深基坑支护变形的问题分析处理凡东升

发表时间:2020/1/2   来源:《建筑实践》2019年38卷第19期   作者:凡东升
[导读] 随着工程发展,对基坑开挖引起临近建筑物变形发展规律进行了总结,结合深基坑工程是一个综合性和实践性很强的岩土工程问题
        摘 要:随着工程发展,对基坑开挖引起临近建筑物变形发展规律进行了总结,结合深基坑工程是一个综合性和实践性很强的岩土工程问题,总结做好深基坑工程变形控制是建筑深基坑支护的首要问题。
        关键词:支护变形;控制;深基坑;
        前 言:随着城镇化加快,城市地面空间已不能满足人们日益增长的生活、工作需求,向高空和地下寻求发展空间成了很多选项。地下建筑工程发展,深基坑工程施工问题在技术和经济上对整个建筑施工就起着举足轻重的影响。深基坑支护结构的最根本要求就是安全、造价低、施工方便,这是全面考察主体结构的表现,如水位高低的波动、现场环境的变动等。如何对保证深基坑开挖的位移和稳定性成为其施工最大难点,论文重点对深基坑支护技术的应用作了探讨,并提出一些具有工程应用价值的实践做法与建议措施。
1 深基坑支护体系
1.1 深基坑支护体系的分类
        根据围护结构的受力破坏情况,围护结构分成非重力式围护结构、即柔性围护结构,和重力式围护结构、即刚性围护结构。
1.2 深基坑支护须注意的主要事项

        1)土层开挖与支护施工的衔接。深基坑开挖过程中,支护施工晚于土方施工,因此需要进行二次回填或搭设操作平台后再进行支护施工。一般来说,土方开挖施工相对比较简单,施工组织容易。而深基坑挡土或挡水的支护结构施工技术含量比较高,工序多、复杂、时间长,施工组织和管理都对比土方开挖工序多。2)施工中土方边坡的处理与设计和规范要求存在差距,开挖常存在超挖和欠挖现象。一般深基坑开挖均使用机械开挖,人工修坡后即开始挡土支护的混凝土初喷工序。实际施工时,组织不到位、交底不及时、分层分段开挖高度控制不到位、机械操作水平低等因素影响,使机械开挖后的边坡表面平整度、顺直度极不规则,达不到设计和规范要求。3)成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要求。钻孔中研究土体情况不准确、到位,会产生出渣不尽、残渣沉积等问题,会注浆质量差,甚至导致成孔困难、坍孔,下步插筋和注浆困难。4)过程监控不到位。对建筑物及周边环境的监控存在不足,会对支护的合理选择产生盲区。
2 深基坑支护变形分析
        1)坑底的土体隆起、变化。坑底的土体隆起量大小是判断基坑稳定性、临近建物沉降的重要考量。坑底土隆起是沿垂直方向卸荷改变,导致坑底土体原始应力状态变化的反应,在开挖深度不大时,坑底土体在卸荷后发生垂直的弹性隆起。当围护墙底为清孔良好的原状土或注浆加固土体时,围护墙随土体回弹而抬高。
        2)围护墙的位移。围护墙直接变形,在水平向改变基坑外围土体原始应力状态,引起地层移动,基坑开始开挖后,围护墙便受力变形。在基坑内侧卸去原有土压力时,在墙体外侧则受到土方侧的主动土压力,围护墙内侧则受到部分的被动土压力。围护墙的位移使墙体主动土压力区和被动土压力区的土体发生位移。

墙外侧主动土压力区的土体向坑内水平位移,使背后土体水平应力减小,以致剪应力增大,出现塑性区,而在基坑开挖面以下的墙内侧被动土压力区的土体向坑内水平位移,使坑底土体加大水平向应力,以致坑底土体增大剪应力而发生水平向挤压和向上隆起的位移,在坑底处形成局部塑性区。因此,同样地质条件和开挖深度下,深基坑周围地层变形范围及幅度,因墙体的变形不同而有很大差异,墙体变形往往是引起周围地层移动的重要原因。
3 深基坑支护变形控制
3.1支护体系选择
        基坑工程设计中应包括支护体系的选型、围护结构的强度、变形计算、场地内外土体稳定性、渗透稳定性、降水要求、挖土要求、监测内容等。围护墙体和支撑体系的布置应遵循下述原则:1)基坑支护结构的构件(包括围护墙、隔水帷幕和支撑锚杆)不应超出建筑用地范围。否则应事先征得政府主管部门或相邻地块所有人的同意。2)基坑支护结构构件不能影响主体结构构件的正常施工及邻近建筑物和地下管线的正常使用,确保基坑坑壁稳定,施工安全。3)有条件时基坑平面形状尽可能采用受力较好的圆形、正方形和矩形,尽可能便于挖土、便于支护结构和基础施工。4)深基坑支护方案需组织专家进行审查论证合格方可组织实施。支护体系选型应根据工程规模、主体工程特点、场地条件、环境保护要求、岩土工程勘察资料、土方开挖方法以及地区工程经验等因素,综合进行经较、分析,在确保安全可靠的前提下,选择经济合理、切实可行的方案。要求施工单位聘请有丰富经验的专家进行设计、施工方案的评审,以使有效降低基坑支护的风险,防止安全事故的发生。
3.2 支护施工要点
        1)深基坑工程挖土方案,放坡挖土式、中心岛式、盆式和逆作法施工。土方开挖顺序、方法要与设计工况一致,基坑边堆置土方不应超设计荷载。防止深基坑挖土后土体回弹变形过大,要设法减少土体中有效应力的变化,减少暴露时间,并防止地基土浸水,同时保证井点降水正常进行,挖至设计标高后尽快浇筑垫层和底板。支护桩打设完毕后基坑开挖,制定合理的施工顺序和技术措施,防止围护结构位移和倾斜,土方开挖要均匀、分层减少开挖时的压力差,确保边坡稳定。2)排桩墙支护工程:排桩墙支护结构包括灌注桩、预制桩、板桩等类型构成的支护结构,开挖后应及时支护,每一道支撑施工应确保基坑变形在设计要求的控制范围内。3)在含水层丰富的基坑,制定确实可靠的止水措施,确保基坑施工及邻近建筑物的安全。坚持见证取样制度,对进场材料严格把关。施工单位进场的水泥、钢筋、钢铰线、砂子、石子、掺加剂等必须按规定报验,取样送检。4)做好隐蔽工程验收。施工过程中,监理工程师应对锚杆位置、钻孔直径、深度及角度、锚杆插入长度,注浆配比、压力及注浆量,喷锚墙面厚度及强度,锚杆应力等进行检查,按规定留置混凝土试块、水泥浆试块等。5)降水与排水:要配合基坑开挖的安全措施,施工前应有降水与排水设计,当在基坑外降水时,应有降水范围的估算,同时在降水过程中进行监测。降水系统运转过程中随时检查观测孔中的水位,对基坑内明排水设置排水沟和集水井。
结束语:
        对于深基坑工程,总结出一点心得经验,精心的设计与施工管理,强化科学化管理,是保证工程质量的必要条件。
参考文献:
[1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[m].北京:中国建筑工业出版社,2009:81-83
[2]吴朝阳,李正农.基坑开挖对周边建筑物影响实测分析[J].自然灾害学报,2018,23(4):242-249.
[3]张德玲,蒋玉敏.深基坑开挖变形控制及对周边建筑物影响的研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2019(11):1513-1517.
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