建筑工程中深基坑支護設(shè)計的運用研究

【摘要】深基坑支護工程是一個復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，文章淺述了基坑支護的設(shè)計要點和幾種常用的基坑類型及特點，并簡要介紹了深基坑支護設(shè)計在某實際工程中的運用，希望能為深基坑支護的設(shè)計提供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】深基坑支護；運用；研究

引言

建筑深基坑支護工程是一項多種復(fù)雜因素互相聯(lián)系互相制約的系統(tǒng)性工程，其支護方案的選擇和設(shè)計參數(shù)是否合理，直接影響了基坑的穩(wěn)定可靠性和經(jīng)濟性。一個小小疏忽，可能造成基坑的失穩(wěn)破壞及工程造價的增加。因此，基坑支護設(shè)計的運用研究對深基坑工程的順利實施非常重要。

1、深基坑支護的設(shè)計要點

深基坑的支護設(shè)計是一門包含土力學(xué)、水力學(xué)、材料和結(jié)構(gòu)力學(xué)等多方面知識的綜合學(xué)科，涉及到在工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程結(jié)構(gòu)、建筑材料、施工工藝和施工管理等多個方面的知識，因此，深基坑的支護設(shè)計非常重要。下面來簡要介紹一下深基坑支護設(shè)計中的重點。

1.1 周邊環(huán)境

對基坑周圍的鄰近建筑物、道路和各種地下設(shè)施、地下管線有一個深入的了解是基坑設(shè)計前的一項必要工作。尤其是鄰近建筑物的基礎(chǔ)形式和埋深、是否帶有地下室、主體結(jié)構(gòu)層數(shù)以及建筑物和基坑之間的距離等，這些都是影響深基坑地面超載值設(shè)計的關(guān)鍵因素。其中，對于已經(jīng)出現(xiàn)傾斜或存在帶縫使用等不正?，F(xiàn)象的建筑物，在收集資料時要在現(xiàn)場拍照片以做記錄。

1.2 基坑支護選型

深基坑支護體系的選型十分重要，很大程度上，它決定了工程的工期和成本。制約支護結(jié)構(gòu)的形式有以下幾個因素：（1）基坑的深度；（2）土質(zhì)及地下水的情況；（3）基坑周邊環(huán)境能夠承受基坑變形的能力及支護結(jié)構(gòu)失效的嚴(yán)重性；（4）主體地下結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式及其施工方法、基坑開挖尺寸及形狀；（5）支護結(jié)構(gòu)施工工藝的可行性；（6）施工的現(xiàn)場條件及施工季節(jié)；（7）工程的經(jīng)濟指標(biāo)、環(huán)保性能和工期長短。

1.3 地質(zhì)、水文條件

場地的地質(zhì)情況和水文條件對基坑支護的設(shè)計而言是關(guān)鍵性的因素?；又ёo設(shè)計在場地地質(zhì)和水文條件好的情況下較為簡單、經(jīng)濟。在基坑深度較淺且周邊環(huán)境不復(fù)雜的情況下，一般采用放坡或用土釘墻支護的形式即可；但在相同的基坑深度和周邊環(huán)境條件下，若場地的地質(zhì)和水文條件較差，基坑設(shè)計可能要采用樁錨支護、加內(nèi)撐的支護樁支護，或者是地下連續(xù)墻支護等。而且，在基坑支護計算中，土的抗剪強度指標(biāo)中粘聚力和內(nèi)摩擦角也很重要，其決定著支護剖面的計算，并且它們在不同地質(zhì)條件下的取值也有不同。另外，為防止地下水的影響，通常做法是設(shè)止水帷幕，常用的止水帷幕為攪拌樁、旋噴樁或三墻合一的地下連續(xù)墻。

2、常見支護類型及特點

根據(jù)工作原理以及材料性質(zhì)，把支護結(jié)構(gòu)類型分成水泥擋土墻體系、排樁和板墻式體系以及邊坡穩(wěn)定式支護體系三大類。具體分為以下類型。

2.1 放坡開挖

放坡開挖施工工藝較為簡單，施工工期短，工程造價低。選取該種支護類型的前提是施工場地要開闊，其次土質(zhì)較好。放坡開挖要注意坡面的保護，要采取一定的措施確保其穩(wěn)定。

2.2 土釘支護

土釘是通過鉆孔，將鋼筋放入并沿孔道注漿的方法將混凝土噴到已經(jīng)固定好鋼筋的土體表面?；炷吝_到一定強度后，土體與鋼筋通過混凝土固結(jié)成一整體，成為支護體系。該支護類型具有施工設(shè)備較簡單、成本較低等優(yōu)點。適用的土質(zhì)類型較為廣泛，對人工降水后的人工填土、粉土地區(qū)等均可使用。不足之處不適合在含水豐富的砂層、軟弱土層使用。另外，對于變形有嚴(yán)格要求的基坑一般不使用。

2.3 地下連續(xù)墻支護

地下連續(xù)墻主要有現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)墻和預(yù)制鋼筋混凝土連續(xù)墻兩種，現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)墻采用特制的泥漿進行護壁，然后挖取溝槽，放入鋼筋籠，澆筑混凝土而成的支護體系。地下連續(xù)墻可以集擋土、承重、截水、防滲于一體，達到一墻多用的效果。施工時可不用支模、放坡，墻體穩(wěn)定性較好，對周邊環(huán)境和地層擾動??；不足之處施工設(shè)備龐大，施工時泥漿污染環(huán)境，連續(xù)墻身厚度較大，工程造價昂貴。

2.4 逆作法a

逆作法的技術(shù)原理是將高層建筑地下結(jié)構(gòu)自上往下逐層施工，并借助于地下結(jié)構(gòu)自身能力對基坑產(chǎn)生支護作用，利用地下各層的鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)作為基坑支護的水平支撐點。采用逆作法可以可以縮短工期，節(jié)省工程造價，一般用于較深的基坑且對周邊的環(huán)境及變形有嚴(yán)格的要求。

3、工程實例

某工程為一棟地上28層、地下2層的住宅樓，位于五一路和勝利街交叉口東南側(cè)，其建筑物東側(cè)約9m處是一幢4層的辦公樓，它的基礎(chǔ)情況初步估計為磚砌條形基礎(chǔ)；住宅樓南側(cè)為北沙河的河邊小道，距離大約為10米；北側(cè)約10m處是勝利大街。場地情況為自然地面，地面平均高程為-0.900m。該工程的地基處理采用鋼筋混凝土灌注樁，共136根，全部布置在剪力墻下面。其中有15根樁長約為39.5m，有效樁長25.5試錨樁，并平均分為三組，施工至自然地面。根據(jù)巖土工程的勘察報告，本工程的建筑場地類別為III類土，抗震設(shè)防烈度為八度，場地的土質(zhì)以飽和粉土和砂土為主，另外，鋼筋混凝土灌注樁的樁徑定為600mm，有效樁長為24m，充盈系數(shù)為1.30。設(shè)計方案：基坑支護計算采用理正基坑計算軟件，基坑設(shè)計采取的止水帷幕是兩排深層攪拌樁和土釘墻及管井降水支護相結(jié)合的支護方式，安全系數(shù)取2來確定基坑的開挖深度。帷幕樁的設(shè)計樁長取14m，樁直徑為500mm、樁行距為350mm、排距400mm，在場地用土統(tǒng)一止水帷幕的樁頂頂標(biāo)高為-0.9m左右。土釘體采用直徑48mm、3mm厚的鋼管和鋼絞線，第一排土釘設(shè)計在距基坑頂1.5m處施工。土釘體水平間距為1.20m，排距：第一排距坡頂1.50m，第二排、第三排、第四排間距各為1.20m。入射角度為15度，采用二次壓力注漿。土釘?shù)木唧w的設(shè)計位置及相應(yīng)長度見表1。

降水：采用管井降水，在基坑內(nèi)設(shè)置10口深13 m的降水井；基坑外設(shè)置4口回灌井，井深12 m；觀測井3口，井深12 m。

4、結(jié)語

綜上所述，深基坑支護設(shè)計是一個系統(tǒng)工程，在建筑深基坑的設(shè)計中，要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，根據(jù)實際的基坑開挖深度、形狀、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、材料、施工方法、經(jīng)濟、環(huán)境影響等多方面因素，選擇出適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)型式。

參考文獻

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