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深基坑支护结构设计、施工现状

327 2021-08-03 09:28:09

一、设计水平

关于深基坑支护结构的设计原则,国外许多发达国家早已将其列入规范予以明确,如德国标准(DIN4084 和 4085)和欧洲规范(EUROCODE7),这显然与社会经济发展即建筑设计水平的发展是一致的。我国至今尚未编制一套关于深基坑支护技术的统一规范;现在可以为设计人员参考的规范是《岩土工程勘察规范》GB50021一94,《建筑地基基础设计规范》GBJ7—89,《土层锚杆设计与施工规范》CECS22一90,很不完整,且一直是将深基坑支护结构作为临时性措施来处理,设计水平差异甚大,如同一工程的方案各异,造价可相差几倍。面对近几年我国高层建筑深基坑支护结构工程的迅猛发展,由于没有统一的设计规范和规程,加上设计人员成份复杂(如包括从大学的教授到施工单位技术人员均可从事设计与施工),造成设计与施工水平的巨大差异,问题频频发生。据上海浦东新区截止 1994年上半年 200 个深基坑支护结构项目的统计,其中 40 个出现程度不同的设计与施工问题,占 20%,直接经济损失在几百万、几干万,间接经济损失更为惊人,社会反响十分强烈。有些将周围水、电,气线路损坏,造成断路、断水、断电、断气,使周围地区蒙受巨大损失,影响了正常的生产和生活。北京在这方面也出现过几例影响很大的工程事故,如北京隆福商业楼工程等,全国各地这类事故也都时有发生。

目前,各地如上海、深圳、武汉、天津都在编制地方的深基坑支护技术的统一规范、指南并已陆续执行,建设部正在组织编写全国性的统一规范。可以相信,这些规范的颁布必将对我国的深基坑支护结构的设计与施工产生深远影响。

二、造成设计水平差异的原因

首先固然是人员素质不整齐,如前所述从教学人员到施工人员都可从事这一设计,无资质审核可言,这本身就存在不严肃性。有些人只是简单照搬周围工程的设计仅凭经验稍加更改草草行事,不出问题纯属偶然,是安全度储备使然,而出问题则实属必然。应当使人意识到从事深基坑支护结构设计的人员应当比常规建筑基础设计人员的知识面更宽,好的设计是集土力学、建筑结构、施工工艺、施工管理的精华之大成。

其次是任务来源上存在着严重的竞争不公平性,有些设计与施工任务的承揽不是基于设计安全、价格合理、资质可信、业绩可佳等诸方面,而是这些以外的某种人际的或经济的因素。

第三个原因是定额不尽合理,风险与利润不成正比,利润与资质不成正比,利润与业绩不成正比,这样的设计与施工中的质量控制很少主动,多为被动。

第四个原因是,随着高层建筑深基坑深度的不断增加,计算理论的矛盾越来越突出。现有支护结构的设计原则是基干麾尔—库仑的刚—塑性材料的极限平衡原理提出的,如朗肯理论、库仑理论等。根据该原理,支护结构的土压力计算中是不考虑变形问题的,过去按该理论计算道桥承台、水坝等重力式挡土墙尚可,而城市中深基坑支护结构最为敏感的就是变形问题。 目前人们所称的支护结构工程的设计与施工质量问题,就是变形问题,即过大的位移造成周围地面、建(构)筑物、道路、地下管线的严重开裂而影响使用功能,极少出现倾覆性破坏的承载力极限状态问题,现在用于计算变形的是采用弹性地基梁方法,计算出的变形要么过大偏保守,造成很大浪费;要么计算失真,变形造成周围建(构)筑物或地下管线破损。

三、现状

我国高层建筑基础类型主要有箱基、筏基和桩基,其中北京的箱基、筏基占 80%以上,埋深多为一8.0~—12.0m;上海采用箱、筏基础加摩擦群桩,约占九成以上,埋深多为一7. 0~一11.0m;广东多直接采用桩基,占到九成以上。

高层建筑深基坑支护结构工程中,采用大直径灌注护坡桩的 72%,其中70%为刚性悬臂桩(指护坡桩的柔性变形仅占整体变形的 1%~3%);22%为护坡桩或地下连续墙、钢板桩墙加锚杆或内支撑。

根据对造价和工期的分析比较,高层建筑地基基础包括深基坑及其支护结构占结构部分的 30%左右。

随着城市地价不断上扬,充分利用地上和地下空间是人们的必然选择。可以预见,大中城市内新建高层建筑工程几乎百分之百要采用深基坑及支护结构,发展前景十分广阔,因此高层建筑深基坑支护结构的设计与施工技术越来越重要。

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