论文:对深基坑开挖支护现状的分析

时间:2020-12-01 14:55:34 其他类论文 我要投稿

论文:对深基坑开挖支护现状的分析

  1、存在的问题

论文:对深基坑开挖支护现状的分析

  近年来,城市中的建筑密度随着城市现代化的推进而增大,随着高层建筑的不断兴建,深基坑开挖支护问题日益突出。因而深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为工程师们所关注,研究开发出许多好的措施.但是基坑开挖深度越来越深,开挖环境日益复杂,设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战,从而使基坑工程的成功率降低。尤其在上海、深圳等大城市,事故发生率更高。上海在一年之中就发生近四十例基坑事故,上海广东路某基坑事故,导致交通主干线广东路下陷1.8m,致使各种地下管线产生严重破坏,煤气泄露产生爆炸,当场熏倒二十多人,直接经济损失达五千多万元,造成了极坏的社会影响;98年深圳某基坑工程,出现了严重的塌方事故,几名施工人员被埋,基坑周围几栋建筑物出现严重破坏,轰动全国.本文通过对深基坑开挖支护现状的分析,提出一些看法和建议,供设计和施工参考。

  2、深基坑工程特点及现状

  (2)工程地质条件越来越差。这一点在某些沿海经济开发区较为突出。

  (3)基坑周围环境复杂。重要高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方,并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧,地上与地下管线密布。因此,基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定,也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。

  (4)基坑支护方法众多。诸如人工挖孔桩,预制桩,深层搅拌桩,钢板桩,地下连续墙,内支撑,各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护,此外还有锚钉墙等。

  (5)基坑工程的成功率较低。一旦基坑支护失效,常造成邻近房屋、地下管线及道路的'开裂,引发工程纠纷,甚至出现严重的破坏,造成重大的经济损失及人员的伤亡。

  3、深基坑工程事故的分析

  由于深基工程的上述特点,使深基坑支护成为一个最感头痛的工程难题.通过工程事故实例的调查分析,对其原因提出如下看法:

  3.1 设计方案失误

  (2)实施方案与设计方案不符。

  3.2 设计计算错误

  (3)安全系数偏小。许多基坑设计时,为单纯追求造价,而忽略许多因素,使工程的安全系数偏小。如遇雨水或少量偶然的坑边堆载,就导致基坑的失稳。

  3.3 未进行稳定验算

  由很多工程事故可见,仅进行基坑支护设计或选择一个方案是不行的,还必须进行稳定验算,以确保基坑的整体及局部稳定,特别是软土地区。

  3.4 施工管理方面的问题

  4、建议及对策

  4.1 坚持分层分段开挖与支护的原则

  一般情况下,边坡破坏有一个从局部开始,逐渐扩大的过程.首先产生局部破坏的部位为突破点.当某部位土体应力达到或超过其强度时,突破点开始破坏,并引起周围土体力学性质的变化和临近部位应力的升值,使破坏面扩大.城市高层建筑的发展,使基坑深度日益增大,边坡也越来越陡立(一般在 80~90°).目前各种边坡稳定的理论计算模式都是在60°左右建立的,与陡立边坡的初始受力状态有较大差异.边坡开挖后,破坏了原自然土体的三向受力状态,在开挖面附近产生一个高能区.其中一部分能量传给周围土体,一部就成为使土体变形的动力.对近于直立的边坡,若一次开挖深度太大,积聚的能量就很大,有可能成为破坏的突破点而产生塌方.所以施工中必须控制开挖面的长度与深度,并进行快速支护,使支护尽早发挥效能,达到控制和消灭破坏突破点的目的.分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放.前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位,有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位.当下一层段开挖后,就被后期开挖段吸收并释放.因此,分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程,最后总的开挖能量留在坡面的较少,这对整个破面的稳定是有利的。

  边坡层段开挖的大小应作为设计的重要内容,在分析土体力学性能、地下水和边坡附加荷载分布的基础上预测突破点可能产生的部位,这是划分层段的重要依据.据此绘出每一坡面的层段开挖图,作为施工依据,并在施工中根据具体情况进行调整。

  4.2 信息反馈是基坑施工的重要组成部分

  4.3 支护结构的革新

  (1)从结构受力改变结构形式。闭合拱圈挡土、连拱式基坑支护,都是将平面结构改变为空间支护结构,利用拱的作用,一方面减小土对桩的侧向压力,另一方面将结构受弯变为拱圈受压,充分发挥混凝土的受压特性,降低了工程费用。

  (2)从施工方法上改变。桩墙合一地下室逆作法,是将基坑支护桩和地下室墙合在一起,将地下室的梁板作为支护,从地下室顶往下施工,地下室外墙也施工.它的优点是节约投资,在地下水丰富、不易降低水位地区,尚须作防水帷幕。

  (3)发展新的支护方法。近年来,喷锚网支护法、锚钉墙法在工程中得到应用,并显示了显著的经济效益.它不要一根桩、一块板、一根管、一根撑,完全抛弃了传统法及其被动支护概念,以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度,变土体荷载为支护结构体系的一部分.它主动支护土体,并与土体共同工作,具有施工简便、快速、及时、机动、灵活、适用性强、随挖随支、挖完支完、安全经济等特点。其工期一般比传统法短30~60天以上,工程造价低10%~30%.支护最大垂直坑深18m,建筑淤泥基坑深达10m。

  4.4 进一步研究基坑支护理论

  可以看到,随着国民经济的飞速发展和城市现代化的进程,基坑工程的可靠性成为高层建筑亟待解决的问题.因此进一步探讨基坑支护的方法和计算理论,尤其是新型支护方法的计算理论,乃为工程实际所急需。如喷锚网支护法、锚钉墙法。

  4.5 探讨基坑护壁抢险技术

  如前所述,基坑工程的破坏率较高。因此,配合施工过程的监测与信息反馈技术,进行基坑护壁抢险技术的探讨非常必要.目前,发现基坑护壁失效,采用的方法是停止开挖或回填土方等,收效甚微。因此在支护设计或确定施工方案时,就必须考虑基坑护壁的抢险措施。如基坑护壁帷幕漏水化学灌浆抢险技术,具有简单、经济。快速和有效的特点,是目前基坑漏水涌砂最好的抢险补救方法。