摘要:深基坑为房屋建筑、市政工程或地下建筑物在施工时需开挖的地坑。为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水和土方开挖与回填,包括勘察、设计、施工和监测等,称为基坑工程,它是地下工程施工中内容丰富而富于变化的领域,是一项风险工程,是一门综合性很强的新型学科,它涉及到工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试技术、施工技术、土与结构相互作用以及环境岩土工程等多学科问题。
关键词:深基坑;支护
我国正在建设的高层建筑越来越高,向地下发展越来越深,同时密集的建筑群、超深度的基坑、周围复杂的地下设施都给基坑施工带来一定的难度,这对基坑工程提出了严峻的挑战。
一、深基坑工程发展概况
深基坑工程是一个古老而又有时代特点的岩土工程课题。放坡开挖和简易木桩围护可以追溯到远古时代。人类土木工程活动促进了基坑工程的发展。特别是到了本世纪,随着大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现,对基坑工程的要求越来越高,出现的问题也越来越多,促使工程技术人员以新的眼光去审视基坑工程这一古老课题,使许多新的经验和理论的研究方法得以出现与成熟。
在本世纪30年代,Terzaghi等人已开始研究基坑工程中的岩土工程问题。在以后的时间里,世界各国的许多学者都投入研究,并不断地在这一领域取得丰硕的成果。基坑工程在我国进行广泛的研究是始于80年代初,那时我国的改革开放方兴未艾,基本建设如火如荼,高层建筑不断涌现,相应地基础埋深不断增加,开挖深度也就不断发展,特别是到了90年代,大多数城市都进入了大规模的旧城改造阶段。为了挖掘围护结构材料的潜在能力,使围护结构形式更加合理,并能适合各种基坑形式,综合利用“空间效应”,发展了组合型围护型式。
围护结构最早用木桩,现在常用钢筋混凝土桩、地下连续墙、钢板桩以及通过地基处理方法采用水泥土挡墙、土钉墙等。钢筋混凝土桩设置方法有钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉管灌注桩和预制桩等。
二、深基坑支护类型
三、深基坑技术的发展趋势
3.1基坑向着大深度、大面积方向发展,周边环境更加复杂,深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此,从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大,采用逆作法时不能采用一柱一桩,而是一柱多桩,增加了成本和施工难度。如何提高单桩承载力,降低沉降,减少中柱桩(中间支承柱),达到一柱一桩,使上部结构施工速度可以放开限制,从而加快进度,缩短总工期,这将成为今后的研究方向。
3.2土钉支护方案的大量实施,使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要,湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。
3.3目前,在有支护的深基坑工程中,基坑开挖大多以人工挖土为主,效率不高,今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械,以提高工效,加快施工进度,减少时间效应的影响。
3.4为了减少基坑变形,通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广,另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固,也将成为控制变形的有效手段被推广。
3.5为减小基坑工程带来的环境效应(如因降水引起的地面附加沉降),或出于保护地下水资源的需要,有时基坑采用帷幕型式进行支护。除地下连续墙外,一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目前,有将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中的趋势。
3.6在软土地区,为避免基坑底部隆起,造成支护结构水平位移加大和邻近建(构)筑物下沉,可采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固,即提高支护结构被动区土体的强度的方法。
四、深基坑开挖与支护工程程序
为达到深基坑支护的目的和要求,深基坑开挖与支护工程一般应遵从下图所示的程序。
我国正在建设的高层建筑越来越高,向地下发展越来越深,同时密集的建筑群、超深度的基坑、周围复杂的地下设施都给基坑施工带来一定的难度,这对基坑工程提出了严峻的挑战。
参考文献
[1]刘建航,候学渊主编,基坑工程手册。北京:中国建筑工业出版社,1997
[2]龚晓南主编,深基坑工程设计施工手册。北京:中国建筑工业出版社,1998
[3]史佩栋等主编,21世纪高层建筑基础工程。北京:中国建筑工业出版社,2000
[4]黄运飞编著,深基坑工程实用技术。北京:兵器工业出版社,1996
论文作者:张宇峰1,陈宇文2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/31
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