深基坑支护工程的设计与实践_探析深基坑工程中设计与施工的实践
时间：2019-05-17 03:23:12 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文主要探讨了基坑工程设计、深基坑工程的施工，以及深基坑开挖与支护的相关问题，以供与大家交流学习。 关键词：深基坑，设计，施工，开挖与支护 Abstract: this paper mainly discussed the foundation pit engineering design, deep foundation pit engineering construction, and the deep foundation pit excavation and supporting of related problems, for we exchange and learning.
Keywords: deep foundation pit, design, construction, excavation and supporting
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1、问题的提出
工程实践表明，基坑支护工程是建筑施工中不可或缺的一种施工方法，它包括地下连续墙、排桩支护、重力式档土结构、喷锚支护结构和组合式支护结构等形式，其施工过程极易发生坍塌伤亡事故。笔者认为，基坑坍塌的常见原因主要是因为：（1）坑壁的形式选用不合理；（2）坑壁土方施工不规范；（3）对地表水的处理不重视；（4）支护结构施工质量不符合设计要求；等。因此，必须从影响基坑支护工程的因素上分析内因，提出彻底解决的方案和措施。
2、基坑工程设计
2、1设计深度
对设计单位而言，（1）在确定基坑支护方案时，应对基坑工程各部分进行充分的调查、分析计算，统筹兼顾，达到各部分的状态在系统协调下使总体的效益最优，但同时要注意系统的最优化并不是要求所有部分均达到最佳的特征；（2）在基坑工程施工过程中，积极收集支护结构应力检测以及边坡位移观测数据，并根据所取得的施工信息深人并修改原设计，以获得更切合实际的最佳效果，切实作到动态设计的要求。极收集支护结构应力检测以及边坡位移观测数据，并根据所取得的施工信息深人并修改原设计，以获得更切合实际的最佳效果，切实作到动态设计的要求。
2、2设计计算
深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明，有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但有时却发生破坏；有的支护结构安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却满足要求。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态，也是一个土体逐渐松弛的过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降，并产生一定的变形。所以，在设计中必须充分考虑到这一点。
建议要不断探索新型支护结构的计算方法。因为，高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术革命。在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后，双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。但是，这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于科学，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。目前，深基坑支护结构正在向着综合性方向发展，即受力结构与水结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合。这几种结合必然使支护结构受力复杂。所以，建立新型支护结构的计算方法，已成为深基坑工程技术的当务之急。
3、深基坑工程的实践
3、1深基坑工程的基本要求
随着高层建筑的兴起与普及，深基坑工程越来越多。目前国内应用较多的深基坑支护技术有桩—墙内支撑支护结构、桩墙—预应力锚杆支护结构、重力式水泥土挡墙结构、土钉墙支护结构和沉井结构等，选择深基坑工程技术方案主要考虑工程的“安全”和“经济”效果。深基坑开挖产生的土体位移引起周边建筑物、构筑物、管线的变形和危害，对此，必须在设计阶段提出预防和治理对策，并在施工过程中采取必要的手段和应变措施来确保基坑和周边设施的安全
一般，在开挖深度不到6ｍ时，单凭经验施工基本可以满足一定的建筑要求，即使地基土质略差，用一般方法也能安全施工。如果深度大于6ｍ，需要涉及到土力学方面的一些问题，根据一些专家的建议，处理开挖时挡土墙周围地基的稳定问题，一般采用稳定系数Ｎｓ=γｔ.Ｈ/Ｃｕ，对Ｎｓ≤4为浅开挖，Ｎｓ≥7为深开挖，其中γｔ是湿土单位体积的重量(ｔ/ｍ3)，Ｈ为开挖深度(ｍ)，Ｃｕ是土的不固结不排水剪切强度ｔ/ｍ2。
3、2深基坑开挖与支护一般方法
深基坑开挖采用放坡无法保证施工安全或现场无放坡条件时，一般采用支护结构临时支挡，以保证基坑的土壁稳定。（1）透水挡土结构：①H型钢(工字钢)桩加横插板挡土；②间隔式(疏排)混凝土灌注桩加钢丝网水泥抹面护壁；③密排式混凝土灌注桩(或预制桩)；④双排灌注桩；⑤连拱式灌注桩挡土；⑥桩墙合一，地下室逆作法；⑦土钉支护；⑧插筋补强支护。（2）止水挡土结构：①地下连续墙；②深层搅拌水泥土墙；③密排桩间加高压喷射水泥注浆桩或化学注浆桩；④钢板桩。（3）支撑部分：①自立式(悬臂)支护；②锚拉式支护；③土层锚杆；④钢管、型钢水平支撑；⑤斜撑；⑥环梁支撑法。
4、深基坑开挖与支护中应注意的几个要点
4、1深基坑开挖前
深基坑开挖前，施工单位应按照专项施工方案要求，对有关措施进行全面检查，确保毗邻建筑物、构筑物和地下管线等重要部位的专项防护措施落实到位。深基坑工程施工单位应当加强对施工现场的质量安全管理，履行技术管理程序，按照审定的专项施工方案进行施工，并对施工现场和周围环境进行监控。深基坑坑顶周边在基坑深度2倍距离范围内，严禁设置塔吊等大型设备和搭设职工宿舍。在深基坑周边上述距离范围内，确需搭设办公用房、堆放料具等，必须经深基坑工程设计单位验算设计，并出具书面同意意见；深基坑工程施工单位应对基坑进行特殊加固处理，加固方案必须经原专家组评审。
4、2开挖与支护施工
城市高层建筑的发展，使基坑深度日益增大，边坡也越来越陡立(一般在80～90°)．目前各种边坡稳定的理论计算模式都是在60°左右建立的，与陡立边坡的初始受力状态有较大差异．边坡开挖后，破坏了原自然土体的三向受力状态，在开挖面附近产生一个高能区．其中一部分能量传给周围土体，一部就成为使土体变形的动力．对近于直立的边坡，若一次开挖深度太大，积聚的能量就很大，有可能成为破坏的突破点而产生塌方．所以施工中必须控制开挖面的长度与深度，并进行快速支护，使支护尽早发挥效能，达到控制和消灭破坏突破点的目的．分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放．前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位，有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位．当下一层段开挖后，就被后期开挖段吸收并释放．因此，分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程，最后总的开挖能量留在坡面的较少，这对整个破面的稳定是有利的。
4、3几种支护结构革新
结构受力改变结构形式上，闭合拱圈挡土、连拱式基坑支护，都是将平面结构改变为空间支护结构，利用拱的作用，一方面减小土对桩的侧向压力，另一方面将结构受弯变为拱圈受压，充分发挥混凝土的受压特性，降低了工程费用。施工方法上，桩墙合一地下室逆作法，是将基坑支护桩和地下室墙合在一起，将地下室的梁板作为支护，从地下室顶往下施工，地下室外墙也施工．它的优点是节约投资，在地下水丰富、不易降低水位地区，尚须作止水帷幕。另外，近年来的喷锚支护法、锚钉墙法在工程中得到广泛应用，并显示了显著的经济效益．它不要一根桩、一块板、一根管、一根撑，完全抛弃了传统法及其被动支护概念，以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系的一部分．它主动支护土体，并与土体共同工作，具有施工简便、快速、及时、机动、灵活、适用性强、随挖随支、挖完支完、安全经济等特点。其工期一般比传统法短30～60天以上，工程造价低10%～30%．支护最大垂直坑深18m，建筑淤泥基坑深达10m。
4、4深基坑开挖或支护工程完成后
深基坑围护结构施工完工后、地下结构工程施工前，必须由建设、深基坑设计、施工、监理单位对深基坑工程进行联合验收，对基坑开挖与支护工程的稳定性、时效性等方面出具书面意见，并报当地建筑工程质量、安全监督部门备案，合格后方可进行地下结构施工。深基坑工程完成后，施工单位应及时进行地下结构工程的施工，并在基坑围护结构有效时限内和主体结构满足抗浮要求时，及时进行基坑回填工作。严禁基坑长时间暴露。深基坑开挖或支护工程完成后，因特殊原因可能造成基坑长期暴露或超过支护设计安全期而危及周边环境安全和施工安全的，建设单位应及时回填或采取有效加固措施，并承担未能及时回填或加固而发生安全事故的相应责任。
5、结束语
总之，基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分，特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。深基坑施工的安全可靠，直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手，确保质量。良好的基坑支护施工技术，是整个工程施工顺利的前提与保证，是整个庞大工程的重要开端。
参考文献
1、李涯，胡长明。深基坑开挖与支护过程中的若干问题[J]，福建建筑，2008年3期
2、刘国彬，王卫东.基坑工程手册（第二版）[M].中国建筑工业出版社,2009年.
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