傳統(tǒng)的基坑支護(hù)技術(shù)大量采用臨時鋼筋混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu),存在以下問題: 1)大量使用鋼筋混凝土支撐會引起工程建設(shè)資源消耗量大、碳排放量高、工程造價高; 2)錯綜復(fù)雜的混凝土支撐造成基坑地下施工空間狹小,挖土不便,導(dǎo)致工期延長; 3)臨時混凝土支撐的拆除還會產(chǎn)生大量建筑垃圾,切割或爆破產(chǎn)生噪聲與揚(yáng)塵更是對周圍環(huán)境造成污染。因此,需要探索一種更先進(jìn)的新型支護(hù)技術(shù)去解決這些問題。

自穩(wěn)式基坑支護(hù)組合技術(shù)是一種由斜向前撐樁代替鋼筋混凝土水平支撐,利用斜向前撐樁提供抗力,與坑外土體壓力達(dá)到平衡,實現(xiàn)坑內(nèi)微障礙或無障礙開挖的新型基坑支護(hù)技術(shù)。其技術(shù)原理主要包括斜撐效應(yīng)、剛架效應(yīng)和減隆效應(yīng)。斜撐效應(yīng)是指斜向前撐樁通過與坑底土體共同作用提供承載力,并通過壓頂梁與基坑圍護(hù)連接控制圍護(hù)樁向坑內(nèi)變形的趨勢,提供抵抗坑外土體壓力;剛架效應(yīng)是指利用排樁、斜樁組合與壓頂梁共同形成超靜定剛架結(jié)構(gòu),提升基坑穩(wěn)定性與抗傾覆能力;減隆效應(yīng)是指斜向前撐樁與坑內(nèi)土體共同作用時反壓坑底土體,可減小基坑開挖引起坑底土體隆起變形,同時保持坑底土體應(yīng)力狀態(tài),提升被動區(qū)土壓力。

自穩(wěn)式基坑支護(hù)技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在2個方面:

1)效率高。該技術(shù)突破性采用坑內(nèi)土體為支撐點,土方成槽開挖與配筋墊層相結(jié)合,大大節(jié)約傳統(tǒng)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工及養(yǎng)護(hù)時間;同時,開挖階段實現(xiàn)了基坑工程無水平內(nèi)支撐的大空間快速施工,解決了現(xiàn)階段基坑工程大量鋼筋混凝土支撐施工養(yǎng)護(hù)周期長、基坑挖土效率低的技術(shù)不足,顯著提升施工效率,節(jié)約工期。

2)資源消耗低。該技術(shù)采用少量斜樁代替密布鋼筋混凝土支撐,大大降低了現(xiàn)有同類技術(shù)中臨時鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的消耗,節(jié)能減排的同時顯著降低工程建設(shè)成本,并解決了現(xiàn)有同類技術(shù)中拆除鋼筋混凝土支撐時產(chǎn)生建筑垃圾、噪音擾民、揚(yáng)塵危害健康等環(huán)境問題。

以上海地區(qū)開挖深度10 m、開挖面積約2萬m2的基坑為例,相比傳統(tǒng)的灌注樁+2道混凝土支撐支護(hù)結(jié)構(gòu),自穩(wěn)式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)節(jié)省造價20%,節(jié)約工期40%,降低能耗30%,具備便捷、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保等優(yōu)點。截至2021年底,推廣應(yīng)用工程項目200余項,累計合同額5.6億元,累計節(jié)約工程建設(shè)成本約12億元。