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深基坑支护论文(3篇)

2018/07/18 阅读:

第一篇:论复杂条件深基坑支护综合施工技术

【摘要】深圳某停车库综合楼项目场地狭窄,地下水丰富、地质条件复杂。基础地下3层,基坑深14.2m。该项目基坑施工周期长,基坑支护综合使用了旋挖咬合桩、旋挖灌注桩、三管旋喷桩、预应力锚索、钢管混凝土桩及内支撑等施工方式,使基坑支护与止水帷幕形成有机结合,通过优化基坑设计方案及施工措施,实现了基坑稳定及安全的目标。

【关键词】深基坑;地下水;基坑支护;施工

1工程概况

深圳某项目位于深圳南山区新中心商务区,项目包括地下室3层,楼高20层,高80m,基坑南侧为一加油站;西侧为学校运动场;北侧为市政道路;东侧为市政道路;基坑深14.2m(局部17.8m),施工现场场地狭窄。

2场地工程地质与水文地质条件

项目场地地下水位较高,场地常年水位埋深3.75~4.20m,丰水期水位上升0.5~1.0m。根据现场勘探,揭露地层自上而下为第四系人工素填土、人工素填砂、第四系海陆交互相淤泥质黏土、淤泥质砾砂、第四系冲洪积砾砂、第四系残积砾质黏土,支护桩施工均进入残积砾质黏土层。

3基坑支护设计方案

1)根据地下水分布浅的特点,本工程基坑外地下水采用咬合桩﹑旋挖桩与三管旋喷桩作为止水帷幕封堵,基坑内部地下水采用疏干井与排水井明排。2)本工程项目红线东、北侧紧邻道路红线,南侧红线与加油站红线重合,西侧红线与学校围墙红线重合,因此,基坑采用支护桩进行边坡支护:南侧采用准1200mm咬合桩(AB桩:A为素混凝土桩;B为钢筋混凝土桩)+双排内支撑;西侧、北侧、东侧采用准1200mm旋挖灌注桩+准1000mm三管旋喷桩+双排内支撑,灌注桩间距为1.8m;东南角采用准1200mm旋挖灌注桩+准1000mm三管旋喷桩+三排锚索张拉,整个支撑采用混合型;深基坑边坡支护工程安全等级为一级。

4方案优化设计及施工措施

4.1支护桩优化设计

本工程原设计为支护桩133根,其中南侧咬合桩42根(21根钢筋混凝土桩+21根素混凝土桩),其余向均为准1.2m@1.8m支护桩,东侧、西侧与北侧为一道内支撑+二排锚索;东北角为三排锚索,无内支撑。基坑支护方案组织专家论证过程中,根据地勘揭露的地层情况,结合设计方案与现场实际情况考虑,经各方讨论,将东侧、西侧与北侧第二排与第三排锚索取消,改为内支撑,内支撑结构形式与第一排相同,从而避免因锚索施工而导致地面塌陷。

4.2支护桩施工

4.2.1咬合桩施工南侧咬合桩共42根,布桩原则为准1.2m@2.0m,咬合桩施工时,先施工2根A桩,施工B桩时,需要切割B桩两侧A桩,且需要连续施工,不得间断,而混凝土终凝时间较短,一般不得大于10h,因此,咬合桩使用的混凝土需要使用超缓凝混凝土,终凝时间要控制在60h以上,才能满足实际施工要求。

4.2.2旋挖灌注桩施工支护桩采用旋挖施工工艺,利用旋挖桩机钻进成孔。旋挖钻进成孔施工法即在一个可闭合开启的钻斗底部及侧边镶焊切削刀锯,在伸缩钻杆旋转驱动下旋转切削挖掘土层,同时使切削挖掘出的土渣卷入钻斗内,钻头装满后提升钻杆出孔外卸土,如此循环形成桩孔。旋挖钻机成孔施工具有低噪声、低振动、扭矩大、成孔速度快及钻进过程无泥浆循环等优点。旋挖桩施工过程需要进行事前、事中质量与安全控制,事前方案的编制与完善,原材料报验与抽检。

4.2.3止水帷幕———三管旋喷桩施工本工程南侧利用咬合桩止水,其余侧均采用灌注桩间设三管旋喷桩形成止水帷幕,三管旋喷桩利用桩机成孔,然后以高压通过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合,形成连续搭接的水泥加固体,使之与两侧围护桩体咬合,从而达到止水的作用。

4.3坑内排水施工方案

本工程基坑壁与地下室外墙间距只有0.6~1.2m,在基坑底周围砌一条宽30cm明沟,四角设集水井各1个,抽取地下水及雨水,通过排水沟排至周边排水系统中,以免造成水污染。沿基坑周边设排水沟时,沟宽度为上口500mm,沟底宽300mm,深300mm。基坑上侧布置直径为100mm的排水总管,其水力坡度为0.3%。在排水口位置设沉淀池,抽出的多余地下水可经沉淀池沉淀后排出。

5基坑监测本工程

第三方监测单位按设计要求,布置支护桩顶水平位移兼沉沉降点8个,地表沉降点22个,立柱沉降点4个,地下管线沉降点8个,深层水平位移点4个,桩身应力48个,锚索应力9个,支撑应力点13个,水位观测点4个,共120个(见图1),施工期间监测频率为1次/2d,每周出监测报告一次。

6施工难点

控制本工程施工难度主要体现在以下几方面:(1)施工场地狭窄,大型机械需要流水施工,给工程增加了难度,使整个工期严重滞后;(2)咬合桩施工难点控制:需要使用超缓凝混凝土,终凝时间要控制在60h以上。另外,先施工2根A桩,施工B桩时,需要切割B桩两侧A桩,且需要连续施工,不得间断,三是垂直度的控制;(3)锚索成孔穿越砂层,需要克服流沙被淘空引起地陷,掺加速凝剂到泥浆中,快速固结孔周土体,使钻进施工达到预期效果。

7结语

本工程基坑施工历时18个月,由于项目条件复杂,根据地层及现场实际情况,基坑支护采用旋挖桩(咬合桩AB)+二道支撑、旋挖桩(三管旋喷桩止水)+二道支撑+、旋挖桩(三管旋喷桩止水)+三道锚索相结合的支护形式,在整个基坑支护及土方开挖过程中均进行了监测,随时掌握支护的稳定状态和基坑周边土体变化。事实证明整个基坑边坡支护经受住了考验,本工程深基坑支护方案合理。

作者:周鹏忠 单位:深圳市合创建设工程顾问有限公司

第二篇:深基坑支护结构设计理论和工程应用

【摘要】随着国民经济的发展,建筑用地价格不断提升,建筑密度持续增加,高层建筑逐渐成为城镇建筑形式的主流。论文简述了国内深基坑支护结构设计的发展情况和基本类型,并结合实例对工程应用情况进行分析。旨在总结我国深坑结构设计水平,为深基坑支护工程实践提出建设性意见。

【关键词】深基坑支护;结构设计理论;工程应用

1引言

随着土地价格的飙升,建筑用地资源愈发紧张,高层建筑与地下建筑逐渐受到市场和开发商的重视。在地下建筑和高层建筑施工初期的基坑结构中,需要对基坑侧壁进行支护和加固。因此,对深基坑支护结构设计理论进行探究,对保障地下结构施工安全及高层建筑的施工质量有重要的意义。

2深基坑支护结构设计现状

深基坑支护设计早在公元前的建筑中就有所应用,古代大型宫殿或地下陵墓在施工过程中为保障结构稳定,会在基坑侧壁设置支护结构或管线,这是人类在建筑施工中对深基坑支护结构的早期尝试。近代以来,随着地下建筑和超高层建筑的不断发展,深基坑支护结构在建筑工程中应用愈发广泛,由于城市化的不断推进,土地价格提升,地表建筑密度不断增加,建筑物天际线不断增高,地下设施深度不断增加,一般而言,基坑深度大于5m的结构即被划分为深基坑结构,如果深基坑设计或施工过程中出现技术纰漏或误差,将对施工人员的安全和建筑质量带来严重威胁。因此,深基坑支护结构设计对建筑物整体稳定性具有重要意义,其设计水平关系到建筑使用寿命及经济效益。通常,建筑物深基坑支护结构设计移交由独立建筑单位完成,由于深基坑支护结构设计流程复杂,对规划需求严谨,而设计单位工程人员数量较少,程序不够完善,不仅影响了深基坑支护结构设计水平,还会滞后整体项目进度,延误工期[1]。

3深基坑支护类型

支护结构是通过在基坑中设置挡土结构,增强基坑结构稳定性,以保障建筑施工过程的安全。合理配置土方开挖模式对保障建筑主体结构和支护体系的完整度至关重要。目前,深基坑支护按土方开挖模式通常分为3种:放坡开挖;挡土墙支护开挖;加固结构。一般而言,放坡开挖是使用较多的支护结构,具有构造简单、成本低廉、工期短、施工速度快的特点,适用于大多数施工环境。施工前需对现场进行考察,在土质紧致密实度高、边坡稳定的场地优先采用。挡土支护开挖常见方法包括:(1)喷锚支护;(2)逆作拱墙;(3)连续墙支护;(4)排桩法;(5)水泥支护法,需结合施工环境及企业条件选择最优方案。加固型结构常见方法包括:(1)水泥搅拌桩;(2)注浆加固;(3)网状加固法;(4)插筋补强;(5)水泥喷粉桩加固法等。设计时,要依据施工环境地质条件、水文条件、基坑深度、工程周期、项目预算等因素综合制订最优方案[2]。

4深基坑支护结构设计

常用理论基坑支护结构设计要在收集施工现场土质、水文数据的基础上考虑深基坑整体结构稳定性和对周围建筑的影响,结构设计计算应包括基坑结构压力和地基负荷程度,并附加支护结构弯矩及剪力,计算支护结构的变形幅度和基坑承载力。

4.1极限平衡法应用

极限平衡法时,除依据岩土力学理论基础,还需要参照地基强度理论和地球物理学相关知识[3]。极限平衡法主要用于岩土体的稳定性分析。通常情况下,在深基坑支护结构设计中,其通过计算岩土体中潜在破坏面块体的抗剪力与其破坏面剪切力之比,得出该块体的稳定系数。而应用极限平衡法时,多与库伦理论结合进行分析。库伦理论将土体或岩石体看做一个整体,在土体或岩石体达到一定的极限状态时,土体滑动面可近似当作直线滑动面。因此,库伦理论虽然不够严谨,但概念简单明了,适用范围较广,可用以用于计算各种墙背情况(但必须为平面或近似平面),不同墙后填料表面形状和荷载作用情况下的主动土压力。

4.2弹性抗力法

弹性抗力是指支护结构发生相向围岩方向的变形引起的围岩对支护结构的约束反力。其作用是限制衬砌变形,改善衬砌受力状态,提高衬砌结构承载力。弹性抗力法相较于传统计算理论,考虑了挡墙内侧结构被动受压的因素。由于挡墙处于弹性抗力期,数据模拟时将基坑外侧压力设为水平负荷,计算挡护墙受力时使用弹性地基梁,用弹性抗力系数模拟墙体水平压力,弹簧重现外墙支护结构。弹性抗力法改善了传统方法脱离施工环境的问题,但始终存在应力结构不明确的问题。理论计算与现场环境的主要偏差源于基床系数,多数条件下,基床系数与深度比例呈正相关。因此,应用弹性抗力法计算时,要结合深基坑支护结构和基床的实际情况,进行合理计算。

4.3数值分析法

随着建筑设计信息化的不断深化,支护结构分析中开始逐渐适用于计算机技术应用,有限元和数值分析法相较于弹性抗力法和极限平衡法,其计算误差更小,结构模拟切合实际,在模型中参考了支护结构与深基坑的作用关系。计算时,将支护结构与基坑区别为独立单元,模型内既包含地下基坑与支护结构应力关系,又加入了地表上层建筑主体与四周水文环境样本,除计算基坑支护结构点负荷外,还能计算支护结构受力情况、地上沉积量、建筑主体受力范围及过程,甚至包含各主要参数随时间的变化效应。此外,有限元及数值分析法可进行持续性动态模拟,设计部门可自行控制各因素变量并对支护结构进行分析,便于支护结构设计调整[4]。

5结语

随着高层建筑逐渐成为新时期建筑模式的主流,为保障建筑质量,深基坑支护结构设计成为建筑行业密切关注的课题。目前,受诸多因素的影响,深基坑支护结构设计存在明显的不足。针对此种现象,本文对深基坑支护结构设计现状加以分析,明确了深基坑支护结构设计的应用及发展情况,同时介绍了深基坑支护的类型。此外,从极限平衡法、弹性抗力法和数值分析法等方面,重点研究了深基坑支护结构设计常用理论。希望本文所述的内容能得到相关企业的部门的重视,加强深基坑支护结构设计的工程实践,为高层建筑施工积攒技术经验。

【参考文献】

【1】郎京辉.深基坑支护结构设计理论及工程应用[J].建筑工程技术与设计,2015,12(20):121-122.

【2】张田.深基坑支护结构设计理论及工程应用[J].城市建设理论研究(电子版),2015,56(17):23-24.

【3】李云安,葛修润,张鸿昌.基坑变形影响因素与有限元数值模拟[J].岩土工程技术,2001(2):63-68.

【4】杨雪强,刘祖德,何世秀.论深基坑支护的空间效应[J].岩土工程学报,1998(2):74-78.

作者:周玉红 单位:石家庄市城市建设投资控股集团有限公司

第三篇:岩土工程深基坑支护施工技术的应用探讨

摘要:在岩土工程施工过程中,深基坑支护技术是一个重要的施工方式。从目前实际情况来看,深基坑支护技术可以按照性质划分为支撑、挡水和挡土。虽然在我国建筑行业中,深基坑支护技术已经运用了很长一段时间,但是从客观的角度分析,岩土工程深基坑支护技术还存在一些问题,这些问题如果没有得到很好的解决,势必会对建筑工程的质量造成不利的影响。本文在此基础上,首先对岩土工程深基坑支护技术进行简单的介绍,接着对岩土工程深基坑支护技术的具体应用展开论述。

关键词:岩土工程;深基坑;支护;施工技术

前言

随着深基坑支护技术的进步和我国建筑行业的发展,深基坑支护技术在岩土工程中的运用也越来越广泛,并且取得良好的效果。从某种程度上说,深基坑支护技术的运用在一定程度上为建筑工程的稳定性提供可靠的保障,同时也提升了岩土工程的质量。笔者结合自身的工作经验,就深基坑支护技术在岩土工程中的应用浅谈一下自己的看法和思考。

1.深基坑支护施工技术的概述

在建筑工程中,为了确保建筑工程的综合质量达到施工要求,用户的人身安全和财产安全得到保障,必须要保证高水平、高效率、高质量完成基础工程的建设。在实际开挖过程中,当开挖的深度超过5m或者没有达到5m但是地质条件复杂或者周边环境复杂的时候,施工人员就必须要采取深基坑的方式进行支护。深基坑支护施工技术主要是为了保证基坑周边环境的安全以及地下结构施工的安全,对基坑周边环境或者基坑的侧壁采取保护、加固和支挡措施的一种施工技术[1]。深基坑支护施工方案的选择与基坑周边环境安全、工程建设成本以及施工进度有着直接的关系。深基坑支护施工方案既要保证地下结构的施工有足够的空间,同时还要确保周边道路、地下管线以及周边构筑物的安全和正常使用。一般来说,深基坑支护施工方案通常有逆作法和顺作法两种,在实际施工过程中通常采取顺作法[2]。在进行深基坑支护设计的时候,应当综合考虑基坑深度、地质条件复杂程度以及基坑周边环境等因素。

2.岩土工程深基坑支护施工技术的应用分析

2.1自立式支护施工技术

自立式支护施工技术是岩土工程深基坑支护施工技术中一项非常重要的施工技术,在岩土工程施工中有着举足轻重的作用。从目前实际情况来看,自立式支护施工技术的主要形式是悬臂式排桩支护和水泥搅拌桩挡墙支护。其中,水泥搅拌桩挡墙支护具有一定的优势,主要表现在即使施工人员没有在岩土工程深基坑中设置支撑,机械挖土和地下结构工程的施工都能正常进行。但是这种支护方式也有一定的弊端,就是挡墙的面积太大,在实际施工中支护强度在很大程度上受到土层含水量和有机质含量的影响。而悬臂式排桩支护主要是利用挖孔灌注桩、钻孔灌注桩以及人工冲孔灌注桩,这种支护方式也有很强的优势,即使施工人员没有在岩土工程深基坑中设置支撑,机械挖工以及地下结构工程的施工都能正常进行。但是如果基坑太深或者地质条件太差,会在一定程度上加大支护桩顶部的水平位移,从而导致工程的造价和成本增加。所以一般情况下,悬臂式排桩支护技术多是用在基坑深度等于6m或者小于6m且周围的地质条件比较好的岩土施工场地[3]。自立式支护施工技术最大的应用优势就是高效率、大厚度的坑基挡墙、高稳定性和高整体性,而且深基坑的整体造价不高,隔水效果比较好。

2.2锚杆支护施工技术

在岩土工程深基坑支护施工技术中,锚杆支护施工技术也是一个应用比较多的支护技术。锚杆支护施工技术主要是指在采场地、隧道等地下洞室以及岩土深基坑、边坡等地表工程施工中经常采用的一种加固支护方式。也就是用聚合物件、木件、金属件或者一些其他材料制作成的杆柱,将其打入到洞室周围事先钻好的孔中或者打入地表岩体之中,利用其尾部托板、杆体特殊构造以及头部,或者借助黏结作用将稳定岩体与围岩结合在一起而产生的补强效果、组合梁效果、悬吊效果,从而达到支护的目的。锚杆支护这种支护的形式可以在一定程度上增加支撑体在实际工作过程中所承受的拉力,从而增强稳定性,使其不容易发生变形。与此同时,锚杆支护形式还可以在很大程度上节约人力资源和能源,而且还具有高效的特点。据有关实践研究表明,在岩土工程深基坑施工过程中运用锚杆支护施工技术,周围的建筑物在支护期间没有产生过明显的变形现象,而且深基坑的坑壁具有与很强的稳定性,没有出现过坍塌等现象[4]。

2.3混凝土灌注桩支护施工技术

在岩土工程深基坑支护施工中,混凝土灌注桩支护施工技术是一个应用频率非常高的支护技术,其具体的施工流程如下:首先对岩土工程钻孔场地进行相应的平整操作,接着再进行测量放线布孔、将排水沟挖出并对出泥浆池进行布置、让桩基就位,最后再准备好泥浆,使用钻机进行相应的钻孔操作,再进行清孔,对钢筋笼进行布置,在此基础上浇筑灌注桩水下混凝土。相对于其他的桩种,混凝土灌注桩在质量检验上更加严格一些。所以在实际施工过程中,施工企业不仅要在正式施工之前规划落实好相应的施工措施,还要根据实际情况对混凝土灌注桩支护施工过程中的各个环节做好严格的把关工作,并且要严格按照施工要求和标准执行,只有这样才能有效保证混凝土灌注桩支护施工过程的顺利开展,同时还能在一定程度上提升工程支护的质量,使深基坑的施工达到工程预期要求。就目前实际情况来看,混凝土灌注桩支护施工过程中,施工企业要根据实际情况做好一系列的辅助施工措施,包括控制泵的提升速度、基桩准确定位、场地的平整处理、测量放线布孔等,这些辅助性施工措施对于混凝土灌注桩支护施工质量有着深远的影响,施工企业以及施工人员要对此加以重视,在实际施工过程中要结合周围的环境和地质条件等采取相应的施工措施,使混凝土灌注桩支护施工达到预期的目标。

3.结

综上所述,在岩土工程施工中,深基坑支护施工有着举足轻重的作用,与工程的质量息息相关。虽然从目前实际情况来看,深基坑支护施工技术的应用比较成熟,但是还存在很多有待进一步改进的地方,需要施工企业进行完善和创新。在实际施工过程中,首先要对深基坑支护施工要求进行明确,然后根据实际需求采用合适的深基坑支护施工技术,在此基础上不断提高支护施工质量。

参考文献:

[1]梁刚.岩土工程基础施工中深基坑支护施工技术的应用探析[J].中国建材科技.2014(04):150-151.

[2]王宏江.建筑工程中的深基坑支护施工技术探析[J].科技创新与应用.2014(31):54-55.

[3]李维佳.深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用分析[J].科技与企业.2016(08):78-79.

[4]胡红兰.浅析建筑工程中深基坑支护的施工技术探讨[J].信息化建设.2016(03):12-13.

[5]徐湛华.对岩土工程深基坑支护技术的研究[J].西部资源,2017(05):116-117.

[6]钟小兴.浅谈岩土工程勘察对基坑支护施工的影响[J].西部资源,2017(03):72-73.

[7]黄燕,滕飞,吴琪.深基坑支护结构设计的优化方法分析[J].西部资源,2017(01):194-195.

[8]杨昌亚.旋喷扩大头锚杆—双排桩门架式新型组合支护体系在软土地区深基坑工程中的应用[J].西部资源,2017(05):90-91+97.

[9]张丽平.深基坑支护变形控制设计及分析[J].西部资源,2017(02):184-185.

[10]钟小兴.浅谈岩土工程勘察对基坑支护施工的影响[J].西部资源,2017(03):72-73.

[11]王帆.锚杆参数对围岩支护强度的影响[J].西部资源,2017(05):171+187.

作者:殷文博 单位:广东省工程勘察院

深基坑支护论文(3篇)

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