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深基坑支护工程技术的进步与展望

325 2021-05-10 09:22:50


深基坑支护的设计与施工我国从 20 世纪 80 年代开始至今已经历了30 多年左右,基坑的支护结构从钢板桩、地下连续墙、排桩支护到土钉、喷网锚、复合式支护体系、环形支护结构等等,支护结构从简单到复杂,又从复杂到简单,基坑工程的设计和施工已取得很大的进步,有些方面已达到高水平。但是,在深基坑支护工程各种错综复杂的土质和士性条件,其基坑支护中的许多实际问题单纯依靠理论计算分析往往是难以解决的。各类土层的千差万别,即使具有各种的理论分析程序软件,限于土的参数测定和建模方面的困难等,也不可能从理论上求得完善解决。众所周知,各类基坑支护的理论研究当前是滞后于工程实践的,在许多场合还不得不依赖现场实测方法,如用载荷试验或工程监测的结果以探求其带一定规律性的方面。然而,这种直接监测方法也有很大的局限性,只能推广到试验条件相同或基本相似的工程;另外,也只能得出个别或局部现象,如基坑与土质之间的表面经验性关系,而难以抓住它们的内在本质。因此,基坑支护是一门学术内涵丰富,而又是实践性很强的工程应用学科,从中寻求能理论密切联系实际,使分析成果便于为工程所用,而又基本符合具体工程实际,则是工程师们致力追求的共识。现提出以下基坑设计、施工要点。

1.深基坑支护方案的比选与选型

深基坑支护方案确定非常重要,在基坑支护工程失误事故实例中,大部分是支护方案不妥。因为支护结构设计与地质情况、地下水位、土质参数及周围环境等都有密切关系。基坑支护方案首先要考虑安全,其次是经济,应列出几个方案进行对比后,优选出既经济又安全的方案。根据工程经验提出以下几种支护方案,见表1-11。

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对表 1-11的说明∶

(1)一般基坑目前均在 22m 之内,可以不采用地下连续墙墙,也不能大面积采用型钢支撑,因造价太高,实际工程也不一定需要。

(2)在上海软土地区已成功实施了10m 高基坑支护采用土钉加喷锚网。(3)在北京地区土钉加喷锚网也成功实施到 18m 基坑的深度。

(4)有条件的基坑工程尽量采用逆作法施工,工程费用可以减小,进度可以加快,工程事故可大大减少,逆作法分全逆作法、分层逆作法、局部逆作法、半逆作法等等,根据支护工程具体情况选用。

2.深基坑支护设计要请有关专家评审

根据建设部要求,深基坑深度≥7m,在当地要邀请有关专家对基坑支护设计方案评审,按专家评审意见修改设计方案,做到基坑支护安全又经济。

3.坚持工程采用信息化施工

鉴于深基坑的复杂性和不确定性,理论计算还难以全面准确地反映工程进行中的各种变化,所以,在理论分析指导下有目的地进行工程监测十分必要。利用其反馈的信息和数据,一方面可及时采取技术措施防止发生重大工程事故,另一方面亦可为完善计算理论提供依据。

工程监测要编制监测方案,监测内容视工程规模、周围环境情况、支护结构类型等而定。一般包括;支护结构水平变位;周围建筑物、地下管线等的变形;围护墙和支撑体系的内力;立柱的变形;土体分层位移;地下水位变化;土压力及抗力等。在监测过程中,一些内力和变形要满足计算数据和环境保护要求 (见《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202—2002)。

有关基坑变形的监控值,应事先确定报警值。当内力、变形达到报警值时,要及时向有关人员报警,以便采取对策,防止因延误而造成工程事故。

4.积极推广和采用基坑支护的新技术

加筋水泥土墙是在水泥土桩中插入 H 型钢组成的(图1-3)由 H 型钢承受侧向荷载,而水泥土则具有良好的抗渗性能,因此加筋水泥土墙具有挡土和止水双重功能。除插入 H型钢外,亦可插入拉森板桩、钢管等。由于插入了H 型钢,故设置支撑也十分方便。

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