摘要:高層及多層建筑的地下室、地下商場(chǎng)、地下車庫(kù)、地鐵車站等工程施工都會(huì)面臨深基坑工程;又ёo(hù)工程的設(shè)計(jì)與施工,既要保證整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的安全,又要控制結(jié)構(gòu)和周圍土體的變形,以保證周圍環(huán)境(相鄰建筑物和地下公共設(shè)施等)的安全。 關(guān)鍵詞:基坑支護(hù)施工監(jiān)測(cè) 0引言 基坑工程是指在地表以下開挖的一個(gè)地下空間及其配套的支護(hù)體系,而基坑支護(hù)就是為保證基坑開挖、基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行及基坑周邊環(huán)境的安全,對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施;庸こ淌且粋(gè)古老而又具有時(shí)代特點(diǎn)的巖土工程課題。既涉及土力學(xué)中典型的強(qiáng)度與穩(wěn)定問(wèn)題,又包含了變形問(wèn)題,同時(shí)還涉及到土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用;又ёo(hù)工程的內(nèi)容主要包括支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)和周圍環(huán)境的保護(hù)等三個(gè)方面.這三個(gè)方面是相互聯(lián)系、密不可分的。 1基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與方案的選擇 1.1基坑的幾何尺寸:基坑場(chǎng)地的形狀、深度和寬度等。 1.2基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所受的荷載:①土壓力、水壓力:②垂直地面超載;③施工動(dòng)荷載:④維護(hù)結(jié)構(gòu)兼做主體結(jié)構(gòu)時(shí)的人防和地震荷載(工期長(zhǎng)的大型基坑支護(hù)工程也要考慮地震荷載);④鄰近建筑物引起的荷載;⑤其他影響基坑穩(wěn)定的荷載。 1.3基坑場(chǎng)地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況:①勘測(cè)資料報(bào)告;②勘探數(shù)據(jù)測(cè)試方法;③地下水情況及分布,地表水水位、承壓水層、承壓氣體。 1.4環(huán)境條件:①基坑施工場(chǎng)地及周圍的地質(zhì)性質(zhì);②基坑周圍建筑物狀況:③基坑周圍交通狀況及水域(河流)狀況;④基坑周圍公用設(shè)施分布及地下構(gòu)筑物管線狀況:⑤基坑所處地質(zhì)環(huán)境特殊狀況對(duì)基坑施工的特殊要求。 2支護(hù)結(jié)構(gòu)類型和方案的選擇 支護(hù)結(jié)構(gòu)的種類繁多,國(guó)內(nèi)常用的幾種支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的如下; 2.1擋土灌注排樁或地下連續(xù)墻擋土灌注排樁系以現(xiàn)場(chǎng)灌注樁按隊(duì)列式布置組成的支護(hù)結(jié)構(gòu);地下連續(xù)墻系用機(jī)械施工方法成槽,在槽內(nèi)放置鋼筋籠并澆灌混凝土形成地下墻體。 特點(diǎn):剛度大,抗彎強(qiáng)度高,變形小,適應(yīng)性強(qiáng),振動(dòng)小,噪聲低,但排樁不能止水,連續(xù)墻施工需較多機(jī)具設(shè)備。 適用條件:①適用于基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一、二、三級(jí);②懸臂式結(jié)構(gòu)在軟土場(chǎng)地中不宜大于sm;③)當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),宜采用降水、排樁與水泥土樁組合止水帷幕或采用地下連續(xù)墻;④適用于逆作法施工;⑤變形較大的基坑邊可選用雙排樁。 2.2排樁土層錨桿支護(hù)系在穩(wěn)定土層鉆孔,用水泥漿或水泥砂漿將鋼筋與土體粘結(jié)在一起拉結(jié)排樁擋土。 特點(diǎn):能與土體結(jié)合承受很大拉力,變形小,適應(yīng)性強(qiáng),不用大型機(jī)械,費(fèi)用低。 適用條件:①適用于基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一、二、三級(jí);②適用于難以采用支撐的大面積深基坑;③不宜用于地下水大、含有化學(xué)腐蝕物的土層和松散軟弱土層。 2.3排樁內(nèi)支撐支護(hù)系在排樁內(nèi)側(cè)設(shè)置型鋼或鋼筋混凝土水平支撐,用以支擋基坑側(cè)壁進(jìn)行擋土。 特點(diǎn):受力合理,易于控制變形;但需大量支撐材料,基坑內(nèi)施工不便。 適用條件:①適用于基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一、二、三級(jí);②適用于各種不易設(shè)置錨桿的較松軟土層及軟土地基;⑧當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),宜采用降水措施或采用止水結(jié)構(gòu)。 2.4水泥土墻支護(hù)系由水泥土樁相互搭接形成的格柵狀、壁狀等形式的連續(xù)重力式擋土止水墻體。 特點(diǎn):具有擋土、止水雙重功能;施工機(jī)具設(shè)備比較簡(jiǎn)單:使用材料單一,費(fèi)用較低。 適用條件:①適用于基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二、三級(jí):②水泥土墻施工范圍內(nèi)地基土承載力不宜大于150kPa:③基坑深度不宜大于6m;④基坑周圍具備水泥土墻的施工寬度。 2+5逆作拱墻支護(hù)系在平面上將支護(hù)墻體或排樁成閉合拱形的支護(hù)結(jié)構(gòu)。 特點(diǎn):結(jié)構(gòu)主要承受壓應(yīng)力,可充分發(fā)揮材料特性,結(jié)構(gòu)截面小,底部不用嵌固,可減少埋深、受力安全可靠,變形小,外形簡(jiǎn)單,施工方便,費(fèi)用低。 2.6鋼板樁系采用特制的型鋼板樁,機(jī)械打入地下,構(gòu)成一道連續(xù)的板墻,作為擋土、擋水圍護(hù)結(jié)構(gòu)。 特點(diǎn):承載力高、剛度大、整體性好、鎖口緊密、水密性強(qiáng),能適應(yīng)各種平面形狀和土質(zhì),打設(shè)方便、施工快速、可回收使用,但需大量鋼材,一次性投資較高。 適用條件:①適用于基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二、三級(jí);②基坑深度不宜大干10m;③地下水位高于基坑底面時(shí),應(yīng)采取降水或止水措施。 3監(jiān)測(cè) 3.1對(duì)周邊環(huán)境的監(jiān)護(hù)充分了解包括基坑周圍相當(dāng)于基坑開挖深度的2~3倍范圍內(nèi)地上的建筑物、高聳塔桿、輸電線纜、古建文物、道路橋梁,以及地下管線、人防、隧道、地鐵等設(shè)施和障礙物。如發(fā)現(xiàn)既有建筑物等已有裂損傾斜等情況,應(yīng)收集其詳細(xì)資料,并在必要處做出標(biāo)記或攝像、繪圖等。然后對(duì)調(diào)查對(duì)象承受地基變形的性能做出分析鑒定,確定應(yīng)采取的監(jiān)護(hù)方法,以及對(duì)基坑的影響并在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中加以充分考慮。 3.2開挖過(guò)程監(jiān)測(cè)對(duì)開挖過(guò)程實(shí)施跟蹤監(jiān)測(cè),并將信息及時(shí)反饋,充分掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)和基坑內(nèi)外土體移動(dòng),隨時(shí)調(diào)整施工參數(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì),以確保施工安全安全順利進(jìn)行。施工監(jiān)測(cè)的作用還在于檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性,并有利于積累資料,為今后改進(jìn)設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)提供依據(jù)。 4存在問(wèn)題 基坑工程支護(hù)技術(shù)雖已在全國(guó)不同地區(qū)、不同的地質(zhì)條件下取得了不少成功的經(jīng)驗(yàn),甚至在一些方面達(dá)到國(guó)際水平,但仍有一些問(wèn)題需進(jìn)一步研究和提高,以適應(yīng)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。 4.1土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)c值的確定。盡管c值可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定,但從理論上說(shuō)也不一定符合分析方法所需,因?yàn)橥馏w的抗剪強(qiáng)度與其受力途徑有很大關(guān)系,標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)給出的往往是加載過(guò)程下的強(qiáng)度指標(biāo),而基坑支護(hù)中的土體卻是卸載過(guò)程下的破壞。 4.2土壓力值的確定。土壓力大小直接影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全度,但要精確計(jì)算土壓力目前還十分困難,現(xiàn)在采用的仍是庫(kù)侖公式或朗肯公式,其雖然可用于工程,但誤差較大。另外土體物理力學(xué)參數(shù)的選擇更是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題,尤其在深基坑開挖后,參數(shù)是可變值,因此很難準(zhǔn)確計(jì)算出支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力。 近幾年,隨著城市建設(shè)快速增長(zhǎng),城市面貌日新月異,城市中設(shè)計(jì)有高層、超高層建筑不斷增加,城市地下空間的開發(fā)和利用也在逐步加強(qiáng),主要有人防、地下室基坑開挖深度越來(lái)越深,開挖環(huán)境也日趨復(fù)雜,設(shè)計(jì)和施工人員隨時(shí)都會(huì)遇到新的問(wèn)題。只要我們積極推進(jìn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工技術(shù),加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度,促進(jìn)實(shí)測(cè)工作,就可以避免基坑工程事故的發(fā)生或降低事故所帶來(lái)的損失。同時(shí),通過(guò)計(jì)算理論的不斷改進(jìn),施工工藝的不斷完善,進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)深基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。