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建筑工程深基坑支护技术探微

2013-08-29马锋

商品与质量·消费研究 2013年7期
关键词:深基坑支护技术现存问题发展趋势

马锋

【摘 要】随着建筑行业的发展,我国建筑工程深基坑支护技术也在不断进步。本文主要介绍了深基坑支护技术的主要结构类型,并指出深基坑技术现存问题,对深基坑支护技术的发展趋势进行了展望。

【关键词】深基坑支护技术;结构类型;现存问题;发展趋势

一、深基坑支护结构类型

悬臂式支护结构就是指不需要任何支撑,仅靠在基坑下嵌入岩土来作为支护结构。在这种支护结构中,岩土的嵌入深度最为关键。由于基坑上部是悬臂状,没有支点作用,这就对支护结构的构件提出了较高的要求。这种结构主要用于土质条件较好、深度浅的基坑。

内支撑结构则是由挡土结构及内支撑组成。挡土结构主要是用于承受挖坑带来的水土压力,而内支撑主要是提供更多的支撑力来保持挡土结构的稳定性,使围护结构上的压力保持平衡,主要用于市政工程。

拉锚式支护结构是与内支撑结构的相同支撑是都有挡土结构,但是拉锚式支护结构是由外拉系统组成的。外拉结构主要分为地面拉锚支护结构和锚杆支护结构。地面拉锚支护结构主要用于深度较浅、规模较小的基坑;锚杆支护结构主要用于深度及规模较大的基坑。

土钉墙支护结构就是在原位土中用土钉、钢丝进行加固,形成支护边壁,这就类似一个就地加固的挡土结构。与其它支护结构相比,土钉墙结构施工操作简单,设备简便,占用的场所小、环境污染小、经济可靠等优势,主要用于国内外的边坡加固。

复合式支护结构主要用于地址较为复杂、施工环境不确定性较强的工程。就是结合各种支护结构,综合使用。它综合利用了各种支护结构的优势,花费的工程造价成本较低,但是对施工设计提出了更高的要求。

二、深基坑支护技术现存问题

深基坑支护技术在建筑行业的发展中得到了逐步完善,但是还存在一些问题有待进一步研究,以满足工程项目的建筑需求。主要存在的问题表现在以下几个方面。

第一,在工程项目中,施工人员大都接触的是浅挖工程及无需支护的工程,这就使他们习惯了在施工过程中使用常规的土力学施工方法,不需要根据开挖的边界来调整应力及变形。但是在深基坑开挖过程中进行应力与变形分析时需要对土体进行深入研究。深基坑的开挖与支护对传统的土力学提出了挑战,这就需要专家学者多进行理论研究,为深基坑工程项目提供更为优质的服务。第二,土压力大小与支护结构的安全性有着密切关系,但是目前要想精确计算出土压力的大小,还是一个难题。目前使用的计算公式在工程应用过程中存在的误差较大,而且土体的物理学参考系数的选择也较为困难,参考系数的变化值会随着深基坑的开挖而变化,这就很难保证支护机构受力值的精确度。影响土压力的因素较多,例如土壤的性质、基坑的深浅、支护的结构、环境因素等等,这些因素对土压力的影响不同,组合起来的影响效果又不一样。这就需要在分析影响因素的时候,综合考虑,将各个可能的影响因素都囊括其中。因此,在建筑工程深基坑支护技术中,土压力问题也是需要迫切解决的问题之一。第三,除了土压力问题之外,还存在排桩、地下连续墙的应力和变形分析计算问题,这个问题也是极为复杂的,这涉及到支护结构、支撑体系和土体这三个方面的作用。在目前的工程计算过程中还是使用的平面计算法,这就难以将空间作用的效应表现出来。这就需要在今后的发展过程中研发三维立体计算程序,只有这样才能够使计算结果更加精确化。第四,如果深基坑的支护结构是设计在建筑物较为密集的地方,这就很容易导致支护结构发生变形,这就意味着在设计深基坑支护结构时要能够保护周围的环境。但是由于基坑开挖时会导致周边的土体发生位移,计算土压力的数值也难以精确,这就使得控制周围地面沉降这项工作变得极为困难,目前判断变形所使用的方法是依靠之前积累的工程项目经验。最近几年来,随着施工人员与专家学者的共同努力,有限元方法的出现使土体的沉降计算与基坑变形分析成为可能,但是在计算时的参考系数的设置还没有确定下来,仍然需要依靠经验,这就使得计算数据的精确度难以把握。所以,提高土体的沉降计算与基坑变形分析数据的精确性也成为需要解决的重要问题。

三、深基坑支护技术发展趋势分析

首先,深基坑支护结构设计在以后的发展过程中将使用动态分析法。目前对于深基坑支护结构设计并没有明确的统一规范,主要还是采用结构荷载法。这种方法较为传统,其计算结果与实际数值有很大偏差,精确度较低。目前我国地质学家已经开始着手进行动态设计体系研究工作。随着建筑施工行业的迅猛发展,我国在深基坑支护技术方面积累的经验也较为丰富,在实际施工过程中将收集的数据资料综合分析,已经找出一定的受力规律,这对于深基坑支护技术动态设计体系的建立打下了良好的理论基础。

其次,深基坑支护结构的优化选择是深基坑支护技术发展的必然趋势。由于地基土的类型、地下水的水位高度、土的受力程度及周边环境等因素的差异,这就要求在选择深基坑支护结构类型时要考虑综合影响因素。深基坑支护结构的优化选择对与深基坑工程来说极为重要。深基坑支护结构的合理性关系到工程项目施工时间的长短,影响到施工活动是否顺利,影响到工程项目是否进展顺利,影响到建筑施工企业经济效益与社会效益的实现。因此,深基坑支护技术在发展过程中将进一步优化支护结构的选择。

最后,深基坑支护技术在发展过程中将建立信息监测与信息化施工技术。由于深基坑工程中受力因素较多,环境影响的变数较大,这就导致基坑工程设计与实际施工过程中情况不符,这就需要在基坑施工过程中反复检测,以此来纠正施工过程中的不当之处。由此可见,基坑工程监测较为重要,建立信息监测体系,能够使施工人员将监测到的数据信息及时反馈到组织设计者,组织设计者根据信息分析能够预测到基坑施工后对周边环境造成的影响,并且能够对基坑支护结构的稳定性做出评价,根据预测评价结果能够进一步预测基坑开挖后可能造成的影响结果,这样有利于工程组织设计人员进一步制定详细的施工方案,实现信息化施工,以提高深基坑施工水平,进一步提高基坑工程施工质量。

参考文献:

[1]吴瑞东.深基坑支护技术在实际工程中的应用.企业科技与发展.2008,18

[2]贾虎,郭丕昆.对深基坑支护技术有关问题的探讨.经营管理者.2010,12

[3]刘仁辉.浅谈建筑施工中的深基坑支护施工技术与监理方法.中国科技投资.2012,21

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