摘 要、:本文介紹深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型及支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇,并對(duì)支護(hù)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞、深基坑、支護(hù)、基坑圍護(hù)、支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇
一、前言
隨著城市建設(shè)步伐的不斷加快,伴隨而來(lái)的是城市建設(shè)用地日益減少,現(xiàn)在已受到政府和社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。由于建筑結(jié)構(gòu)主體越來(lái)越高,建筑基坑越來(lái)越深,并且很多建筑工程深基坑邊坡緊鄰建筑物。復(fù)合土打墻成功解決了基坑邊坡的強(qiáng)度及穩(wěn)定性問(wèn)題。其施工周期短,與挖土同時(shí)進(jìn)行,很少占獨(dú)立工期。
二、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型
1懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)
是指未加任何支撐或錨,僅靠嵌入基坑底下一定深度的巖土體平衡上部土體的主動(dòng)土壓力、地面荷載以及水壓力的支護(hù)結(jié)構(gòu)。有排樁、地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。對(duì)于該種支護(hù)結(jié)構(gòu),其嵌入深度至關(guān)重要。由于基坑底以上部分呈懸臂狀態(tài),無(wú)任何支點(diǎn)的作用,樁頂位移及構(gòu)件彎矩值比較大,對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件要求較高。因此,這種支護(hù)結(jié)構(gòu)形式主要用于土質(zhì)條件較好、基坑深度不大及對(duì)基坑水平位移要求不很?chē)?yán)格的基坑。在軟土場(chǎng)地中不宜大于5m。
2內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)
是由擋土結(jié)構(gòu)和內(nèi)支撐系統(tǒng)組成的結(jié)構(gòu)形式。擋土結(jié)構(gòu)主要承受基坑開(kāi)挖所產(chǎn)生的土壓力和水壓力,一般采用排樁和地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。內(nèi)支撐為擋土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定提供足夠的支撐力,直接平衡兩端圍護(hù)結(jié)構(gòu)上所承受的側(cè)壓力,常用的有鋼支撐和鋼筋混凝土支撐。內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)形式主要用于市政工程施工。
3土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)
土釘墻又稱(chēng)為土釘支護(hù)技術(shù),它是在原位土中設(shè)置密集的土釘,并在土邊坡表面構(gòu)筑鋼絲網(wǎng)噴射混凝土面層,通過(guò)土釘、面層和原位土體三者的共同作用而支護(hù)邊坡或邊壁。土釘墻體同時(shí)也構(gòu)成了一個(gè)就地加固的類(lèi)似重力式擋土結(jié)構(gòu)。與已有的各種支護(hù)方法相比,它具有施工容易、設(shè)備簡(jiǎn)單、需要場(chǎng)地小,開(kāi)挖與支護(hù)作業(yè)可以并行、總體進(jìn)度快、成本低,以及無(wú)污染、噪聲小、穩(wěn)定可靠、社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益好等許多優(yōu)點(diǎn),因而在國(guó)內(nèi)外的邊坡加固與基坑支護(hù)中得到了廣泛迅速的應(yīng)用。
三、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇
1選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型的依據(jù)
基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇是否合理,考慮的因素是否全面,對(duì)基坑支護(hù)工程起到?jīng)Q定性作用;又ёo(hù)圍護(hù)及撐錨方法較多,每一種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),有的速度快,有的經(jīng)濟(jì),有的噪音小,有的用電量小等,可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體的情況來(lái)確定。
(1)工程用地紅線圖,建筑平面布置總圖以及相鄰建筑物的平、立、剖面和基礎(chǔ)圖等;基坑的尺寸,基坑場(chǎng)地的形狀、深度和寬度等;又ёo(hù)結(jié)構(gòu)所受的荷載。
(2)場(chǎng)地和邊坡的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察資料;
(3)邊坡環(huán)境資料;對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工(噪音、振動(dòng)、地面污染)的要求;
(4)施工技術(shù)、設(shè)備性能、施工經(jīng)驗(yàn)和施工條件等資料;
2支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇原則
支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)基坑周邊環(huán)境、開(kāi)挖深度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、施工作業(yè)設(shè)備和施工季節(jié)等條件綜合考慮,做到因地制宜,因時(shí)制宜,合理設(shè)計(jì),嚴(yán)格控制,使方案具有創(chuàng)造性和靈活性。
3選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)體系要點(diǎn)
(1)粘性土顆粒較細(xì),具有一定粘聚力,強(qiáng)度隨含水量可能變化。在多數(shù)情況下,地下水位深,不需要采用防水、降水措施。如果場(chǎng)地開(kāi)闊,可選擇放坡、懸臂式、樁錨式、錨拉式支護(hù)結(jié)構(gòu);如場(chǎng)地狹窄,可選擇排樁、地下連續(xù)墻加錨桿的支撐方案;A(chǔ)開(kāi)挖后,開(kāi)挖深度不大可采用懸臂式支護(hù)或土釘墻;開(kāi)挖深度較大時(shí),可考慮多層錨桿或多層支撐。假如土質(zhì)情況較好,可考慮土釘或噴錨支護(hù)。土質(zhì)較差,可用樁、地下連續(xù)墻加錨桿或支撐支護(hù)方案。
(2)軟土具有強(qiáng)度低、壓縮性大、滲透性小、荷載作用變形大等特點(diǎn),且周?chē)h(huán)境復(fù)雜,故軟土地區(qū)深基坑開(kāi)挖,應(yīng)注意安全。如基坑周?chē)鷪?chǎng)地開(kāi)闊,上部采用分臺(tái)階放坡,下部采用擋土墻支護(hù),或懸臂式、樁錨式、錨拉式支護(hù)結(jié)構(gòu);如場(chǎng)地狹窄,則必須采用能夠相應(yīng)控
制地面位移與沉降的支持結(jié)構(gòu),并且做好防水處理;A(chǔ)開(kāi)挖深度均較大,可設(shè)置排樁、地下連續(xù)墻或其它支護(hù)結(jié)構(gòu)加防水帷幕。較大范圍開(kāi)挖時(shí),也可采用復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu),排樁及單、多層錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)加防水帷幕。
(3)硬質(zhì)地基基坑開(kāi)挖一般是止水性支護(hù)結(jié)構(gòu)和非止水性支護(hù)結(jié)構(gòu)并行使用。因?yàn)橛操|(zhì)地基地層具有緊密、承載能力高和壓縮性低等特點(diǎn),一般不致引起開(kāi)挖面隆起、沙涌出及因降水而導(dǎo)致周?chē)孛娉两邓F(xiàn)象發(fā)生,從設(shè)計(jì)安全性、施工可行性和造價(jià)經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮,在硬質(zhì)地基埋藏較淺的地區(qū),采用非止水性支護(hù)結(jié)構(gòu)往往更合理。如地表與硬質(zhì)土層中有一層較厚的軟土層,且地下水位較高時(shí),則應(yīng)才用止水性支護(hù)結(jié)構(gòu)
四、深基坑支護(hù)技術(shù)發(fā)展
1采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法
對(duì)于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),目前沒(méi)有統(tǒng)一的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)仍采用傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)荷載法”,計(jì)算結(jié)果與深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力有較大的差距,即不安全也不經(jīng)濟(jì)。目前,巖土工作者對(duì)探討和建立動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)體系已開(kāi)始形成共識(shí),已開(kāi)始從事這方面的研究。近十幾年來(lái),我國(guó)在深基坑支護(hù)技術(shù)上已經(jīng)積累很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),收集了施工過(guò)程中的一些技術(shù)數(shù)據(jù),已初步摸索出巖土變化支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力的規(guī)律,為建立深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新理論打下了良好的基礎(chǔ)。
2優(yōu)化深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案
深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工不同于上部結(jié)構(gòu),除地基土類(lèi)別的不同外,地下水位的高低、土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)以及周?chē)h(huán)境條件等,都直接與支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型有關(guān)。在深基坑工程中,支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的選擇至關(guān)重要,支護(hù)結(jié)構(gòu)型式選擇的合理,就能做到安全可靠、施工順利、縮短工期,帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。反之,一個(gè)不合理的方案即使造價(jià)很高,也不一定能保證安全?梢(jiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)化選擇是深基坑支護(hù)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
3建立信息監(jiān)測(cè)與信息化施工技術(shù)
基坑工程力學(xué)參數(shù)的不確定性及施工過(guò)程的不可預(yù)見(jiàn)性,使基坑工程設(shè)計(jì)和施工中難免出現(xiàn)與實(shí)際地層條件不符合的情況,需要在施工過(guò)程中通過(guò)檢測(cè)信息的反饋來(lái)修正設(shè)計(jì),指導(dǎo)施工。因此,基坑工程監(jiān)測(cè)是基坑工程施工中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),組織良好的監(jiān)測(cè)能夠?qū)⑹┕ぶ懈鞣矫嫘畔⒓皶r(shí)反饋基坑開(kāi)挖組織者,根據(jù)預(yù)測(cè)判定施工對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響的程度,對(duì)基坑工程圍護(hù)體系變形及穩(wěn)定狀態(tài)加以評(píng)價(jià),并預(yù)測(cè)進(jìn)一步挖土施工后將導(dǎo)致的變形及穩(wěn)定狀態(tài)的發(fā)展,制定進(jìn)一步施工策略,實(shí)現(xiàn)信息化施工。
五、結(jié)語(yǔ)
深基坑支護(hù)工程是近二十年來(lái)隨著城市高層建筑發(fā)展而發(fā)展的一門(mén)新的實(shí)踐工程學(xué),涉及到工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程結(jié)構(gòu)、施工工藝和施工管理等幾門(mén)學(xué)科的綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,在巖土工作者和工程技術(shù)人員的共同努力下,深基坑支護(hù)技術(shù)方面一定會(huì)有新的突破。
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