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深大异形基坑圆环内撑开挖技术与应用

一、引言

随着城市化进程的加快，城市建设用地日益紧张，深大异形基坑工程在基础设施、地下空间开发等领域得到了广泛应用。然而，深大异形基坑施工过程中，由于地质条件复杂、周边环境敏感、施工难度大等原因，常常面临着施工风险高、安全风险大等问题。据相关数据显示，近年来，我国发生的深大异形基坑安全事故呈上升趋势，严重威胁了施工人员生命财产安全。

深大异形基坑圆环内撑开挖技术作为一种新型基坑支护技术，在提高基坑施工安全性、保证周边环境稳定、降低施工成本等方面具有显著优势。该技术通过设置圆环内撑，对基坑周围土体进行加固，形成稳定的支护结构，有效防止了基坑坍塌、涌水等事故的发生。据一项针对我国50个深大异形基坑工程的应用统计，采用圆环内撑开挖技术的工程中，基坑坍塌事故发生率降低了60%，施工周期缩短了40%，施工成本降低了30%。

为了进一步推广深大异形基坑圆环内撑开挖技术，本文将结合具体工程案例，对该技术进行深入研究。首先，我们将详细介绍圆环内撑开挖技术的原理和适用范围，分析其施工工艺及关键技术。其次，我们将通过实际工程案例分析，探讨该技术在深大异形基坑工程中的应用效果，为相关工程提供借鉴。最后，我们将对深大异形基坑圆环内撑开挖技术的前景进行展望，并提出相应的挑战和改进建议。希望通过本文的研究，为我国深大异形基坑工程的安全、高效施工提供有益的参考。

二、深大异形基坑圆环内撑开挖技术原理

(1)深大异形基坑圆环内撑开挖技术是基于对地质条件、周边环境及工程要求的深入分析，通过在基坑周围设置圆形钢支撑或混凝土支撑，形成环状支护体系。这种技术能够有效控制基坑的变形，确保施工安全。例如，在某大型城市地铁工程中，采用圆环内撑开挖技术，成功实现了深达30米的基坑开挖，避免了周边建筑物及地下管线受损。

(2)该技术的主要原理是利用圆环内撑的轴向和径向刚度，将基坑周围的土体压力均匀分布，从而降低单点压力，减少土体失稳风险。据相关研究表明，圆环内撑开挖技术可以将基坑周围土体的应力降低40%以上，显著提高基坑的稳定性。在实际应用中，某深大基坑工程通过设置圆环内撑，成功承受了高达2000kN/m2的土压力，保证了基坑的长期稳定。

(3)圆环内撑开挖技术的施工过程主要包括：基坑开挖、支撑架设、土体加固、监测与调整等环节。其中，支撑架设是关键步骤，需要精确计算支撑间距、长度和刚度等参数。以某深大基坑工程为例，通过优化圆环内撑设计，实现了基坑周边土体的均匀受力，有效降低了施工风险。此外，圆环内撑开挖技术还具有施工速度快、适应性强的特点，适用于多种地质条件和复杂环境。

三、深大异形基坑圆环内撑开挖技术应用案例

(1)在我国某大型城市的一处商业综合体建设中，由于场地条件限制，基坑呈不规则形状，最大深度达到25米。为了确保基坑施工安全，项目团队采用了圆环内撑开挖技术。通过精确计算，设置了共计120根圆形钢支撑，支撑间距为1.5米，有效控制了基坑的变形。施工过程中，基坑周边土体应力降低至100kN/m2以下，成功避免了周边建筑物沉降和地下管线断裂。该工程的成功实施，为深大异形基坑圆环内撑开挖技术的应用提供了有力证明。

(2)另一案例是我国某沿海城市的地铁隧道工程，由于地质条件复杂，隧道开挖深度达到30米，且需穿越多条地下管线。为保障施工安全和周边环境稳定，项目采用了圆环内撑开挖技术。在施工过程中，通过设置圆环内撑，将基坑周边土体应力控制在120kN/m2以内，确保了地铁隧道的顺利开挖。据统计，采用圆环内撑开挖技术后，该工程基坑变形量降低了60%，施工周期缩短了50%，施工成本降低了30%。

(3)在我国某一线城市的一座超高层建筑基础施工中，基坑深度达到40米，周边环境复杂，地下管线密集。为确保施工安全，项目团队采用了圆环内撑开挖技术。在施工过程中，通过优化圆环内撑设计，实现了基坑周边土体的均匀受力，有效控制了基坑变形。该工程的成功实施，进一步验证了圆环内撑开挖技术在深大异形基坑工程中的应用价值。值得一提的是，该工程在施工过程中，基坑周边土体应力降低至80kN/m2以下，基坑变形量控制在10mm以内，为我国超高层建筑基础施工提供了宝贵经验。

四、深大异形基坑圆环内撑开挖技术展望与挑战

(1)随着我国城市化进程的加快，深大异形基坑工程在基础设施建设、地下空间开发等领域扮演着越来越重要的角色。展望未来，深大异形基坑圆环内撑开挖技术有望在以下几个方面取得突破：一是材料研发，通过新型材料的研发，提高圆环内撑的承载能力和耐久性；二是设计优化，结合计算机模拟和现场监测技术，实现圆环内撑设计的精细化；三是施工工艺创新，探索更加高效、环保的施工方法。例如，某工程通过采用新型高强度钢材，使得圆环内撑的承载能力提高了30%，有效延长了使