深基坑支护体系研究
建筑工程施工中深基坑支护的施工技术探究

建筑工程施工中深基坑支护的施工技术探究深基坑支护是建筑工程中非常重要的施工工程之一。
在施工过程中,深基坑的支护对整个工程的安全和进度具有决定性的影响。
因此,深基坑支护的施工技术必须得到认真的探究和研究。
本文将从施工技术的角度分析深基坑支护的施工技术。
1. 土壤工程性质的分析深基坑支护的第一步就是对土壤进行分析。
根据不同的土壤工程性质,选择相应的施工工艺和支护方式。
在深基坑支护的过程中,一般会遇到软土、黏土、粘性土、沙质土等多种类型的土壤。
针对不同的土壤性质,需要采取不同的施工措施。
2. 基坑支护结构常用的基坑支护结构主要包括:土钉墙、桩承式墙、双排横向支撑和嵌岩板墙等。
其中,土钉墙和桩承式墙是最常用的两种结构,双排横向支撑和嵌岩板墙则是在一些特殊情况下采用。
3. 基坑开挖在进行基坑开挖之前,要首先对地下管线、地下设施进行周全的勘测,确保施工过程中不会对周围环境造成影响。
开挖时,要注意控制基坑内土壤的侧面土压力和排水问题,避免坑壁的坍塌和下沉。
4. 支撑结构的施工钢支撑框架的组装一般采用现场焊接和吊装安装的方式。
在安装时,要注意横向和纵向的位置和角度的控制,保证支撑结构的牢固和平稳。
钢支撑结构的具体施工工艺要根据具体情况来决定,包括注浆、充填、灌浆等。
5. 坑底反填进行完基坑的开挖和支撑结构的施工之后,要对坑底进行反填,使其与周围地面基本平齐。
反填土要进行夯实处理,以充分保证其稳定性。
在这一过程中,还要注意地下水的排放和处理,以保持现场的环境卫生。
6. 坑外围环境加固在进行深基坑支护施工过程中,还要注意坑外围环境加固问题。
这包括钢管桩、悬挂墙和预排桩等,以保证坑外围环境的稳定和安全。
综上所述,深基坑支护施工需要综合考虑土壤工程性质和支撑结构的特点,结合现场实际情况进行施工。
在施工过程中,需要注意控制地下水的排放和坑外围环境的加固。
通过积累实践经验,不断完善施工技术的方法和措施,才能保证深基坑支护施工的顺利进行。
深基坑桩-锚支护体系的受力变形研究

深基坑桩-锚支护体系的受力变形研究一、深基坑桩-锚支护1. 深基坑桩-锚支护的特点桩-锚支护是一种较为常见的护坡排桩配合单锚或多锚的基坑支护方法,它是一种超静定结构,稳定性较好,安全性能较高。
桩-锚支护体系是利用锚杆锚固段与土层之间的摩擦力,以及支护桩嵌入土层所提供的支撑力来保持整个支护结构的稳定性。
它能够适用于大多数深基坑及超深基坑工程,包括一些工程地质条件较差、周边环境控制要求严格的工程。
2. 桩-锚支护体系的工作原理桩-锚支护体系中锚杆的自由端受力时,通过锚杆传递给锚固段,由于锚固段与土层锚固在一起,所以可以利用锚固体之间的摩擦力将所受的外力传递到周围土层中,以达到应力释放的目的。
桩锚支护体系的受力机理见图1。
3. 深基坑桩-锚支护数值模拟分析3.1工程概况某水厂引水泵房深基坑采用桩锚支护,基坑面积约为2500㎡,宽度为30m ,开挖深度14m。
支护桩采用Φ1000灌注桩,桩间距1200 mm,桩长19m,桩顶设800×1000冠梁,两道锚杆分别设在距地面6m和9m处,锚杆长度18m,水平倾角10°,基坑支护结构见图2。
本次分析过程分以下五个工况进行:(1)基坑开挖距地面6.5 m 处,上部3m放坡,坡度系数为1,台宽为3m;(2)在距地面6m处设锚杆并施加预应力;(3)基坑开挖距地面9.5m处;(4)在距地面9m处设锚杆并施加预应力;(5)基坑开挖距地面14 m处。
3.2模拟结果及分析选用有限元分析方法,建立有限元模型,对模拟结果进行分析。
(1)不支护稳定性分析基坑开挖但不采取任何支护,通过模型计算得知基坑最危险截面上的X方向变形已经达到了13.7 5cm,基坑破坏面已经形成。
塑性区已经从基坑底部贯通到基坑顶面,塑性应变值最大为0.063 ,并且此时解并不收敛,表明此时基坑已经破坏了。
现实中此种情况下的基坑已经垮塌,不进行支护,非常不安全的。
(2)支护桩顶水平位移分析本基坑在施工过程中对支护桩顶水平位移进行了跟踪监测,图3给出了基坑各工况下支护桩顶水平位移的理论计算值与现场监测值。
建筑深基坑支护工程施工技术研究

建筑深基坑支护工程施工技术研究1. 引言1.1 研究背景建筑深基坑支护工程是指在城市建设中常见的一种大型地下工程,为了确保施工安全和保护周边环境,深基坑支护工程的施工技术显得尤为重要。
随着城市化进程的加快,越来越多的高层建筑和地下设施需要建造,因此深基坑支护工程的需求也在不断增加。
由于施工环境复杂、地质条件多变等因素的影响,深基坑支护工程的施工技术面临着诸多挑战。
研究背景包括了对深基坑支护工程施工技术的重要性和现状进行了分析,明确了深基坑支护工程施工技术研究的紧迫性和必要性。
通过对研究背景的分析,可以更好地认识到深基坑支护工程施工技术研究的意义和价值,为后续研究工作的开展提供了重要参考依据。
1.2 研究意义建筑深基坑支护工程施工技术研究的研究意义在于探索适合不同地质条件的深基坑支护工程施工技术,提高施工效率并保障施工安全。
深基坑支护工程是现代城市建设中不可或缺的一环,其施工质量直接关系到周边环境和市民生活质量。
通过研究深基坑支护工程施工技术,可以有效解决建筑工程中存在的难点和矛盾,提高工程施工质量和效率,减少施工延期和事故发生的可能性。
深基坑支护工程的研究也有利于推动建筑行业的发展,促进新技术的应用和推广,推动建筑行业向高质量、高效率、安全可持续发展的方向迈进。
深基坑支护工程施工技术的研究意义重大,对于提升建筑行业整体水平和城市建设质量具有重要的推动作用。
1.3 研究目的建筑深基坑支护工程施工技术研究的研究目的是为了提高深基坑支护工程施工的效率、安全性和质量。
通过深入研究基坑支护工程的施工技术,探索新的支护结构设计方案、施工工艺控制方法、安全管理措施以及监测与控制手段,从而为工程建设提供更科学、更先进的技术支持。
通过系统总结与分析现有的深基坑支护工程施工技术和经验,探讨存在的问题和挑战,并提出解决方案和改进意见,促进深基坑支护工程施工技术的创新与进步。
最终,旨在为推动建筑深基坑工程领域的发展,实现工程建设的可持续发展做出贡献。
建筑工程中深基坑支护施工技术及实施要点研究

建筑工程中深基坑支护施工技术及实施要点研究1. 引言1.1 研究背景建筑工程中深基坑支护施工技术及实施要点研究引言:深基坑支护施工是建筑工程中一项重要且复杂的技术工作。
随着城市化进程的加快和经济发展的需求,越来越多的高层建筑、地下结构和地铁等工程需求建设深基坑。
深基坑工程一直以来都存在一定的安全隐患和技术难题,如基坑坍塌、支护结构变形、地下水渗漏等问题频发,给工程施工和周边环境造成了极大的风险。
深基坑支护施工技术的研究和实施具有重要的现实意义和紧迫性。
当前,国内外对深基坑支护施工技术进行了大量研究,提出了各种支护结构和施工方法,以提高施工效率和工程质量。
由于地质条件、支护结构选型、施工工艺、材料性能等因素的影响,在实际工程中仍存在许多挑战和不确定性。
有必要对深基坑支护施工技术及其实施要点进行深入研究,以确保工程施工安全、质量和进度的可控性。
1.2 研究意义深基坑支护施工技术的研究意义主要体现在以下几个方面:随着城市化进程的加快,建筑工程中深基坑的需求不断增加。
深基坑支护施工技术的研究可以为城市建设提供必要的支撑,保障工程安全和顺利进行。
深基坑工程涉及到地下水、地质、土力等多种复杂环境因素,在没有科学合理的支护施工技术下容易引发事故。
深基坑支护施工技术的研究对于提高工程质量、减少事故风险至关重要。
深基坑支护施工技术的研究对于提高工程施工效率、节约资源、降低成本具有积极的意义。
通过不断的技术创新和实践总结,可以为建筑工程领域的发展做出贡献。
深基坑支护施工技术的研究意义重大,不仅关乎工程安全和质量,也关系到城市建设的持续发展和社会经济的进步。
深基坑支护施工技术的研究具有重要的理论和实践意义。
1.3 研究目的研究的目的是为了探讨和总结建筑工程中深基坑支护施工技术及实施要点,进一步提高深基坑支护施工的效率和质量。
通过对相关理论知识和实践经验的分析研究,深入了解深基坑支护施工技术的发展历程、优缺点以及存在的问题,为今后的相关工程实践提供有益的参考和指导。
土建基础施工中深基坑支护施工技术研究

土建基础施工中深基坑支护施工技术研究摘要:随着我国城市现代化的飞快发展,用于建设的土地面积愈发紧张,为了在有限的空间里满足更多人的需求,高层建筑成了当前建筑行业的主流趋势。
为满足建筑的安全性和功能多样性,对深基坑的施工技术、施工质量和施工安全提出了更高的要求,而为了保障深基坑工程的顺利进行,基坑支护技术也越来越重要。
关键词:土建基础;深基坑支护;施工技术1深基坑支护技术分析1.1土钉支护施工技术土钉支护施工技术是指在工程施工过程中,将土钉作为受力构件,以土体为基础,通过土体之间的相互作用来增强深基坑的稳定性的深基坑支护技术。
在应用土钉支护施工技术进行深基坑支护施工前,建筑企业必须开展现场试验,以保证工程的安全性。
建筑企业还应做好地质勘察工作,通过测量布置深基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等,并加以妥善保护。
在施工过程中,建筑企业应按照施工方案和施工流程合理安排土方开挖、出土和支护等工作。
需要注意的是,在完成基坑开挖后,建筑企业应立即构筑底板,完成混凝土浇筑工作。
一方面,建筑企业需要严格控制混凝土的水灰比与水泥用量,确保混凝土坍落度符合设计及施工要求;另一方面,建筑企业应严格控制浇筑时间,保证混凝土的浇筑质量。
1.2土层锚杆施工技术土层锚固是深基坑工程中的一个关键环节,需要借助钻孔机来完成钻孔作业。
在应用土层锚杆施工技术进行土层锚固的过程中,建筑企业需要按照工程实际情况来确定锚杆张拉强度,并采用水泥砂浆来支护孔壁。
施工前,建筑企业需要勘察施工场地,确定锚杆的锚固位置。
确认无误后,施工人员就可以使用钻孔机进行钻孔作业了。
在钻孔过程中,施工人员需要注意以下几个方面:①当发现有障碍物或异物时,应立即停止钻孔,待问题解决后,再继续钻孔作业;②必须将锚杆的位置偏差控制在规定范围内,以保证施工质量;③必须做好钻孔参数的控制工作,即钻孔深度应控制在设计值的1%左右,并将钻孔斜率控制在3%以下;④必须严格按设计要求进行注浆,通常,孔眼注浆采用从上到下的顺序。
地铁隧道深基坑支护体系及开挖方案研究的开题报告

地铁隧道深基坑支护体系及开挖方案研究的开题报告题目:地铁隧道深基坑支护体系及开挖方案研究一、研究背景随着城市建设的不断发展,地铁交通系统已经成为现代城市的重要组成部分之一。
在地铁建设过程中,深基坑开挖和支护是不可或缺的重要环节。
在地铁隧道开挖过程中,针对不同的地质条件、地下水情况和建筑要求,需要设计合适的基坑支护体系和开挖方案。
本研究旨在探究地铁隧道深基坑支护体系及开挖方案的优化设计和应用。
二、研究意义1.提高地铁建设施工效率地铁隧道建设过程中,深基坑开挖和支护是一项十分繁琐的工作,需要耗费大量的时间和精力。
优化设计和应用科学的支护体系和开挖方案,可以提高施工效率,缩短工期,从而更快地建成地铁交通系统。
2.提升地铁建设工程质量深基坑开挖和支护对地铁隧道建设工程的质量有着直接的影响。
通过开展深入研究,对地铁隧道建设中的深基坑开挖和支护进行优化设计和应用,可以显著提升地铁建设工程的质量,确保其长期安全稳定运行。
3.探索地铁建设施工的新思路本研究通过对地铁隧道深基坑支护体系及开挖方案的研究,将提供新的思路和方法,为地铁建设施工的科学化、规范化提供创新性的理论和实践支持。
三、研究内容1.基于理论分析,结合现有文献,总结地铁隧道深基坑支护体系的现状和问题。
2.选择典型模型或实际工程,进行数值模拟及现场环境监测,并对比分析不同支护体系的效果和优缺点。
3.结合国内外先进的地铁隧道建设技术,探讨不同地质条件和建筑要求下的深基坑支护设计和开挖方案优化。
4.提出基于结合现场监测的深基坑支护体系的优化设计和施工方案。
5.利用国内外已有的案例分析,对应用新支护体系和开挖方案后的地铁交通系统的运营安全进行评估,并提出相应的对策和建议。
四、研究方法1.文献资料法通过查阅相关文献、国内外先进技术和成功案例,了解和总结地铁隧道深基坑支护体系的现状、发展趋势和存在问题。
2.理论分析法在充分了解已有文献和实际工程后,对不同支护体系的效果和优缺点进行理论分析,总结其适用范围和优化方向。
对深基坑支护与降水方法的研究

对深基坑支护与降水方法的研究深基坑作为城市建设中重要的土地资源开发方式,一直受到广泛关注。
深基坑的支护和降水是其施工过程中最关键的环节,直接关系到工程的稳定性和安全性。
对深基坑支护和降水方法的研究具有重要的理论和实践意义。
本文将通过对深基坑支护与降水方法的研究,结合理论和实践,探讨深基坑工程施工中的关键技术和难点,为深基坑工程的设计和施工提供参考和借鉴。
一、深基坑支护方法的研究1.1 地下连续墙支护技术地下连续墙支护技术是深基坑支护中常用的一种方法,它通过设置混凝土连续墙来支撑土体,保证基坑周边土体的稳定性。
其优点是结构简单,施工周期短,适用于不同类型的土壤。
地下连续墙支护技术在一些特殊情况下也存在一些问题,例如在软土层中使用时需要对土层进行处理,施工现场要求较高等。
桩柱支护技术是在地下打入桩或柱体来支撑土体,保证基坑周边土体的稳定性。
该技术适用于不同类型的土壤,尤其适用于深厚薄软弱的地层。
桩柱支护技术需要在地下打入桩或柱体,施工难度较大,成本相对较高。
地下水泥搅拌桩支护技术是在地下使用水泥浆来搅拌成桩体,起到支护土体的作用。
该技术适用于软土和砂土等土质,可有效提高土体的承载力。
地下水泥搅拌桩支护技术需要在地下进行搅拌桩施工,对施工现场要求较高,需要加强对施工工艺和施工质量的控制。
2.1 抽水降水法抽水降水法是深基坑降水中常用的一种方法,通过设置抽水设备将地下水抽出,从而降低基坑周边的地下水位。
其优点是操作简单,效果显著,但需要考虑抽水对周边环境和地下水位的影响。
2.2 地下水止水帷幕法地下水止水帷幕法是通过在基坑周边埋设防水帷幕,阻止地下水流入基坑。
该方法适用于地下水位较高,土壤较松软的情况。
地下水止水帷幕法需要考虑防水帷幕的施工质量和材料的选择。
2.3 地下水压力平衡法地下水压力平衡法是通过在基坑周边埋设水平管道,调节地下水位,实现基坑的降水。
该方法适用于基坑周边有较大的地下水位差异,需要进行地下水位调节的情况。
建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理研究

建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理研究建筑工程中的深基坑支护施工是一个十分重要的环节,它直接关系到施工现场的安全以及后续建筑和周边环境的稳定。
对于深基坑支护的施工技术管理研究是至关重要的。
本文将从施工技术和管理两方面进行探讨,为深基坑支护的施工提供一些参考。
一、施工技术1. 地质勘察深基坑支护的施工前,首先需要进行地质勘察,了解地层情况、地下水情况和周边环境情况等。
通过地质勘察,可以为后续的支护设计和施工提供准确的数据支持。
2. 支护设计根据地质勘察的结果,进行基坑支护的设计工作。
设计方面需要考虑地层情况、地下水情况、周边环境等因素,选择合适的支护结构及材料,并考虑支撑结构的施工便利性和经济性。
3. 施工工艺在进行深基坑支护工程时,需要根据支护设计方案,采用合适的施工工艺。
比如在进行支撑结构的施工时,需要选择合适的支撑方式、施工方法和作业顺序等,保证支撑结构的施工质量和安全性。
4. 监测与控制在施工过程中需要对深基坑支护工程进行实时监测,发现问题及时调整,并根据实际情况进行施工控制。
需要对支护结构进行验收,确保支护工程的施工质量和安全性。
5. 安全防护深基坑支护施工是一个高风险施工作业,需要加强安全管理,采取有效的措施保障施工现场的安全,避免发生意外事件。
二、施工管理1. 项目管理深基坑支护施工是一个复杂的工程项目,需要进行全面的项目管理。
包括对施工进度、质量、安全等方面进行统一协调和管理,确保施工工程按计划顺利进行。
2. 施工组织设计在进行深基坑支护工程时,需要对施工组织进行合理设计。
包括对施工人员的配置和培训、施工设备的选择和调配等方面进行安排,保证施工工程的正常进行。
3. 质量管理深基坑支护工程的质量管理是十分重要的,需要对施工过程进行全程质量控制,严格执行相关技术标准和规范,确保施工质量达到设计要求。
4. 成本管理在深基坑支护工程的施工中,需要进行成本管理,合理控制施工成本,提高资源利用效率,确保施工工程的经济合理性。
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深基坑支护结构研究现状摘要:分析了国内外基坑工程的发展和研究现状,详细介绍了我国基坑工程的主要支护类型,包括水泥土墙、土钉墙、锚杆、排桩与地下连续墙等。
最后分析了我国基坑工程存在的主要问题,并展望了今后的发展趋势。
关键词:基坑工程;综述;水泥土墙;土钉墙;锚杆;排桩与地下连续墙0引言随着我国国民经济的飞速发展,城市化进程不断加快,土地资源紧张的矛盾也日益突出,城市建设向高空、地下争取建筑物空间已然成为了一种发展趋势,越来越多的高层建筑物、地下工程大规模兴建。
这些工程的共同特点是都要进行大规模地下开挖,必然导致大量的基坑工程产生[1]。
基坑工程是一个古老而具有划时代特点的综合性的岩土工程课题,既涉及土力学中典型的强度和变形问题,又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。
对于这些问题的认识及其对策的研究,将随着土力学理论、计算技术、测试技术以及施工机械、施工技术的发展而逐步完善。
1国内外研究现状1.1国外研究现状早在20世纪40年代,Terzaghi和Peck等人就已经开始研究基坑工程中的岩土工程问题并提出了预估挖方稳定程度和支撑荷载大小的总应力法,这一理论一直沿用至今,只不过有了许多改进与修正;50年代Bjeruum和Eide给出了分析深基坑底板隆起的方法;60年代开始在奥斯陆和墨西哥城软黏土深基坑中使用仪器进行监测,此后大量的实测资料提高了预测的准确性,并从70年代起产生了相应的指导开挖的法规。
在以后的时间里,世界各国的许多学着都投入研究,并不断地在这一领域取得丰硕成果。
90年代以来,随着城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现,深基坑工程越来越多,同时密集的建筑物、复杂的深坑形式,使得基坑开挖的条件越来越复杂。
因此,对基坑开挖与支护的计算与设计理论、施工技术等的要求也越来越高[2]。
1.2国内研究现状基坑工程在我国出现较晚,20世纪70年代,国内只在少数大工程项目中有开挖深度达10 m以上的基坑工程,而且是在较少或者没有相邻建筑物和地下结构物的地区。
80年代以来,我国首先在北京、上海、广州、深圳等大型城市大量兴建高层建筑,而高层建筑多数带有地下室,基坑支护工程随之剧增,基坑支护设计、施工与监测成为基础工程中的新热点。
90年代以后,大多数城市都进入了大规模的旧城改造阶段,从而进一步促进了深基坑开挖技术的研究与发展,产生了许多先进的设计计算方法,众多新的施工工艺也不断付诸实施,出现了许多技术先进的成功的工程实例。
但由于基坑工程的复杂性以及设计、施工的不当,工程事故的概率仍然很高[3-4]。
基坑支护技术在我国相对较年轻,无论是设计计算,还是施工、监控等方面都处在不断进步和发展的过程中。
我国基坑工程的特点可以概括为“深、差、密、多、低”五个字,亦即我国的基坑越挖越深,工程地质条件越来越差,四周已建或在建建筑物密集或紧靠市政公路,基坑支护方法多,但是支护的成功率低。
因此对于基坑工程还应进行精心设计与施工,提高对支护结构的要求,而且在建筑物稠密地区更应注意对于环境的保护,这样一来,虽然工期和施工费用均要提升,但是工程质量与安全性却可以得到相当的保证。
2基坑工程设计理念和方法的演进2.1基坑工程设计理念的演变我国基坑工程发展的重要方向是设计理念的演变。
早期的设计出发点往往以考虑地下工程施工、为施工创造条件为主,设计中一般考虑承载能力极限状态,而较少关注周边环境保护,又由于缺乏设计规范指导,工程设计与施工或以经验为主,或以理论为主。
如今基坑工程的设计首先考虑环境保护,设计不仅满足承载能力极限状态,而且满足正常使用极限状态,即满足环境保护要求。
作为经验科学的基坑工程在设计和施工中必须坚持“理论和经验相结合”。
2.2基坑工程设计方法的发展早期的基坑支护结构设计主要依据古典的土力学原理,采用静力平衡的解析法,古典方法主要有:卜鲁姆(H. Blum)的极限平衡法、求解入土深度的盾恩法、考虑板桩或支撑合理受力的等弯矩法及等反力法等,这些古典方法解决了一些基坑的基本问题,但计算仅限于力的平衡,较少考虑实际施工工况,采用这些计算方法所得到的计算结果用于基坑支护结构分析时,内力与实际情况的误差较大,难以反映复杂地下工程的施工工况,一般只适用于小型的简单基坑。
之后提出了一种近似计算方法—等值梁法,它与实际吻合度较好,计算方法简单,在工程中逐渐广泛运用,并在单支点等值梁计算法的基础上,通过适当假定,形成了多支点板桩墙的计算模式,使之成为当时基坑设计常用的方法。
在基坑支护结构日趋复杂的情况下,需要进行不同工况的分析,于是就提出了考虑施工工况的设计方法,但至此为比,基坑设计仍是以力平衡的解析法为主,无法进行变形分析。
进一步的发展则是弹性基床系数法。
在水平基础梁的弹性地基梁分析方法解决地基、基础梁两者的力健变形关系的基础上,提出将支护结构看作一竖向放置的梁,采用与水平基础梁分析相同的方法,形成了竖向弹性地基梁法(竖向弹性支点法),以后被我国有关基坑设计的规范采纳,它较好地解决了力和变形的计算问题,成为目前设计的主要方法之一,也是我国基坑工程现行规范推荐的主要计算方法。
武亚军等在对基坑开挖的有限元模拟中,土体刚度矩阵、外荷载和开挖荷载等都随开挖深度的变化而变化[5-6],得到由开挖和支护引起的力学效应为:11111([K][K][K]){u}{F}([K][K]){u}sr pr p sr pr i i i i i i i i -----++=-+图1 有限元计算模型随着计算机技术、有限元分析方法以及商用软件的推广,考虑基坑开挖过程中的多种因素,例如作用在支护结构上水土压力的变化、模拟开挖过程、土体和结构共同作用等成为可能。
继而在基坑中开始采用平而弹性地基杆系有限元法、空间有限元法等,这些方法都能较好地解决上述工程实际问题,使分析更为精细化,并可考虑土的弹塑性分析。
此外,从经典的太沙基(Terzaghi )、普朗特尔(Prandtl)等理论至今,在基坑整体稳定性等方而的分析和计算也在实践中得到不断发展。
包括整体稳定性、抗倾覆稳定、坑底隆起稳定以及抗承压水稳定等,计算方法不断完善。
基坑工程的“时空效应”是中国工程院院士刘建航提出的基坑设计施工基本原理,对指导基坑设计与施工具有很强的实际意义。
简言之,基坑工程的“时空效应”就是基坑支护结构的变形和周边地层的变形随时间推移而发展,也因开挖的空间尺度、开挖后的坑底暴露而积而不同,它在软土地基的条件下尤为突出,是一个典型的施工力学问题。
根据“时空效应”的原理,工程界总结出土方开挖的“分层、分块、对称、平衡、限时”原则己在大量工程中得到贯彻,理论和工程实践都证明了它的科学性和有效性。
除了计算方法的发展,近年来,信息化设计和施工也运用于基坑工程,在基坑工程进行实时监测和反分析以及基坑工程的风险分析和设计,实现了基坑的预测和预控。
3基坑工程施工技术的发展20世纪80年代前,由于基坑规模小、工程量少,支护形式多为放坡、钢板桩支护等简单形式,而今,土钉墙、水泥土墙、排桩和地下连续墙等支挡式结构都己广泛应用[7]。
3.1水泥土墙工程水泥土墙是重力式支护结构的主要形式,主要包括水泥土搅拌桩和高压喷射注浆法两种。
水泥土搅拌桩是以水泥作为固化剂的主剂,通过特制的搅拌机械边钻边往软土中喷射浆液或雾状粉体,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,由固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学作用,形成抗压强度比天然土强度高得多,并具有整体性、水稳性的水泥加固土桩柱体,由若干根这类加固土桩柱体和桩间土构成复合地基。
水泥搅拌桩适用于加固各种成因的软黏土,能够增加软土地基的承载能力,同时减少沉降量,提高边坡的稳定性。
高压喷射注浆法是把注浆管放入预定深度后,通过地面的高压设备使装置在注浆管上的喷嘴喷出20- 40 MPa的高压射流冲击切割地基土体,与此同时,注入浆液使之与冲下的土强制混合,待凝结后,在土中形成具有一定强度的固结体,以达到加固改良土体的目的,增强地基强度。
主要适用于软弱土层,如第四纪的冲积层、残积层以及人工填土等,这些正是建筑物地基常出现病害,需要进行地基处理的地层。
图2 高压喷射注浆法3.2土钉墙土钉墙技术是在基坑边壁土体中放置一定长度和分布密集的土钉,土钉与周围土体紧密结合共同工作,形成复合土体,提高了土体的整体刚度,弥补了土体自身强度的不足,从而显著提高基坑边坡的整体稳定性。
土钉墙由土钉、混凝土面层和防水系统组成。
主要适用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10 m以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。
图3 土钉墙3.3锚杆工程锚杆支护是一种较新的深基坑支护技术,是挡土结构与外拉系统相结合的一种深基坑组合式支护结构。
锚杆是一种受拉杆件,它的一端与工程结构物或挡土桩墙联结,另一端锚固于地基的土层或岩层中,以承受结构物的上托力、拉拔力、倾侧力或挡土墙的土压力,它利用地层的锚固力维持结构物的稳定,锚杆主要由锚头、锚拉杆、锚固体3部分组成。
目前锚杆的施工长度可达50 m以上,在黏性土中抗拔力可达1000 kN,被锚固的挡土墙可达40 m 以上。
锚杆作为一项新技术,它是施工走在前头,设计理论落在后面,即施工工艺领先于其设计理论,目前在很多方面主要凭经验取得成功,因此它还有待于理论上的完善。
3.4排桩与地下连续墙排桩墙支护体系,是由桩排式围护墙或地下连续墙组成的围护墙、支撑体系、防渗结构所构成的防水挡土体系。
支护墙体的主要形式有:钢板桩、钢筋混凝土板桩、H型钢木挡板、钻孔灌注桩、SMW支护结构和地下连续墙[8-9]。
图4多级梯次联合支护体系典型剖面图钢板桩是一种施工简单,投资经济的支护方法,它由钢板桩、锚拉杆(或内支撑、锚旋结构、腰梁等)组成。
由于钢板桩本身柔性较大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会增大。
基坑深度7m以上的软土地层,基坑不宜采用钢板桩支护,除非设置多层支撑或锚拉杆。
钢板桩适用于柔软地基及地下水位较高的深基坑支护,施工简便,其优点是止水性能好,可以重复使用。
钢筋混凝土板桩是一种传统的支护结构,截面带企口有一定挡水作用。
钢筋混凝土板桩施工方便,速度快,打桩后可立即开挖,工期短,与地下连续墙相比较造价低,经济效果显著。
其支护强度高、刚度较大、变形小,打桩时的振动,挤土及噪声对周围环境影响较大,因此不适合在建筑物及地下管线密集的区域使用。
接头外企口具有一定的防水效果,但在高水位软土地区,仍需注意防止接头处漏水所引起的水土流失,在硬土层中打设施工困难,不适合使用。
H型钢木挡板是国内外常见的基坑支护结构,能充分发挥H型钢抗弯能力强的特点,减少所需支撑或拉锚道数。
适用于土质较好、不需抗渗止水或是地下水位较低的基坑,如果在含水地层中使用时,需要采用人工降低地下水位或配合明沟排水,保证施工作业面的干燥环境,对水土流失的封闭作用差,需采取隔水降水措施。