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基坑工程应当满足的基本技术要求和基坑工程方案设计

414 2021-03-24 08:52:27


随着国内外大量的高层(超高层)建筑物和水电、铁路、公路、矿山和码头的建成,一门新兴的学科———基坑工程学也随之诞生了。


基坑工程学是涉及地质、土力学和基础工程、结构力学、工程结构、施工机械和机械设备等的综合学科。由于设计、施工和管理方面的不确定因素和周围环境的多样性,使基坑工程成为一种风险性很大的特种工程。我们只有在尊重科学的基础上,实事求是地适时地采用技术和管理措施,才能化险为夷,达到预想的目的。

关于基坑深浅问题,目前还没有一个明确的定论。因为即使只有 4~5m 深的基坑,如果它是位于淤泥或淤泥质土中,那也是一个相当麻烦的基坑;相反地,位于砂卵石地基且没有地下水影响的基坑,即使它的深坑达到十多米,也不会造成严重的后果。这里我们借用Peak的判断原则,把大于6.1m的基坑看作是深基坑。实际上我们常把深度在 6~8m 以上的基坑看作是深基坑。


用地下连续墙做为支护墙的基坑,一般都是深基坑。目前我国高层建筑物的基坑最深已达30多m,开挖面积已达到几万m。有支护的基坑工程应包括以下几个方面工程(工序):①挡土支护结构;②支撑体系;③土方开挖工艺和设施;④降水或止水工程;⑤地基加固;③监测和控制;⑦环境保护工程。


基坑工程应当满足以下基本的技术要求

(1)安全可靠性。要保证基坑工程本身的安全以及周围环境的安全。

(2)经济合理性。要在支护结构安全可靠的前提下,从工期、材料、设备、人工以及环境保护等多方面综合研究其经济合理性。

(3)施工便利性和工期保证性。在安全可靠和经济合理的条件下,最大限度地满足施工便利和缩短工期的要求。


基坑工程设计阶段取决于主体工程的性质、投资规模和施工进度的要求。一般可划分为总体方案设计和施工图设计两个阶段。


重要的深大基坑应结合主体工程设计进行基坑总体方案设计,并从以下各点对基坑工程方案进行分析评价 和对比选择。

(1)按主体工程地下室所处场地的工程地质及水文地质和周围环境条件,分析所考虑的基坑工程问题和相应的总体设计中的对策是否全面、合理。

(2)对主体T程地下室的建造层数、开挖深度、基坑面积及形状、施工方法、造价、工期与主体工程和上部工程造价、工期等主要经济指标进行综合分析,以评价基坑工程技术方案的经济合理性。

(3)研究基坑工程的支护结构是否兼作主体工程的部分永久结构,对其技术经济效果进行评估。

(4)研究基坑工程的开挖方式的可靠性和合理性。

(5)对大型主体工程及其基坑工程施工的分期和前后期工程施工进度安排及相邻影响进行技术经济分析,以通过分析对比,提出适应于分期施工的总体方案。


基坑总体方案设计目前多在主体T程施工图完成后、基坑施工前进行。但为了使基坑工程与主体工程之间有较好的协调,使临时工程与主体工程的结合能够更经济合理,大型深基坑的总体方案设计应在主体工程的初步设计中就着手进行,以利于协调处理主体工程与基坑工程的相关问题,诸如部分工程桩兼作立柱桩; 地下主体工程施工时,支撑如何换撑;基坑支护结构与主体工程的结合方式;支护结构如何适应地下主体结构施工的构筑方式(逆作或顺作)以及如何处理支模、防水等工序的配合要求。


总体方案设计要在调查研究的基础上,明确设计依据、设计标准,提出基坑开挖方式、支护结构、支撑结构、地基加固土方开挖、支撑施工、施工监控以及施工场地总平面布置等各项方案设计。


施工图设计一般在主体工程(地下部分)施工图已完成及基坑工程总体方案确定后进行。施工图和施工说明的内容、各项具体技术标准依据和检验方法必须符合国家及各地区建筑行业管理部门的有关建筑法规、法令和技术规范、规程。


基坑工程方案总体设计中的一个重要内容,就是根据设计依据、设计标准,确定合理、便捷、安全经济的基坑开挖方法,并在此基础上作出支护结构、支撑体系、地基加固和开挖施工等配套设计。