超大深基坑支護選型問題研究范文

本站小編為你精心準備了超大深基坑支護選型問題研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要:本文總結(jié)闡釋超大深基坑支護及其特征、選型原則等內(nèi)容基礎上，從支護結(jié)構(gòu)、支護形式兩方面探析了超大深基坑支護選型問題，以期對提高超大深基坑支護選型的科學性、合理性，切實保證超大深基坑的施工質(zhì)量有所貢獻。

關鍵詞:超大深基坑；支護；選型；支護結(jié)構(gòu)；支護形式

基坑是現(xiàn)代建筑構(gòu)成不可缺少的重要組成部分，隨著現(xiàn)代建筑工程技術的發(fā)展，建筑工程規(guī)模不斷擴大，隨之深基坑、超大深基坑工程大量出現(xiàn)，事關建筑工程施工安全的“基坑支護”變得越來越復雜，也變得越來越重要;基坑越大，相應支護項目越多、施工難度也越大，這時選擇什么樣的支護方式，即如何選型問題，不僅關系到施工難易和施工成本的控制，更關系到支護的效果;因此，科學、合理選擇基坑的支護方式很重要。筆者結(jié)合工作實際，在總結(jié)闡釋超大深基坑支護及其特征、選型原則等內(nèi)容基礎上，從支護結(jié)構(gòu)、支護形式兩方面探析了超大深基坑支護選型問題;旨在提高超大深基坑支護選型的科學性、合理性，促進超大深基坑施工質(zhì)量的提高。

1超大深基坑支護及其特征與選型原則

關于什么是深基坑、超大深基坑，我國建設部《關于印發(fā)＜危險性較大的分部分項工程安全管理辦法的通知＞》中有明確規(guī)定:所在開挖深度超過5米(包含5米)或者地下室三層以上(包含三層)，以及深度雖然沒有超過5米，但是地質(zhì)條件、周圍環(huán)境、地下管線等都特別復雜的基坑，都稱為深基坑;對于那些深度特別深、面積較大、形狀不規(guī)則的深基坑，我們稱之為超大深基坑。超大深基坑支護是一個復雜結(jié)構(gòu)體系，在穩(wěn)定和變形方面有著具體與特殊的要求，主要目的是維持基坑穩(wěn)定性，防止施工過程中出現(xiàn)“土體坍塌”。在完成建筑工程的基礎施工后，部分支護構(gòu)件可以回收重復利用，也有部分構(gòu)件作為建筑的一部分“永埋地下”。超大深基坑支護體系的功能與作用，體現(xiàn)在其承受基坑側(cè)向壓力和維持基坑穩(wěn)定性方面;有時支護結(jié)構(gòu)也直接作為地下結(jié)構(gòu)外墻存在，有主體結(jié)構(gòu)和輔助結(jié)構(gòu)兩個主要組成部分，以及部分附屬結(jié)構(gòu)，其中主體結(jié)構(gòu)是圍護墻體和支撐體系，輔助結(jié)構(gòu)是用于加固主體結(jié)構(gòu)及發(fā)揮止水作用的結(jié)構(gòu)體系，而附屬結(jié)構(gòu)則主要是指相應的臺階、棧橋等構(gòu)件。對于超大深基坑支護選型，應該本著安全、適用和經(jīng)濟原則，首先為了基坑及周圍土體的穩(wěn)定，一定要保證支護構(gòu)件的強度、剛度及穩(wěn)定性;其次，要考慮到支護構(gòu)件施工操作的方便性、合理性;再次，就是要注意控制支護的施工成本和工期要求，也不能由于片面追求“質(zhì)量”而不顧“成本”。要求支護結(jié)構(gòu)應使施工合理和操作方便;最后要求支護結(jié)構(gòu)在資金和人力投入、材料消耗方面較經(jīng)濟，且保證工期。總之，超大深基坑支護是必要的，其對保證建筑工程施工安全性和施工質(zhì)量意義重大。

2超大深基坑支護選型問題對策與建議

超大深基坑支護選型需要綜合考慮建筑工程所處位置的地質(zhì)條件、周邊區(qū)域環(huán)境，以及不同支護形式的功能特點、施工造價等因素;建筑工程項目一旦確定，其所處位置也即確定，相應地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等因素也就確定，唯有支護形式可以選擇，這也是本文下面要重點探討的內(nèi)容。就超大深基坑支護的具體選型，需要重點考慮兩方面內(nèi)容，一是支護結(jié)構(gòu)，二是支護形式;就前者而言，如果建筑工程所處地理位置的地質(zhì)條件較好、周邊環(huán)境要求也較為寬松，那么可以選擇“柔性支護”，比如土釘墻;如果周邊環(huán)境要求相對較高，那么應該就選擇“剛性支護”，比如排樁;就后者而言，則需要從受力、變形控制及挖掘方便性幾個角度考慮;而支護形式一經(jīng)確定，就可以進行具體的計算分析，如結(jié)構(gòu)截面尺寸、支撐或錨桿尺寸和入土深度等。下面筆者就超大深基坑支護選型進行具體詳細的分析。

2．1支護結(jié)構(gòu)的比較

2．1.1擋土結(jié)構(gòu)

依據(jù)建筑工程特點，結(jié)合以往超大深基坑支護施工經(jīng)驗，當前比較有效的擋土結(jié)構(gòu)或者稱為支護墻體類型主要有三種，分別是排樁擋土+內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)和SMW工法+內(nèi)支撐結(jié)構(gòu);但是三種擋土結(jié)構(gòu)類型各有優(yōu)缺點，需要根據(jù)工程特點及要求確定超大深基坑的支護結(jié)構(gòu):(1)排樁擋土+內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)。排樁可以分為鋼板樁、鋼筋混凝土板樁和鉆孔灌注樁，以及人工挖孔樁幾種類型。對于深度大于10米的超大深基坑，可以優(yōu)先采用多道支撐的、直徑在800至1000毫米之間的鉆孔灌注樁并配合深層攪拌樁以防水。該支護結(jié)構(gòu)的最大的優(yōu)點是工程造價低、技術工藝成熟、施工質(zhì)量可控且可靠，以及施工周期相對較短;但缺點是施工過程中會產(chǎn)生大量泥漿需要很好解決泥漿外運問題才行，再就是墻體結(jié)構(gòu)厚度要求高，施工難度較大;(2)地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，是指借助于專業(yè)的挖槽機械在泥漿護壁作用下，在地下挖出相對窄而深的溝槽，然后通過在溝槽內(nèi)澆注一定量的鋼筋混凝而形成一面連續(xù)的、地下“土墻”，從而發(fā)揮其防水、擋土及承重作用。該支護結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點是墻體總體剛度大、整體性能好，施工過程及施工質(zhì)量受環(huán)境因素影響較小，具有明顯的“擋土”、“止水”功能，可以說真正的“二合一”功能，較多的應用于超大深基坑的支護;但該結(jié)構(gòu)也存在著一定缺點，就是與其他類型支護結(jié)構(gòu)相比工程造價要高，施工工藝要求更嚴格，施工周期也更長;(3)SMW工法+內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)。所謂SMW工法是指通過在水泥土樁內(nèi)插入H型鋼來增強墻體荷載，同時發(fā)揮其防滲擋水功能，是另一種典型的受力、抗?jié)B“二合一”功能的支護結(jié)構(gòu)。該支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)強度可靠、施工基本無噪音對環(huán)境影響較小、施工速度快、無需設置專門擋水帷幕，以及型鋼可拔出重復利用等;但缺點是剛度相對小一些，不適宜應用于土質(zhì)條件差、周邊環(huán)境要求高的超大深基坑支護。

2．1.2止排水體系

止水帷幕有雙軸深攪樁、三軸深攪樁、旋噴樁和壓密注漿等幾種類型，幾種止水帷幕類型相比，雙軸深攪樁具有造價低、止水效果好、工藝成熟等優(yōu)點，但長度有所限制，最好不要超過19米;如果單純的雙軸深攪樁不能滿足止排水要求，可以結(jié)合使用三軸深攪樁止水;如果巖土地質(zhì)條件較復雜，施工場地內(nèi)存在較厚的潛水、承壓水含水層，可以考慮使用旋噴樁或者壓密注漿止水帷幕類型。

2．2支護形式的選擇

(1)支護材料類型。超大深基坑支護施工所用材料主要有鋼筋混凝土支護材料和鋼支護材料兩種類型。鋼支護材料較多的應用于跨度相對不大、形狀較規(guī)則深基坑，鋼支護材料的支撐受力及控制基坑變形功能好，且具有施工速度快，方便拆除等優(yōu)點。而鋼筋混凝土支護材料具有剛度大、變形小等優(yōu)點，發(fā)生較大支護結(jié)構(gòu)位移的可能性下，支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不論是形狀規(guī)則基坑支護還是形狀不規(guī)則基坑支護都可以使用，如果是第一道支護還可以作為挖、運土棧橋使用;

(2)支護形式選擇。鋼筋混凝土支護體系有兩種主要支護形式，分別是圓環(huán)支護形式、對撐+角撐支護形式，對于超大深基坑支護來說兩種支護形式都是可行的，但二者各有優(yōu)缺點。對于圓環(huán)支護形式，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)受力合理，可以充分發(fā)揮鋼筋混凝土材料的受壓特性，且剛度大、能夠很好控制基坑的變形，再就是有挖土空間大、施工速度快，另外還具有無支撐面積大、挖土空間大、方便施工、施工速度快、施工周期短等優(yōu)點;但不足之處是施工難度大、必須保證圓環(huán)的曲率和平整度。對于對撐+角撐支護形式，其具有各桿件受力明確且相對獨立的優(yōu)點，但缺點是對撐桿件支撐長度大、支撐剛度受混凝土收縮影響大、支撐桿件密集、立柱多、挖土施工不方便、造價高;此外，具體的支護形式選擇還要考慮建筑的總體結(jié)構(gòu)設計。

參考文獻

［1］張海堂．基坑支護施工技術在超高層房屋建筑中的應用［J］．住宅與房地產(chǎn)，2016(36)．

［2］汪增超，朱愛軍．基坑支護形式選型與優(yōu)劣研究［J］．黑龍江科技信息，2016(35)．

［3］吳洋．基坑支護的優(yōu)化設計與應用研究［D］．南京大學，2013．

作者：王雷 單位：武漢長江航運中心實業(yè)有限公司