【摘 要】近年来,随着建设需求的不断扩大,各类工程项目纷纷投入施行。在这样一种发展形势下,深基坑工程的出现越来越频繁,并给实际施工增加了一定的难度。
本文概述了深基坑工程的特点,结合相关技术要求,从工程设计与施工监测两个方面做浅要论述。
【关键词】建筑;深基坑;设计;施工监测
1.深基坑工程的特点1.1 临时性深基坑工程作为一项系统工程,主要分为支护与土方开挖两部分,其中土方开挖施工的组织效果能直接影响到支护体系的设计,开挖步骤和速度不合理时极易使主体结构桩基及支护结构发生变位或变形,严重时甚至还会破坏整个支护体系。同时,由于支护体系具有一定的临时性,而且安全储备往往也相抵较小,所以其风险性也是需要密切注意的。当然,正因为如此,深基坑工程的施工往往突发状况也较多,因此动态化的实际监测也就必不可少。
1.2 区域性深基坑工程的建设具有一定的区域性,根据工程地质与水文条件不同,深基坑工程的设计与施工往往差异较大,而且即使是在同一城市,只要区域不同,相应的建设方案也会有所不同,因此因地制宜也就成为了深基坑工程施工的基本原则。除此之外,深基坑开挖还将引发其周围地基应力场及地下水位的改变,轻则造成相应地基土体变形,并影响到附近的地下管线与建筑物,重则酿成安全事故,造成不可挽回的损失。不仅如此,土方的大量外运还会影响到弃土点的环境及附近交通。由此可见,深基坑工程还具有一定的环境效应,一旦不当就极易对施工的有序进行造成阻碍。
1.3 个性强、难度大深基坑工程个性强的特点是毋庸置疑的,实际施工中土方开挖与支护体系设计不仅与环境条件息息相关,而且往往还与附近地下管线及建筑物的位置、抗变形力等有着重要联系。当然,深基坑工程的施工也具有较强的综合性,一方面要应用到岩土工程、结构工程方面的知识,另一方面还必须实现土力学理论与计算技术、测试技术以及施工机械技术等的融合。另外,深基坑工程还具备一定的时空效应,其深度与平面形状均会影响到支护体系的形变程度及结构稳定性。
这样看来,深基坑工程施工难度大的特点也就不是空穴来风。
2.深基坑工程的设计2.1 设计要求深基坑工程的设计相对来说较为系统化,不仅涉及到水文地质、工程地质、施工工艺、工程结构及施工管理,还往往要将土力学、结构力学以及水力学紧密结合起来。
对于深基坑工程而言,支护结构既是一个整体,也是由若干独立体系组成的一个综合体,为了实现各部分的协调,保证施工的安全性与可靠性,施工组织与结构实际都必须从整体功能方面考虑。同时,为了提高深基坑工程施工的稳定性与质量,相应的技术要求也是必须遵守的:首先,技术手段与施工方案先进可靠是需要保证的,以此作为基础来进行工程设计方能充分体现支护结构的重要作用;其次,深基坑工程的设计中,周围环境及建筑物等因素也应当全面考虑,要最大化避免互相影响的状况出现,保证施工的协调性;最后,设计方案还应对地下水形式做好控制,对于明排、截水以及降水等都应做好可行性研究,以确保后期施工的稳定进行。
2.2 设计内容对于建筑深基坑工程而言,设计方案中支护结构的支撑形式往往较多,但从根本上来分析,其往往分为拉锚式与内撑式两大类。
因此,设计的内容也就主要包括锚杆设计、支撑杆件和立柱设计、冠梁设计和支护桩设计等等。具体而言,锚杆设计应尽量采用直径适当的锚杆,这对于土方开挖量的减少至关重要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在支撑杆件及立柱的设计上,一方面为了避免杆件用量过大,同时便于后期的施工及拆卸,环梁支撑式杆件应为首选,并以内部环梁与角撑来完成支撑,另一方面,设计方案中支撑立柱数量也应结合实际的施工状况予以确立。至于冠梁与支护桩的设计,除了采用钢筋混凝土冠梁来提高支护桩刚度外,还必须根据实际建设需求来对支护桩各项参数做好计算,以确保后期施工的便利性。
2.3 注意事项在设计建筑深基坑工程时,除了落实相关技术要求外,往往还应对部分常见问题予以重视。以支护结构设计为例,首先超孔隙水压力影响土体是需要密切关注的,设计方案中确定土体的相应指标时,要想保证取值的可靠性,工程桩完成后的土体原位测试是很有必要的,当然,这也将是设计方案所需要的第一手关键性资料。不仅如此,支护结构的支撑位置与形式还会影响到结构内力以及变形,因而为了保证围护结构的稳定性,同时最大化减少位移与工程造价,选择适当的支撑位置与形式也就至关重要。当然,这同时要求设计者在确定方案前对深基坑工程项目有足够的了解,并能分辨理论与实践的细微差异。
3.施工监测3.1 围护系统监测在深基坑工程的施工监测中,围护系统的监测往往至关重要。一般来说,围护系统的监测主要有三个方面:首先是围护墙顶的变形度,其测量方式分为平面位移测量与垂直位移测量,在选点及埋点上,常以围护结构平面形状为依据,在各转折点处设置观测点,并保证其水平与垂直位移合一;其次是倾斜度监测,为了将围护结构每一边的倾斜情况直观反映出来,也就必须埋设测斜仪,并保证点位分布在受力较大的中间部位;最后则是应力测试,其测试点通常布设在受力较大的部位,而且往往通过连接各应变计的导线与频率接收仪来完成相应频率的测试,并以此计算出对应的支撑应力。当然,这样也能测定混凝土以及温度的收缩应力。另外,立柱沉降的监测也是需要注意的,目前而言宜选择一些有代表性的点位,以类似围护系统垂直位移监测的方式来予以落实。
3.2 环境监测环境监测主要分为管线位移监测与周围建筑物分布监测两个方面。其中,周围建筑物的分布检测一般在深基坑开挖前落实,主要是为了确定施工设计方案的可靠性,以避免理论与实际的脱节。而在管线位移监测方面,则应以管线单位的要求为主,重点监测煤气管以及电缆线等。而且,常用于观测的部分监测点,还可通过不锈钢纤的打入来配置间接观测点,对于与基坑距离相对较近的电缆线以及煤气管等还须设立抱箍式监测点,并采取与维护系统类似的位移监测方式,以便直观了解到管线的垂直与水平变形。
3.3 其他监测除了以上两方面监测外,土压力、孔隙水压、土体分层沉降以及深基坑回弹等项目的监测是也是必不可少的。在深基坑开挖前,首先要于指定位置钻孔,并在不同的深度进行土压力盒的埋设,以全面监测到各深度的土体压力。同时,当地基土水压升高升高时,其强度往往会有所降低,而且随着孔隙水压的增大,还有可能造成部分土层液化,所以孔隙水压监测的重要性也就不言而喻。至于土体分层沉降监测,则一般在围护体外变形较大处选择点位,数量以四到六点为宜,且需要保证围护墙深度与埋孔深度相同。另外,在深基坑回弹监测方面,也往往需要将管状测量标志埋设在一些具有代表性的点位上,并以水准仪全面对其隆起状态作出测量。
4.总结总而言之,深基坑工程的设计与施工监测对于工程项目的施行至关重要,其不仅能影响到工程竣工后的使用稳定性,还很大程度上决定了建筑工程的使用寿命。因此,在未来的建筑工程中,规范深基坑施工的相关操作是很有必要的,而且还应从设计理念上予以改进,确保工程项目的各方面指标达标。
同时,施工监测模式的改革也势在必行,这是加强工程管理的一种必要,也是提高建设质量的根本措施。
参考文献:[1]吴博.建筑深基坑工程设计.《建筑工程技术与设计》.2013(6)
论文作者:李素兰
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿
论文发表时间:2015/9/10
标签:深基坑论文; 工程论文; 结构论文; 位移论文; 也就论文; 管线论文; 水压论文; 《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿论文;