摘要:随着我国经济的发展,城市规模的不断扩大,建筑事业的不断发展,使得深基坑工程的发展备受瞩目。许多建筑工程都应用岩土工程,基坑支护是岩土工程的重要环节,基坑支护的设计是岩土工程的一个综合性问题,这个问题既包含土力学强度与稳定性的知识,也包含了变形的知识,同时还涉及到土与支护结构的共同作用,以及结构力学等知识。本文主要对这些问题以及相关的知识进行研究。
关键词:岩土工程;深基坑;支护施工
一、引言
我国的经济和科技不断发展,建筑工程项目也不断发展,如雨后春笋一般,一些深大基坑频繁出现。因为施工空间对高层建筑存在限制,所以施工常常存在困难,因此提高了对基坑支护工程的要求。从实际出发,基坑工程作为临时性工程,有着复杂的技术要求,并且安全性较低,施工过程涉及到诸多不安全环节与不稳定因素,基坑施工时常常发生安全事故,所以施工的安全性必须引起相关人员的重视。
二、基坑支护的重要意义
挖掘基坑时,如果没有做好支护工作,可能就会导致基坑塌方,从而引发安全事故,所以为了确保施工的安全性,必须做好相关的支护措施。然而支护的设计受多种因素的影响,例如施工地的地质条件,基坑挖掘的类型以及深度,周围环境对降排水的影响,还要考虑基坑周边自然承载力以及周边的自然因素,支护结构的使用期限等,只有对施工进行综合考虑,才能够科学合理的进行支护设计,并保证支护的安全性。各种高层建筑的不断发展,对深基坑支护技术也提出了更高的要求,并且随着技术工艺的不断提升和更新,使深基坑挖掘以及支护设计的经验不断丰富,甚至越来越成熟。但是,目前也存在着许多问题。例如,各建筑物之间的距离很近,基坑的边缘与现有的旧建筑间隔距离小,这就对周边的建筑及环境存在危险,使得基础工程施工比较困难,从而会增加相应的施工时间与施工费用。甚至一些基坑工程事故的产生,就是因为现在的深基坑开挖及支护结构在设计、计算和工艺上与原来差别太大,从而导致工程事故的发生。
三、深基坑支护存在危险
(一)、支护结构设计时不合理的参数选择
运用库伦公式或者朗肯公式并不能精确地计算出深基坑支护结构的承担力,由于地质情况的复杂多变性,不能准确的计算出土压力对深基坑的安全是否造成威胁。因此在深基坑进行挖掘时,土地的含水率、内摩擦角和粘聚力等物理参数是会产生变化的,这就不能精确的计算出支护结构的实际受力,从而对整个设计产生很大的的影响。通过土力学的试验证明,土压力差别的大小与内磨擦角的大小有很大关系。对土体的内凝聚力影响的差别更大。而且因为不同的施工和支护结构形式存在差别,使土体的物理力学参数更难选择。
(二)、基坑土体取样的不全面
科学合理的土体物理力学指标,使支护结构的设计具有更高的安全性,在对深基坑支护结构进行设计时,首先对地基土层进行取样以及做好相关的分析工作,并按照国家的相关规定进行取样,并在开挖的深基坑区域内进行取样。因为土样是随机抽取的,不能代表整个区域的情况,因为地质构造的复杂性和多变性,所以得到的数值是不精确的,从而导致支护结构的设计与实际的地质情况存在误差。
(三)、对基坑开挖的空间考虑不全面
根据开挖深基坑的资料证明,基坑位移的发生周边向内的要比两边大,常常不稳定的地方是深基坑长边的中间位置,所以深基坑的挖掘是一个空间性的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以往深基坑支护结构是根据平面应变问题进设计的,所以它比较适用于细长的基坑,但不适用于方形的基坑。这需要对平面应变进行假设,从而适应基坑设计的空间问题,并对支护结构做一些调整来满足开挖时空间效应的要求。
四、改进分析措施
(一)、深化深基坑支护工程的设计理念
理论是施工的基础条件,对施工具有指导作用,很长一段时间以来,在长期的实践中,我国已经在深基坑支护技术上积累了不少经验,并掌握了一些规律,例如岩土变化的规律、支护结构实际受力的规律都有一定了解,但对于将理论应用于实践还存在一定的差距,并还有很多规律仍需要进行探讨,就设计现状而言,土压力分布的确定方法仍然是库伦或朗肯理论,支护桩的计算方法仍是“等值梁法”,不过我们应该注意,随着具体要求的不断提高和新技术的不断发展,采用这些传统理论计算出的结果,却与结构的实际受力有着较大的差别,表现的既不经济也不安全。
(二)、全面控制基坑支护的施工质量
1.转变传统的深基坑支护工程的设计理念
随着我国实践的不断增加,我国深基坑支护技术的经验也不断增加,为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段,目前我国还没有统一的支护结构设计规范和标准。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定,支护桩仍用 “等值梁法”进行计算。这些陈旧的计算理论所计算出的结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大,既不安全也不经济。
2. 重视变形观测
深基坑支护变形观测的重点内容是基坑边坡的变形、周围建筑物及地下管线的变形等等。通过监测数据可以及时的对深基坑支护在实际中的应用状况进行分析,并了解土方开挖的情况,以及分析问题出现的原因,并且可以及时了的解基坑土体的适应状况,从而对沉降的影响情况,还有地下管线的变形情况进行掌握。对深基坑支护设计中存在的问题,在下部施工时应及时进行改正及,从而保证参考数据的准确性。然而已施工的部位应采取恰当的补救措施和控制措施,因此,保证现场变形观测数据的准确性、可靠性、及时性,此外还应严格要求变形观测人员按照设计内容进行精心测量,从而保证观测质量。如果工作人员在实际测量中发现有异常情况的存在,要即时对问题进行研究并采取相应的措施,从而防止问题恶化。如果一旦有大的变形或滑动出现,应该立即找出导致问题出现的主要原因是什么,从而做出正确的加固设计和施工方案,使加固工作快速而有效的进行,从而防止变形或滑动问题的继续发展。目前国内专家对于重大的复杂的基坑工程实施时进行多方位的、全方面的讨论,这样保证工程的安全性,并有效的控制工程造价。
3. 深基坑技术的发展前景
在深基坑技术的运用中,人工挖土是基坑挖掘的主要方式,这种方式的效率不高,大力研究开发小型的、灵活的、专用的地下挖土机械是深基坑的主要研究目标,从而提高工作效率,加快施工进度,减少施工时间。基坑的发展目标是大深度、大面积,然而基坑应用的周边环境却更加复杂,从而对深基坑开挖与支护的难度愈来愈严格。因此,从工期和造价的角度考虑,今后基坑发展的主要方式将是两墙合一的逆作法。但桩承载力是逆作法施工的最大限制,一柱一桩不能应用于逆作法,逆作法多采用一柱多桩的模式,但却增加了工程的费用和提高了施工难度。怎样使单桩承载力提高,降低沉降,减少中柱桩的承载力,达到一柱一桩的模式,可以放开上部结构施工速度,从而加快工程进度,缩短工程时间,这将成为今后深基坑的主要研究方向。
结语:岩土工程中的关键步骤是深坑支护的设计,因为复杂的地质,使深坑支护的受力状态呈现出多变的特点,以及结构类型的多样性,从而使构成了深基坑具有特殊性,给深基工程领域带来了新问题,但是随着工不断提升,在深基坑支护技术方面必定会有新的突破,从而使深基坑支护技术不断完善。
论文作者:隋铁成,郑方磊,赵峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/15
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