杭州萧山城区建设有限公司
摘要：预加轴力是超深基坑工程研究的重点。以现阶段超深基坑工程施工情况为基础，结合近年来预加轴力研究工作特点，明确新时代发展对超深基坑工程提出的建设要求，了解预加轴力的作用，分析超深基坑工程预加轴力施工架方法，以期为工程建设施工提供保障。
关键词：超深基坑工程；预加轴力；施工方法；意见
在社会经济不断发展，科技技术持续革新的背景下，人们的生活质量越来越高，对基础设施和住房的要求也随之提高。从最初的茅草屋、泥泞路、独木桥逐渐发展成了砖房、石板路，再到现如今的高楼大厦、地铁火车。与此同时，新的施工建设材料也得到了研发和推广，大量现代化施工技术得到了应用，但也涌现出了全新的工程问题。下面以超深基坑工程为例，对其施工建设工作中的预加轴力施工方法进行深层探索。
1.国内外研究现状分析
对基坑变形检测、研究及预测、管理的相关工作一直都是工程界关注的难题。因为基坑工程中包含很多不确定因素，如地质条件、水文条件及周边环境等都拥有自己的特点，各项工程间不能随意借鉴和引用，所以几十年的基坑变形研究工作发展速度极为缓慢，且远远低于结构工程的有效性研究进度，成为了当前影响工程行业持续发展的主要因素。在二十世纪七十年代初期，以可靠性理论为基础的结构设计方案初步形成且得到推广，基坑工程领域的学者还在对土体物理力学数据的随机性和概率划分等进行深层探索，但直到现如今，这些问题都没有得到有效解决，虽然获取了一定成果，但没有提出完善的系统理论，因此相关的问题研究还要继续进行。
2.工程介绍
本文选择的超深基坑工程是某市建造的地下停车库，具体开挖深度达到了三十四点三米。基坑工程影响范围包含了十层土体，工程影响范围内下层土体性质高，属于泥质粉砂岩，但在开挖到八点三米到二十六米时，土体变成了淤泥质粉质粘土，性能过低。施工单位选择的围护结构是桩撑式，在本次工程施工中一共有八道支撑。除了第一和第五道属于混凝土支撑外，其他每道钢支撑设计的预加轴力都控制在300kN[1]。
3.数值计算模型
依据Adina有限元软件构建的数值计算模型，可以从几何模型、材料参数设计和工况模拟三个角度进行深层探索。下面对其中两点进行分析：
3.1几何模型
其一，土层模型。这一阶段是结合实际需求划分为十层，具体形式如下所示：
图1土体模型
其二，围护结构。施工人员在围护结构的状体位置选择引用了实体单位，并结合抗弯刚度等原理实施模拟检测。以桩体实际配筋情况可以分为两种单元；一方面是钢筋较少部分桩体单元；另一方面是配筋较多的部分桩体单元。通过引用truss桁架线进行模拟支撑体系，可以获取以下几点内容：第一，对弹性模量提出混凝土支撑与钢支撑；第二，对截面积提出满足实践需求的内容；第三，对线单元的初期应变进行设计，确保其满足支撑预加轴力的模拟[2]。
3.2工况模拟
其一，开挖工况设计分析。具体内容主要分为以下几点：第一，地应力平衡；第二，依据单元生死功能模拟围护桩体施工；第三，开挖第一层土体；第四，设计第一道混凝土支撑；第五，重复进行第三和第四步工作，一直到获取第八道钢支撑为止；第六，开挖最后一层土体；第七，浇筑基坑底板。
其二，支撑预加轴力施加方法。通过整合实践设计需求，钢支撑的中间支撑都要加大预加轴力，因此在模型中也要对其实施模拟。现阶段落实的有限元模拟工作，在truss单元中加大预加轴力的方法是：truss单元同周边实体单元依据结点约束方程的形式进行连接，再依据不同的方式给予truss单元初始应力。方法有施加初始应力、改变温度及设计初始条件等。
通过上述方法对预加轴力实施模拟，有助于保障truss单元同周边实体单元在结点约束方程中来调节内力和变形。但在实践施工中，各层钢支撑是依据多种类型钢支撑构成的，在协调内力与变形的过程中，每一根钢支撑的内力都会出现改变，并与设计预加力产生差异性，进而难以满足施工现场需求。因为在现场施工中，工作人员通常情况下会引用千斤顶来加大预加力，这样有助于确保每根钢支撑的预加力和设计预加力一致。
总体来说，施工人员要寻找一个更为科学的模拟基坑开挖钢支撑预加力的施加方式，并注重研究下述几点内容：第一，在完成支撑架设工作后，工作人员要对支撑处于围护结构的对应位置提出一对相反的模拟预加力；第二，在支撑力和维护结构力的作用点中，明确传力带是用于整合支撑与维护结构的变形。此时的传力带厚度很小，对整体结构性能构成的影响可以不用考虑；第三，在加大初期预加力的过程中，传力带的刚度设计要低于围护结构和支撑，这样有助于保障传力带不会影响预加力的工作效益，确保在预加力的影响下，围护结构和支撑的变形更加满足现实需求。而后在实施下步计算的过程中，整改相应数据，确保其与围护结构一致，以此促使围护结构和支撑间力的传播满足现实需求[3]。
4.施工方案的优化分析
通过上述案例的深层探索和研究发现，在实践施工过程中，影响变形的主要原因在于加大预加力，致使钢支撑体系T形传力件出现磨损，但若不加大预加力，也会让围护结构和周边土体变形情况越来越严重。加大预加轴力的具体影响已经从实践研究中获取了一定了解，因此施工单位在对比分析不加大预加力时的体系变形与现实情况后可知，优化和整改施工方案是发展的必然工作。
4.1不加大预加力时的体系变形
因为此时的传力件性能不会受到影响，所以施工人员在研究过程中，要以原模型为基础，不加大预加力，而后计算最终结果。
4.2施工方案优化
通过实践研究分析可知，在传力件性能受到约束的情况下，实际土体水平位移的变化非常大，具体幅度变化可以达到几倍，对预加力拥有积极引导作用，但对深基坑工程施工而言会埋下安全隐患。在这一背景下，若是可以控制预加力的变化，虽然体系形变会越发严重，但具体幅度很小，容易为施工人员提供便捷。如将千斤顶的推力变成一个小数值，可以确保其满足钢支撑体系中的传力性能。由此可知，桩撑式围护结构体系基坑施工阶段，虽然加大的预加力对掌控结构和土体形变有积极作用，但在施工中很容易遇到意外问题，如加大预加力或在推广中出现不良因素，此时需要工作人员结合实际情况进行深层研究，选择效率高、维护性强的施工方案，只有这样才能保障超深基坑工程可以有效而安全的进行下去[4]。
结束语
综上所述，现阶段我国预加轴力施工方法主要是以传统工作经验为主进行深层探索，缺少相应的理论依据，因此施工单位在施工建设过程中，要以分析平衡侧向土压力为基础的新观念，为未来预加轴力施加方法的应用和推广提供依据，提出具有理论性的内容，并明确有效的发展方向。相信在广大工程技术人员和学者的共同努力下，超深基坑工程预加轴力施加方法势必会向着理论化和标准化的方向前进，而基坑开挖支护技术和理论也会越来越完善。
参考文献
[1]姜波,刘若彪,翁其平.上海500kV虹杨变电站深基坑工程设计与实践[J].施工技术,2017,46(S2):59-64.
[2]李迥.富水地区砂土条件下超深基坑工程施工关键技术[J].建筑施工,2017,39(08):1141-1142+1148.
[3]汪小林.复杂环境条件下的超大超深基坑工程施工技术[J].建筑施工,2017,39(07):952-954.
[4]程明进.复杂环境下的超深基坑工程顺逆作结合设计与实践[J].绿色建筑,2017,9(04):87-89.