某地下室結(jié)構(gòu)模板工程專項施工方案研究文獻綜述1關(guān)于多種基坑支護形式的研究深基坑工程作為經(jīng)典的研究課題，國內(nèi)外學者在深基坑工程的理論和實踐上均取得了大量實質(zhì)性的成果。基坑工程從最原始的放坡開挖以及簡單支護開挖逐步完善，在支護樁的樣式上演化出了預(yù)制樁、挖孔樁、攪拌樁等。同時，錨桿（索）施工工藝得到不斷改進，注漿以及拉錨等工藝愈發(fā)成熟[1]。目前，基坑開挖在形式上大致有兩類，即放坡開挖與支護開挖。隨著近些年我國城鎮(zhèn)化步伐的加快，在城市中土地資源日益緊缺，很多城市中的高層超高層建筑均緊鄰建造，地下空間綜合開發(fā)需求也在不斷增大。地下停車庫、地下商場、地鐵以及地下人防設(shè)施等均涉及到深大基坑工程。經(jīng)過行業(yè)內(nèi)專家、學者不斷摸索實踐，如今常采用的基坑支護形式主要有七大類[2]。（1）原狀土放坡：相較于支護開挖，在場地開闊且施工條件許可時，針對某些地質(zhì)條件理想并且地下水位相對更低，或者地下水位經(jīng)過降水處理后處于低水位的淺基礎(chǔ)。則可以采用單層放坡或者邊開挖邊防坡的多層放坡施工方案。該方法好處是簡單易實施，在施工條件許可時節(jié)約材料與人工投入，經(jīng)濟性更好。缺點是對場地要求較高，不利于在土地資源緊張或者周邊已建建筑物前提下采用。（2）重力式擋土墻:該法是采用擋土墻自身重力來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定，也是我國目前常用的一種擋土墻。重力式擋土墻建設(shè)時可以選取石砌或混凝土，一般做成簡單的梯形。（3）土釘墻（噴錨支護）：該法的設(shè)計主要是通過在土層當中利用土釘對周邊土層固定，土釘?shù)闹谱鞑牧弦话闶卿摻?。同時，在土層坡面按照鋼筋網(wǎng)加混凝土的方法進行表面防護。利用表面鋼筋混凝土面層加固以及土釘穩(wěn)固深層土體的方法，能夠較好的防止邊坡土體的滑塌。（4）地下連續(xù)墻：該法采用類似于墻體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，能夠有效地提高整個建筑的剛度，提高整個建筑的防滲性。地下連續(xù)墻通常情況下，用于軟粘土及沙土等各種地質(zhì)條件比較復(fù)雜的施工環(huán)境中。（5）排樁支護：排樁支護是將鋼筋混凝土挖孔或者鉆（沖）孔灌注樁柱列式間隔布置，并且在樁頂澆筑較大截面的鋼筋混凝土冠梁以增加各樁之間的可靠連接。柱列式間隔布置分為樁與樁之間有一定凈距的疏排布置形式和樁與樁之間相切的密排布置形式。排樁支護主要適用于基坑側(cè)壁安全等級為一至三級或采取降水和止水帷幕的深基坑。（6）逆作法：逆作法施工技術(shù)是在基坑開挖前，優(yōu)先沿建筑物地下室外墻施工地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)，并進行樁基、混凝土柱施工，然后再施工首層樓板，通過首層樓板將地下連續(xù)墻、樁基與柱連在一起承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載。（7）樁錨支護：樁錨支護即采用灌注樁加錨桿技術(shù)，該法是在灌注樁間加入錨桿，用于深基坑支護設(shè)計中，采取錨索控制變形。樁和錨索的有效結(jié)合，使得支護結(jié)構(gòu)整體剛度更大，支護的穩(wěn)定性更好。2關(guān)于地下工程支護的研究在1980年代之前，中國的高層建筑極少且地下室多為一層，基坑的深度僅為4m，對于4m的基坑那時的土方開挖方式常為大放坡。進入20世紀80年代，各地修建了大量的高層建筑，且地下室的層數(shù)由一層增加到多層，開挖深度加到10米左右。隨著改革開放的進行國民經(jīng)濟水平快速發(fā)展，國家逐漸向建筑領(lǐng)域投入資金技術(shù)，中國的高層建筑進入發(fā)展的快車道。根據(jù)相關(guān)的設(shè)計建議，高層建筑越高其承受的水平力越大，為了保證穩(wěn)定，高層建筑地下部分需要埋置的很深，這就帶來了基坑開挖難度的加大。Muralim[3]為解決無錫信息港項目淤泥質(zhì)土層和微承壓含水層中常規(guī)土錨施工的難度,采用加筋水泥土錨樁與土釘墻的施工工藝，加強基坑邊坡實時監(jiān)測與控制，確保了工程順利進行，基坑施工的安全和周邊環(huán)境的保護得到了有效控制。Kushwaha[4]采用同濟啟明星深基坑設(shè)計軟件對北京地鐵8號線二期工程永泰莊站深基坑的內(nèi)力、位移和整體穩(wěn)定性進行了有限元方法的計算、也針對這些項目對基坑開展了實時的測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該軟件計算的結(jié)果能較好地反映北京地質(zhì)條件下深基坑施工，為施工帶來了方便。黃松華[5]以新加坡濱海灣金沙綜合娛樂城P8402標項目的深基坑開挖支護為例，通過ValetParking(北基坑)信息化施工監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋，運用位移反分析法,對北基坑鋼支撐的施工設(shè)計優(yōu)化。并詳細闡述了位移反分析法成功運用的過程，通過有限元數(shù)值分析法，分析了P8402工程中的設(shè)計優(yōu)化過程。王超[6]對某地鐵深基坑的降水進行了選型設(shè)計并指導了施工的進行，基于有限元分析軟件模擬了基坑降水對基坑本身以及周邊環(huán)境帶來的影響。熊磊[7]通過實踐發(fā)現(xiàn)，對地鐵及構(gòu)筑物等周邊環(huán)境因數(shù)的控制，所采取的爆破設(shè)計及施工方案取得了良好的效果，有效地控制了對周邊地鐵及構(gòu)筑物等環(huán)境的影響。李曉生[8]對深基坑進行了支護設(shè)計，因該基坑深度高達22.95mi，且場地狹窄、周邊環(huán)境復(fù)雜，采用了“灌注樁+鋼筋準凝土支撐”的基坑側(cè)壁支護方案。鋼筋混凝土支撐的設(shè)計高度與樓層面高度的距離相差很小、沒有太多的空間，導致破碎機械只能在樓面結(jié)構(gòu)層上進行破除作業(yè),通過對拆撐方案的論證和選定及理論計算,確保了水平支撐的安全和可靠拆除。崔磊等[9]提出我國現(xiàn)行的基坑設(shè)計規(guī)范條文中沒有明確基坑土體變形計算的方法，于是采用有限元方法對基坑土體的變形規(guī)律進行研究，并基于土工試驗的結(jié)果，給出了適合分析砂土受力和變形的本構(gòu)模型。經(jīng)對比分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)LAC3D自帶的Cysoil本構(gòu)模型能夠描述砂土常規(guī)加卸載應(yīng)力路徑下的力學性質(zhì)，并將Cysoil本構(gòu)模型應(yīng)用于孟加拉國某深基坑工程中，得到的圍護結(jié)構(gòu)和內(nèi)支撐變形規(guī)律。程麗娟等[10]通過分析某實際工程深基坑圍護結(jié)構(gòu)的變形現(xiàn)場量測資料，分析并提出了深基坑開挖中支護結(jié)構(gòu)變形計算的反演預(yù)測方法。依托變形監(jiān)測實時信息數(shù)據(jù)，在開挖過程中，通過反分析方法成功預(yù)測下一工況的變形何勇等[11]通過對支護樁位移和土壓力兩者關(guān)系進行研究，提出了混合法來計算樁身位移，并對混合法進行了編程軟件校核，證明了支護樁的位移確實與土壓力呈現(xiàn)出非線性關(guān)系。劉萍等[12]采用有限元法對實際基坑工程支護結(jié)構(gòu)進行數(shù)值模擬，通過改變錨索參數(shù)，研究基坑和樁體的變形情況。劉萍[13]用FLAC3D軟件模擬不同水平間距內(nèi)支撐布置方式，對基坑內(nèi)支撐的布置方式進行優(yōu)化研究。李永靖等[14]依托某一基坑支護項目，該項目主要是按照雙排樁-錨桿組合支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且使用FLAC3D有限元模擬軟件對基坑開挖各實際工況進行模擬，提取了各工況下的水平位移。朱懷龍等[15]則選擇PLAXIS數(shù)值模擬軟件在不同的開挖深度進行支護結(jié)構(gòu)變形以及內(nèi)力研究，為了更好的進行設(shè)計優(yōu)化，應(yīng)充分考慮開挖深度的影響，研究表明在特定的深度，圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移均有相應(yīng)的數(shù)值，并隨著深度而發(fā)生改變。3地下室外墻與周邊環(huán)境的關(guān)系研究現(xiàn)狀《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-結(jié)構(gòu)》當中簡單粗略的介紹了地下室外墻，并未做出具體的規(guī)范規(guī)定。我國也暫時沒有較為細致明確的關(guān)于地下室外墻設(shè)計構(gòu)造的綜合規(guī)范，作為相對較新的地下支護結(jié)構(gòu)，在高層建筑的地下空間構(gòu)建當中需要更多的理論研究。有學者指出地下室外墻計算方法到底以單向板抑或雙向板進行需要具體從頂板、底板的設(shè)置情況，以及隔墻與外墻外柱的布置形式來最終確定[16]。楊濤通過分析地下室外墻結(jié)構(gòu)的荷載受力情況，利用外墻計算公式來設(shè)計出經(jīng)濟合理的配筋構(gòu)造，提出了在不同情況下可依據(jù)單、雙向板計算簡圖進行地下室外墻設(shè)計[17]。地下室外墻側(cè)向受荷情況需要從外墻外柱的澆注方式出發(fā)研究，現(xiàn)有研究當中對于地下室外墻荷載研究包含了構(gòu)造研究以及模型簡化。但是缺乏對于地下室外墻所受側(cè)向土壓力的量化研究，比如曹俊杰針對地下室外墻土壓力指出在大多數(shù)情況下可用靜止土壓力來代替，特殊情況則可以乘以相應(yīng)的系數(shù)來表示。但是還無法整理形成統(tǒng)一完善的地下室外墻土壓力計算理論，需要就具體的工程實際地下水位情況、地下室外墻材料、地面荷載等進行具體設(shè)計[18]。李連祥、劉兵等[19]借助Plaxis-3D有限元軟件對采用樁錨支護的某基坑工程進行全工況的有限元模擬，發(fā)現(xiàn)支護樁的存在對地下室外墻土壓力分布有明顯的影響。按簡化曲線計算所得地下室外墻內(nèi)力與模擬值較為吻合,即該簡化曲線在濟南市工程地質(zhì)條件下具有較好的適用性，可為支護樁存在條件下的地下室外墻設(shè)計提供參照。周海飛[20]研究表明鋼筋混凝土在進行設(shè)計時，為了防止裂縫的出現(xiàn)，可以在保證承載能力的基礎(chǔ)上通過縮短地下室外墻內(nèi)部鋼筋布置距離，同時降低配筋直徑。在對地下室外墻進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，將暗柱加密設(shè)置在地下室外墻當中，能夠有效的限制地下室外墻的水平向變形，避免大量裂縫的產(chǎn)生以及嚴重開裂情況的發(fā)生。王永剛等[21]將“圍護樁+立柱+內(nèi)支撐”方案優(yōu)化為“基坑內(nèi)支撐與地下結(jié)構(gòu)的梁板合二為一”(即“撐板合一”)方案,并從支護體系的安全性、經(jīng)濟性、施工速度及環(huán)境保護方面,分析了此兩種支護形式。實踐證明，“撐板合一”方案不僅縮短了工期,而且“內(nèi)支撐”的位置更合理,支護剛度大、位移小，基坑更安全。針對擋土結(jié)構(gòu)土壓力與位移之間的關(guān)系,曹克周等提出一種適用于既有地下室外墻影響下的擋土結(jié)構(gòu)非極限主動土壓力計算方法[22]?；趽跬两Y(jié)構(gòu)非極限主動土壓力變化規(guī)律，通過對不同參數(shù)的討論（具體包括粘聚力、兩墻間距、位移比以及摩擦角）研究擋土結(jié)構(gòu)上受力特征，從而探究在地下室外墻已經(jīng)存在的前提下對于非極限土壓力的影響機制。關(guān)于考慮土拱效應(yīng)的臨近地下室外墻影響下的擋土墻主動土壓力的研究目前已經(jīng)取得了很多成果，但對考慮地表附加應(yīng)力影響時的研究還有較多的不足。4支護與地下室外墻共同工作研究現(xiàn)狀目前的工程實際經(jīng)驗與相關(guān)學術(shù)研究中，有學者提出地下室外墻可以用全新的視角去考慮，即把地下室外墻視為建筑支護結(jié)構(gòu)的組成部分。在理論上突破了地下室外墻與基坑外圍支護結(jié)構(gòu)兩部分相互獨立的研究瓶頸，定性的指出地下室外墻可以同時承擔上部建筑結(jié)構(gòu)荷載以及抵抗基坑外側(cè)水土壓力荷載。本文在此研究基礎(chǔ)上，提出永久樁錨支護結(jié)構(gòu)與地下室外墻共同工作結(jié)構(gòu)體系，主要是基于實際工程案例，結(jié)合目前研究應(yīng)用較為完善的地下連續(xù)墻施工技術(shù)，從而進行了系統(tǒng)的研究分析[23]。通過把支護結(jié)構(gòu)如擋土墻或樁簡化為方向豎直的彈性地基梁，用彈簧系統(tǒng)來模擬支撐、錨桿以及土體等部分，其中土體的彈簧剛度選擇使用工程勘察資料的變形模量來計算，從而完成了一套系統(tǒng)的對深基坑支護結(jié)構(gòu)變形和受力的實用計算方法。陳軍利用原有地下室外墻作為翻擴建工程深基坑上部支護結(jié)構(gòu)的一部分,與增深部分新建支護結(jié)構(gòu)有機的結(jié)合在一起,不僅解決了破除原有地下室外墻的擾民問題,而且也大大節(jié)省了工程造價[24]。楊雷[25]對地下室外墻外側(cè)的回填土影響機制分情況進行了研究，首先從是否將回填土開裂情況納入考慮進行了對比研究，進一步從回填土內(nèi)部凝聚力及地下室外墻與回填土黏著力作用機理進行了系統(tǒng)研究。朱建明等[26]根據(jù)擋土墻和地下室外墻的間距與土體破裂面狀態(tài)的關(guān)系將該模型分為3種情況,推導出了各區(qū)相應(yīng)的擋土墻空間主動土壓力計算公式,該公式可以計算出墻背任意位置的主動土壓力;并提出了空間土壓力合力及其作用點的計算方法。王茜[27]對同時用作地下室外墻的地下連續(xù)墻支擋結(jié)構(gòu)的施工方法進行了探討。李連祥等研究指出樁錨永久支護結(jié)構(gòu)可有效減小地下室外墻土壓力,基坑外側(cè)土壓力主要由支護樁承擔。地下室外墻只承擔少量回填土體的側(cè)土壓力,只需按構(gòu)造要求設(shè)計;裂縫計算結(jié)果顯示支護樁滿足現(xiàn)有規(guī)范對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的要求,為永久支護體系的推廣奠定基礎(chǔ)[28]。然而，在具體的實際工程中，由于永久支護理論體系還需進一步完善，形成系統(tǒng)的理論指導實踐體系，還需更多學者的研究努力。5研究述評本文基于以上閱讀和分析，發(fā)現(xiàn)地下工程“撐墻合一”模板的研究、應(yīng)用不管是在國外還是國內(nèi)，都還停留在起步的階段，在工程中有少量的應(yīng)用。學者們也還沒有大量深入的研究“撐墻合一”技術(shù)，正確的理論和有效科學的設(shè)計方法暫時空缺，規(guī)范中也是僅僅提到可以使用，可供參考的指標很少。原本的基坑支護模板設(shè)計，強調(diào)的是臨時性，但支護模板將考慮排撐與主體模板一起永久使用，會有什么問題出現(xiàn)在把排撐臨時性設(shè)計為永久性的過程中以及要怎么處理，一套可靠有效的方法是現(xiàn)在極為需要的。科學系統(tǒng)的設(shè)計“撐墻合一”模板涉及到的問題很多，工程所在場地的巖土性質(zhì)不同會使得設(shè)計方法不同，同時需要考慮研究支護模板、主體地下模板和地上模板三者是怎么互相作用的。目前，“撐墻合一”支護模板還欠缺下列研究：支護模板、工程撐、地下主體模板外墻三者協(xié)同受力的特性和規(guī)律、如何分擔荷載、抗浮應(yīng)用及其相關(guān)經(jīng)濟指標等。此外，“撐墻合一”支護模板的穩(wěn)定性也還在一些已經(jīng)投入使用的建構(gòu)筑物中考察。參考文獻：[1]中國土木工程學會上力學及巖上工程分會.深基坑支護技術(shù)指南[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012.[2]Muralimsheorey.Numericalestimationofpillarstrengthincoalmines[J].InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences,2001,38(8):1185-1192[3]Kushwahaa.Characteristicsofgroundsurfacesettlementduringexcavationcan[J].CanGeotech.30:758-767[4]EjCording,JiLong,MsonDLaefer.Assessmentofexcavationinducedbuildingdamage[C].EarthRetentionConference,2010,(3):10-20.[5]黃松華.深基坑支護施工技術(shù)分析[J].綠色環(huán)保建材,2020(05):172+174.[6]王超.某深基坑樁錨支護結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬分析[D].安徽理工大學,2019.[7]熊磊.深基坑支護設(shè)計與施工研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2022(11):45-47.[8]李曉生.富水深厚砂卵石地層深基坑降水引起的地層沉降預(yù)測[J].河南科技大學學報（自然科學版）,2023,44(1):77-83.[9]崔磊,焦遠俊,黃桂林.超深基坑復(fù)雜環(huán)境下混凝土水平支撐的安全拆除[J].江蘇建筑,2019，（06）:87-89.[10]程麗娟,漆鵬,侯攀.適用于砂土基坑變形分析的土體本構(gòu)模型應(yīng)用[J].人民長江,2019,50(S2):207-212.[11]何勇.路基深基坑支護結(jié)構(gòu)變形特征與加固技術(shù)[J].山東交通科技,2022(4):37-41.[12]劉萍.樁錨支護結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化有限元分析[J].沈陽建筑大學學報(自然科學版),2016(5):797-803.[13]王施.地鐵基坑地下連續(xù)墻及鋼支撐支護結(jié)構(gòu)性能研究[J].工程技術(shù)研究,2021,6(4):101-103.[14]李永靖，陳通廣，郝連學，等.基于FLAC3D的雙排樁一錨桿復(fù)合支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學報，2016,27(4):130-134.[15]朱懷龍,王興陳,阮呈尚,等.坑外偏壓荷載作用下既有深基坑支護結(jié)構(gòu)性狀分析[J].科學技術(shù)與工程,2020,20(13):5320-5326.[16]中國建筑標準設(shè)計研究院.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)