深基坑工程論文論深基坑施工技術(shù)的應(yīng)用
深基坑施工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要包括深基坑支護(hù)施工技術(shù)、深基坑防滲加固技術(shù)、深基坑降排水施工技術(shù)、深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)以及拉力分散型預(yù)應(yīng)力錨索、預(yù)應(yīng)力土層錨桿等技術(shù)。由于在現(xiàn)代工程中，深基坑工程常處在密集的建筑物、道路橋梁、地下管線、地鐵隧道或人防工程的附近，其技術(shù)復(fù)雜性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過永久性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或上部結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)技術(shù)上的問題，不但會(huì)危及到基坑本身的安全，而且還會(huì)殃及到附近的建筑物、道路橋梁和各種地下設(shè)施，進(jìn)而帶來巨大損失。因此，在建筑工程中科學(xué)應(yīng)用深基坑施工技術(shù)就顯得尤為重要。
摘要：深基坑工程是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，隨著城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng),深基坑工程的廣泛應(yīng)用,是需要我們深入去研究的。本文概述了深基坑工程及其內(nèi)容，從基坑的開挖、支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、邊坡監(jiān)測(cè)、地下水處理等方面分析了深基坑施工技術(shù)的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：深基坑,土方開挖,支護(hù),防水,監(jiān)測(cè)
一、深基坑工程及其內(nèi)容
深基坑工程主要包括基坑支護(hù)體系設(shè)計(jì)與施工和土方開挖，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。深基坑支護(hù)是指為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對(duì)深基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支檔、加固與保護(hù)的措施�；又ёo(hù)體系是臨時(shí)結(jié)構(gòu)，在地下工程施工完成后就不再需要。
深基坑工程的主要內(nèi)容：
1、巖土工程勘察與工程調(diào)查。確定巖土參數(shù)與地下水參數(shù)，測(cè)定鄰近建筑物、周圍地下埋設(shè)物，管道、電纜、光纜等、城市道路等工程設(shè)施的工作現(xiàn)狀，并對(duì)其隨地層位移的限值作出分析。
2、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括擋土墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如連續(xù)墻、柱列式灌注樁擋墻、支承體系如內(nèi)支撐以及土體加固等。支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須與基坑工程的施工方案緊密結(jié)合，需要考慮的主要依據(jù)有當(dāng)?shù)赝馏w和地下水狀況，四周環(huán)境安全所允許的地層變形限值，可提供的施工設(shè)施與施工場(chǎng)地，工期與造價(jià)等。
3、基坑開挖與支護(hù)的施工。
包括土方工程、工程降水和工程的施工組織設(shè)計(jì)與實(shí)施。
4、地層位移預(yù)測(cè)與周邊工程保護(hù)。
地層位移既取決于土體和支護(hù)結(jié)構(gòu)的性能與地下水的變化，，也取決于施工工序和施工過程。如預(yù)測(cè)的變形超過允許值，應(yīng)修改支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工方案，必要時(shí)對(duì)周邊的重要工程設(shè)施采取專門的保護(hù)或加固措施。
5、施工現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)與監(jiān)控。
根據(jù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和信息必要時(shí)進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)，用信息化來指導(dǎo)下一步的施工。
二、基坑土方開挖技術(shù)要點(diǎn)
1、基坑土方開挖應(yīng)在降水排水施工完成且運(yùn)轉(zhuǎn)正常達(dá)到預(yù)期要求后方可進(jìn)行�；又車孛鎽�(yīng)采取防水、排水措施，避免地表水滲入基坑周圍土體和流入坑內(nèi)�？觾�(nèi)應(yīng)設(shè)置排水溝和集水井，及時(shí)抽除積水。
2、基坑開挖應(yīng)連續(xù)施工，盡量減少無支護(hù)暴露時(shí)間，開挖必須遵循“自上而下，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。利用錨桿做支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，及時(shí)進(jìn)行錨桿施工，而且必須待錨桿張拉鎖定后方可進(jìn)行下一步開挖。
3、坑邊不宜堆放土方和建筑材料，如不可避免時(shí)，一般應(yīng)距基坑上部邊緣不小于2m，棄土堆高不超過1.5m，并且不超設(shè)計(jì)荷載值。在垂直的坑壁邊距離還應(yīng)適當(dāng)增大．軟土地區(qū)不宜在坑邊堆置土。當(dāng)重型機(jī)構(gòu)在坑邊作業(yè)時(shí)，應(yīng)設(shè)置專門的平臺(tái)或深基礎(chǔ)等。同時(shí)，應(yīng)限制或隔離坑頂周圍振動(dòng)荷載的作用。
4、基坑挖土?xí)r，要做好挖土機(jī)械、車輛的通道布置，安排好挖土順序等，不得在挖土過程中碰撞圍護(hù)結(jié)構(gòu)。并做好機(jī)械上下基坑坡道部位的支護(hù)。
5、采用機(jī)械開挖時(shí)，為保證基坑土體的原狀結(jié)構(gòu)，應(yīng)預(yù)留150～300mm原土層，由人工挖掘修整。基坑開挖完畢后，應(yīng)及時(shí)清底驗(yàn)槽并鋪設(shè)墊層，以防止暴曬和雨水浸刷破壞原狀結(jié)構(gòu)。如果基底超挖，應(yīng)用素混凝土回填或夯實(shí)回填，使基底土承載性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求
三、支護(hù)結(jié)構(gòu)及其方案的優(yōu)化
常用的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)可分為水泥擋土墻式、排樁與板墻式、邊坡穩(wěn)定式、逆作拱墻式、放坡五類。其中水泥擋土墻式以深層攪拌水泥土樁墻、高壓噴射注漿樁墻、粉體噴射注漿樁墻三類為主，排樁與板墻式以排樁式、板樁式、板墻式、組合式四類為主，邊坡穩(wěn)定式以土釘墻、噴錨支護(hù)兩類為主。無論采用何種支護(hù)結(jié)構(gòu)，一定要做到結(jié)構(gòu)可靠、確保安全。
支護(hù)結(jié)構(gòu)的方案優(yōu)化是根據(jù)某一深基坑工程所要達(dá)到的目標(biāo)，從眾多可行方案中選出一個(gè)最佳方案。由于深基坑工程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選受許多確定和不確定因素，亦即模糊因素的制約，很難用費(fèi)用最低的單目標(biāo)優(yōu)化準(zhǔn)則做出最佳決策。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案包括可靠性、造價(jià)、施工難度、工期、環(huán)境影響等諸多屬性，這些屬性中有些是模糊的。運(yùn)用多目標(biāo)決策模糊集理論，能夠較好地用于這樣一個(gè)具有多種屬性和模糊特性的深基坑支護(hù)方案的優(yōu)選。
支護(hù)結(jié)構(gòu)細(xì)部?jī)?yōu)化。在支護(hù)方案優(yōu)選后，需更進(jìn)一步對(duì)所選方案的細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在滿足支護(hù)功能前提下使支護(hù)結(jié)構(gòu)工程造價(jià)最低。完成一個(gè)實(shí)際問題的優(yōu)化設(shè)計(jì)，大致包括４部分內(nèi)容：決策（設(shè)計(jì)）變量、目標(biāo)函數(shù)、約束條件和優(yōu)化算法。
在依據(jù)基坑安全等級(jí)和變形控制等級(jí)初步選擇方案基礎(chǔ)上，利用優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合評(píng)判法進(jìn)行方案的進(jìn)一步優(yōu)選，在深基坑支護(hù)工程中是一個(gè)比較科學(xué)的方法。根據(jù)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，進(jìn)行一級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)：根據(jù)深基坑支護(hù)體系設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性驗(yàn)算等基本原則，以及深基坑支護(hù)體系施工費(fèi)用、土方開挖費(fèi)用、施工監(jiān)測(cè)及檢測(cè)費(fèi)用、環(huán)保費(fèi)用等基本原則確定影響經(jīng)濟(jì)性的因素，進(jìn)行二級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)；根據(jù)施工對(duì)周圍居民生活的影響、施工對(duì)周圍建筑物和地下管線的影響、施工產(chǎn)生的次生災(zāi)害影響等基本原則確定影響環(huán)境保護(hù)的因素，進(jìn)行三級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)：按“安全可行、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境保護(hù)、施工便捷”的原則對(duì)基坑支護(hù)方案進(jìn)行確定。
四、邊坡監(jiān)測(cè)
在施工過程，需要對(duì)基坑支護(hù)的整個(gè)體系及其周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這樣可以掌握基坑周邊支護(hù)的穩(wěn)定狀態(tài)及周邊土體的變化，了解施工對(duì)周圍地面的房屋建筑、道路和地下管線等的影響狀況，并將監(jiān)測(cè)值與設(shè)計(jì)值、變化速率與允許速率等進(jìn)行比較，及時(shí)全面了解施工狀況，做到信息化施工，以確�；邮┕ず铜h(huán)境安全。基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)包括基點(diǎn)觀測(cè)、水平位移觀沉降觀測(cè)，支護(hù)樁測(cè)斜，支護(hù)樁和內(nèi)支撐的應(yīng)力觀測(cè)。
基坑監(jiān)測(cè)的對(duì)象應(yīng)包括：自然環(huán)境、基坑底部及周圍土體、支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下水位、周圍建（構(gòu)）筑物、周圍地鐵、水管、排污管、電纜、煤氣管等重要地下設(shè)施，以及與基坑相鄰的周圍城市道路上面等，一般情況下，至少應(yīng)考慮到從基坑邊緣以外1～3倍基坑開挖深度范圍內(nèi)需要保護(hù)的物體；另有深井降水時(shí)，尚應(yīng)按抽水的影響半徑進(jìn)行考慮�；颖O(jiān)測(cè)項(xiàng)目可參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，根據(jù)設(shè)計(jì)及工程實(shí)際情況制定。
五、深基坑地下水處理
深基坑工程的地下水處理主要是兩種形式，即排水或止水。止水法，即通過有效手段，在基坑周圍形成止水帷幕，將地下水止于基坑之外，如沉井法、灌漿法、地下連續(xù)墻等。排水法，即將基坑范圍內(nèi)地表水與地下水排除，如明溝排水、井點(diǎn)降水等。采取哪種處理方式，需因地制宜，根據(jù)基坑周邊環(huán)境復(fù)雜程度而定。有些建筑物較為密集，且屬于瀕海地帶，原地貌多為灘涂，其地層情況一般為上部多為人工填砂層壓淤和混有大小不一、含量不等的碎石、塊石的雜填土層結(jié)構(gòu)松散，并且與海水有水力聯(lián)系，而填土層之下的淤泥又是軟土層，從而給深基坑支護(hù)止水造成了困難。近年來在瀕海地帶深基坑支護(hù)施工中，開始采用以沖孔樁、素混凝土樁與鋼筋混凝土樁相問咬合搭接分布的混凝土灌注排樁并與鎖口梁、內(nèi)支撐、噴錨等組成聯(lián)合支護(hù)體系，從而在防止邊坡失隱和阻止地下水側(cè)向滲漏方面取得較好的效果。
結(jié)束語
深基坑施工危險(xiǎn)性大、施工難度大、容易引起基坑周圍局部土體發(fā)生位移和沉降，造成安全事故，帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，我們?cè)谏罨邮┕r(shí)，要不斷提高深基坑處理的技術(shù)水平，做好深基坑的開挖與支護(hù)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作，采取措施實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水、地基沉陷的控制，從而實(shí)現(xiàn)工程的質(zhì)量與安全。
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