.1 桅桿支撐

桅桿支撐是一種直立的鋼結(jié)構(gòu)支撐形式，通過(guò)豎立的鋼管或鋼型材組成的桅桿，作為基坑支撐的主要承載構(gòu)件。桅桿支撐常用于基坑邊界處或局部區(qū)域，通過(guò)桅桿的固定和連續(xù)排列，形成穩(wěn)定的支撐體系。桅桿支撐具有安裝簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在小型和中型基坑支護(hù)中應(yīng)用廣泛。

1.1.2 橫撐支撐

橫撐支撐是利用鋼管或鋼型材制成的橫向支撐構(gòu)件，將基坑的兩側(cè)墻體連接起來(lái)，形成整體的支撐結(jié)構(gòu)。橫撐支撐通過(guò)對(duì)基坑兩側(cè)的墻體進(jìn)行橫向約束，有效防止墻體的傾斜和變形，提高整體的穩(wěn)定性。橫撐支撐適用于較大跨度的基坑和具有較高壓力的情況。

1.1.3 斜撐支撐

斜撐支撐采用斜向放置的鋼管或鋼索作為支撐構(gòu)件，將基坑的側(cè)墻與底板或底梁連接起來(lái)。斜撐支撐通過(guò)斜向的約束作用，增強(qiáng)了基坑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度。斜撐支撐適用于需要較高支撐剛度和抗傾斜能力的大型深基坑工程[1]。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)支撐的特點(diǎn)

1.2.1 高強(qiáng)度

鋼結(jié)構(gòu)支撐由高強(qiáng)度的鋼材制成，具有出色的承載能力和抗變形能力。鋼材的高強(qiáng)度使得鋼結(jié)構(gòu)支撐能夠承受較大的荷載和壓力，保證基坑的穩(wěn)定性和安全性。

1.2.2 剛性好

鋼結(jié)構(gòu)支撐具有較高的剛性和穩(wěn)定性，能夠有效地抵抗外部荷載和變形力的作用。鋼材的剛性使得支撐結(jié)構(gòu)在承受荷載時(shí)不易發(fā)生明顯的變形和變位，保持基坑的形狀和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

1.2.3 施工周期短

鋼結(jié)構(gòu)支撐的制造和安裝相對(duì)簡(jiǎn)便，施工速度快。相比于傳統(tǒng)的混凝土支撐結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)支撐可以極大地縮短施工周期，提高施工效率。此外，鋼結(jié)構(gòu)支撐還具有可重復(fù)利用的特點(diǎn)，可降低施工成本和資源浪費(fèi)。

鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中具有諸多優(yōu)勢(shì)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)，以提高鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用效果和施工質(zhì)量。

2 鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用

2.1 基坑開(kāi)挖階段

在基坑開(kāi)挖階段，鋼結(jié)構(gòu)支撐起到了支護(hù)和穩(wěn)定基坑的作用。以下是鋼結(jié)構(gòu)支撐在基坑開(kāi)挖階段的三種應(yīng)用方式。

2.1.1 預(yù)制支撐系統(tǒng)的應(yīng)用

預(yù)制支撐系統(tǒng)是指將鋼結(jié)構(gòu)支撐在開(kāi)挖前提前制作好，并在開(kāi)挖過(guò)程中進(jìn)行安裝和調(diào)整。這種支撐系統(tǒng)常常由鋼板框架、鋼管樁和鋼板樁等構(gòu)件組成。預(yù)制支撐系統(tǒng)具有支撐力強(qiáng)、剛性好、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)[2]。它可以根據(jù)基坑的不同形狀和尺寸進(jìn)行定制，適應(yīng)各種復(fù)雜的地質(zhì)條件和工程要求。

2.1.2 鋼支撐與土工格柵結(jié)合的應(yīng)用

土工格柵是一種由鋼材或聚合物材料制成的格狀結(jié)構(gòu)，可以用于土體加固和支撐。在基坑開(kāi)挖階段，鋼支撐與土工格柵結(jié)合應(yīng)用可以提供更好的支護(hù)效果。鋼支撐提供了剛性的支撐力，而土工格柵則通過(guò)其柔性和抗拉強(qiáng)度，與周圍土體形成一個(gè)整體支撐體系。這種結(jié)合應(yīng)用能夠有效地控制土體的位移和變形，提高基坑的穩(wěn)定性和安全性。

2.1.3 鋼支撐與錨固技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用

在一些復(fù)雜的地質(zhì)條件下，僅僅依靠鋼支撐的剛性可能無(wú)法滿足支護(hù)的要求。此時(shí)，可以將鋼支撐與錨固技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。錨固技術(shù)可以通過(guò)在周圍土體中埋設(shè)錨桿或錨索，并與鋼支撐連接，形成一個(gè)穩(wěn)定的支護(hù)系統(tǒng)。錨固技術(shù)可以增加鋼支撐的抗拉能力和整體剛度，提高基坑的穩(wěn)定性，特別適用于土質(zhì)松軟或水位較高的地區(qū)。

2.2 基坑開(kāi)挖后期

在基坑開(kāi)挖后期，鋼結(jié)構(gòu)支撐的應(yīng)用重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了基坑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的加固和穩(wěn)定。

2.2.1 鋼支撐與混凝土結(jié)構(gòu)體的組合應(yīng)用

在基坑開(kāi)挖后期，可以將鋼支撐與混凝土結(jié)構(gòu)體相結(jié)合，形成一種混合支撐體系。鋼支撐提供了臨時(shí)的支撐，而混凝土結(jié)構(gòu)體則提供了永久的支撐和剛性。通過(guò)鋼支撐與混凝土結(jié)構(gòu)體的組合應(yīng)用，可以提高基坑的整體穩(wěn)定性和承載能力，適用于大型基坑和需要長(zhǎng)期支撐的工程[3]。

2.2.2 鋼支撐與土體改良技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用

在基坑開(kāi)挖后期，如果土體的穩(wěn)定性較差，可以采用土體改良技術(shù)來(lái)提高土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。鋼支撐與土體改良技術(shù)（如土釘墻、土石梁等）結(jié)合應(yīng)用可以形成一種綜合支護(hù)體系。鋼支撐提供臨時(shí)的支撐，在土體改良技術(shù)的輔助下，可以加固土體并保證基坑的穩(wěn)定性。

2.2.3 鋼支撐與土釘技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用

土釘技術(shù)是一種通過(guò)在土體中鉆孔并注入鋼筋混凝土或聚合物材料的方法，提高土體的抗拉強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性。鋼支撐與土釘技術(shù)結(jié)合應(yīng)用可以形成一種強(qiáng)化支撐體系。鋼支撐提供臨時(shí)的支撐，土釘技術(shù)通過(guò)加固土體，形成一個(gè)整體的支護(hù)體系，這種結(jié)合應(yīng)用可以提高基坑的整體穩(wěn)定性和抗傾斜能力。

2.3 基坑支護(hù)的效果評(píng)估

2.3.1 監(jiān)測(cè)手段和方法

基坑支護(hù)的監(jiān)測(cè)通常包括測(cè)量位移、應(yīng)力和變形等參數(shù)。常用的監(jiān)測(cè)手段和方法包括測(cè)斜儀、水平儀、全站儀、應(yīng)變計(jì)等。通過(guò)這些監(jiān)測(cè)手段和方法，可以及時(shí)獲取基坑支護(hù)體系的變化情況，為工程管理和控制提供數(shù)據(jù)支持。

2.3.2 支護(hù)效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)

評(píng)價(jià)基坑支護(hù)效果的指標(biāo)包括支撐結(jié)構(gòu)的變形量、基坑邊界的位移、土體的應(yīng)力狀態(tài)等。通過(guò)對(duì)這些指標(biāo)的監(jiān)測(cè)和分析，可以評(píng)估支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度、穩(wěn)定性和安全性，判斷支護(hù)效果是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求[4]。

2.3.3 實(shí)際工程案例分析

通過(guò)對(duì)實(shí)際工程案例的分析，可以驗(yàn)證鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用效果。實(shí)際工程案例的分析可以包括支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案、施工過(guò)程的監(jiān)測(cè)記錄和支護(hù)效果的評(píng)估等內(nèi)容。這些分析可以為今后的工程實(shí)踐提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

3 鋼結(jié)構(gòu)支撐在基坑工程中的優(yōu)勢(shì)和存在的問(wèn)題

3.1 優(yōu)勢(shì)

3.1.1 高度可靠性

鋼結(jié)構(gòu)支撐由高強(qiáng)度的鋼材制成，具有出色的承載能力和抗變形能力。鋼材的材料特性使得鋼結(jié)構(gòu)支撐在承受荷載和土壓力時(shí)表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性和可靠性。相比之下，傳統(tǒng)的木材或混凝土支撐結(jié)構(gòu)可能存在承載能力不足或易發(fā)生破損的問(wèn)題。因此，鋼結(jié)構(gòu)支撐在基坑工程中被廣泛應(yīng)用，并受到工程師和施工人員的青睞。

3.1.2 施工周期短

鋼結(jié)構(gòu)支撐的制造和安裝相對(duì)簡(jiǎn)便，施工速度快。鋼材可以通過(guò)工廠預(yù)制，在施工現(xiàn)場(chǎng)快速安裝，極大地縮短了施工周期。相比之下，傳統(tǒng)的混凝土支撐結(jié)構(gòu)需要現(xiàn)場(chǎng)澆筑和養(yǎng)護(hù)，需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)完成[5]。在項(xiàng)目時(shí)間緊迫和工期限制的情況下，鋼結(jié)構(gòu)支撐能夠有效提高施工效率，減少項(xiàng)目延誤的情況發(fā)生。

3.1.3 可重復(fù)利用性

鋼結(jié)構(gòu)支撐具有較高的可重復(fù)利用性。一旦一個(gè)基坑工程完成，鋼結(jié)構(gòu)支撐可以被拆除并進(jìn)行檢修和清潔，然后用于其他基坑工程。這種可重復(fù)利用性可以降低項(xiàng)目的成本，減少資源浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境友好。與此相比，傳統(tǒng)的混凝土支撐結(jié)構(gòu)通常需要拆除和重新建造，造成更多的成本浪費(fèi)。

3.2 存在的問(wèn)題

3.2.1 剛性差異問(wèn)題

不同類型的鋼結(jié)構(gòu)支撐具有不同的剛性特征。在實(shí)際工程中，可能需要根據(jù)不同的土質(zhì)條件和荷載要求選擇不同類型的鋼結(jié)構(gòu)支撐。然而，由于剛性差異，如果選擇不當(dāng)或不合理的鋼結(jié)構(gòu)支撐，可能會(huì)導(dǎo)致基坑支護(hù)體系的剛性不匹配，進(jìn)而影響基坑的穩(wěn)定性。因此，在選擇和設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)支撐時(shí)，需要進(jìn)行充分的土質(zhì)調(diào)查和工程計(jì)算，確保選擇合適的剛性特征。

3.2.2 破壞性問(wèn)題

在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)支撐可能受到較大的荷載和土壓力作用，可能會(huì)發(fā)生破壞。這種破壞可能包括鋼材的彎曲、變形或斷裂，進(jìn)而影響基坑的穩(wěn)定性。因此，需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支撐的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行充分的評(píng)估，并采取相應(yīng)的措施來(lái)防止破壞的發(fā)生，例如增加支撐的數(shù)量和密度，使用更高強(qiáng)度的鋼材等。

3.2.3 施工技術(shù)難題

鋼結(jié)構(gòu)支撐的安裝和拆除需要一定的施工技術(shù)，包括起吊、連接、固定等操作。在一些特殊的基坑工程中，可能存在施工空間狹小、土質(zhì)條件惡劣、施工環(huán)境復(fù)雜等問(wèn)題，對(duì)施工技術(shù)提出了更高的要求。因此，施工人員需要具備專業(yè)的技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，以應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的施工情況，并確保鋼結(jié)構(gòu)支撐的安全和穩(wěn)定。

鋼結(jié)構(gòu)支撐在基坑工程中具有高度可靠性、施工周期短和可重復(fù)利用性等優(yōu)勢(shì)。然而，仍然需要解決剛性差異問(wèn)題、破壞性問(wèn)題和施工技術(shù)等存在的問(wèn)題。通過(guò)加強(qiáng)研究和實(shí)踐，不斷改進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)支撐的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，可以進(jìn)一步提高基坑工程的質(zhì)量和效率。

4 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

4.1 研發(fā)新型鋼結(jié)構(gòu)支撐材料

隨著科技的進(jìn)步和材料科學(xué)的發(fā)展，研發(fā)新型的鋼結(jié)構(gòu)支撐材料將成為未來(lái)的一個(gè)重要方向。新型材料可以具有更高的強(qiáng)度和剛性，同時(shí)具備更好的耐腐蝕性能和抗疲勞性能。例如，高強(qiáng)度鋼材、耐腐蝕鋼材和復(fù)合材料等都是研發(fā)的方向。這些新型材料的應(yīng)用可以進(jìn)一步提升鋼結(jié)構(gòu)支撐的承載能力和使用壽命，從而提高基坑支護(hù)體系的安全性和穩(wěn)定性。

4.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和施工工藝

鋼結(jié)構(gòu)支撐的設(shè)計(jì)方法和施工工藝也是未來(lái)的發(fā)展方向。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，可以更精確地計(jì)算和預(yù)測(cè)鋼結(jié)構(gòu)支撐在不同土質(zhì)條件和荷載情況下的性能。同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、數(shù)值模擬和虛擬現(xiàn)實(shí)等，可以提高設(shè)計(jì)的精度和效率。在施工工藝方面，通過(guò)引入先進(jìn)的施工設(shè)備和技術(shù)，如自動(dòng)化施工設(shè)備和無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)等，可以提高施工效率和質(zhì)量，減少人為錯(cuò)誤和施工風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 發(fā)展智能化監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)

隨著智能化技術(shù)的快速發(fā)展，智能化監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)支撐中的應(yīng)用日益重要。通過(guò)傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼結(jié)構(gòu)支撐的變形、應(yīng)力和荷載情況，提前預(yù)測(cè)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，通過(guò)智能化控制系統(tǒng)，可以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支撐進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整和優(yōu)化，提高基坑支護(hù)體系的穩(wěn)定性和安全性。這些智能化監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)的發(fā)展將為基坑工程的管理和運(yùn)維提供更高效、精確的手段。

未來(lái)鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的發(fā)展趨勢(shì)將集中在研發(fā)新型鋼結(jié)構(gòu)支撐材料、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和施工工藝，以及發(fā)展智能化監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)。這些發(fā)展趨勢(shì)將不斷提升鋼結(jié)構(gòu)支撐的性能和效益，進(jìn)一步推動(dòng)基坑工程的發(fā)展和進(jìn)步。隨著科技的不斷突破和應(yīng)用，可以期待鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中發(fā)揮更重要的作用，為城市建設(shè)和工程建設(shè)提供更安全、高效的解決方案。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行了全面的分析和探討。通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的綜合研究，發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中具有諸多優(yōu)勢(shì)，如高強(qiáng)度、剛性佳和施工周期短等。然而，在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)。因此，今后的研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注新型材料的研發(fā)、設(shè)計(jì)方法和施工工藝的優(yōu)化，以及智能化監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)的發(fā)展，以進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用效果和施工質(zhì)量。