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摘要:近些年来,岩土工程的开挖过程之中,深基坑支护技术被广泛使用,基于此本文论述了岩土工程之中支护问题探析。
关键词:岩土工程;深基坑;支护
中图分类号:TV551文献标识码: A
引言
在现代建筑施工过程中,基坑工程的开挖深度越来越深,导致工程施工过程中的深基坑支护问题越来越多。因此,在工程施工的过程中必须以科学严谨的态度去面对问题,并强化工程深基坑支护的设计与施工,从而提高深基坑支护的施工质量。
1、基坑支护工程的特点
基坑工程在建筑工程中属于临时性工程,但其技术性含量较高,并较为复杂,稍有不慎,就可能造成重大损失。因此,了解基坑支护工程的特点,是顺利开展基坑支护工程建设的基础保证。总结基坑支护工程的特点,主要有以下几点。
1.1、不确定性和多事故性
在基坑支护工程中存在多种不确定性因素,如岩土内部结构构造、岩土的性质等差异大,勘察数据具有很大离散性,自然条件、监测方法、设计方式等会随着具体情况的变化而变化。除此之外,很多基坑工程会在较狭小的场地进行施工,与道路较为接近,加上施工条件较差、施工周期较长、难度较大等因素,发生事故的概率较高。
1.2、实践性和区域性
由于岩土工程中的基坑支护工程的区域性较强,因此,在进行基坑支护施工时,应对岩土工程的施工场地进行仔细勘察。包括基坑的地质构造、水质情况、地下水位情况。即使是同一城市中,也存在基坑支护工程区域差异性。
1.3、综合性和系统性
基坑支护工程是一门复杂的综合性系统学科,包含岩土工程、结构工程、施工工艺等多方面的内容,这些内容互相影响、互相交叉,体现了其综合性和系统性的特点。这也决定了在进行基坑支护施工时需要综合考虑多个方面的因素。
2、岩土工程之中深基坑支护问题研究
2.1、深基坑支护形式研究
2.1.1、钢板桩支护
钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成,把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙,被广泛应用于挡土和挡水。目前,钢板桩常用的截面形式有U形、Z形和直腹板形。鋼板桩由于施工简单而应用较广,但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动,对周围环境影响很大,因此在人口密集建筑密度很大的地区,其使用常常会受到限制,而且钢板桩本身柔性较大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大,所以当基坑支护深度>7m时,不宜采用
2.1.2、深层搅拌桩支护
深层搅拌桩(水泥土墙)是利用水泥或石灰等材料作为固化剂,通过深层搅拌机械,将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体(块体或墙体)。这种支护结构多采用格栅形式,即重力坝式挡墙。当基坑属于二、三级基坑时,基坑深h≤7m,当坑边至红线间有足够的距离时,往往优先采用,由于水泥属不透水结构,因此既能挡土又能挡水,具有良好的防渗效果。
2.1.3、排桩支护
排桩支护形式是指运用钢筋混凝土挖孔、钻灌注桩在柱列式间隔实施布置,使其发挥挡土结构作用。柱列式间隔布置主要包括在桩和桩之间存在一定净距的疏排布置形式和桩与桩之间相切的密排布置形式。柱列式灌注桩发挥挡土维护结构时存在良好的刚度,但在各桩之间存在较差的联系,应在桩顶采用较大截面的钢筋混凝土帽梁实施加注,促使达到连接的可靠性。
2.2、转变传统深基坑支护工程设计理念
现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立健全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。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段,而且,目前我国还没有统一的支护结构设计的相关规范和标准。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。这些陈旧的计算理论所计算出的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。因此,深基坑支护结构的施工工程设计不应该再采用以往传统的“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。
2.3、采用动态设计法
进行基坑稳定性分析与验算,选择合适、合理、安全的深基坑支护方案和开挖施工方法是整个项目的关键点。先采用动态设计法,根据资料,对设计参数、方案进行整合。主要的支护结构有坡率法、水泥搅拌法、高压旋喷桩、桩排、复合土钉墙、地下连续墙、沉井等。根据勘察结果、深基坑性质和规模等,结合周边建构筑物状况进行合理的修正。
2.4、信息化施工
深基坑工程是一个动态变化过程,由于理论与变形机理的变化,目前无法掌握理论与施工间的关系变化,因此深基坑施工从开始到结束需全程跟踪、检测及监测,了解变化的情况,利用最新的监测数据和施工现场的地质情况进行信息反馈分析,从而及时有效地采取解决办法。四、防止水的影响,深基坑工程稳定性与地表水和地下水的关系很大,有60~80%深基坑事故都与水相关。因此,深基坑工程建设中尤其要处理好地下水的不利影响。根据场地岩土工程条件和周边环境条件合理确定降水方法,主要包括集水明排、井点降水、截水、回灌,从而预防地下水对深基坑施工带来影响。
2.5、控制变形
基坑容易受到各种外力而变形,在施工过程中需要通过施加预应力来控制变形。再加上深层搅拌和注浆技术对基坑底部进行加固都能控制基坑变形。如何使这几种控制变形的工艺变得更为完善需要在大量施工过程中总结经验,建立理论体系。
2.6、控制地下水或者雨水对基坑的危害
地下水、雨水对基坑的危害也较大,会引起地面沉降。为了保护基坑需要采用构筑成止水帷幕进行支护,如采用连续墙、旋喷桩、深层搅拌桩等。根据目前发展,将水利工程中的防渗墙运用到基坑工程中也是一种趋势。针对软土地的支护结构我国软土地区较多,容易引起支护结构水平位移,加大邻近建筑物下次。而我国很多建筑工程都是在这种土质上施工。所以对软土地的基坑支护要作为未来支护趋势的重点。现在深沉搅拌桩、注浆技术已经可以对软土地底部土层进行加固,提高了土体的强度。
2.7、基坑支护技术未来发展方向
2.7.1、朝大、深、复杂方向发展
建筑面积逐渐紧张,使得建筑环境越来越复杂,基坑的开挖也越来越深,越来越大,支护的难度也越来越大。使用两墙合一的逆作法可以缩短工期,降低造价,是以后基坑支护技术的发展方向。但是这种方法对桩承载力的要求比较高,对施工的难度也增大了。使用逆作法需要提高单桩的承载能力,降低沉降,减少中间承柱桩,达到一柱一桩。
2.7.2、喷射混凝土技术
喷射混凝土技术随着土钉支护方案的大量实施而得到充分的发展。使用湿式喷射混凝土可以减少回弹量,保护环境。在以后支护过程中,湿式喷射混凝土会逐渐代替干式喷射混凝土。
2.7.3、新型开挖机的研发
基坑开挖的效率一直是基坑支护整个工程周期的限制点。人工开挖效率不高。为了提高开挖效率,在未来发展中要研发灵活、专用、高效的挖土机械,提高工程效率。
3、结语
基坑支护工程是整个建筑的基础,其质量的好坏直接影响到整个建筑的质量,所以要严格控制基坑支护工程的质量。在基坑支护工程施工中,对于施工现场的地质条件要进行详细的勘察,根据地质水文状况以及周边的施工环境制定出完善的施工方案。在施工的过程中,应该严格控制各项工作,对于施工材料要控制好质量,做好人员和设备的调动安排,保证资源的优化配置。加强施工过程中的监督管理工作,发现问题及时处理。在不断的施工实践中,基坑支护施工技术将会不断的完善,为建筑业的发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]李贞龙.岩土工程中深基坑支护问题研究[J].建筑设计管理,2010,04:65-66.
[2]王建清.探讨岩土工程施工中深基坑支护问题的分析[J].科技风,2010,22:162.
[3]李勇.深基坑支护设计研究[D].成都理工大学,2012.
[4]李盛斌.岩土工程中的深基坑支护问题探讨[J].门窗,2013,09:79+81.
关键词:岩土工程;深基坑;支护
中图分类号:TV551文献标识码: A
引言
在现代建筑施工过程中,基坑工程的开挖深度越来越深,导致工程施工过程中的深基坑支护问题越来越多。因此,在工程施工的过程中必须以科学严谨的态度去面对问题,并强化工程深基坑支护的设计与施工,从而提高深基坑支护的施工质量。
1、基坑支护工程的特点
基坑工程在建筑工程中属于临时性工程,但其技术性含量较高,并较为复杂,稍有不慎,就可能造成重大损失。因此,了解基坑支护工程的特点,是顺利开展基坑支护工程建设的基础保证。总结基坑支护工程的特点,主要有以下几点。
1.1、不确定性和多事故性
在基坑支护工程中存在多种不确定性因素,如岩土内部结构构造、岩土的性质等差异大,勘察数据具有很大离散性,自然条件、监测方法、设计方式等会随着具体情况的变化而变化。除此之外,很多基坑工程会在较狭小的场地进行施工,与道路较为接近,加上施工条件较差、施工周期较长、难度较大等因素,发生事故的概率较高。
1.2、实践性和区域性
由于岩土工程中的基坑支护工程的区域性较强,因此,在进行基坑支护施工时,应对岩土工程的施工场地进行仔细勘察。包括基坑的地质构造、水质情况、地下水位情况。即使是同一城市中,也存在基坑支护工程区域差异性。
1.3、综合性和系统性
基坑支护工程是一门复杂的综合性系统学科,包含岩土工程、结构工程、施工工艺等多方面的内容,这些内容互相影响、互相交叉,体现了其综合性和系统性的特点。这也决定了在进行基坑支护施工时需要综合考虑多个方面的因素。
2、岩土工程之中深基坑支护问题研究
2.1、深基坑支护形式研究
2.1.1、钢板桩支护
钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成,把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙,被广泛应用于挡土和挡水。目前,钢板桩常用的截面形式有U形、Z形和直腹板形。鋼板桩由于施工简单而应用较广,但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动,对周围环境影响很大,因此在人口密集建筑密度很大的地区,其使用常常会受到限制,而且钢板桩本身柔性较大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大,所以当基坑支护深度>7m时,不宜采用
2.1.2、深层搅拌桩支护
深层搅拌桩(水泥土墙)是利用水泥或石灰等材料作为固化剂,通过深层搅拌机械,将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体(块体或墙体)。这种支护结构多采用格栅形式,即重力坝式挡墙。当基坑属于二、三级基坑时,基坑深h≤7m,当坑边至红线间有足够的距离时,往往优先采用,由于水泥属不透水结构,因此既能挡土又能挡水,具有良好的防渗效果。
2.1.3、排桩支护
排桩支护形式是指运用钢筋混凝土挖孔、钻灌注桩在柱列式间隔实施布置,使其发挥挡土结构作用。柱列式间隔布置主要包括在桩和桩之间存在一定净距的疏排布置形式和桩与桩之间相切的密排布置形式。柱列式灌注桩发挥挡土维护结构时存在良好的刚度,但在各桩之间存在较差的联系,应在桩顶采用较大截面的钢筋混凝土帽梁实施加注,促使达到连接的可靠性。
2.2、转变传统深基坑支护工程设计理念
现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立健全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。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段,而且,目前我国还没有统一的支护结构设计的相关规范和标准。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。这些陈旧的计算理论所计算出的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。因此,深基坑支护结构的施工工程设计不应该再采用以往传统的“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。
2.3、采用动态设计法
进行基坑稳定性分析与验算,选择合适、合理、安全的深基坑支护方案和开挖施工方法是整个项目的关键点。先采用动态设计法,根据资料,对设计参数、方案进行整合。主要的支护结构有坡率法、水泥搅拌法、高压旋喷桩、桩排、复合土钉墙、地下连续墙、沉井等。根据勘察结果、深基坑性质和规模等,结合周边建构筑物状况进行合理的修正。
2.4、信息化施工
深基坑工程是一个动态变化过程,由于理论与变形机理的变化,目前无法掌握理论与施工间的关系变化,因此深基坑施工从开始到结束需全程跟踪、检测及监测,了解变化的情况,利用最新的监测数据和施工现场的地质情况进行信息反馈分析,从而及时有效地采取解决办法。四、防止水的影响,深基坑工程稳定性与地表水和地下水的关系很大,有60~80%深基坑事故都与水相关。因此,深基坑工程建设中尤其要处理好地下水的不利影响。根据场地岩土工程条件和周边环境条件合理确定降水方法,主要包括集水明排、井点降水、截水、回灌,从而预防地下水对深基坑施工带来影响。
2.5、控制变形
基坑容易受到各种外力而变形,在施工过程中需要通过施加预应力来控制变形。再加上深层搅拌和注浆技术对基坑底部进行加固都能控制基坑变形。如何使这几种控制变形的工艺变得更为完善需要在大量施工过程中总结经验,建立理论体系。
2.6、控制地下水或者雨水对基坑的危害
地下水、雨水对基坑的危害也较大,会引起地面沉降。为了保护基坑需要采用构筑成止水帷幕进行支护,如采用连续墙、旋喷桩、深层搅拌桩等。根据目前发展,将水利工程中的防渗墙运用到基坑工程中也是一种趋势。针对软土地的支护结构我国软土地区较多,容易引起支护结构水平位移,加大邻近建筑物下次。而我国很多建筑工程都是在这种土质上施工。所以对软土地的基坑支护要作为未来支护趋势的重点。现在深沉搅拌桩、注浆技术已经可以对软土地底部土层进行加固,提高了土体的强度。
2.7、基坑支护技术未来发展方向
2.7.1、朝大、深、复杂方向发展
建筑面积逐渐紧张,使得建筑环境越来越复杂,基坑的开挖也越来越深,越来越大,支护的难度也越来越大。使用两墙合一的逆作法可以缩短工期,降低造价,是以后基坑支护技术的发展方向。但是这种方法对桩承载力的要求比较高,对施工的难度也增大了。使用逆作法需要提高单桩的承载能力,降低沉降,减少中间承柱桩,达到一柱一桩。
2.7.2、喷射混凝土技术
喷射混凝土技术随着土钉支护方案的大量实施而得到充分的发展。使用湿式喷射混凝土可以减少回弹量,保护环境。在以后支护过程中,湿式喷射混凝土会逐渐代替干式喷射混凝土。
2.7.3、新型开挖机的研发
基坑开挖的效率一直是基坑支护整个工程周期的限制点。人工开挖效率不高。为了提高开挖效率,在未来发展中要研发灵活、专用、高效的挖土机械,提高工程效率。
3、结语
基坑支护工程是整个建筑的基础,其质量的好坏直接影响到整个建筑的质量,所以要严格控制基坑支护工程的质量。在基坑支护工程施工中,对于施工现场的地质条件要进行详细的勘察,根据地质水文状况以及周边的施工环境制定出完善的施工方案。在施工的过程中,应该严格控制各项工作,对于施工材料要控制好质量,做好人员和设备的调动安排,保证资源的优化配置。加强施工过程中的监督管理工作,发现问题及时处理。在不断的施工实践中,基坑支护施工技术将会不断的完善,为建筑业的发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]李贞龙.岩土工程中深基坑支护问题研究[J].建筑设计管理,2010,04:65-66.
[2]王建清.探讨岩土工程施工中深基坑支护问题的分析[J].科技风,2010,22:162.
[3]李勇.深基坑支护设计研究[D].成都理工大学,2012.
[4]李盛斌.岩土工程中的深基坑支护问题探讨[J].门窗,2013,09:79+81.