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摘要:对深基坑工程的现状进行阐述,对深基坑工程支护结构的选型与设计,基坑支撑结构的设置以及深基坑工程施工中的工程监测技术进行探讨,得出结论。
关键词:深基坑;基坑支护;支撑结构
中图分类号:TV551文献标识码: A
前言
随着城市高层建筑、地铁和重大市政工程建设的发展,深基坑工程也越来越多,深基坑的施工技术也随之发展。对大城市而言,建筑物密集、地下管线众多、交通网络纵横、环境保护要求高,给基坑工程设计和施工带来很多困难。因此,在深基坑工程施工时,要实事求是,因地制宜,否则可能会造成人员伤亡和财产损失[3]。近年来,我国在深基坑工程方面虽然也发生过一些事故,但是总体水平有很大提高。
一、支护结构的选型与设计
深基坑工程设计的核心是支护结构的选型与设计。
支护结构选型主要包括围护墙选型和支撑体系的选择。
围护墙的主要功能是承受土压力、水压力以及地面荷载等侧向压力,且其变相不应超过允许值。在地下水位较高的地区,围护墙同时具备止水功能。围护墙主要根据基坑周围环境、开挖深度、土质情况、地下水位高低以及基坑侧壁安全等级进行选型。
我国常用的围护墙主要有水泥土墙、排桩、地下连续墙、土钉墙以及加筋水泥土墙等几种[2]。
水泥土墙属于重力式围护墙,在软土地区应用广泛。由于它属于重力式结构,靠本身的重力抵抗侧向力保持稳定,一般内部无支撑,施工简便,经验成熟,一般用于二三级基坑。
排桩中应用最广泛的是钻孔灌注桩,周围环境要求不十分嚴格时可以考虑采用。在地下水位较高的地区,为挡水需要,多采用钻孔灌注桩排桩与水泥土墙的复合结构。
地下连续墙刚度大,止水效果好,在基坑深度大,周围环境保护要求高的工程项目中多采用此种技术。地下连续墙作为支护结构的围护墙,各项性能好但是费用高,若施工时用作支护结构的挡墙,同时又是地下结构的外墙则较为合理。两墙合一多采用逆作法施工,可省去内部支撑体系,减少围护墙变形和缩短工期,是国家推广应用的新技术。
土钉墙施工技术在20世纪90年代开始在我国应用于基坑支护,多应用于有一定自立能力并能提供足够抗拔阻力的较密实的沙土、粉土、素填土、坚硬或硬塑粘性土等。
加筋混凝土墙是在水泥土桩中插入H型钢组成的,有H型钢承受侧向荷载,而水泥土有很好的抗渗性能,故加筋水泥土墙具有挡土和止水双重功能。由于H型钢的存在,支撑的设置也十分方便。
为使围护墙经济合理并控制变形,对较深的基坑多需支撑。围护墙的支撑分为内支撑和外拉锚两种,在软土地区,多采用内支撑,而在土质较好的地区二者均可使用。
内支撑体系包括围檩、支撑和立柱。立柱在基坑底以下多为钻孔灌注桩,在基坑底以上多采用格构型钢柱,灌注桩尽量利用工程桩,无法利用时再另外打设。围檩和支撑均有钢和混凝土之分。钢支撑自重轻,拆装方便,可多次重复使用,但其节点相对复杂切刚度较小。
现浇混凝土支撑布置形式灵活,能适用各种形状,且整体性好、刚度大,有利于控制围护墙变形和保护周围环境。其缺点是不能重复使用,用后需要拆除且养护时间长,施工速度慢。
支撑的平面布置主要取决于基坑的形状和平面尺寸,常用的有对撑、角撑、边桁架、边框架、圆拱形撑等,也可在同一基坑中采用多种布置形式。设置支撑平面布置时,应注意避免妨碍主体工程施工,支撑轴线应注意避开主体工程的柱网轴线。
深基坑工程施工还要注意地下水控制。地下水控制方法有排水、降水和回灌等,目前已有较为成熟的施工方法和工程经验。
深基坑工程施工时,环境保护十分重要。支护结构在侧面荷载作用下会产生变形,周围地面会随之产生水平向和垂直向的变位,当变位达到一定数值时会对周围临近的建筑物、地下管线和道路带来危害。因此,进行基坑工程施工时要保护周围环境,即严格控制支护结构的变形。
二、深基坑工程的施工监测
鉴于深基坑的复杂性和不确定性,理论计算难以准确的反映工程进行中的各种变化,因此,需要在理论分析的指导下有目的的进行施工监测。[1]
工程监测是一个系统工程,需要测量、地质、岩土、结构、施工、设计分析等不同专业的工程技术人员配合完成。同时,监测工作具有较强的责任性和严肃性,必须制定严格的管理制度和质量管理措施。工程监测首先要编制监测方案,监测内容视工程规模、周围环境情况、支护结构类型等而定。一般包括支护结构水平变位、周围建筑物地下管线等变形、维护和支撑体系的内力、立柱变形、土体分层位移、地下水位变化等。要正确设置报警值,当内力、变形达到报警值时,要及时向有关人员报警,以便及时采取措施,防止工程事故的发生。
三、结语
总之,基坑工程是一门综合学科,涉及工程地质、土力学与基础工程、结构力学、工程结构、施工技术等多方面。再加上基坑工程实践性强、不确定因素多、周围环境多样,使得基坑工程成为风险较大的一种工程,有很多方面值得研究。
参考文献
[1]黄宏伟,边亦海.深基坑工程施工中的风险管理[J].地下空间与工程学报.2005
[2]赵志缙,赵帆.深基坑工程技术的进步与展望[J].建筑技术.2003.
[3]王浩,覃卫民.关于深基坑施工监测现状的一些探讨[J].岩土工程学报.2006
[4]何世秀,吴刚刚.深基坑支护设计影响因素的有限元分析[J].岩石力学与工程学报.2005
关键词:深基坑;基坑支护;支撑结构
中图分类号:TV551文献标识码: A
前言
随着城市高层建筑、地铁和重大市政工程建设的发展,深基坑工程也越来越多,深基坑的施工技术也随之发展。对大城市而言,建筑物密集、地下管线众多、交通网络纵横、环境保护要求高,给基坑工程设计和施工带来很多困难。因此,在深基坑工程施工时,要实事求是,因地制宜,否则可能会造成人员伤亡和财产损失[3]。近年来,我国在深基坑工程方面虽然也发生过一些事故,但是总体水平有很大提高。
一、支护结构的选型与设计
深基坑工程设计的核心是支护结构的选型与设计。
支护结构选型主要包括围护墙选型和支撑体系的选择。
围护墙的主要功能是承受土压力、水压力以及地面荷载等侧向压力,且其变相不应超过允许值。在地下水位较高的地区,围护墙同时具备止水功能。围护墙主要根据基坑周围环境、开挖深度、土质情况、地下水位高低以及基坑侧壁安全等级进行选型。
我国常用的围护墙主要有水泥土墙、排桩、地下连续墙、土钉墙以及加筋水泥土墙等几种[2]。
水泥土墙属于重力式围护墙,在软土地区应用广泛。由于它属于重力式结构,靠本身的重力抵抗侧向力保持稳定,一般内部无支撑,施工简便,经验成熟,一般用于二三级基坑。
排桩中应用最广泛的是钻孔灌注桩,周围环境要求不十分嚴格时可以考虑采用。在地下水位较高的地区,为挡水需要,多采用钻孔灌注桩排桩与水泥土墙的复合结构。
地下连续墙刚度大,止水效果好,在基坑深度大,周围环境保护要求高的工程项目中多采用此种技术。地下连续墙作为支护结构的围护墙,各项性能好但是费用高,若施工时用作支护结构的挡墙,同时又是地下结构的外墙则较为合理。两墙合一多采用逆作法施工,可省去内部支撑体系,减少围护墙变形和缩短工期,是国家推广应用的新技术。
土钉墙施工技术在20世纪90年代开始在我国应用于基坑支护,多应用于有一定自立能力并能提供足够抗拔阻力的较密实的沙土、粉土、素填土、坚硬或硬塑粘性土等。
加筋混凝土墙是在水泥土桩中插入H型钢组成的,有H型钢承受侧向荷载,而水泥土有很好的抗渗性能,故加筋水泥土墙具有挡土和止水双重功能。由于H型钢的存在,支撑的设置也十分方便。
为使围护墙经济合理并控制变形,对较深的基坑多需支撑。围护墙的支撑分为内支撑和外拉锚两种,在软土地区,多采用内支撑,而在土质较好的地区二者均可使用。
内支撑体系包括围檩、支撑和立柱。立柱在基坑底以下多为钻孔灌注桩,在基坑底以上多采用格构型钢柱,灌注桩尽量利用工程桩,无法利用时再另外打设。围檩和支撑均有钢和混凝土之分。钢支撑自重轻,拆装方便,可多次重复使用,但其节点相对复杂切刚度较小。
现浇混凝土支撑布置形式灵活,能适用各种形状,且整体性好、刚度大,有利于控制围护墙变形和保护周围环境。其缺点是不能重复使用,用后需要拆除且养护时间长,施工速度慢。
支撑的平面布置主要取决于基坑的形状和平面尺寸,常用的有对撑、角撑、边桁架、边框架、圆拱形撑等,也可在同一基坑中采用多种布置形式。设置支撑平面布置时,应注意避免妨碍主体工程施工,支撑轴线应注意避开主体工程的柱网轴线。
深基坑工程施工还要注意地下水控制。地下水控制方法有排水、降水和回灌等,目前已有较为成熟的施工方法和工程经验。
深基坑工程施工时,环境保护十分重要。支护结构在侧面荷载作用下会产生变形,周围地面会随之产生水平向和垂直向的变位,当变位达到一定数值时会对周围临近的建筑物、地下管线和道路带来危害。因此,进行基坑工程施工时要保护周围环境,即严格控制支护结构的变形。
二、深基坑工程的施工监测
鉴于深基坑的复杂性和不确定性,理论计算难以准确的反映工程进行中的各种变化,因此,需要在理论分析的指导下有目的的进行施工监测。[1]
工程监测是一个系统工程,需要测量、地质、岩土、结构、施工、设计分析等不同专业的工程技术人员配合完成。同时,监测工作具有较强的责任性和严肃性,必须制定严格的管理制度和质量管理措施。工程监测首先要编制监测方案,监测内容视工程规模、周围环境情况、支护结构类型等而定。一般包括支护结构水平变位、周围建筑物地下管线等变形、维护和支撑体系的内力、立柱变形、土体分层位移、地下水位变化等。要正确设置报警值,当内力、变形达到报警值时,要及时向有关人员报警,以便及时采取措施,防止工程事故的发生。
三、结语
总之,基坑工程是一门综合学科,涉及工程地质、土力学与基础工程、结构力学、工程结构、施工技术等多方面。再加上基坑工程实践性强、不确定因素多、周围环境多样,使得基坑工程成为风险较大的一种工程,有很多方面值得研究。
参考文献
[1]黄宏伟,边亦海.深基坑工程施工中的风险管理[J].地下空间与工程学报.2005
[2]赵志缙,赵帆.深基坑工程技术的进步与展望[J].建筑技术.2003.
[3]王浩,覃卫民.关于深基坑施工监测现状的一些探讨[J].岩土工程学报.2006
[4]何世秀,吴刚刚.深基坑支护设计影响因素的有限元分析[J].岩石力学与工程学报.2005