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深基坑支护设计大全11篇

时间:2023-03-30 11:28:05

深基坑支护设计

深基坑支护设计篇(1)

1.深基坑支护的设计要求

基坑工程设计和施工总的要求就是要做到设计先进、经济合理、施工方便、安全可靠。基坑支护作为一个结构体系,应要满足稳定和变形的要求,即通常规范所说的两种极限状态的要求,即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态,对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏,出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数,不致使支护产生失稳,而在保证不出现失稳的条件下,还要控制位移量,不致影响周边建筑物的安全使用。因而,作为设计的计算理论,不但要能计算支护结构的稳定问题,还应计算其变形,并根据周边环境条件,控制变形在一定的范围内。一般的支护结构位移控制以水平位移为主,主要是水平位移较直观,易于监测。水平位移控制与周边环境的要求有关,这就是通常规范中所谓的基坑安全等级的划分,对于基坑周边有较重要的构筑物需要保护的,则应控制小变形,此即为通常的一级基坑的位移要求;对于周边空旷,无构筑物需保护的,则位移量可大一些,理论上只要保证稳定即可,此即为通常所说的三级基坑的位移要求;介于一级和三级之间的,则为二级基坑的位移要求。对于一级基坑的最大水平位移,一般宜不大于30 mm,对于较深的基坑,应小于0.3%H,H为基坑开挖深度。对于一般的基坑,其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝,当最大水平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝,因此,一般的基坑最大水平位移应控制不大于50mm为宜,否则会产生较明显的地面裂缝和沉降,感观上会产生不安全的感觉。一般较刚性的支护结构,如挡土桩、连续墙加内支撑体系,其位移较小,可控制在30mm之内,对于土钉支护,地质条件较好,且采用超前支护、预应力锚杆等加强措施后可控制较小位移外,一般会大于30mm。

2.深基坑支护的设计思路

对于一个深基坑支护结构的设计,要根据拟建工程水文地质条件、设计经验及技术条件,综合考虑国家的经济及法律规定、工期要去、造价要求等来选择最佳设计方案。设计首先应是概念设计,重点在于可行性方案的筛选与优化,对支护结构方案的选择和优化可按以下步骤进行:①对于深基坑不是特别大时,应首先考虑悬臂式支护结构,该结构主要利用基坑地面以下土体提供的土压力来维持支护体系平衡,主要结构形式为桩排支护结构和地下连续墙两类。但深基坑的设计时,一般不考虑悬臂式板桩支挡。如果考虑采用也应当对悬臂式支护结构增加内支撑的方法,使之形成混合式支护结构,支撑形式常采用锚杆拉接或内支撑形式。②其它形式的方案,如钢板桩、土钉、锚杆、拱圈、网状树根桩加固、逆作法等的选择,设计人员应根据工程的具体情况,通过综合分析比较的方法来确定支护结构的种类、平面布置形式及其支护材料。③设计时应充分考虑地下水的影响,它直接关系到设计方案的成败,如基坑土层为渗透系数较高的粉砂、圆砾等土层时,井点降水法是一种经济有效的方法。采用该法不仅可使基坑处于干燥状态而便于施工,还可显著改善土层的物理力学性质,有效减少支护结构的内力和变形,从而可达到节约和安全的目的。有时为了减小降水引起的地面附加沉降或对邻近建(构)筑物造成影响,还可采用井点回灌技术。当底层为渗透系数较小的粘性土、淤泥等土层时,可采用深层搅拌桩和高压旋喷注浆形成止水帷幕。总之,不同的支护结构适应于不同的水文地质条件,因此,应因地制宜选择经济适用的方案。

3.深基坑支护设计中若干技术难点分析

3.1支护结构侧向土压力的计算

支护结构的计算,首先是土压力的取值问题。土压力的分布和计算,目前国内普遍采用古典的朗肯土压力理论,且假定支护结构是竖直的,土压力的作用方向水平,墙背光滑,不计土体对支护体的摩阻力。朗肯土压力理论用到支护结构计算上时,由于该理论的主动土压力和被动力土压力是建立在极限平衡状态概念的基础上。据现有的研究结果表明,达到被动土压力的位移一般为达到主动土压力位移的10-50倍。在实际工程中,由于支护结构常常不允许产生达到被动极限平衡状态时所需要的位移,实际的被动土压力一般均低于被动极限值。因此,在进行支护结构计算时,用朗肯土压力理论计算所得到的被动土压力是偏大的,使用时需要折减。折减系数的取值与被动区上体的土质和支护结构的型式密切相关,应根据被动区土体的土质和支护结构型式,以及对支护结构位移限制的程度,采用不同的折减系数。譬如对水泥土重力式挡墙,当被动区的土层为淤泥质粘土时,折减系数宜取0.5-0.6;当被动区土层为砂性土或被动区土体已经过水泥搅拌桩改良时,折减系数可取0.75-0.85。对于被动土压力的计算,如考虑土体的弹性抗力作用,会更接近于实际。由于土的弹塑性性质,其抗力问题比较复杂,目前仍普遍按弹性地基的假定进行计算,通常采用文克勒假定的弹性地基上竖直梁的计算方法。

3.2用H.B1um理论计算悬臂式板桩墙支护结构

悬臂式板桩墙支护结构的内力计算,目前多用H.Blum理论来求解。此理论假定坑底出现的被动土压力近似地发生在弯点下面,并在这部分阻力的中心处(C点)用一个反力Rc来代替,支护桩插入深度t0用X来表示,它必须满足围绕C点使∑Hc=0的条件。由于土的阻力是向板桩方向逐渐增加,使用∑Hc=0的等式时会得到一个较小的插入深度,H.Blum建议计算所得的X增加20%,即插入深度t0=u+1.2X。为简化计算,H.Blum提供了理论计算曲线图,避免了多次方程求解,为计算提供了方便。

3.3土水压力的计算

传统深基坑侧上压力的计算理论主要以朗肯理论和库仑理论为基础,这两种理论无论在基本假设上,还是在计算原理上都存在一些缺陷。主要表现为:①实际深基坑工程围护墙通常不满足古典土压力理论的假设条件。②古典土压力理论没有考虑围护墙的变形过程,而仅以墙移达到使墙后土体出现极限状态的平衡条件为计算依据.实际上围护墙变形通常达不到使土体出现极限平衡状态的位移值,且其变形是随开挖的深入而变化的,上压力也随着变化。此外,传统深基坑侧土压力的计算方法没有顾及深基坑坑内外通常存在较大水位差的实际情况,忽视了渗流效应对土压力的影响等问题。在设计时,应当注意影响土水压力的若干因素。具体包括:土体的应力状态和应力路径、孔隙水压力、边界条件等。

4.结语

由于基坑设计与水文地质、工程地质条件密切相关,地基土参数的试验方法、取值、地下水的影响往往是确定支护结构设计的因素,设计人员首先应该当根据水工地质勘察的结果和自身的岩土工程设计经验,综合设计难点和要点以及对工期、造价等要求,来确定基坑支护设计方案。

深基坑支护设计篇(2)

支护

1.深基坑支护类型选择

深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要满足变形控制要求,以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。如今支护结构日臻完善,出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。

根据本地区实际情况,经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构,由于基坑开采区主要为粘性土,它具有一定自稳定结构的特性,因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土,土层锚杆支护的方案,挡土支护结构布置如下:(1)护坡桩桩径600mm,桩净距1000mm;(2)土层锚杆一排作单支撑,端部在地面以下2.00mm,下倾18°,间距1.6m;(3)腰梁一道,位于坡顶下2.00m处,通过腰梁,锚杆对护坡桩进行拉结;(4)桩间为粘性土不作处理。

2.深基坑支护土压力

深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出,要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确地确定也是比较困难的。目前,土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为:

主动土压力:

Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ

工中:Eα——主动土压力(KN),γ——土的容重,采用加权平均值。H——挡土桩长(m)。Φ——土的内摩擦角(°)。C——土的内聚力(KN)。

被动土压力:EP=1/2γt2KPCt

式中:EP——被动土压力(KN),t——挡土桩的入土深度(m),KP——被动土压力系数,一般取K2=tg2(45°-Φ/2)。

由于传统理论存在达些不足,在工程运用时就必须作经验修正,以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求,这也就是从以下几个方面具体考虑:

2.1.土压力参数:尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算。总应办法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。

2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况,在计算被动土压力时,采用修正后的被动土压力系数KP,因为库仑理论计算被动土压力偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ,克服了朗肯理论在此方面的假定。可以求得修正后的KP是:KP=〔CosΨDCosδ[KF)]-Sin(Ψo+δ)SinΨo〕2

式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取ΦD=Φ是根据经验取值,δ一般为1/3Φ-2/3Φ。

2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。在实践中,对于抗深在10m内的支护计算,把有粘聚力的主动土压力Eα,计算式为:E=1/2CHtg2(45°-Φ/2)+2C2/γ。

用等值内摩擦角时,按无粘性土三角形土压力并入Φo,E=1/2γH2tg(45°-Φ/ 2),而E=E由此可得:tg(45°-[SX(]Φo2= rH2tg2(45°-Ψ/2)-4CHtg(45°-Ψ/2)+4C2/r2rH2

2.4.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而造近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量。

2.5.重视场内外水的问题。注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成润滑剂,使摩擦力降低,而较小颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力。

综上所述,结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成,水压力和土压力分别按以下方式计算:

2.5.1.水压力:因支护桩所处地层主要为粘性土层,且为硬塑中密状态,另开挖前已作降水处理,故认为此压力采用水土合算是可行的。

2.5.2.土压力:桩后主动土压力,采用朗肯主动土压力计算,即:Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ

桩前被动土压力,采用修正后的朗肯被动土压力计算,即:EP=1/2γt2KP+2KP Ct.

式中:KP=〔CosΨCosδ-Sin(Ψ+δ)SinΨ〕2

3.护坡桩的设计

该工程支护结构主要采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加斜土锚的设计方案,桩的直径为600mm,桩间净距为1000mm.考虑基坑附近建筑屋的影响,还有环城南路上机车等动截荷的影响,支护设计时,笔者参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷q=40KN/m,:

3.1.桩上侧土压力:①桩后侧主动土压力,因为桩后土为三层(杂添土、粘土、粉粘土)所以计算时采用加权平均值的C、Φ、γ,Φ=21.32,得:Eα=4.7H2-2.76H+108.49;②桩前侧被动土压力:因为桩前侧土为两层(粘土层、粉质粘土层),所以计算时应采用加权平均值的C′、Φ′、γ′,得:EP=33.89676t2+104.5t;③均布载荷对桩的侧压力:由公式Eq=qKaH,得:Eq=18.672H.

3.2.桩插入深度确定:计算前须作如下假设:(1)锚固点A无移动;(2)灌注桩埋在地下无移动;(3)自由端因较浅不作固定端,按地下简支计算。

3.2.1.建立方程:对铰点(锚固点)A求矩,则必须满足:ΣMA=0

所以有:1KEP(23t+h-a)=Eq〔23 (h+t)-a〕+Ep(h+t2-α)q

式中:K为安全系数,取2,得:8.31t3+82.97t2-138.75t=114.12

3.2.2.插入深度及柱长计算:根据实际情况t取最小正解;t=1.99m.

根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料,取安全系数为1.2,所以桩的总长度为:L=h+1 .5t=8.5+1.21.99=12.4(m)

3.3.锚拉力的计算:由于桩长已求出,对整个桩而言,由于力平衡原理可以求出A点的锚拉力,ΣFA=0,即:Eα+Eq=Ep+TA,取t=1.99解得:TA=194.35(KN)

4.土层锚定设计

锚固点埋深α=2m,锚杆水平间距1.6m,锚杆倾角18°,这是因为考虑到:(1)基坑附近有环城南路和建筑物的存在,倾角小,锚杆的握裹力易满足;(2)支护所在粘土层较厚,并且均一,可作为锚定区;(3)粘土层的下履层(粉质粘土层、粉砂层、圆砾层)都是饱水且较薄。

4.1.土层锚杆抗拔计算:土层锚杆锚固端所在的粘土层:c=47.7kpΨ=20.72°r=20 .13kN/m2

4.1.1.土层锚杆锚非固端段长度的确定:

由三角关系有:BF=sin(45°-Φ/2)/sin(45°-Φ/2+a)·(H-a-d)代入数据计算得:BF=5.06 m

深基坑支护设计篇(3)

1.深基坑支护类型选择

深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要满足变形控制要求,以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。如今支护结构日臻完善,出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。

根据本地区实际情况,经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构,由于基坑开采区主要为粘性土,它具有一定自稳定结构的特性,因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土,土层锚杆支护的方案,挡土支护结构布置如下:(1)护坡桩桩径600mm,桩净距1000mm;(2)土层锚杆一排作单支撑,端部在地面以下2.00mm,下倾18°,间距1.6m;(3)腰梁一道,位于坡顶下2.00m处,通过腰梁,锚杆对护坡桩进行拉结;(4)桩间为粘性土不作处理。

2.深基坑支护土压力

深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出,要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确地确定也是比较困难的。目前,土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为:

主动土压力:

Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ

其中:Eα——主动土压力(KN),γ——土的容重,采用加权平均值。H——挡土桩长(m)。Φ——土的内摩擦角(°)。C——土的内聚力(KN)。

被动土压力:EP=1/2γt2KPCt

式中:EP——被动土压力(KN),t——挡土桩的入土深度(m),KP——被动土压力系数,一般取K2=tg2(45°-Φ/2)。

由于传统理论存在达些不足,在工程运用时就必须作经验修正,以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求,这也就是从以下几个方面具体考虑:

2.1.土压力参数:尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算。总应办法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。

2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况,在计算被动土压力时,采用修正后的被动土压力系数KP,因为库仑理论计算被动土压力偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ,克服了朗肯理论在此方面的假定。可以求得修正后的KP是:KP=〔CosΨDCosδ[KF)]-Sin(Ψo+δ)SinΨo〕2

式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取ΦD=Φ是根据经验取值,δ一般为1/3Φ-2/3Φ。

2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。在实践中,对于抗深在10m内的支护计算,把有粘聚力的主动土压力Eα,计算式为:E=1/2CHtg2(45°-Φ/2)+2C2/γ。

用等值内摩擦角时,按无粘性土三角形土压力并入Φo,E=1/2γH2tg(45°-Φ/2),而E=E由此可得:tg(45°-[SX(]Φo2=rH2tg2(45°-Ψ/2)-4CHtg(45°-Ψ/2)+4C2/r2rH2

2.4.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而造近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量。

2.5.重视场内外水的问题。注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成剂,使摩擦力降低,而较小颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力。

综上所述,结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成,水压力和土压力分别按以下方式计算:

2.5.1.水压力:因支护桩所处地层主要为粘性土层,且为硬塑中密状态,另开挖前已作降水处理,故认为此压力采用水土合算是可行的。

2.5.2.土压力:桩后主动土压力,采用朗肯主动土压力计算,即:Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ

桩前被动土压力,采用修正后的朗肯被动土压力计算,即:EP=1/2γt2KP+2KPCt。

式中:KP=〔CosΨCosδ-Sin(Ψ+δ)SinΨ〕2

3.护坡桩的设计

该工程支护结构主要采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加斜土锚的设计方案,桩的直径为600mm,桩间净距为1000mm。考虑基坑附近建筑屋的影响,还有环城南路上机车等动截荷的影响,支护设计时,笔者参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷q=40KN/m,:

3.1.桩上侧土压力:①桩后侧主动土压力,因为桩后土为三层(杂添土、粘土、粉粘土)所以计算时采用加权平均值的C、Φ、γ,Φ=21.32,得:Eα=4.7H2-2.76H+108.49;②桩前侧被动土压力:因为桩前侧土为两层(粘土层、粉质粘土层),所以计算时应采用加权平均值的C′、Φ′、γ′,得:EP=33.89676t2+104.5t;③均布载荷对桩的侧压力:由公式Eq=qKaH,得:Eq=18.672H。

3.2.桩插入深度确定:计算前须作如下假设:(1)锚固点A无移动;(2)灌注桩埋在地下无移动;(3)自由端因较浅不作固定端,按地下简支计算。

3.2.1.建立方程:对铰点(锚固点)A求矩,则必须满足:ΣMA=0

所以有:1KEP(23t+h-a)=Eq〔23(h+t)-a〕+Ep(h+t2-α)q%26lt;/p%26gt;

式中:K为安全系数,取2,得:8.31t3+82.97t2-138.75t=114.12

3.2.2.插入深度及柱长计算:根据实际情况t取最小正解;t=1.99m。

根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料,取安全系数为1.2,所以桩的总长度为:L=h+1.5t=8.5+1.21.99=12.4(m)

3.3.锚拉力的计算:由于桩长已求出,对整个桩而言,由于力平衡原理可以求出A点的锚拉力,ΣFA=0,即:Eα+Eq=Ep+TA,取t=1.99解得:TA=194.35(KN)

4.土层锚定设计

锚固点埋深α=2m,锚杆水平间距1.6m,锚杆倾角18°,这是因为考虑到:(1)基坑附近有环城南路和建筑物的存在,倾角小,锚杆的握裹力易满足;(2)支护所在粘土层较厚,并且均一,可作为锚定区;(3)粘土层的下履层(粉质粘土层、粉砂层、圆砾层)都是饱水且较薄。

4.1.土层锚杆抗拔计算:土层锚杆锚固端所在的粘土层:c=47.7kpΨ=20.72°r=20.13kN/m2

4.1.1.土层锚杆锚非固端段长度的确定:

由三角关系有:BF=sin(45°-Φ/2)/sin(45°-Φ/2+a)·(H-a-d)代入数据计算得:BF=5.06m

4.1.2.土层锚杆锚段长

深基坑支护设计篇(4)

    根据本地区实际情况,经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构,由于基坑开采区主要为粘性土,它具有一定自稳定结构的特性,因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土,土层锚杆支护的方案,挡土支护结构布置如下:(1)护坡桩桩径600mm,桩净距1000mm;(2)土层锚杆一排作单支撑,端部在地面以下2.00mm,下倾18°,间距1.6m;(3)腰梁一道,位于坡顶下2.00m处,通过腰梁,锚杆对护坡桩进行拉结;(4)桩间为粘性土不作处理。

    2.深基坑支护土压力

    深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出,要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确地确定也是比较困难的。目前,土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为:

    主动土压力:

    Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ

    工中:Eα——主动土压力(KN),γ——土的容重,采用加权平均值。H——挡土桩长(m)。Φ——土的内摩擦角(°)。C——土的内聚力(KN)。

    被动土压力:EP=1/2γt2KPCt

    式中:EP——被动土压力(KN),t——挡土桩的入土深度(m),KP——被动土压力系数,一般取K2=tg2(45°-Φ/2)。

    由于传统理论存在达些不足,在工程运用时就必须作经验修正,以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求,这也就是从以下几个方面具体考虑:

    2.1.土压力参数:尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算。总应办法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。

    2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况,在计算被动土压力时,采用修正后的被动土压力系数KP,因为库仑理论计算被动土压力偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ,克服了朗肯理论在此方面的假定。可以求得修正后的KP是:KP=〔CosΨDCosδ[KF)]-Sin(Ψo+δ)SinΨo〕2

    式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取ΦD=Φ是根据经验取值,δ一般为1/3Φ-2/3Φ。

    2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。在实践中,对于抗深在10m内的支护计算,把有粘聚力的主动土压力Eα,计算式为:E=1/2CHtg2(45°-Φ/2)+2C2/γ。

    用等值内摩擦角时,按无粘性土三角形土压力并入Φo,E=1/2γH2tg(45°-Φ/ 2),而E=E由此可得:tg(45°-[SX(]Φo2= rH2tg2(45°-Ψ/2)-4CHtg(45°-Ψ/2)+4C2/r2rH2

    2.4.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而造近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量。

    2.5.重视场内外水的问题。注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成润滑剂,使摩擦力降低,而较小颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力。

    综上所述,结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成,水压力和土压力分别按以下方式计算:

深基坑支护设计篇(5)

1 引言

深基坑工程,是随着城市建设事业的发展而出现的一种较类型的岩土工程,基坑支护设计是一个综合性的岩土工程问题,既涉及土力学中典型强度与稳定问题,又包含了变形问题,同时还涉及到土与支护结构的共同作用以及结构力学等问题。随着对这些问题的认识及其对策研究的深入,越来越多的新技术在深基坑工程中也得到应用。

深基坑的开挖与支护,是一项系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、施工工艺和工程管理。它是集土力学、水力学和结构力学于一体的综合性学科。目前,关于基坑支护结构的稳定性分析,多采用定值法,即用抗力效应与荷载效应两者的比值作为稳定系数来评价基坑支护的稳定性。

2 深基坑支护的设计

基坑支护体设计要根据实际施工需求,结合基坑侧壁安全等级及重要性系数科学严谨的制定设计方案,应做到:(1)充分利用新技术、新理念,具体事物具体分析,不要生搬硬套传统的设计理念。在现今的深基坑支护结构的设计领域,还没有公认的、权威的的计算公式,基本上都是摸着石头过河。深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域,要改变传统观念,利用施工监测反馈动的态信息指引设计体系。(2)重视支护结构理论和材料的试验研究,实践是检验真理的唯一标准。正确的理论必须建立在大量试验研究的基础之上。在深基坑支护结构的实验方面,我国与发达国家有较大距离,还有大量的路要走。不过,我国由于经济的飞速发展,大量高层超高层建筑拔地而起,所以积累了拥有大量的第一手施工数据,但缺少科学的测试数据,无法形成理论,我们以后一定要重视。(3)勇于创新,设计支护结构时,开拓思路,多进行新的尝试。在施工中深基坑支护结构各元素往往是相互结合的,各结构相互结合,这就要求我们从全局出发,寻求新的设计思路,探索更好的计算方法。

基坑支护是一种特殊的结构方式,具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件,因此,要根据具体问题,具体分析,从而选择经济适用的支护结构。

3 深基坑支护的结构计算方法

3.1 静力平衡法

静力平衡法亦称自由端支承法,该法假定围护结构是刚性的,并可绕支撑点转动。围护结构的前侧产生被动土压力,后侧产生主动土压力。静力平衡法适用于围护结构的入土深度不太深即底端非嵌固的情况,此时围护结构由于土压力的作用而达到极限平衡状态。利用墙前后土压力的极限平衡条件来求插入深度、结构内力等。

3.2 等值梁法

单支撑(锚拉)埋深板桩计算,将其视为上端简支、下端固定支承,变形曲线有一反弯点,一般认为该点弯矩值为零,于是可把挡土结构划分为两段假想梁,上部为简支,下部为一次超静定结构,其弯矩图不变,该法称为等值梁法。实践表明,等值梁法计算板桩是偏于安全的,实际设计计算常将最大弯矩予以折减,折减经验系数为0.6-0.8,一般取0.74。等值梁法基于极限平衡状态理论,假定支挡结构前后受极限状态的主被动土压力作用,不能反映支挡结构的变形情况,亦即无法预先估计开挖对周围建筑物的影响,故一般仅作支护体系内力计算的校核方法之一。

3.3 弹性地基梁的m法

基坑工程弹性地基梁法取单位宽度的挡墙作为竖直放置的弹性地基梁,支撑简化为与截面面积、弹性模量和计算长度等有关的二力杆弹簧。弹性地基梁法中土对支挡结构的抗力(地基反力)用土弹簧模拟,地基反力的大小与挡墙的变形有关,即地基反力由水平地基反力系数同该深度挡墙变形的乘积确定。即f=mzy,其中,f为土对支挡结构的水平地基反力,kN/m2;为比例系数,kN/m4;为计算深度,m;为计算点处挡墙的水平位移m。弹性地基梁的m法优点是考虑了支护结构与土体的变形协调。工程实践表明,在软土中的悬臂桩支护计算采用m法,计算位移与实测位移有很大差异,实测位移是计算值的好几倍。这说明桩后土体变形已不再属于弹性范围。另外,m法无法直接确定支护结构的插入深度,通常假定试算有很大的随意性,有时桩底落在软弱土层中,还需经验来修正。

3.4 弹塑有限元法

有限单元法作为今后基坑支护设计计算的发展方向,它的优点是考虑了土体与结构的变形协调,而且可以得出塑性区的分布,从而判断支护结构的总体稳定性。但选取合理的本构模型与计算参数,以及塑性区范围与稳定性之间的定量关系均缺乏经验。目前,随着计算机技术及系统科学的发展,为有限单元法的完善提供了更有利的工具。在结构计算方面,建立了能考虑基坑围护结构和土压力的空间非线性共同作用理论及其计算方法,并编成程序,方便高效地完成基坑围护工程的计算。

4 深基坑支护的施工技术

基坑支护施工要注重支护结构的稳定,坑体变形,并根据周边环境条件,控制变形在一定的范围内。控制的关键是基坑的稳定性、地面变形及地下水的控制,并要根据实际情况适时地调整方案。

4.1 重视变形观测,并注意及时补救

岩土工程中深基坑支护结构变形观测的内容包括:基坑边坡的变形观测、及周围建筑物及地下管线变形观测等。通过对监测数据可以及时分析并及时了解土方开挖及支护设计在实际应用中的情况,分析其存在的偏差便可以及时的了解基坑土体变形状况以及土方开挖影响的沉降情况还有地下管线的变形情况等。对设计中存在的偏差,在下部施工中及时校正设计参数,对已施工的部位采取恰当的补救和控制措施,为此,要求现场变形观测的数据必须准确、可靠、及时,要求变形观测人员严格按照预定设计方案精心测量、认真负责,保证观测质量。如果在实际测量中确实发现异常情况,就需要即时研究采取措施以防止其恶化。而一旦出现大的变形或滑动,立即分析主要原因,做出可靠的加固设计和施工方案,使加固工作快速而有效,防止变形或滑动继续发展。研究和应用已有的基坑工程行业的和地区性规范以及当地的工程经验。对于重大复杂的基坑工程目前国内采用专家论证的形式,对保证工程安全、降低造价是有效和现实的一种方法。

4.2 全程控制基坑支护的施工质量

岩土深基坑支护施工重在于过程控制,一旦施工过程控制环节出现问题,事后纠正和补救都会比较困难。因此我们必须进行严格的施工过程控制管理,确保施工质量。严格按设计方案组织施工。工程施工前,有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境,另外,降水系统应确保正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量,钢筋网间距,加强筋范围,放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合,坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工作情况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,减少开挖过程中土体的扰动范围,缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间,对称开挖,均衡开挖,合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。岩土深基坑开挖的过程中应采取措施以防止碰撞支护结构、工程桩或挠动基底原状土。

5 结束语

总之,应根据特定的工程要求和条件进行综合考虑,做出安全、可靠、经济的包括围护结构、支护体系、土方开挖、降水、地基加固、监测和环保的整体施工方案。

参考文献

深基坑支护设计篇(6)

随着社会经济的快迅发展,城市建设的投入不断加大,对基坑支护设计计算提出了更高、更严的要求。在深基坑支护工程中,边坡的稳定及变形控制的要求尤为重要。在支护结构日臻完善的今天,同时也出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。近几年在我国逐渐涉及的技术难题中包括深基坑支护的设计、施工、监测技术,而深基坑的护壁,不但要保证基坑内正常作业安全,而且要防止基坑及坑外土体移动,保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。

1.工程概况

某建筑工程地上16层,地下2层,总高度为68.48m,总建筑面积51818.38 m2,其中地下室面积为7721.88 m2。基坑平面呈J型,基坑底周长约316.6m,底面积约4177.6 m2,基坑底标高为-7.6m。距基坑边:东面约20m是公路,南面5~6m是某单位1#、3#职工住宅楼,西面约15m是民工宿舍,北面约50m是立交桥。

2.深基坑支护类型选择

根据实际情况,经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构较为安全和经济,由于基坑开采区主要为粘性土,它具有一定自稳定结构的特性,因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土,土层锚杆支护的方案。挡土支护结构布置如下:(1)护坡桩桩径600mm,桩净距1000mm;(2)土层锚杆一排作单支撑,端部在地面以下2.00mm,下倾18°,间距1.5m;(3)腰梁一道,位于坡顶下2.00m处,通过腰梁、锚杆对护坡桩进行拉结;(4)桩间为粘性土,不作处理。

3.深基坑支护土压力计算

深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出,要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确地确定也是比较困难的。所以土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为如下。主动土压力

Eα=1/2γH2tg2(45°-ф2)-2CHtg(45°-ф/2)+2C2/γ

式中,Eα为主动土压力(kN);γ为土的容重,采用加权平均值;H为挡土桩长(m);ф为土的内摩擦角(°);C为土的内聚力(kN)。被动土压力EP=1/2γt2KPCt

式中,EP为被动土压力(kN);t为挡土桩的入土深度(m);KP为被动土压力系数,一般取K2=tg2(45°-ф/2)。

由于传统理论存在一些不足,在工程运用时就必须作经验修正,以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求,这也就是从以下几个方面具体考虑:

3.1 土压力参数

抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、ф值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、

3.2 朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力

这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ,克服了朗肯理论在此方面的假定。可以求得修正后的KP是KP={CosψDCosδ[KF)]-sin(ψo十δ)sinψo}2式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取фD=ф是根据经验取值,δ一般为1/3ф-2/3ф。

3.3 用等值内摩擦角计算主动土压力

在实践中,对于坑深在10m内的支护计算,把有粘聚力的主动土压力Eα,计算式为:E=1/2CHtg2(45°-ф2)+2C2/γ。

用等值内摩擦角时,按无粘性土三角形土压力并入фo,E=1/2γH2tg(45°-ф/2),而E=E,由此可得tg(45°-[SX0фo/2=rH2tg2(45°-ψ/2)-4CHtg(45°-ψ/2)+4C2/r2rH2。

3.4 深基坑开挖的空间效应

基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而造近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量。

3.5 重视场内外水的问题

注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成剂,使摩擦力降低,而较小颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力,其中暴雨后土内水分剧增后导致的失稳就是主要原因之一。

综上所述,结场地地质资料以及所选择的基坑支护形成,水压力和土压力可分别按以下方式计算:

(1)水压力:因支护桩所处地层主要为粘性土层,且为硬塑中密状态,另开挖前已作降水处理,故认为此压力采用水土合算是可行的。

(2)土压力:桩后主动土压力,采用朗肯主动土压力计算,即Eα=1/2γH2tg2(45°-ф/2)-2CHtg(45°-ф/2)+2C2/γ桩前被动土压力,采用修正后的朗肯被动土压力计算,即EP=1/2γt2KP+2KP。

式中,KP=[cosψcosδ-sin(ψ+δ)sinψ]2。

4.护坡桩的设计

根据地质报告反映及周围建筑物的现状,该工程采取了支护结构主要采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加斜土锚的设计方案,桩的直径为600mm,桩间净距为1000mm。考虑基坑附近建筑屋的影响,还有公路上机车等动截荷的影响,支护设计时,笔者参照部分支护结构设计的相关情形,取地面均布载荷q=40KN/m。

4.1 桩上侧土压力

(1)桩后侧主动土压力,因为桩后土为三层(杂添土、粘土、粉粘土)所以计算时采用加权平均值的C、

4.2 桩插入深度确定

计算前须作如下假设:(1)锚固点A无移动;(2)灌柱桩埋在地下无移动;(3)自由端因较浅不作固定端,按地下简支计算。

4.2.1 建立方程

对铰点(锚固点)A求矩,则必须满足:ΣMA=0所以有1KEP(23t+h-a)=Eq[23(h+t)-a]+Ep(h+t2-α)q式中,K为安全系数,取2,得:8.31t3+82.97t2-138.75t=114.12。

4.2.2 插入深度及柱长计算

根据实际情况t取最小正解;t=1.99m。根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料,取安全系数为1.2,所以桩的总长度为12.4m。

4.3 锚拉力的计算

由于桩长已求出,对整个桩而言,由于力平衡原理可以求出的锚拉力,ΣFA=0,即:Eα+Eq=Ep+TA,取t=1.99解得:TA=194.35KN。

5.土层锚定设计

锚固点埋深α=2m,锚杆水平间距1.6m,锚杆倾角18°,这是因为考虑到:

(1)基坑附近有环城南路和建筑物的存在,倾角小,锚杆的握裹力易满足;(2)支护所在粘土层较厚,并且均一,可作为锚定区;(3)粘土层的下履层(粉质粘土层、粉砂层、圆砾层)都是饱水且较薄。土层锚杆锚固端所在的粘土层:c=47.7kpψ=20.72°r=20.13kN/ m2。

5.1 土层锚杆锚非固端段长度的确定

由三角关系有:BF=sin(45°-ф/2)/sin(45°-ф/2+a)o(H-a-d),代入数得:BF=5.06m。

5.2 土层锚杆锚段长度的确定

深基坑支护设计篇(7)

关键词:

建筑工程;深基坑;支护设计;技术要求

随着城市化进程的加快,建筑的数量以及规模不断提升,由此对于建筑的施工质量要求越来越严格。在土地资源有限的情况下,现阶段主要以高层建筑居多,由此需要进行深基坑施工,基坑施工是建筑工程的基础,其施工质量直接关系到整个建筑的质量。在进行深基坑施工的过程中,需要做好支护设计,确保基坑内作业环境的安全性,同时还需要注意基坑旁各个建筑以及地下管线等的安全。所以在进行建筑深基坑支护设计工作时,需要深入第一现场,获取第一手的数据资料,然后根据现场的实际勘察情况,设计出优秀的深基坑支护方案,为深基坑工程的顺利进行创造安全的作业环境。

1深基坑工程现状分析

1.1深基坑设计在城市发展中的重要性在城市建筑密度越来越高的形势下,新建的建筑面临越来越大的难度,因为在进行深基坑支护设计工作中,需要将周围的各种要素都要考虑进来,确保基坑内以及基坑周围的安全性。随着地下空间的不断开发利用,深基坑支护设计工作变得越来越重要,需要做好充分而全面的现场勘察工作,为深基坑支护设计提供有利的数据资料。

1.2基坑周围环境复杂在城市发展的过程中,随着各项基础设施的建设,土地资源越来越少,而建筑投资方为了获取经济效益,就会将目标放在地下空间的开发上,所以基坑工程发展的越来越深,但是在规模以及安全标准上还需要严格按照城市管理的规定执行,所以深基坑支护设计是确保工程安全性的重要保障。在深基坑施工中,会对邻近的建筑、管线以及道路等造成一定的影响,所以需要不断提高设计水平,设计优秀的设计方案。

1.3基坑支护方法众多在深基坑支护设计工作中,有多种支护方法可以选择,但是采用何种支护方法才能够满足深基坑安全性的标准是需要考虑的重要问题。所以在进行深基坑支护设计工作时,需要对现场进行深入的勘察,获取全面而准确的数据资料,然后综合各方面因素制定出优秀的设计方案。1.4基坑工程的风险性大深基坑工程具有极大的风险性,因为是在地下施工,而周围的环境又比较复杂,所以一旦基坑支护设计方案水平不高,在施工中就会导致坍塌等事故的发生,对深基坑自身以及周围的建筑都会造成极大的威胁。所以说深基坑支护的设计方案具有重要的意义,需要不断提升设计水平,创新设计理念和思维,为深基坑施工的安全进行创造有利的条件。

2深基坑支护工程设计基本的技术要求

2.1做好准备工作在进行设计工作之前,需要做好充足的准备工作,为设计工作提供详细的数据资料。所以需要对施工现场进行勘察工作,勘察地质水文条件,了解周围的建筑部署,详细掌握周边各种管线的分布图,然后制定出地下工程的平面图以及剖面图等各种设计图纸,并且严格按照规定的安全等级来设计。

2.2动态设计因为设计工作是在工程开始之前进行的,而随着工程的不断施工,很多因素都会发生变化,并且是在设计时无法预见的,原有的设计方案就无法继续运行,由此就需要创新设计理念,采用动态设计方法。所谓的动态设计就是在设计方案完成之后,根据工程在实际施工中遇到的与设计方案不符的地方可以随时调整设计参数,对工程进行全面的监测,确保工程的顺利进行。

2.3支护结构的选择在深基坑支护设计工作中,包含多种形式的支护结构,但是应该秉承一定的设计原则。第一,安全性,根据施工现场的实际状况选择合理的支护结构形式,确保施工期间不会发生允许范围外的变形,不会产生结构性破坏。第二,经济性,因为支护结构只是在深基坑施工中的临时性工程,在深基坑完工后就会失去应用价值,所以在保证安全性的基础上要尽量节省成本。第三,方便性,支护结构设计要方便施工的进行。所以在实际设计时,应该根据实际状况选择适宜的支护结构形式。

3深基坑支护设计中存在的问题

3.1土体的物理力学参数选择不当在深基坑支护设计中,各项技术参数都需要严格按照规范要求的标准执行,才能够确保设计方案的安全性。其中的土体压力是对安全性影响最大的技术参数,但是由于土体压力的计算存在一定的难度,因为需要结合含水率、内摩擦角以及粘聚力等参数,但是这三个量是不固定的,随着工程的进展会不断的发生变化,由此支护结构所能够承受的受力状况无法得出准确的结果,这就在很大程度上影响到深基坑设计的安全性。目前主要用到库伦公式以及朗肯公式,但由于受到以上三个变量的影响,所以在土体压力数值计算的精准性方面还有所欠缺,直接影响到深基坑施工的安全性,这是目前在深基坑支护设计中存在的物理力学参数的问题。

3.2基坑土体的取样具有不完全性为了确保深基坑支护设计方案的合理性,在设计之前需要对土体进行取样分析,从而获取土体的物理学技术参数,为设计方案提供有利的数据依据。但是由于深基坑工程中地质情况复杂多变,一般情况下会在开挖区域进行钻孔取样,但是在很多情况下会受到经济性的限制,所以土体样本具有随机性,在试验数据方面具有不完整性,没有代表性,所以直接影响到支护设计的技术参数,最终影响到工程的安全性。

3.3基坑开挖存在的空间效应考虑不周大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生。说明深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。

3.4支护结构设计计算与实际受力不符目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,但支护结构的实际受力并不那么简单。有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但有时却发生破坏;有的支护结构安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却满足要求。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计,而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态,也是一个土体逐渐松弛的过程,随着时间的增长,土体强度逐渐下降,并产生一定的变形。所以,在设计中必须充分考虑到这一点。

4深基坑支护设计应做到以下几点

4.1充分利用新技术、新理念,具体事物具体分析,不要生搬硬套传统的设计理念。在现今的深基坑支护结构的设计领域,还没有公认的、权威的的计算公式,基本上都是摸着石头过河。深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域,要改变传统观念,利用施工监测反馈动的态信息指引设计体系。

4.2重视支护结构理论和材料的试验研究,实践是检验真理的唯一标准。正确的理论必须建立在大量试验研究的基础之上。在深基坑支护结构的实验方面,我国与发达国家有较大距离,还有大量的路要走。不过,我国由于经济的飞速发展,大量高层超高层建筑拔地而起,所以积累了拥有大量的第一手施工数据,但缺少科学的测试数据,无法形成理论,我们以后一定要重视。

4.3随着建筑业的快速发展,深基坑工程会面临越来越难的挑战,所以为了保证深基坑工程施工的安全性,应该不断的创新深基坑支护设计理念,不断学习国内外先进的设计技术,并且在设计思维方面不断创新,提高设计水平,为深基坑工程的安全进行奠定坚实的基础。

5结语

深基坑支护设计是确保建筑工程深基坑施工能够安全进行的重要基础,所以需要不断提高深基坑支护设计水平。深基坑支护设计工作不仅是确保深基坑施工安全的重要保障,同时也是确保深基坑周边环境安全的重要因素。而在深基坑支护设计过程中,存在佷多的影响因素,需要不断的改进设计方法,创新设计理念,提高设计水平,切实保障深基坑工程施工的安全性。

参考文献

[1]李纯,潘秀艳.福建晋江某基坑支护方案设计[J].施工技术,2005,34(01).

深基坑支护设计篇(8)

1 深基坑支护设计和施工现状

目前的建筑施工, 其中的深基坑支护因其专业性较强, 一般都分包给了岩土专业施工公司, 比较大的公司一般是当地的勘察设计施工单位, 另外还有一些规模和实力较强的专业公司, 当前市场上,个人岩土公司也有一些。

从设计和施工资质上看: 比较大的岩土专业施工公司既有施工资质又有设计资质; 而一些小的岩土专业施工公司只有施工资质, 而没有设计资质,这种情况在当前的岩土工程施工中为数较多。最近两年, 一些业主为了提前开工等多种因素, 在招标时改变常规, 对地下岩土工程部分在结构主体招标前先进行招标, 随之而来出现了一些新现象: 许多大的建筑总承包单位为了抢占市场, 纷纷参与了投标, 一些大的建筑总承包单位进入了岩土工程施工。然而, 不论是业主还是监理单位, 他们都忽视了建筑总承包单位一般都没有岩土工程设计资质的问题, 这给将来的施工造成了很多隐患。

从承包模式看: 基坑支护施工一般都实行分包, 有些是业主直接将基坑工程分包给了专业公司, 然后纳入总承包单位管理; 而另一种模式是业主将基坑任务交给了总承包单位, 而由总承包单位进行分包。前一种模式因业主将任务直接分包, 故

在总包单位管理时易出现管理难的问题, 而后一种模式容易出现工程质量问题。

从深基坑工程特点看: 深基坑开挖深度大, 很多深基坑紧邻其它建筑物(或构筑物) , 施工难度较大, 除了合理设计外, 必须加强施工管理, 确保严格按设计和相关规范施工, 必须对基坑边坡和周围建筑物(或构筑物) 加强监测, 实现信息化施工。

2 施工中遇到的问题

2.1 基坑边坡坍塌

这种情况一般发生在基坑施工阶段和基坑支护施工刚结束不久。在北京朝阳区洼里某一工地, 基坑支护刚完工不到两天, 边坡从上至下整体坍塌,长度达50 余米。纠其原因, 支护施工单位没有经过合理的设计, 也没有严格按设计施工。从坍塌的坡面看, 尽管是土钉支护, 但是没有按土钉支护规范进行。大多数土钉没有注浆, 只是打了一些孔把钢筋去; 有些土钉虽然注了浆, 但是孔内浆体没有注满; 有些土钉孔位置根本没有打孔, 只是将土钉杆体直接击入土体。

2.2 边坡水平位移较大

一些基坑边坡水平位移较大, 达到4cm 以上,并且经监测, 水平位移还在继续加大。面对此种情况, 结构主体施工单位停止了地下主体施工, 业主不得不立即召集基坑支护设计、施工单位和专家对基坑重新进行稳定性分析, 并就出现的问题提出处理措施。

2.3 附近建筑物变形

在城市建设中, 很多基坑紧邻建筑物, 处理稍有不当, 附近建筑物就极易变形。一般来说, 建筑物变形都是其地基沉降引起的。建筑物出现较大变形后, 不仅危及楼上的居民或工作人员的安全, 而且也对在施的工程造成威胁, 使得工程难以继续进行下去。

2.4 边坡堆载不明确

基坑支护完成后, 如果不需要地基处理, 则很快就转入了结构主体施工。因可利用场地有限, 同时为了施工方便, 很多钢筋都放在了离基坑上口线不到1m 的位置, 并且堆载量较大; 在进行结构混凝土浇筑时, 混凝土罐车离基坑上口线也较近; 在进行塔吊安装时, 大吨位吊车非常靠近边坡坡顶。结果, 基坑边坡因承受不了太大的压力发生了较大的变形, 有的甚至坍塌。之所以出现如上现象, 主要是因为施工人员不明确基坑坡顶的极限承载力,不明确基坑坡顶容许堆载量与距离的关系。

2.5 临建对基坑边坡的影响没有考虑

基坑支护单位在进行基坑支护设计时, 除了特别强调说明外, 坡顶荷载一般考虑较小, 通常为20kPa , 但是等到总承包单位进场时, 由于现场临建需要较多, 同时受场地条件限制, 临建不得不靠近边坡设置, 并且一般都设置2~4 层。对于深基坑边坡支护, 临建荷载是一个不小的数值, 并且其存在时间较长。因很多临建都是在基坑支护施工一段时间后才搭建的, 故施工各方都忽略了临建荷载对基坑边坡稳定性的影响。很多基坑因临建荷载而发生了不同程度的边坡变形。北京市东城区某一在施工地, 基坑深度达16m 之多, 在基坑支护施工前期, 经基坑变形监测, 水平位移仅几个毫米, 但三层临建办公楼搭建后, 靠近临建的边坡坡顶发生了218cm的水平位移, 根据最近观测, 水平位移仍在继续增大。

3 深基坑支护设计和施工的几点建议

针对深基坑支护施工中出现的一些情况, 为了后续的结构主体施工能够顺利、安全、有序地进行, 特对深基坑支护设计和施工提出如下几点建议。

3.1 明确基坑支护设计单位

深基坑工程越来越多, 而深基坑坍塌的事故也频频发生, 为防止深基坑工程事故, 地方主管部门出台了许多有关深基坑的强制性文件。所有这些都说明了深基坑工程事故的严重性和做好深基坑工程的重要性。在包括深基坑支护在内的岩土工程专业施工单位, 同时一般也是设计单位。只有明确了深基坑支护设计单位, 提交了深基坑支护设计单位资质, 这在将来的施工中如出现问题时才能容易找到责任单位和责任人, 可追溯性强。

3.2 投标和施工时提交基坑支护设计

深基坑支护施工的依据是深基坑支护设计, 故加强深基坑工程设计的审核和监督非常必要。无论在基坑支护投标时还是在基坑支护施工之前, 都应单独提交基坑支护设计, 设计封面和设计图上均应有设计人、审核人和审批人签字。这样, 在基坑支护施工中如出现问题需做设计变更时, 才能够很快找到设计人, 也便于快速解决问题, 同时也便于追究责任。

3.3 基坑支护应明确的几个问题

基坑支护不仅负责基坑支护施工阶段的安全与稳定, 同时应考虑到将来的结构施工能顺利、有序地进行。基坑支护设计应包括如下方面的内容。

3.3.1 基坑坡顶堆载的说明

对于坡顶堆载, 应结合现场实际情况, 充分考虑结构施工阶段现场堆载要求, 在进行基坑支护设计荷载选择时进行全面考虑。在设计说明中, 应明确边坡堆载量与坡顶距离的关系。这样在将来的结构施工时非常明确基坑边坡堆载要求, 有效避免了基坑坡顶过量堆载而导致的基坑边坡变形或破坏。

3.3.2 临建的布置

在进行基坑设计时, 应结合现场情况, 主动了解或最大可能地考虑总承包单位临建的布置位置,以便在设计时考虑坡顶荷载。

3.3.3 塔吊的布置与吊装

塔吊的位置选择应根据总承包单位的要求, 但是在基坑支护及土方开挖时必须考虑, 如果布置在槽内, 则需进行塔吊位置处的土方挖除; 如果塔吊布置在基坑边坡处并与基坑边坡下口线重合, 则需考虑塔吊处的土方开挖和边坡支护。在进行塔吊安装时, 基坑支护应给出大吨位吊车离开边坡上口线的最小距离。

3.4 专项施工方案的编制与下发

在基坑支护施工时, 应编制专项施工方案。考虑到上报、审阅与返回周期, 专项施工方案应在施工前几天编制, 并及时上报监理。监理应抓紧批复, 在批复后及时返回施工单位, 以便施工单位能够及时准确下发到各相关部门和人员。施工单位在接到正式批复的施工方案前不得进行施工。在当前的基坑支护施工中, 施工方案未批复前就开始施工的情况时有发生, 这作为深基坑支护规范化施工是应当避免的。

3.5 施工前开总动员会

施工前的施工动员会是很有必要的。参加人员应包括业主现场代表、施工监理、总承包单位主要管理人员、深基坑支护所有施工人员和深基坑支护设计人。会上应介绍各方主要施工负责人员, 明确各方的责任, 强调安全文明施工和施工质量, 让所有施工人员特别是深基坑一线施工人员都有一个明确的安全意识和质量意识。设计人应留下联系方式, 以便在工程出现问题时及时沟通。深基坑支护单位技术负责人和安全员应向所有施工人员进行技术交底和安全交底。通过总动员会, 不仅每个人员都更明确自己的职责, 而且更方便在将来施工中的快速沟通。

3.6 施工过程控制

深基坑支护施工中, 应加强过程控制。施工中必须严格按照基坑支护设计、基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范等进行施工。施工中如出现异常情况, 应由现场技术负责人根据情况的性质和大小,向基坑支护设计人汇报, 设计人应及时根据现场实际情况进行设计变更, 将问题消灭在萌芽中。

3.7 地下水的控制

“十坡九塌因为水”, 这应该作为所有深基坑支护人员的警言名句, 我们必须加强对地下水的控制。

对于边坡内土体积水, 宜疏不宜堵, 除了采用降水方式降低地下水位外, 而且还应在基坑边坡上每隔一定距离设置泄水孔。施工时必须保证泄水孔的质量, 保证基坑边坡土体内积水快速从泄水孔排出。否则, 坡内土体则会因积水饱和而导致基坑变形乃至破坏。

在基坑开挖之前, 应加快地下水的抽降, 以保证基坑开挖的正常进行和基础底板的正常施工。当能保证基础底板正常施工后, 应严格限制地下水的继续抽降, 其一, 地下水对附近建筑物(或构筑物) 影响较明显, 过度的降水会使其发生沉降、变形乃至破坏; 其二, 在我国的很多城市中, 因城市建设不断抽取地下水, 形成了较大的降水漏斗, 现在, 我国的地下水资源比较贫缺, 尤其是大中型城市供水紧张情况更为严峻。据最近报道, 我国正面临50 年以来的最严重枯水期, 故珍惜地下水资源是我们每个人的责任和义务。

4 结语

对于深基坑支护设计和施工必须加强管理, 要做好深基坑支护设计和施工, 需从以下几方面着手解决。

4.1 设计应全面考虑深基坑支护的设计依据和条件, 这是做好深基坑支护工程的前提条件。

4.2 深基坑支护应重视设计, 加强对设计的全面管理; 投标时应单独提供基坑支护设计。

深基坑支护设计篇(9)

随着建筑行业的迅猛发展,建筑工程的数量与日俱增,而深基坑正是在建筑工程数量较多的情况下使用的一种关键性技术。这也是保证建筑工程质量与安全的重要技术措施。为了保证深基坑正常发挥作用,就要对其进行支护,因此,需要对深基坑进行合理设计,避免其发生变形,如果支付变形,会直接影响到工程的施工质量与安全。在这种情况下深基坑支护变形控制设计,就非常重要。其中深基坑支护变形控制设计,既包括支护本身的结构设计也涵盖了与之相邻的建筑、管线和道路,而本文主要是针对支护本身的变形控制设计进行分析探讨。

1.深基坑支护变形控制设计的具体要求分析

深基坑支护变形控制设计在具体设计中,要具有一定的依据,主要是深基坑的尺寸,最大荷载力,附近建筑环境、道路环境、管线环境以及地理地质条件等。为了符合设计标准,要在一定的设计要求之下进行合理设计。具体如下:

1.1技术要求

深基坑支护变形控制设计,(1)要具备一定的抗滑稳定性,抗倾覆稳定性,同时要达到抗管涌和抗隆起的要求。[1](1)要对深基坑支护结构强度进行合理设计,保证强度是实际变形量与深基坑支护变形控制设计的要求相符合。

1.2投资要求

要根据工程实际情况进行综合分析,研究,制定科学的深基坑支护变形控制设计方案,设计的每个环节造价最低,在保证设计方法符合工程施工标准的基础上,尽量减少投资,降低造价,提高工程的经济效益。

1.3工期要求

深基坑支护变形控制设计,要结合施工具体情况,对施工程序,施工标准,每个施工环节的具体期限等有一个明确的标记,尽量使施工简洁快速,提高施工效率,缩短工期,避免延误工期。

1.4深基坑周围的环境要求

深基坑支护变形控制设计,不能只考虑深基坑本身情况,还要关注与之联系密切的周围环境。注意周围环境对深基坑变形的实际要求。保证在深基坑施工时,其周围的建筑、管保、道路等发生位移、沉降和倾斜的程度都在规定范围之内,避免对其周围的各种建筑、管线、道路造成损害和严重的影响。

2.深基坑支护变形控制设计方案分析

2.1科学建立深基坑支护变形控制设计模型

深基坑支护变形控制设计,一般需要建立科学的设计模型,对整个设计方案进行完整的呈现,便于发现问题,方便修改,以保证设计的科学性和合理性。[2]建立深基坑支护变形控制设计模型,一般主要包括四个设计要素:一是设计变量的确定。首先要根据实际情况,正确选取深基坑支护的具体形状和参数等数据信息,对相关数据信息进行分析、比较,为优化深基坑支护变形控制设计提供参考依据。二是明确目标。深基坑支护变形控制设计,要确定一个明确的目标,要具备一个目标函数。在深基坑支护变形控制设计的整个过程中,要有一个完整的整体目标,有目的地进行设计,而且这个目标的设定要具有科学性与合理性,同时,造价上要保证最低。三是确定一个约束条件。基坑支护变形控制设计,需要对设计的变量进行科学取值,在取值的过程中,不能没有限制,任意选取,要保证具备一个合理的约束条件,保证取值的科学性和规范性。四是要建立一个数学模型。在深基坑支护变形控制设计中,要建立一个完整的数学模型,有利于保证设计的精准性。要根据设计变量,列出相应的函数,再根据设定的约束条件,优化数学模型,在限制条件下,选取一个适当的变量,从而使函数值最佳。

2.2合理设计单支点锚桩

首先要合理选择锚点的具置,这也是保证单支点锚桩设计最优的前提,[3]接着就是锚桩截面的设计,要在改变锚点受力情况,改变锚杆位置的基础上,使反弯点的弯矩值大概一致,然后把这个具体的值作为锚桩截面设计的具体依据。一般锚桩的位置与深基坑的顶端越接近,其产生的位移距离就越小。所以,在对锚桩位置进行选择时,压尽量减少锚杆的位移距离,同时要保证深基坑顶端的位移距离尽可能的小。此外,还要算出深基坑支护的入土深度、最大正弯矩和向弯矩,以此作为参考数据,准确选择深基坑支护的最优位置,确定最佳锚桩截面积和锚点承受力,从而保证单支点锚桩设计的合理性、准确性。

2.3优化设计多支点锚桩

在多支点锚桩的设计过程中,(1)挖掘基坑到第一道锚杆的位置,保证深基坑支护呈悬臂状态,接着对支护桩的内力和桩顶位移距离进行准确计算,然后根据实际情况的变化,做出适当调节,使其达到设计的标准,保证设计方案合理。[4](2)在正确确定第一道锚杆的位置之后,对第二根锚杆的锚杆的位置进行确定。在实际确认过程中,要对第一道锚杆的撑反力进行计算,一般采用弹性抗力有限原发计算方法,接着对锚点的受力和锚桩顶端的位移进行计算,最后对第二根锚杆的最大位移和支护结构的内力进行计算。(3)以此类推,在确定第一根和第二根锚杆位置的基础上,深基坑挖至坑底进行标高,根据实际情更合理调整锚撑点的位置进行调整。从而使多支点锚桩的设计更加科学。

3.深基坑支护变形控制的策略分析

3.1保证嵌固深度

在对深基坑支护变形进行控制的过程中,根据观察分析发现,围护桩嵌固深度不断增加的过程中,桩体发生的水平位移和深基坑底的隆起程度就会相应减小,其中,深基坑底隆起减小的程度要比桩体发生的水平位移减少的程度大。[5]当嵌固深度达到一定程度和标注时,桩底慢慢地不再发生变形,如果桩长继续延长,降低围护桩变形的作用也不再明显,但是对减少深基坑底隆起还是具有一定的作用。为了更好地控制深基坑支护变形,要保证嵌固的具体深度。

3.2强化支撑的位置设置

深基坑支护变形受到很多因素的影响,其中支撑的位置变化对其影响很大。一旦深基坑支付支撑的位置发生变化,必将引起深基坑支护变形的发生。支撑位置变化的具体程度直接影响着深基坑支护变形的程度。因此,在对深基坑支护结构进行设计时,要根据深基坑支付结构的内力和变形的具体影响,结合深基坑施工空间环境等各方面的因素,进行综合考虑,从而正确设置支撑的位置,尽量避免其大幅度的变化。

3.3控制支撑刚度

深基坑支护变形与支撑刚度的变化也具有一定的关系,通过实际研究发现,支撑刚度的增加会减小围护桩水平位移的最大值,但是不会对深基坑支护位移发生过大的变化,因此,可以根据实际情况,适当采取增加支撑刚度的方式,进一步控制深基坑支护变形。

3.4合理设置隔离墙

深基坑技术一般是应用于数量较多的建筑群,因此,在施工过程中,面临的施工环境比较复杂。更好地发挥的深基坑的实际作用,为了防止深基坑变形,要采取深基坑支护,为了进一步控制支护变形,需要根据实际情况合理设置隔离墙。隔离墙的设置很大程度上能够起到加固深基坑的作用,但是如果设置不合理,很可能会适得其反,不但不会发挥加固作用,还会加重深基坑的变形,因此,在实际设置中,要综合分析施工实际,结合各种影响因素,保证隔离墙设置的科学性、合理性。

3.5对深基坑坑底进行加固

对基坑坑底的土体进行加固,是控制深基坑支护变形的重要途径之一。加固的具体方法一般是在坑底增加土体,主要采用裙边加固法、抽条加固法和二者结合的加固法,通过加固作用,保持坑底的稳定性,从而控制深基坑支护变形。

结论

在现代建筑工程建设中,深基坑技术发挥着重要作用,但深基坑支护变形控制设计的水平,对深基坑施工质量的影响很大,因此,要在实际设计中,根据设计的具体要求,根据设计的具体程序和要点,不断优化设计方案,采取有效的措施,加强对深基坑支护变形控制的力度,从而整体上提高建筑工程的质量,促进建筑行业又好又快发展。

参考文献:

[1]吕三和.深基坑支护变形控制设计与研究[D].中国海洋大学,2003.

[2]张钦喜,孙家乐,刘柯.深基坑锚拉支护体系变形控制设计理论与应用[J].岩土工程学报,1999,21(2):161-165.

[3]宋建平.深基坑支护变形控制设计与研究[J].低碳世界,2015,35:129-130.

深基坑支护设计篇(10)

中图分类号:TV551.4文献标识码:A文章编号:

引言:

深基坑支护设计是地基项目施工的主要技术保障与施工依据,对于地基施工的进度与质量都具有十分重要的意义和作用。随着建筑行业的不断发展,深基坑作业环境也在不断的发生变化,越来越多的施工项目需要在地质条件极为复杂的地区进行。传统的设计理念与技术已经难以适应现代不同地质条件的深基坑设计工作的实际需求了,必须适时进行革新与完善。

1.深基坑支护设计的一般程序及要求

深基坑支护设计时,首先应分析场地岩土结构及其物理力学性质,然后还需了解环境荷载和相邻建筑物、地下管线的特性及其承受变形的能力,仔细考虑施工工况(时间和空间效应),计算地下室施工全过程的各种应力,估算支护结构本身可能产生的变形,从而因地制宜地优选合理可靠的支护结构体系,并对结构构件的强度和刚度进行分析和计算。

基坑支护作为一个结构体系,应要满足稳定和变形的要求,即通常规范所说的承载能力极限状态和正常使用极限状态。基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数,不致使支护产生失稳,而在保证不出现失稳的条件下,还要控制位移量,不致影响周边建筑物的安全使用。在深基坑支护设计中,设计人员要充分考虑到各方面有可能出现的因素,提前对于支护结构的变形现象进行计算。支护结构变形计算中,设计人员要尽量保证各项计算项目数据与结果的真实、准确,以便在发生突发事件时,可迅速提出整改方案;支护结构是建筑工程项目地基部分施工的重要环节,其强度是否符合国家相关工程质量标准与技术要求,将直接关系到地基工程项目的整体质量、耐腐蚀性、使用年限等问题。

2.深基坑支护设计的要点

在现代建筑工程建设项目的设计中,深基坑支护的设计是地基项目施工的主要技术保障与施工依据,对于地基施工的进度与质量都具有十分重要的意义和作用。深基坑支护设计的工作难度较大,需要由专业的建筑工程技术人员来进行,否则难以保证设计方案的科学性与可操作性。深基坑支护设计的要点,主要有以下三点:

2.1深基坑挖土施工的组织设计

在深基坑支护设计中,一定不要忽视对于挖土施工的组织设计。深基坑挖土施工普遍要在地下十几到几十米的空间中进行操作,在施工中存在技术要求高,以及危险系数也相对较大等问题,如果没有制定科学、合理、有效的施工组织设计,必然难以保证深基坑支护项目施工的顺利进行与完成。深基坑挖土施工组织设计中,要明确施工项目的主体与责任人,并要重视监理单位的作用。

2.2支护结构的变形计算

深基坑支护在具体施工中,由于人为或外界压力等原因,都有可能导致支护结构的变形,因此,在深基坑支护设计中,设计人员要充分考虑到各方面有可能出现的因素,提前对于支护结构的变形现象进行计算。支护结构变形计算中,设计人员要尽量保证各项计算项目数据与结果的真实、准确,以便在发生突发事件时,可迅速提出整改方案。

2.3支护结构的强度设计

在深基坑支护设计工作中,支护结构强度的设计是尤其需要重视的设计问题之一。支护结构是建筑工程项目地基部分施工的重要环节,其强度是否符合国家相关工程质量标准与技术要求,将直接关系到地基工程项目的整体质量、耐腐蚀性、使用年限等问题。支护结构强度的设计要考虑到多方面的因素,设计人员要在熟悉工程现场的地质、水文条件的基础上,并结合工程项目的实际需要,还要对于建筑材料的选用严格把关,这样才能确保支护结构强度达到深基坑施工的要求。

3.不同地质条件的深基坑支护设计重点

深基坑支护项目施工往往需要在不同的地质条件中开展和进行,因此,设计人员一定要根据不同地质条件的特点,而在深基坑支护设计中抓住其重点,进而保证支护系统设计方案的完善与科学,更好的服务于深基坑项目施工工作。不同地质条件的深基坑支护设计重点,主要表现在以下几个方面:

3.1淤泥质黏土的深基坑支护设计

淤泥质黏土主要分布于大中型江流湖泊的周边地区,主要是由河流冲刷所带的淤泥而形成。淤泥质黏土层的含水量一般在40 %~50 %左右、孔隙比一般在1.2~1.6之间,土层的压缩性高,抗剪强度较低。在淤泥质黏土的深基坑支护设计中,设计人员一定要注意挖掘机械的应用,以及施工人员的具体操作流程等实际问题,并要在设计方案中分别制定出有针对性的解决措施与方法。淤泥质黏土层开挖深度普遍要求小于6 m,也可以根据工程项目实际需求而有所增加,但是要尽量控制在6 m~10 m之间,如果超出这个深度数值,就难以保证深基坑施工的安全。

3.2软土的深基坑支护设计

软土的成分主要为:深灰色淤泥质黏土、砂质黏土、粉质黏土等。软土分布较广地区的年均降水普遍较大,而且常年处于较高的温度,因此,在软土的深基坑支护设计中一定要特别注意这一问题。近年来,国内对于软土的深基坑支护设计,主要采取悬壁式、单支点及多支点式、圆筒式等支护结构,各种支护结构都有其显著的特点,并被广泛应用于软土地质条件的深基坑项目施工中。由于软土的性质偏软,因此在深基坑支护设计中一定要考虑到深基坑的整体硬度和强度,对于部分土层较软的部分,还要进行必要的加固设计,确保深基坑施工中的安全性与稳定性。

3.3填土的深基坑支护设计

目前,填土的深基坑支护设计是国内较为常见的地质条件之一,具有较强代表性与典型性。填土层的地下水主要有三层,即上层滞水、潜水和承压水。上层滞水埋藏于粘质粉土层、粉土、填土中;潜水埋藏于砂卵石层中;承压水也埋藏在砂卵石层中。在制定填土的深基坑支护设计方案时,一定要特别注意深基坑施工中对于地下水系统的破坏,还要充分考虑到由于地下水的流动与冲刷对支护系统的腐蚀,要采取有效的措施排除深基坑中的存水量,确保深基坑施工中施工人员的安全,以及机械设备的稳定。

4.不同地质条件深基坑支护设计技术的科学发展

现代社会是一个科学技术高速发展的新时代,一切事物的发展都着重强调科学发展的全新理念。在未来的社会中,敢于创新、勇于探索的科学发展理念将是一切事物发展与进步的强大动力与源泉。近年来,我国不同地质条件深基坑支护设计技术已经在相关技术人员,以及建筑行业专家、学者的共同努力下取得了很大幅度的提升,并已初步形成了一套较为完善的设计技术理论与实践经验,但随着时代的发展,以及科学技术的不断进步,国内现行的深基坑支护设计技术已逐渐难以适应现代建筑工程的实际需要,因此,不同地质条件深基坑支护设计技术的发展也一定要坚持科学发展的理念。

5.结束语

随着建筑行业的不断发展,深基坑作业环境也在不断的发生变化,越来越多的施工项目需要在地质条件极为复杂的地区进行。不同地质条件的深基坑支护的设计要坚持与时俱进、创新发展的科学理念来进行实践与工作。同时,不同地质条件的深基坑支护设计技术是现代建筑行业设计技术的有机组成部分之一,深基坑支护设计技术在得到科学发展的同时,也就必然的在客观方面推动了建筑工程行业整体设计与施工技术的发展与进步,由此可见其所有的意义是十分深远和重大的。

参考文献:

深基坑支护设计篇(11)

常见的基坑支护形式主要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;放坡;基坑内支撑等等。伴随着目前建筑发展趋势,深基坑施工也向大深度、大广度方向发展。基坑施工的规模的加大也直接导致了施工周期变长,施丁难度加大。

深基坑施工的特点决定了深基坑施工的技术要求。主要包括:首先,施工时技术手段要先进可靠,确保基坑受力可靠以及支,护的保护作用完全体现;其次,大型高层建筑通常都建在城市中心,周围建筑物繁多复杂,地下市政管线众多,所以施工必须充分保证不能影响周围相邻的建筑物的安全和稳定,不能破坏周围的地下管线等。

1建筑深基坑工程的特点

深基坑工程的主要耍特点有以下五点:

1.1建筑倾向高层化,基坑向大深度方向发展。

1.2基坑开挖面积大,长度与宽度有的达数百米,给支撑体系带来了较大的难度。

1.3在软弱的土层中,基坑开挖会产生较大的位移和沉降,对周围建筑物、市政建设和地下管线造成影响。

1.4深基坑施工工期长,场地狭窄,降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利。

1.5在相邻场地的施工工中,打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等工序会相互制约与影响,增加协调工作的难度。

2深基坑支护结构的类型及优选依据

2.1深基坑支护结构的类型。基坑支护施工是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施的施工。基坑支护包括两个主要的功能:一是挡土,二是止水。目前工程所采用的支护结构形式多样,通常可分为桩(墙)式支护体系和重力式支护体系两大类。常见的基坑支护形式主要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;放坡;基坑内支撑等等。

2.2 基坑支护结构选择的基本依据。选择的基本依据如下:

2.2.1基坑的尺寸,基坑场地的形状、深度和宽度等。

2.2.2基坑支护结构所受的荷载:侧向荷载、竖向荷载、地震荷载、风载、地面超载等。

2.2.3工程地质及水文地质条件:勘探资料内容及测试方法;地下水情况及分布、地表水位、承压水层、承压气体等。

2.2.4环境条件:基坑周围的地区性质;基坑周围建筑物状况;基坑周围公用设施分布及地下构筑物、管线状况;基坑周围交通状况及道路状况;基坑周围水域河流状况;基坑所处地区特殊状况及对基坑施工的特殊要求等。

2.2.5建筑物的基础结构及上部结构对支护结构的要求。

2.2.6基坑开挖及排水等方法。

2.2.7对基坑支护结构施工(噪音、振动、地面污染)的要求。

3深基坑工程的技术总要求

3.1深基坑工程的功能要求

3.1.1挡土功能

3.1.2止水功能

3.1.3作为地下结构外墙的使用功能

3.2环境保护与处理相邻关系的要求

3.2.1控制围护结构位移和坑底隆起对环境的影响

3.2.2控制降低地下水位对环境的影响

3.2.3控制土锚对相邻场地的影响

4建筑基坑支护的设计内容

基坑支护体设计要根据实际施工需求,结合基坑侧壁安全等级及重要性系数科学严谨的制定设计方案,应充分做到以下几点:

4.1充分利用新技术、新理念,具体事物具体分析,不要生搬硬套传统的设计理念。在现今的深基坑支护结构的设计领域,还没有公认的、权威的计算公式,基本上都是摸着石头过河。深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域,要改变传统观念,利用施工监测反馈动态信息指引设计体系。

4.2重视支护结构理论和材料的试验研究.实践是检验真理的唯一标准。正确的理论必须建立在大量试验研究的基础之上。在深基坑支护结构的实验方面,我国与发达国家有较大距离,还有大量的路要走。

4.3勇于创新,设计支护结构时,开拓思路,多进行新的尝试。在施工中深基坑支护结构各元素往往是相互结合的,各结构相互结晶,这就要求我们从全局出发,寻求新的设计思路,探索更好的计算方法。

5深基坑支护的具体施工技术内容

深基坑施工的特点决定了深基坑施工的技术要求:首先,施工时技术手段要先进可靠,确保基坑受力可靠以及支护的保护作用完全体现;其次,施工必须充分保证不能影响周围相邻的建筑物的安全和稳定,不能破坏周围的地下管线等;再次,基坑开挖期间,必须合理运用明排、降水、截水和回灌等形式控制地下水,保证基础施工安全。

深基坑支护的施工流程一般包括:施工前准备、支护桩的施工联系梁等的施工、锚杆的施工、土方开挖:支护桩一般采用人工挖孔桩,然后用钢筋混凝土做护壁。联系梁施工时,先开挖基槽,经验收合格后,进行抗渗墙混凝土的浇筑,最后再对联系梁施工:基坑挖至锚杆标准高度后,开始进行钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆,安装连系梁,穿外锚具,然后锚固,最后进行锚杆试验。土方开挖要采用分层开挖,对挖出的土方要随时挖出随时运走,把土清理干净。在施工整个流程中,需要对工程进行实时监测,随时掌握工程情况,确保安全。

6深基坑的土压力与计算方法简介

6.1土的压力选择;

6.2土压力计算理论与方法;

6.3支护结构的计算方法:如静力平衡法,等值梁法,弹性地基梁的m法,弹塑有限方法等。

结束语

基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分,特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。深基坑施工的安全可靠,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手、确保质量。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证。

参考文献:

[1]李海峰. 浅谈高层建筑深基坑支护技