浅谈国内外深基坑支护技术的现状及进展论文_李可捷

浅谈国内外深基坑支护技术的现状及进展论文_李可捷

宁波建工工程集团有限公司 浙江宁波 315000

摘要:众所周知,房屋建筑工程深基坑支护施工是建设工程当中的重大危险源之一,因此,在房屋建筑工程施工中,深基坑支护施工往往都被作为一项最为重要的安全控制点来进行重点关注,并在其施工全过程中都被予以重点监控。本文结合自身实践就国内外深基坑支护的现状实时分析,其中不足之处,希望同行多加指正。

关键词:深基坑支护;施工技术现状;进展分析

1深基坑支护的结构种类

1.1 土钉墙支护

土钉墙就是由天然土体通过利用土钉墙就地加固并且要与喷射砼面板相结合起来,这样就形成一个类似于重力挡墙,以此来进行抵抗墙后的土压力,从而确保开挖面的稳定。土钉墙就是通过利用钻孔、插筋、注浆来进行设置,通常情况下,我们称其为砂浆锚杆,我们也可以直接打入角钢、粗钢筋,从而形成土钉。我们在进行土钉墙支护时,往往都是利用自上而下进行开挖的方法进行分段的施工,分层开挖、分层稳定。我们可以通过利用土钉、土体以及喷射混凝面层的共同工作,利用复合土体,从而起到支护的作用。在基坑的方案以及土钉墙方案采用之前,我们要充分的熟悉和掌握基坑周边的情况,并结合相应的环境状态采取措施,避免土体变形所造成的危害。

1.2水泥土搅拌桩

水泥搅拌桩和钢板桩复合,水泥搅拌桩与钻孔灌注桩复合,都是以水泥搅拌桩阻水,钢板桩或钻孔灌注桩挡土的结构。水泥土搅拌桩由于快速、有效、经济的原因,而且没有振动和噪音,在软土地基处理中得到了广泛运用。它是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂,利用搅拌机,就地将软土和固化剂强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土,从而提高地基土强度和增大变形模量。冬季施工时应注意低温对处理效果的影响。

1.3 钻孔灌注桩

灌注桩系就是指工程现场在通过机械钻孔、钢管挤土或者人力挖掘等一系列的手段在地基上中形成桩孔,并且将其内放置钢筋笼、灌注混凝土,从而形成桩,依照成孔方法不同,我们又可以将灌注桩分为以下几种:沉管灌注桩、钻孔灌注桩以及挖空灌注桩等这几类。灌注桩是桩基加固当中的一种方式,我们可以通过打桩加大地基的承载能力,同时也可以将其运用于边坡的围护抵抗侧方压力,避免出现土方位移的情况。通常情况下,此技术的运用范围大多都在沿海地区以及填海造陆的地区,例如我国内陆的丘陵山区就不需要进行打桩,其原因是由于钻孔灌注技术在进行使用的时候,对于人力、物力以及财力方面的消耗都特别的大,因此不能够轻易的进行使用。

1.4 锚杆支护

锚杆支护是指,在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固支护方式。具有成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点。 锚杆支护作用的实质是提高围岩承载能力的加固作用,通过锚杆的约束效应使锚杆与围岩形成承载结构,该承载结构除能够保持自身的稳定以外,还具有一定的承载能力,特别是当围岩产生塑性破坏后,对提高围岩残余强度有明显效果。由于锚杆技术具有显著的技术经济效益,目前在我国基坑工程应用较多。

1.5钢板桩支护

近年来,在建筑施工中寻常的基坑支护大部分都是钢板桩支护,因此,我们需要对钢板桩支护进行全面的研究,借以保证其在建筑施工的过程中发挥自身最大的作用。近几年,我们在一些基础工程中,多次采用钢板桩支护,取得了一些经验。钢板桩墙的作用是挡住基坑四周的土体,防止土体下滑和防止水从坑壁周围渗人或从坑底上涌,避免渗水过大或形成流砂而影响基坑开挖。采用钢板桩支护,对周围环境影响较小。钢板桩施工简便,工序简单,质量容易控制,工期短,而且由于U形咬口式钢板桩有自止水功能,大大减少了基坑渗水、流砂等问题,取得了极好的社会经济效益。在插桩的过程中要保证接口对准相应孔槽,促使钢板桩支护在建筑基坑支护过程中发挥自身最大的作用。

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2我国现在深基坑支护设计施工中的问题

2.1支护结构设计中计算不精确

现在,深基坑支护结构在设计中,计算仍然存在不精确的问题,其还是采用传统的极限平衡的计算方法,这种方法是在静态的条件的下完成计算的,但是,在基坑开挖的过程中,其是一个动态的过程,会产生土体的松弛问题,而且随着时间的变化,会使土体的强度也发生变化,基坑会产生变形。通过相关工程的分析,运用极限平衡的方法来分析基坑的可靠性,在理论上分析基坑是可靠的,但是在实际的应用中还是出现了破坏的问题。有的支护结构确实不同的,在计算安全系数的时候,发现其是存在安全隐患的,但是在实际的应用中却没有出现安全隐患。以上的现象可以说明,运用极限平衡的方法只能是在静态的状态下分析基坑的可靠性。

2.2基坑土压力计算存在缺陷

在对支护结构的土压力计算的过程中,是对整个基坑支护结构计算的重点,但是,在对土压力计算的时候还是存在一些问题的,现在,在运用库伦朗肯土压力计算时,只能在平面的角度上去分析深基坑开挖支护问题,但是,在实际的施工中,深基坑的开挖是具有空间性特点的,而且在对土压力计算时,分析的是在极限平衡状态下的土压力,但是,在实际的施工中是不存在极限平衡状态的,而且对基坑的位移也有要求。基坑挡土结构承受的土压力是静止压力和动态压力结合的,而且还存在主动压力和被动压力,土压力随着开挖进度的不同也是在发生变化的,在计算土压力时不能考虑到这些动态的因素。

2.3基坑变形的控制问题

现在城市的土地资源越来越紧张,这就导致了对基坑工程的高要求,不仅仅要求基坑具有高度的稳定性,同时也要防止基坑出现变形的问题。基坑的变形问题时在工程强度的基础上提出的,在使用一般的计算方法时,不能准确地计算出基坑变形的问题。

3国外深基坑支护的发展

早在20世纪30年代,太沙基和皮克等最先从事基坑工程的研究,20世纪60年代在奥斯陆等地的基坑开挖中开始实施施工监测,从20世纪70年代起,许多国家陆续制定了指导基坑开挖与支护设计和施工的规范。除了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等开挖技术外,又有了新进展。

4深基坑支护技术的发展趋势

4.1转变传统的静态设计的理念

在对深基坑结构设计的过程中,还没有找到精确计算的方法,在设计的过程中,还是通过考虑结构的变化来实现结构的稳定性,但是其计算的结果还是与深基坑实际承受的压力相差较大。在国外也在研究深基坑的动态计算的问题,我国的深基坑技术也经过了很多的实践,能够通过实际的数据分析岩土的变化对支护结构实际受力的影响,从而能够促进支护结构的动态计算方法。

4.2建立变形控制的新方法

在变形控制中,需要考虑到很多的外界因素,在变形控制中,不是深基坑变形越小就越好,也不能对深基坑的变形规定一个数值,在分析深基坑变形时,只要是不会对周围的建筑物和管道产生阻碍作用,深基坑的变形是可以存在的。在分析深基坑变形问题时,应该分析到支护结构的变形控制应该采取什么样的标准,而且分析深基坑空间的变形,将空间的变形转化成平面的结构,便于分析。

4.3分析新型的支护结构的计算方法

现在,高层建筑不断地涌现,所以,对深基坑的稳定程度也提出了更高的要求,很多新型的支护结构也被投入到建筑中。但是,这些新型的支护结构在使用的过程中还没有建立好计算的模型,而且计算的方法也存在偏差。所以,深基坑支护结构朝着多元化的方向发展也使其计算方法变得日趋复杂,应该对不同类型的深基坑的受力情况进行分析。

4.4进行支护结构的试验分析

我国很多深基坑支护结构的结论都是理论性的,所以,为了能够提高深基坑支护结构的稳定性,应该从实践的角度出发,进行深基坑支护结构的试验,找到计算存在误差的原因,这样就能够找到解决问题的方法,减少由于深基坑结构不稳定而发生的安全问题。

结束语:总而言之,房屋建筑工程中的深基坑施工是一个有很强的区域性、空间性和时间性的问题,主要包含深基坑支护设计施工和基坑开挖、基坑降水等。这是一个很古老复杂的问题,但同时又是一个尚未得到很好解答的问题,需要继续进行探索和创新。而作为一个施工技术管理人员,在房屋建筑工程深基坑支护的施工过程中,务必做到认真细致、精益求精,必须予以全程重视,既不能弄虚作假,也要杜绝瑕疵和错误。只要施工技术管理人员能够踏实完成上述工作,房屋建筑工程深基坑支护施工的质量和安全是可以得到确保的。

参考文献:

[1] 顾翔.深基坑工程监测工作及支护施工的常见问题[J].科技风,2011(02).

[2] 中国建筑科学研究院.GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社.2011.

[3] 工程地质手册编写委员会.工程地质手册(第三版) [M].北京:中国建筑工业出版社,1992.

论文作者:李可捷

论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期

论文发表时间:2018/12/14

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