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深基坑工程概述及类型

350 2021-03-31 08:52:27

首先来阐述一下基坑、基坑工程、深基坑工程、深基坑支护:

基坑∶为进行建(构)筑物地下部分的施工,由地面向下开挖出的空间。


基坑工程:为保证基坑的开挖、主体地下结构的施工和周围环境的安全而采取的支护结构、降水和土方开挖与回填措施。


深基坑工程∶开挖深度超过5m(含 5m)的基坑土方开挖、支护、降水工程;开挖深度虽未超过5m,但地质条件、周围环境和地下管线复杂,或影响毗邻建筑(构筑)物安全的基坑土方开挖、支护、降水工程。


深基坑支护∶为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对深基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护的措施。


深基坑工程是基础工程和地下工程中的一个古老的传统课题。最早的放坡开挖和简易木桩围护可以追溯到远古时代。人类的土木工程活动促进了基坑工程的发展。1943年,Terzaghi和Peck提出了预估挖方稳定程度和支撑荷载大小的总应力法;1956 年,Bjerrun 和 Eide 给出了分析深基坑底板隆起的方法;20世纪60年代开始,在奥斯陆和墨西哥城软黏土深基坑中使用了仪器进行监测。随着大量高层、超高层建筑以及地下工程等的不断涌现,基坑的开挖深度和面积在逐渐加大,基坑围护与开挖技术的复杂程度也在不断提高,促使工程技术人员以新的眼光去审视基坑工程这—古老课题,使许多新理论和新技术得以出现和成熟。


深基坑工程在我国起步较晚,20世纪70年代以前的基坑深度较小,国内只有少数开挖深度达10m以上基坑工程;进入80年代,随着北京,深圳、上海,广州、天津等城市的大规模建设,高层、超高层建筑和市政设施及地铁的建设,基坑开挖深度不断地增大,复杂程度也不断提高,并积累了很多的设计和施工经验。进入90 年代,许多地区已经开始编制深基坑支护设计与施工的有关技术规范和法规。近20年来,我国万幢高楼拔地而起(10 层以上的建筑物已逾 1亿平方米),其中高度逾百米者已有约200座。上海金茂大厦高达420m,深圳地王大厦高达325m,广州中天大厦高达322m,它们已跻身于世界百座超级巨厦之列;一些大城市,如北京、上海、广州、武汉、重庆、沈阳地铁工程相继全面展开;各大中城市大型市政地下设施也屡见不鲜。因此,深基坑工程的深度随之迅速增加,目前深度超过20m基坑已为数不少,一些工业基坑深度甚至超过 30m。


众所周知,基坑工程是实用性、经验性极强的学科。近年来的工程实践既有大量成功的经验,也有失败的教训,更有一系列有待进一步解决的问题。目前,我国基坑越来越深,环保要求更加严格,这就需要工程技术人员以更加严谨的科学态度,在工程实践中不断总结、创新,提高技术水平,为我国基坑工程技术的发展作出贡献。


深基坑的类型主要包括以下几种∶ 


1)高层、超高层建筑深基坑

我国已建和在建高层、超高层建筑的基坑深度,已由6~8m发展到20m 以上,如;福州新世纪大厦基坑达 24m,天津津塔挖深23.5m,苏州东方之门最大挖深22m。基坑的平面尺寸也越来越大,如上海仲盛广场基坑开挖面积为5万m²,天津市117大厦基坑面积为9.6万m²,上海虹桥综合交通枢纽工程开挖面积达35万m² 等。


2)地铁站深基坑

北京、上海、广州、天津 、青岛、南京、沈阳等均有地铁在建,这些地铁沿线地下车站百余座多采用明挖法施工。如∶广州地铁 2 号线海珠广场站基坑最大深度达26.4m,上海地铁四号线董家渡修复基坑则深达 41m。上海徐家汇地铁车站为亚洲最大地铁车站,开挖宽23m,长660m。


3)市政工程地下设施深基坑

近几年来各地兴建了许多大型市政地下设施,例如∶上海人民广场地下车库和商场,建筑面积5万m²;上海合流污水治理工程彭约浦泵站是目前世界最大的污水治理泵站,基坑深达26.45m;哈尔滨奋斗路地下街长 300m,宽 16m;屹立在黄浦江畔的亚洲第一电视塔"东方明珠",基坑深12.5m,基底面积约为2700m²;石家庄站前地下商场建筑面积4万平方米;北京王府井大型三层地下商业街长780m,宽40m与地铁四个车站及东安商场、东方广场的地下室分别相通。


4)工业深基坑

我国目前已有不少的规模较大的工业深基坑,例如∶宝钢热扎厂铁皮坑深32m,上海世博500kV地下变电站挖深34m,浦东耀华皮尔金顿浮法玻璃溶窖坑,亚洲最高烟囱北仑港电厂240m 的高烟囱深基坑等等。


这些深大基坑通常都位于密集城市中心,常常紧邻建筑物 、交通干道 、地铁隧道及地下管线等,施工场地紧张、施工条件复杂、工期紧迫。这导致深基坑工程的设计和施工难度越来越大,重大恶性基坑事故不断发生,工程建设的安全生产形势越来越严峻。