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摘 要:深基坑支护工程虽属临时性工程,但其施工方案的可靠性及施工质量将直接影响地下室主体施工的结构和作业工人人生安全,且其施工的技术复杂性,有的却远甚于永久性的基础结构或上部结构,稍有不慎,不仅将危及基坑本身安全,还会殃及临近的构筑物和各种地下设施,造成巨大损失。本文分析了当前深基坑支护存在的安全问题,提出了深基坑支护设计施工中的注意事项和预防措施。
关键词:建筑基坑;施工;支护;处理方法;
中图分类号: F407.9
0.引言
近几年,随着高层建筑的不断发展,城市地面空间的有限,建筑地下室设计普遍应用,基工程项也得到广泛应用,在建筑工程的深基坑建设实践中,逐渐形成了较为合理经济、适用于不同地质条件和基坑深度的支护结构。在建筑工程中,对深基坑进行合理的设计和选择,采用适宜的支护技术进行防护,保证深基坑的施工至关重要。支护工程具有很强的防水防渗性能,保证在基坑深挖工程在对周围建筑、道路和地下管道危害最小,顺利安全进行。基坑支护的形式很多,本文着重分析了施工中存在的质量问题,进行原因分析,总结施工经验,总结出深基坑支护方案设计及施工中的注意事项,采取控制措施并实施,达到预期设计施工目的。
1.深基坑支护存在的问题
1.1 支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当
深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂,要精确地计算土压力目前还十分困难,至今仍在采用库伦公式或朗肯公式进行计算。土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值,很难准确计算出支护结构的实际受力。
在深基坑支护结构设计中,如果对地基土体的物理力学参数取值不准,将对设计结果产生很大影响。土力学试验数据表明:内磨擦角值相差5°,其产生的主动土压力不同,而原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力,则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。
1.2 基坑土体的取样具有不完全性
在对深基坑支护结构设计之前,必须对地基土层进行取样分析,以取得土体比较合理的物理力学指标,为支护结构的设计提拱可靠的依据。一般在深基坑开挖区域内,按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价,不可能钻孔过多。由于所取得的土样具有一定的随机性和不完全性,同时,地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此,支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。
1.3 基坑开挖存在的空间效应考虑不周
深基坑开挖中大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置处发生。这足以说时深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。
1.4 支护结构设计计算与实际受力不符
目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明,有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但有时却发生破坏;有的支护结构安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却满足要求。
极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计,而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态,也是一个土体逐渐松弛的过程,随着时间的增长,土体强度逐渐下降,并产生一定的变形。所以,在设计中必须充分考虑到这一点。
2.深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
2.1 彻底转变传统的设计理念
近十几年来,我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,收集了施工过程中的一些技术数据,已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但是,对于深基坑支护结构的设计,国内外至今尚没有一种精确的计算方法,多数是处于摸索和探讨阶段,我国也没有统一的支护结构设计规范。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定,支护桩仍用“等值梁法”进行计算。其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大,既不安全也不经济。由此可见,深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“结构荷载法”,而应彻底改变传统的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系,这是设计人员需要加强科研攻关的方向。
2.2 建立变形控制的新的工程设计方法
目前,设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法,其计算结果具有重要的参考价值。但是,将这种设计方法用于深基坑支护结构,只能单纯满足支护结构的强度要求,而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而造成的,由此可见,评价一个支护结构的设计方案优劣,不仅要看其是否满足强度的要求,而且还要看其是否产生环境问题,关键在于其变形大小。
2.3 大力开展支护结构的试验研究
正确的理论必须建立在大量试验研究的基础上。但是,在深基坑支护结构方面,我国至今尚未进行科学系统的试验研究。一些支护结构工程成功了,也讲不出具体成功之处;一些支护结构工程失败了,也说不清失败的真实原因。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富,但缺少科学的测试数据,无法进行科学分析,不能上升到理论的高度,这是一个很大的缺陷。
2.4 探索新型支护结构的计算方法
高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术革命。在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后,双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。
3.结语
建筑工程基坑的开挖与支护是从整体的建筑工程调控中加强对整体质量控制措施的分析,保证进行综合性的质量控制措施性分析,最终将整体的质量控制分析进行相应的调整,是对建筑工程的整体质量中的控制信息中涉及到的工程地质的条件分析、水文地质以及工程结构控制等综合性的控制,并在建筑工程的施工工艺上,加强对整体的质量控制措施性分析,保证从集料的整体性能进行分析,最终将整体的质量控制进行相应的调控,最终保证整体的施工质量性控制,正因为如此,针对整体的质量调控性措施的分析进行相应的质量调控,并组织整体的质量进行综合分析,确保建筑工程的整体质量的调控,最终保证对整体的质量从各个大项的功能上出发,并对各个部门协调好,这样才能最终确保他的安全、经济可靠。
参考文献
[1]单丽丽.关于高层建筑施工中深基坑问题的分析[J].中国新技术新产品.2011(11).
[2]方昉.深基坑支护工程的安全施工与管理[J].建筑.2011(07).
[3]范少峰.试析我国深基坑工程技术的应用与发展[J].中国建设信息.2011(02).
[4]马科,李卓,葛毅超.高层建筑深基坑支護探析[J].科技创新导报.2010(06).
[5]龚正宇.浅谈高层建筑深基坑支护技术[J].广东建材.2012(12).
关键词:建筑基坑;施工;支护;处理方法;
中图分类号: F407.9
0.引言
近几年,随着高层建筑的不断发展,城市地面空间的有限,建筑地下室设计普遍应用,基工程项也得到广泛应用,在建筑工程的深基坑建设实践中,逐渐形成了较为合理经济、适用于不同地质条件和基坑深度的支护结构。在建筑工程中,对深基坑进行合理的设计和选择,采用适宜的支护技术进行防护,保证深基坑的施工至关重要。支护工程具有很强的防水防渗性能,保证在基坑深挖工程在对周围建筑、道路和地下管道危害最小,顺利安全进行。基坑支护的形式很多,本文着重分析了施工中存在的质量问题,进行原因分析,总结施工经验,总结出深基坑支护方案设计及施工中的注意事项,采取控制措施并实施,达到预期设计施工目的。
1.深基坑支护存在的问题
1.1 支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当
深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂,要精确地计算土压力目前还十分困难,至今仍在采用库伦公式或朗肯公式进行计算。土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值,很难准确计算出支护结构的实际受力。
在深基坑支护结构设计中,如果对地基土体的物理力学参数取值不准,将对设计结果产生很大影响。土力学试验数据表明:内磨擦角值相差5°,其产生的主动土压力不同,而原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力,则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。
1.2 基坑土体的取样具有不完全性
在对深基坑支护结构设计之前,必须对地基土层进行取样分析,以取得土体比较合理的物理力学指标,为支护结构的设计提拱可靠的依据。一般在深基坑开挖区域内,按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价,不可能钻孔过多。由于所取得的土样具有一定的随机性和不完全性,同时,地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此,支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。
1.3 基坑开挖存在的空间效应考虑不周
深基坑开挖中大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置处发生。这足以说时深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。
1.4 支护结构设计计算与实际受力不符
目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明,有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但有时却发生破坏;有的支护结构安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却满足要求。
极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计,而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态,也是一个土体逐渐松弛的过程,随着时间的增长,土体强度逐渐下降,并产生一定的变形。所以,在设计中必须充分考虑到这一点。
2.深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
2.1 彻底转变传统的设计理念
近十几年来,我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,收集了施工过程中的一些技术数据,已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但是,对于深基坑支护结构的设计,国内外至今尚没有一种精确的计算方法,多数是处于摸索和探讨阶段,我国也没有统一的支护结构设计规范。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定,支护桩仍用“等值梁法”进行计算。其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大,既不安全也不经济。由此可见,深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“结构荷载法”,而应彻底改变传统的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系,这是设计人员需要加强科研攻关的方向。
2.2 建立变形控制的新的工程设计方法
目前,设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法,其计算结果具有重要的参考价值。但是,将这种设计方法用于深基坑支护结构,只能单纯满足支护结构的强度要求,而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而造成的,由此可见,评价一个支护结构的设计方案优劣,不仅要看其是否满足强度的要求,而且还要看其是否产生环境问题,关键在于其变形大小。
2.3 大力开展支护结构的试验研究
正确的理论必须建立在大量试验研究的基础上。但是,在深基坑支护结构方面,我国至今尚未进行科学系统的试验研究。一些支护结构工程成功了,也讲不出具体成功之处;一些支护结构工程失败了,也说不清失败的真实原因。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富,但缺少科学的测试数据,无法进行科学分析,不能上升到理论的高度,这是一个很大的缺陷。
2.4 探索新型支护结构的计算方法
高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术革命。在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后,双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。
3.结语
建筑工程基坑的开挖与支护是从整体的建筑工程调控中加强对整体质量控制措施的分析,保证进行综合性的质量控制措施性分析,最终将整体的质量控制分析进行相应的调整,是对建筑工程的整体质量中的控制信息中涉及到的工程地质的条件分析、水文地质以及工程结构控制等综合性的控制,并在建筑工程的施工工艺上,加强对整体的质量控制措施性分析,保证从集料的整体性能进行分析,最终将整体的质量控制进行相应的调控,最终保证整体的施工质量性控制,正因为如此,针对整体的质量调控性措施的分析进行相应的质量调控,并组织整体的质量进行综合分析,确保建筑工程的整体质量的调控,最终保证对整体的质量从各个大项的功能上出发,并对各个部门协调好,这样才能最终确保他的安全、经济可靠。
参考文献
[1]单丽丽.关于高层建筑施工中深基坑问题的分析[J].中国新技术新产品.2011(11).
[2]方昉.深基坑支护工程的安全施工与管理[J].建筑.2011(07).
[3]范少峰.试析我国深基坑工程技术的应用与发展[J].中国建设信息.2011(02).
[4]马科,李卓,葛毅超.高层建筑深基坑支護探析[J].科技创新导报.2010(06).
[5]龚正宇.浅谈高层建筑深基坑支护技术[J].广东建材.2012(12).