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深基坑工程设计与施工的基本要求

347 2021-05-11 09:21:24


目前,高层建筑基础埋置很深,地下室一般是 2~3 层,有的地下室为 4~6 层,所以,基坑支护工程庞大。基坑支护工程是一门系统工程,又是一门风险工程,工程技术人员应充分认识基坑支护工程的特点,在设计和施工时,既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制结构的变形及其周围土体的变形,以保证周围建筑和地下管线的安全。在安全前提下,设计要合理,又能节省造价、方便施工、缩短工期。因此,基坑设计和施工技术人员要不断地努力提高设计和施工水平,包括吸取失败教训。

1,深基坑支护的传统方法面临严酷现实

支护深基坑的传统方法很多。目前国内常用的四种主要类型有;墙(地下连续墙)、桩(人工挖孔桩、机檀钻孔桩等).析(钢板桩).撑(钢支撑等)。其中,桩,板,墙法屋多前几年,在北京、上海、广州、深圳也能见到基坑支撑法的应用。

随着国家经济建设的发展,城市高楼拔地而起,地皮金贵,空间狭窄,基坑愈来愈复杂,传统方法与工程的不相适应性随之愈来愈突出。

例如,基坑沿建筑红线重百下挖时,则地面无打板桩的空间l;基境位于住字区近辛,安

置则钢板桩或机械钻孔桩的有害噪声对居民干扰严重,往往引起强烈反响;基坑过深,土层自稳时间过短,则地下连续墙或难以施作,或肥厚不经济;钢支撑则更是施作困难,开挖不便,拆除费事,少慢差费。

特别是开挖过程中构件及结构易产生较大变形,甚至失稳破坏,危及邻近建筑物稳定和施工人员安全。纵观我国各大、中城市,尤其是沿海城市,近年来,深基坑护壁工程事故频频发生。人们在分析上述工程事故的原因时,无一不是从勘察、设计、施工、监理、质检、方案选择这几方面讲行的,这 自然有—定道理,但忽视了这种方法本身存在着的悬臂式被动受力支挡结构的不合理性,及其与深基坑特别是不良地质条件下深基坑边壁显著的不相适应性这-一重要因素。

岩土工程

2.改良方法难以两全其类

改良方法是改良传统方法的简称,它是指在传统方法中墙、桩、板、支撑中引入锚固技术后而形成的一类方法,如墙锚、桩锚、板锚、撑锚等。

改良方法是现今国内外流行,安全度较高的基坑围护方法,这种方法在当代基坑围护

工程中占有主导的地位。l设计方法已基本形成,施工 工艺亦趋完善,故近年来发展较快。以全国大城市为例,目前较重要的深基坑工程,大都是采用墙锚或研锚法施工 的。为

了减少工程事故,有的城建管理部门还明确规定,如采用人工挖孔桩护壁,则须加设锚杆,即采用桩锚法。

采用改良方法的工程造价比较高,工期仍较长,噪声仍较大,综合经济效益欠佳。由此可见,改良方法难以做到既安全 又经济。

综上所述,改良方法历史的和现实的作用与地位不可低估,它在人类的生产活动中,正在并将继续在主导地位上发挥巨大作用。但无须讳言,除了较好的安全性之外,它几乎保留了传统方法的全部特点,因而其局限性是显而易见的。

3.喷锚网支护法异军突起

略锚网支护是喷射混凝十、各类锚杆(索、栓、管)和钢筋网联合支护的简称。它在国内外岩土高边坡。地下厂房,机库和油库,铁路和公路隧道。人防与国防工程坑道工事中已获得广泛而成功的应用,但作为一种高层建筑深基坑边壁支护方法,它不要一根桩、一块板,一堵墙、一根撑,完全摒弃传统方法及其被动支挡概念,的确非常新颖。

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深基坑喷锚网支护法,以尽可能保持、显著提高并最大限度地利用边壁十体固有 力学强度,变十体荷载为支护结构体系的一部分为基本出发点。略射混凝十时,在高压空气作用下,高速喷向土层表面,在喷层与十层间产生"嵌固层效应",同时,随开挖逐步形成全封闭支护体系;喷层与嵌固层同具有加固和保护表土层使之避免风化、雨水 冲刷、浅层塌方、剥落,以及防渗诸作用。锚杆内锚固段深固于滑移面之外的十体深部,外锚固段同喷网连为一体,可把边壁不稳定体"危机"转移到内锚段及其附近;钢筋网可使喷层具有更好的整体性和柔性,能有效地调整喷层与锚杆内应 力分布。喷锚网主动支护十体,并与十体共同工作,具有施工简便、快速、灵活、适用性强、随挖随支、挖完支完、安全经济等特点。其工期一般比传统方法短 30%,工程造价降低 50%,甚至更多(如支撑法)。支护最大坑深目前已达 20 m。如 1995 年北京第一例庄胜广场基坑支护,深14,5~16m,至今采用此类方法全国已达2 000多例。

喷锚网支护法不仅能有效地用干一般岩十深基坑支护,而目能同样有效地用干流砂、淤泥、厚层杂填土、富水地层等不良工程地质条件下的深基坑,还能快速、可靠、经济地对采用传统方法施作的将要和已经失稳的工程进行抢险加固或滑塌处理,体现了优质、高效、安全和经济。目前,该方法正在国内各大城市尤其是沿海城市大力组织推广应用。

4. 深基坑支护的发展与遵作法的应用

晴锚网支护一般活用干基坑深 10~18 m,十质较好时,可用干基坑深13~20 m,甚至

更深的基坑,如采用喷锚网支护就有—定风L险。而实际情况是高层建筑地下室有的达到 4~6 层,基坑深度超过 15m,最深达到 26 m 左右,所以,必须应用逆作法施工。

建筑深基坑支护采用逆作法,是以地面三0.0 标高为分界线,地面以下结构自身的能力对基坑产生支护作用,来保证基坑土方的开挖并利用地下各层楼板的水平刚度成为基坑的水平支撑,逐层逆作向下施工,还可同时在士0.0 层以上向上施工高层建筑,这种逆作法施工种类发展较多,有全逆作法、半逆作法、整体逆作法,分层逆作法、局部逆作法、盆状挖土逆作法、抽条挖土逆作法,等等。国内各大城市已有100 多例工程实例,这种逆作法的优点是;可以缩短工程的总工期;基坑变形小,对相邻建筑物的影响少;可大大节省支护结构支撑的费用;简化基坑的施工工序;等等。所以,经济效益明显,施工环境优良。在高层建筑地下室深基坑中,应用已有较多工程实践和经验,所以,国标《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2010)专门列人逆作法的内容。预计今后逆作法处理深基坑施工很有发展前途。

5,不以人们意志为转移的趋势

尽管传统方法特别是改良方法在国内外深基坑的应用中仍占有主导地位,但人们对深基坑喷锚网支护法、逆作法等深基坑新支护法不甚了解而持有疑 义,并在等待和观望;尽管新方法本身从理论到施工工艺,还有施工机具尚有若干需探讨、改进和完善之处,并且没有相应的可以遵循的设计规范或规定,但是,随着采用该方法所建造的工程越来越多,深基坑新 支护法和逆作法将以审快速度在审大范围内逐步取代传统方法和改 良 传统

方法。这也许是一种必然的趋势,将不以人们的主观意志为转移。