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摘要:随着城市中建筑物的密集程度不断加大,公路交通日益发达,城市中的建筑工程施工越来越受到周边环境的局限。尤其是在深基坑的开挖过程中常见的开放式的挖掘方法已经不能使用,取而代之的是要在深基坑的挖掘过程中进行深基坑的支护,以保证深基坑施工的顺利进行。因此深基坑支护结构设计成为了现在建筑行业关注的重点,本文主要就深基坑支护结构设计的优化展开了讨论。
关键词:深基坑;支护;结构设计;优化
1、深基坑支护结构工程特点
(1)基坑深度越来越大。为提高有限的建筑地块的利用率,很多建筑都朝着地下空间发展,地下3~4层已属常见,6~7层的地下室也不断出现,基坑深度多大于10m,有些建筑的深基坑深度甚至已经超过地面建筑高度。(2)地质条件较差。随着城市化进程的不断推进,城市中的建筑物需要在有限的空间内根据城市规划需要进行相应的建设,因此,很多深基坑工程只能建设在地质条件较差的位置,极大地增加了深基坑支护结构工程的设计和施工难度。(3)深基坑支护结构工程周围环境复杂。在很多情况下,建筑企业在基坑周边已经建成或者正在建设其它工程,而在这种情况下,再次进行深基坑支护结构工程的建设,不仅导致深基坑支护结构自身安全可能难以保证,同时还可能对周边建筑物的安全产生影响。
2、深基坑支护结构方案的优化
在进行深基坑支护结构设计时,对其方案带来影响的因素较多,不仅需要受到深基坑所处场地的土层及土质物理学性质的影响,同时还会受到周边管线及临近建筑物的影响,地下水的分布及水位的高也会对深基坑支护方案的设计带来一定的影响,另外还要在方案设计时充分的考虑到深基坑的形状、主建筑物的位置、基坑深度、造价、工期及施工难度等多方面的因素,一旦在方案设计时考虑不周全,则极易给工程施工带来较大的影响。为了保证深基坑工程质量,设计人员在方案优选需要遵循以下几点:(1)以目标特征值矩阵为指导准确评价深基坑支护结构方案。要建立以支护结构为内容的多个方案,并且拟定一个值作为评价这些方案的指标。深基坑支护结构的评价内容包括了方案的可靠性、工程造价、工程施工难度、完成工程所需时间及环境的影响程度等。(2)降低一个步骤中获得的指标值进行处理,处理方法为归一化。这样做的目的是得出最合理的优化设计方案。为了保证最终得出的数据准确无误,在需要的时候使用主观和客观赋权法,这样可以很好地将方案决策者的意图给表现出来,对反映工程经验和专家的判断都有所帮助。
3、深基坑支护结构设计细部优化
3.1深基坑支护结构设计原则
为了保证深基坑支护结构设计的质量,在深基坑支护结构设计过程中还要遵循以下几个原则。(1)安全稳定原则。在深基坑支护结构设计过程中,设计人员首先要考虑的就是工程的安全问题,因此在深基坑支护结构的设计过程中应严格落实安全稳定原则,保证深基坑工程的安全施工。(2)经济高效原则。深基坑支护结构设计人员在设计过程中不仅要考虑到设计的本身,还应兼顾建筑工程的成本,通过对深基坑支护结构的合理设计降低建筑工程的施工成本,提高建筑工程的施工质量。(3)方便施工原则。由于建筑施工是一个复杂的过程,因此在工程的设计上应尽可能的简化施工难度,减小施工负担。在深基坑支护结构设计过程中也应采取这样的原则,在不降低深基坑施工质量的情况下尽可能的精简施工程序,降低难度系数,便于工人施工。
3.2深基坑支护结构的设计流程
在深基坑工程的设计依据下,对建筑物总平面配置、基坑开挖范围及深度、工程勘察资料、建设单位要求、相关规范及技术标准等方面进行调查收集资料;然后分析周边现状建筑物状况、周边管线状况、周边交通状况、相邻地区基坑设计施工经验、主体结构配置要求;根据这些分析,对基坑安全等级、岩土参数选取、重要性参数进行设计,完成初步设计,在初步设计完成以后,进行对支护开挖、基坑降水或排水方案的设计,最后进行稳定性的运算,如果满足强度控制、变形控制,那么再进行施工图的设计。
3.3完善支护结构准备工作
支护结构的准备工作对支护结构起着重要的作用,因此在今后的深基坑支护结构设计中应重视支护结构的准备工作,积极的对支护结构的准备工作进行完善。(1)对施工人员进行培训。深基坑支护结构的施工从整个建筑工程的施工过程中来看,是一个对技术要求相对较高的工程项目。因此在施工之前应对参与施工的施工人员进行一定的培训以满足施工过程中对技术的要求,保证工程顺利进行。(2)优化备用方案的排序。一个优秀的工程设计针对工程施工过程可能出现的不同情况应准备不同的方案,因此在工程的施工过程中不仅有一套用于实际执行的方案还有多套备用方案或应急预案。因此为了优化深基坑结构设计,在今后的深基坑工程中应将各类备用方案或应急方案进行优化排序,通过科学的手段合理的选出适合的方案,杜绝传统式的盲目选择。
3.4深基坑支护结构的细部优化
深基坑支護结构优化方案中包括了很多的参数,这些参数决定了方案的科学性和实用价值,在优化方案中需要确定约束条件。就某地区的深基坑支护结构施工来看,就能够看出细部优化中的约束条件确定的重要性。比如位移约束,在该地区深基坑支护结构优化中就是将水泥土墙墙顶的安全等级确定为两级。并且要确定在水泥土墙墙顶变形范围,根据具体的数据计算得出结论。针对于其他相关的约束条件确定则同样可以采用现在建筑工程中比较常见的优化软件包进行计算,以保证数据的精确性。建筑工程开展工程最大的目的是盈利,因此针对投资即工程造价比较关注,也就是说在深基坑支护结构优化中应该满足最小造价这一要求。
4、结束语
综上所述,深基坑在建筑工程施工中应用的范围比较广,但由于其具有复杂、多变性,如果施工方案考虑不周,极易导致突发问题发生,给财产和人员安全带来较大的威胁。因此,需要加强对深基坑技术的研究力度,对深基坑支护结构设计进行优化,以更好的适应当前现代化经济发展的需求。
参考文献:
[1]深基坑支护结构的风险探究[J].张国鹏.黑龙江科技信息.2016(36).
[2]深基坑支护结构设计关键技术研究[J].刘会颖.建材与装饰.2016(44).
[3]深基坑支护结构施工中的安全度和变形控制[J].谢建树.江西建材.2017(16).
[4]探讨当前深基坑支护结构设计优化[J].李舒玉.中国建筑金属结构.2013(18).
(作者单位:东通岩土科技(杭州)有限公司)
关键词:深基坑;支护;结构设计;优化
1、深基坑支护结构工程特点
(1)基坑深度越来越大。为提高有限的建筑地块的利用率,很多建筑都朝着地下空间发展,地下3~4层已属常见,6~7层的地下室也不断出现,基坑深度多大于10m,有些建筑的深基坑深度甚至已经超过地面建筑高度。(2)地质条件较差。随着城市化进程的不断推进,城市中的建筑物需要在有限的空间内根据城市规划需要进行相应的建设,因此,很多深基坑工程只能建设在地质条件较差的位置,极大地增加了深基坑支护结构工程的设计和施工难度。(3)深基坑支护结构工程周围环境复杂。在很多情况下,建筑企业在基坑周边已经建成或者正在建设其它工程,而在这种情况下,再次进行深基坑支护结构工程的建设,不仅导致深基坑支护结构自身安全可能难以保证,同时还可能对周边建筑物的安全产生影响。
2、深基坑支护结构方案的优化
在进行深基坑支护结构设计时,对其方案带来影响的因素较多,不仅需要受到深基坑所处场地的土层及土质物理学性质的影响,同时还会受到周边管线及临近建筑物的影响,地下水的分布及水位的高也会对深基坑支护方案的设计带来一定的影响,另外还要在方案设计时充分的考虑到深基坑的形状、主建筑物的位置、基坑深度、造价、工期及施工难度等多方面的因素,一旦在方案设计时考虑不周全,则极易给工程施工带来较大的影响。为了保证深基坑工程质量,设计人员在方案优选需要遵循以下几点:(1)以目标特征值矩阵为指导准确评价深基坑支护结构方案。要建立以支护结构为内容的多个方案,并且拟定一个值作为评价这些方案的指标。深基坑支护结构的评价内容包括了方案的可靠性、工程造价、工程施工难度、完成工程所需时间及环境的影响程度等。(2)降低一个步骤中获得的指标值进行处理,处理方法为归一化。这样做的目的是得出最合理的优化设计方案。为了保证最终得出的数据准确无误,在需要的时候使用主观和客观赋权法,这样可以很好地将方案决策者的意图给表现出来,对反映工程经验和专家的判断都有所帮助。
3、深基坑支护结构设计细部优化
3.1深基坑支护结构设计原则
为了保证深基坑支护结构设计的质量,在深基坑支护结构设计过程中还要遵循以下几个原则。(1)安全稳定原则。在深基坑支护结构设计过程中,设计人员首先要考虑的就是工程的安全问题,因此在深基坑支护结构的设计过程中应严格落实安全稳定原则,保证深基坑工程的安全施工。(2)经济高效原则。深基坑支护结构设计人员在设计过程中不仅要考虑到设计的本身,还应兼顾建筑工程的成本,通过对深基坑支护结构的合理设计降低建筑工程的施工成本,提高建筑工程的施工质量。(3)方便施工原则。由于建筑施工是一个复杂的过程,因此在工程的设计上应尽可能的简化施工难度,减小施工负担。在深基坑支护结构设计过程中也应采取这样的原则,在不降低深基坑施工质量的情况下尽可能的精简施工程序,降低难度系数,便于工人施工。
3.2深基坑支护结构的设计流程
在深基坑工程的设计依据下,对建筑物总平面配置、基坑开挖范围及深度、工程勘察资料、建设单位要求、相关规范及技术标准等方面进行调查收集资料;然后分析周边现状建筑物状况、周边管线状况、周边交通状况、相邻地区基坑设计施工经验、主体结构配置要求;根据这些分析,对基坑安全等级、岩土参数选取、重要性参数进行设计,完成初步设计,在初步设计完成以后,进行对支护开挖、基坑降水或排水方案的设计,最后进行稳定性的运算,如果满足强度控制、变形控制,那么再进行施工图的设计。
3.3完善支护结构准备工作
支护结构的准备工作对支护结构起着重要的作用,因此在今后的深基坑支护结构设计中应重视支护结构的准备工作,积极的对支护结构的准备工作进行完善。(1)对施工人员进行培训。深基坑支护结构的施工从整个建筑工程的施工过程中来看,是一个对技术要求相对较高的工程项目。因此在施工之前应对参与施工的施工人员进行一定的培训以满足施工过程中对技术的要求,保证工程顺利进行。(2)优化备用方案的排序。一个优秀的工程设计针对工程施工过程可能出现的不同情况应准备不同的方案,因此在工程的施工过程中不仅有一套用于实际执行的方案还有多套备用方案或应急预案。因此为了优化深基坑结构设计,在今后的深基坑工程中应将各类备用方案或应急方案进行优化排序,通过科学的手段合理的选出适合的方案,杜绝传统式的盲目选择。
3.4深基坑支护结构的细部优化
深基坑支護结构优化方案中包括了很多的参数,这些参数决定了方案的科学性和实用价值,在优化方案中需要确定约束条件。就某地区的深基坑支护结构施工来看,就能够看出细部优化中的约束条件确定的重要性。比如位移约束,在该地区深基坑支护结构优化中就是将水泥土墙墙顶的安全等级确定为两级。并且要确定在水泥土墙墙顶变形范围,根据具体的数据计算得出结论。针对于其他相关的约束条件确定则同样可以采用现在建筑工程中比较常见的优化软件包进行计算,以保证数据的精确性。建筑工程开展工程最大的目的是盈利,因此针对投资即工程造价比较关注,也就是说在深基坑支护结构优化中应该满足最小造价这一要求。
4、结束语
综上所述,深基坑在建筑工程施工中应用的范围比较广,但由于其具有复杂、多变性,如果施工方案考虑不周,极易导致突发问题发生,给财产和人员安全带来较大的威胁。因此,需要加强对深基坑技术的研究力度,对深基坑支护结构设计进行优化,以更好的适应当前现代化经济发展的需求。
参考文献:
[1]深基坑支护结构的风险探究[J].张国鹏.黑龙江科技信息.2016(36).
[2]深基坑支护结构设计关键技术研究[J].刘会颖.建材与装饰.2016(44).
[3]深基坑支护结构施工中的安全度和变形控制[J].谢建树.江西建材.2017(16).
[4]探讨当前深基坑支护结构设计优化[J].李舒玉.中国建筑金属结构.2013(18).
(作者单位:东通岩土科技(杭州)有限公司)