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【摘 要】 21世纪以来,经济发展的同时也促进了土木工程的飞速发展,高层建筑工程逐渐成为了促进我国经济发展的重要支柱,其中深基坑支护就是高层建筑工程中常见的项目工程之一。本文综合叙述了基坑工程的特点及基坑支护的类型,分析了深基坑支护技术在土木工程施工中的问题,提出了应对措施,希望可以起到一定的作用。
【关键词】 深基坑支护;工程技术;土木工程;应用
引言:
深基坑支护工程技术难度高、风险大,是一项较为系统的工程。高层建筑上部结构传到地基上的荷载很大,为了充分利用地下空间,有的设计有多层地下室,所以高层建筑的基础埋深较深,施工时基坑开挖深度较大,许多城市的高层建筑施工都需开挖深度较大的基坑,给施工带来很多困难,尤其在软土地区或城市建筑物密集地区。
1、基坑工程的特点
(1)工程难度大。近年来,城市建筑涌现出了越来越多的高层,由此,深基坑支护技术无论从长度、宽度还是面积,其发展力度也在日益扩大,而这个过程的扩大也给深基坑的支撑系统增加了难度。(2)容易发生位移和沉降。土层是一种比较软弱的物质,深基坑支护的开挖过程难免会对周围的土层和设施造成影响,最终增加了位移和沉降的发生率。(3)场地限制。深基坑支护的施工工期比较长,施工场地也比较狭窄,如若发生有降雨或者重物积压则会对基坑的稳定性造成严重影响。
2、基坑支护类型
2.1放坡开挖
如果土地的土质比较好,场地比较宽广,地下的水位也比较深,放坡不会对周围的建筑物和地下的管道造成影响的情况下,可以先使用全深度或者局部的方式来进行放坡开挖。当然这种类型在比较早的时候是被经常运用的。
2.2悬臂式支护
指的是没有加任何的支撑或者是锚,单纯依靠镶嵌进基坑底部之下一定深度岩土体平衡上面土体的相关主动土的压力,地面的荷载和水压力的相关支护结构。有地下的相关连续墙结构,排桩。对于这种支护的结构,镶嵌进去的深度是非常重要的,这是因为在基坑底部以上的部分没有任何支点的起到作用。桩顶的位移比较大,这就对于支护结构的相关构件要求比较高。所以这种类型的支护可以使用在土质条件比较好、基坑水平的位移要求不是很严格、基坑深度不是很大的基坑。
2.3内支撑的结构
是由内支撑系统以及挡土结构构成的类型。挡土结构的相关作用是可以承担开挖基坑时的水压力以及土的压力。通常使用地下连续墙以及排桩的结构。内部的支撑可以提供充足的支撑力让挡土结构保持稳定。然后让两端的围护结构上的侧压力得到平衡。通常使用的有钢筋混凝土的支撑以及钢的支撑。这种结构的形式一般用在市政府工程的施工中。
2.4土钉墙支护
土钉墙又叫作土钉支护的技术,这种结构就是在原位土里安排比较密布的土钉,并且在土边坡的表面建筑钢丝网来喷射混凝土的表层,通过面层、土钉以及原位土体这三者一起的作用来支护边壁或者边坡。与此同时土钉墙体也形成了一个类似重力式挡土的结构。和已经存在的各种支护方法相比,这种支护的方法拥有设备简单、施工方便、需要的场地比较小,支护与开挖能够一起操作,总体的成本低、进度快,并且噪音小、无污染、稳定可靠、经济效益好等这些优点。所以这种类型的支护被广泛应用于国内外。
3、深基坑支护技术在土木工程施工中的问题
3.1坡角过陡
基坑开挖中的一种较为常见的手法就是放坡开挖,使用这种方法可以用于良好砂类土,硬质可塑性粘土。均质砂类土的基坑开挖坡角通常低于内摩擦角。粘性土的基坑在开挖的时候,滑动计算决定了斜坡的稳定性。放坡开挖的时候地下水应该要下降到基坑的底面下面,但是很多时候在实际操作中却时常不能遵守这些规定,希望可以侥幸过关,这就导致了事故的发生。
3.2喷射砼厚度强度不达标
建筑工程的基坑支护使用的喷射砼经常使用的是干拌法的喷射砼的相关设备,主要的特征是体积比较小,设备也比较简单,输送的距离也比较长,相关操作也很方便,能够连续喷射来进行施工。这种设备虽然操作起来相对简单,不过操纵者的水平相差很远,检查控制的方法以及操作的手段都大不相同,这就导致混凝土严重回弹,而且原材料在质量把关的方面本来控制就不算严格,配料可能也不够准确再加上养护不够到位等一些原因,就导致了砼的厚度以及强度都不能達到要求。
3.3边坡顶面没有及时处理
在城市里,特别是闹市区以及旧城改造的区域,地下的一到两米通常是管线纵横或者是杂填土,这种情况对于支护是不利的,设计的时候锚杆以及第一排的土钉和地面相距比较远,所以挖开第一层以后应该把钢筋网放置好并且把上口固定在基坑旁边水平面的一到两米处。然后把土层表面硬化,做好排水的设施,这样可以防雨水的冲洗以及渗进边坡,这样会给土体增加压力,不利于边坡的稳定。因为有些相关的施工单位仅仅只是赶工程的进度,不注意排水处理以及表面的硬化,最后导致了雨水渗进而让土体造成比较大的位移,最终不得不进行加固的相关处理。
4、改进措施
4.1时空效应
如今基坑工程里施工与设计依然是分开的,其中的一个重要的因素就是因为施工对于基坑的变形造成的影响过于复杂,关于基坑变形的计算里不能表现出施工的参数对于基坑变形的作用。所以在设计的时候应该要加大安全系数,不过这样的结果就是比较浪费也比较保守。经过对于大量实践的总结,运用时空效应的原理可以比较好的表现出不同施工的相关参数对于基坑变化的影响是不同的。不过这种规律现在还没有获得一个定量的结果,在大部分情况下要由专家来决定,因为一般的工程人员不能掌握这些。
4.2施工过程重视信息化
关于基坑工程的相关支护的损坏是从量变到质变的一个过程,简单来说就是从缓慢的变形到加速变形的过程,这个过程可以理解为应变量的累加到一个加速累积再到一个释放应变能的过程。所谓信息化施工就是在施工的过程里把信息当作纽带,经过对信息的收集分析以及反馈的一系列环节,渐渐改进设计方案,来保证基坑开挖的经济的合理以及安全的可靠。单从理论上来说信息化的施工是一个比较好的方法,只是如今还没有在使用的阶段普及。这是因为缺少相应的专家,许多施工的技术人员都不具有这个能力,还有就是关于信息的反馈也比较慢。一些比较原始的表格不可以较为及时的把信息传达给专家,于是就当误了发现险情以及解决险情。但是随着时代的发展计算机早已普及,这给施工信息化的使用也带来了可能。
4.3建立预警系统
不管是哪一起基坑的事故都和检测不严格以及与保险请不够准确有关系,对于基坑的工程可以建立预警系统。用基坑的相关结构所允许的位移和位移变化这两个指标当作警报的相关准则。允许位移值和确定位移的变化速率都比较复杂,这和支护结构的刚度、形式以及地层的情况都紧密相关,不存在有统一的控制值。在实际的操作中可以借鉴已有的规范和依据实际经验来确定相关数据。
4.4强化设计
以往关于基坑的加固设计是经过工程类比来进行的。通常在稳定性的分析里来考虑加固的作用,但是在关于基坑变形的分析里却很难去考虑,就算可以考虑也仅仅是在计算参数中进行经验性的修正,不可以从加固的方法以及形状来表现比较具体的加固的效果。关于基坑变形的相关控制设计的理论也会造成加固设计的相关理论产生变化,所以应该把基坑以及加固的位移控制当作一个统一的整体。
5、结束语
总之,随着时代的发展,目前城市土木工程的规模日渐加大,造成了基坑工程在近年来飞速增加。开挖深基坑的影响因素比较多,难度也比较大,因此可能会引起各种事故。所以我们必须认真分析深基坑支护工程技术存在的问题,及时做好应对这些问题的措施,更好的完善这一技术的应用,促进我国土木工程的健康发展。
参考文献:
[1]王承武.高层建筑施工中的深基坑问题及对策[J].中国城市经济,2011,(11).
[2]姚辉.浅谈深基坑支护的施工与管理[J].中国城市经济,2011,(23).
[3]郑军华.谈谈高层建筑深基坑支护施工[J].科技创新与应用,2012,(09).
【关键词】 深基坑支护;工程技术;土木工程;应用
引言:
深基坑支护工程技术难度高、风险大,是一项较为系统的工程。高层建筑上部结构传到地基上的荷载很大,为了充分利用地下空间,有的设计有多层地下室,所以高层建筑的基础埋深较深,施工时基坑开挖深度较大,许多城市的高层建筑施工都需开挖深度较大的基坑,给施工带来很多困难,尤其在软土地区或城市建筑物密集地区。
1、基坑工程的特点
(1)工程难度大。近年来,城市建筑涌现出了越来越多的高层,由此,深基坑支护技术无论从长度、宽度还是面积,其发展力度也在日益扩大,而这个过程的扩大也给深基坑的支撑系统增加了难度。(2)容易发生位移和沉降。土层是一种比较软弱的物质,深基坑支护的开挖过程难免会对周围的土层和设施造成影响,最终增加了位移和沉降的发生率。(3)场地限制。深基坑支护的施工工期比较长,施工场地也比较狭窄,如若发生有降雨或者重物积压则会对基坑的稳定性造成严重影响。
2、基坑支护类型
2.1放坡开挖
如果土地的土质比较好,场地比较宽广,地下的水位也比较深,放坡不会对周围的建筑物和地下的管道造成影响的情况下,可以先使用全深度或者局部的方式来进行放坡开挖。当然这种类型在比较早的时候是被经常运用的。
2.2悬臂式支护
指的是没有加任何的支撑或者是锚,单纯依靠镶嵌进基坑底部之下一定深度岩土体平衡上面土体的相关主动土的压力,地面的荷载和水压力的相关支护结构。有地下的相关连续墙结构,排桩。对于这种支护的结构,镶嵌进去的深度是非常重要的,这是因为在基坑底部以上的部分没有任何支点的起到作用。桩顶的位移比较大,这就对于支护结构的相关构件要求比较高。所以这种类型的支护可以使用在土质条件比较好、基坑水平的位移要求不是很严格、基坑深度不是很大的基坑。
2.3内支撑的结构
是由内支撑系统以及挡土结构构成的类型。挡土结构的相关作用是可以承担开挖基坑时的水压力以及土的压力。通常使用地下连续墙以及排桩的结构。内部的支撑可以提供充足的支撑力让挡土结构保持稳定。然后让两端的围护结构上的侧压力得到平衡。通常使用的有钢筋混凝土的支撑以及钢的支撑。这种结构的形式一般用在市政府工程的施工中。
2.4土钉墙支护
土钉墙又叫作土钉支护的技术,这种结构就是在原位土里安排比较密布的土钉,并且在土边坡的表面建筑钢丝网来喷射混凝土的表层,通过面层、土钉以及原位土体这三者一起的作用来支护边壁或者边坡。与此同时土钉墙体也形成了一个类似重力式挡土的结构。和已经存在的各种支护方法相比,这种支护的方法拥有设备简单、施工方便、需要的场地比较小,支护与开挖能够一起操作,总体的成本低、进度快,并且噪音小、无污染、稳定可靠、经济效益好等这些优点。所以这种类型的支护被广泛应用于国内外。
3、深基坑支护技术在土木工程施工中的问题
3.1坡角过陡
基坑开挖中的一种较为常见的手法就是放坡开挖,使用这种方法可以用于良好砂类土,硬质可塑性粘土。均质砂类土的基坑开挖坡角通常低于内摩擦角。粘性土的基坑在开挖的时候,滑动计算决定了斜坡的稳定性。放坡开挖的时候地下水应该要下降到基坑的底面下面,但是很多时候在实际操作中却时常不能遵守这些规定,希望可以侥幸过关,这就导致了事故的发生。
3.2喷射砼厚度强度不达标
建筑工程的基坑支护使用的喷射砼经常使用的是干拌法的喷射砼的相关设备,主要的特征是体积比较小,设备也比较简单,输送的距离也比较长,相关操作也很方便,能够连续喷射来进行施工。这种设备虽然操作起来相对简单,不过操纵者的水平相差很远,检查控制的方法以及操作的手段都大不相同,这就导致混凝土严重回弹,而且原材料在质量把关的方面本来控制就不算严格,配料可能也不够准确再加上养护不够到位等一些原因,就导致了砼的厚度以及强度都不能達到要求。
3.3边坡顶面没有及时处理
在城市里,特别是闹市区以及旧城改造的区域,地下的一到两米通常是管线纵横或者是杂填土,这种情况对于支护是不利的,设计的时候锚杆以及第一排的土钉和地面相距比较远,所以挖开第一层以后应该把钢筋网放置好并且把上口固定在基坑旁边水平面的一到两米处。然后把土层表面硬化,做好排水的设施,这样可以防雨水的冲洗以及渗进边坡,这样会给土体增加压力,不利于边坡的稳定。因为有些相关的施工单位仅仅只是赶工程的进度,不注意排水处理以及表面的硬化,最后导致了雨水渗进而让土体造成比较大的位移,最终不得不进行加固的相关处理。
4、改进措施
4.1时空效应
如今基坑工程里施工与设计依然是分开的,其中的一个重要的因素就是因为施工对于基坑的变形造成的影响过于复杂,关于基坑变形的计算里不能表现出施工的参数对于基坑变形的作用。所以在设计的时候应该要加大安全系数,不过这样的结果就是比较浪费也比较保守。经过对于大量实践的总结,运用时空效应的原理可以比较好的表现出不同施工的相关参数对于基坑变化的影响是不同的。不过这种规律现在还没有获得一个定量的结果,在大部分情况下要由专家来决定,因为一般的工程人员不能掌握这些。
4.2施工过程重视信息化
关于基坑工程的相关支护的损坏是从量变到质变的一个过程,简单来说就是从缓慢的变形到加速变形的过程,这个过程可以理解为应变量的累加到一个加速累积再到一个释放应变能的过程。所谓信息化施工就是在施工的过程里把信息当作纽带,经过对信息的收集分析以及反馈的一系列环节,渐渐改进设计方案,来保证基坑开挖的经济的合理以及安全的可靠。单从理论上来说信息化的施工是一个比较好的方法,只是如今还没有在使用的阶段普及。这是因为缺少相应的专家,许多施工的技术人员都不具有这个能力,还有就是关于信息的反馈也比较慢。一些比较原始的表格不可以较为及时的把信息传达给专家,于是就当误了发现险情以及解决险情。但是随着时代的发展计算机早已普及,这给施工信息化的使用也带来了可能。
4.3建立预警系统
不管是哪一起基坑的事故都和检测不严格以及与保险请不够准确有关系,对于基坑的工程可以建立预警系统。用基坑的相关结构所允许的位移和位移变化这两个指标当作警报的相关准则。允许位移值和确定位移的变化速率都比较复杂,这和支护结构的刚度、形式以及地层的情况都紧密相关,不存在有统一的控制值。在实际的操作中可以借鉴已有的规范和依据实际经验来确定相关数据。
4.4强化设计
以往关于基坑的加固设计是经过工程类比来进行的。通常在稳定性的分析里来考虑加固的作用,但是在关于基坑变形的分析里却很难去考虑,就算可以考虑也仅仅是在计算参数中进行经验性的修正,不可以从加固的方法以及形状来表现比较具体的加固的效果。关于基坑变形的相关控制设计的理论也会造成加固设计的相关理论产生变化,所以应该把基坑以及加固的位移控制当作一个统一的整体。
5、结束语
总之,随着时代的发展,目前城市土木工程的规模日渐加大,造成了基坑工程在近年来飞速增加。开挖深基坑的影响因素比较多,难度也比较大,因此可能会引起各种事故。所以我们必须认真分析深基坑支护工程技术存在的问题,及时做好应对这些问题的措施,更好的完善这一技术的应用,促进我国土木工程的健康发展。
参考文献:
[1]王承武.高层建筑施工中的深基坑问题及对策[J].中国城市经济,2011,(11).
[2]姚辉.浅谈深基坑支护的施工与管理[J].中国城市经济,2011,(23).
[3]郑军华.谈谈高层建筑深基坑支护施工[J].科技创新与应用,2012,(09).