【正文】
用各種地質(zhì)條件。尤其是今天的地下連續(xù)墻已經(jīng)發(fā)展到既是基坑施工時(shí)的封閉的擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu),又可以作為擬建工程主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻,即兩墻并作一墻。對(duì)于開(kāi)挖深度小于6米的基坑,當(dāng)無(wú)法采用重力式深層攪拌樁,這個(gè)時(shí)候可采用600mm密排鉆孔樁,樁后則使用用樹(shù)根樁防護(hù),或者也可采用打入預(yù)制混凝土板樁或鋼板樁的方法,然后再在板樁后注漿或加攪拌樁防滲,頂部設(shè)圈梁和支撐;對(duì)于開(kāi)挖深度為6~10米的基坑,通常常采用樁徑為800~1000mm的鉆孔樁,后面加深層攪拌樁或注漿防水,并設(shè)置2~3道支撐,對(duì)于開(kāi)挖深度大于10米的基坑,則可采用地下連續(xù)墻加內(nèi)撐的方法,也可采用800~1000mm大直徑鉆孔樁加深層攪拌樁防水,設(shè)置多道支撐。 排樁或地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)排樁包括鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁以及人工挖孔樁等;支護(hù)形式主要包括:① 列式排樁支護(hù)::適用邊坡土質(zhì)較好、地下水位較低的基坑,可利用土拱作用,采用稀疏的鉆孔灌注樁或挖孔樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu);② 續(xù)排樁支護(hù)::在軟土中通常是不能形成土拱的,支護(hù)樁則應(yīng)該采用連續(xù)密排,并在樁間做樹(shù)根樁或注漿防水,或者采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁密排。 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型表結(jié)構(gòu)型式適用條件排樁或地下連續(xù)墻1. 適用基坑側(cè)壁安全等級(jí)一、二、三級(jí)2. 懸臂式結(jié)構(gòu)在軟土場(chǎng)地中不宜大于3. 當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),宜采用降水、排樁加載水帷幕或地下連續(xù)墻水泥土墻1. 基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)2. 水泥土樁施工范圍內(nèi)地基承載力不宜大于3. 坑深度不宜大于土釘墻1. 基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地2. 基坑深度不宜大于3. 當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),應(yīng)采用降水或截水措施逆作拱墻1. 基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)2. 淤泥或淤泥質(zhì)土場(chǎng)地不宜采用3.. 拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/84. 基坑深度不宜大于5. 地下水位高于基坑底面時(shí),宜采用降水或截水措施放坡1. 基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)2. 施工場(chǎng)地應(yīng)滿足放坡要求3. 可獨(dú)立或與上述其他結(jié)構(gòu)結(jié)合使用4. 當(dāng)?shù)叵滤桓哂谄履_時(shí),應(yīng)采用降水措施支護(hù)結(jié)構(gòu)可按上表選用排樁、地下連續(xù)墻、水泥土墻、逆作拱墻、土釘墻、放坡或采用上述型式的組合型式,同時(shí)還應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和空間效應(yīng),選擇有利于支護(hù)結(jié)構(gòu)材料受力性狀的支護(hù)型式。 基坑支護(hù)方法概述深基坑的支護(hù)方法種類很多,各種支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工藝也各不相同,實(shí)際具體工程中采用何種支護(hù)方法還必須結(jié)合基坑開(kāi)挖深度、巖土性質(zhì)、基坑周圍場(chǎng)地情況及施工條件等因素綜合考慮確定。地基土的非均勻性和地基土的特性不是恒定不變的,在基坑的不同部位、不同施工階段巖土性質(zhì)都會(huì)發(fā)生變化,地基土對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用也會(huì)隨之而變化。作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的外部荷載往往隨著環(huán)境條件 、施工步驟和施工方法等因素的變化而改變。因此還沒(méi)有足夠的條件能夠像建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)那樣通過(guò)對(duì)材料性能、荷載作用及結(jié)構(gòu)效應(yīng)等多方面的綜合分析得出結(jié)構(gòu)可靠性的概率指標(biāo)。(4)不成熟的理論盡管現(xiàn)在的深基坑支護(hù)技術(shù)已經(jīng)取得了豐碩的成果,但是在理論上,仍屬于有待繼續(xù)發(fā)展的綜合技術(shù)學(xué)科。因此,基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工應(yīng)因地制宜,本地情況及經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)重要,不能簡(jiǎn)單照搬。(2)強(qiáng)區(qū)域性巖土工程一般都區(qū)域性強(qiáng),而基坑支護(hù)工程則具有更強(qiáng)的區(qū)域性。若想要提高基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)水平,就必須選擇正確的計(jì)算方法、計(jì)算模型和巖土體的力學(xué)參數(shù),選擇合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系,豐富的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)也是必不可少?;又ёo(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工不僅要保證整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的安全可靠,而且還要控制支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍土體的變形,以確保周圍環(huán)境的安全,減少環(huán)境效應(yīng)?;幼冃螒?yīng)該不能影響相鄰建筑、管線、地下工程施工、及道路的正常使用?;庸こ痰某休d能力極限狀態(tài)應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面:基坑失穩(wěn),即基坑發(fā)生穩(wěn)定性破環(huán);支撐系統(tǒng)失敗;擋土結(jié)構(gòu)破壞。(3) 確保基坑支護(hù)的施工工作面必須在地下水位以上,即通過(guò)排水、截水和降水等系統(tǒng)措施,滿足施工工作面的要求。總體來(lái)看,基坑支護(hù)技術(shù)必須要考慮如下三個(gè)方面: (1) 確?;又車倪吰碌姆€(wěn)定性,同時(shí)還要滿足地下室施工的工作空間需求,即基坑支護(hù)體系不僅要起到穩(wěn)定土體的作用,還要保證一定的施工工作面。影響基坑工程的因素非常多,例如地質(zhì)條件、地下水情況、施工工序及管理、場(chǎng)地周圍環(huán)境、天氣變化、具體工程要求等多種因素,因此我們可以說(shuō)它又是一個(gè)綜合性非常強(qiáng)的系統(tǒng)工程。這門學(xué)科涉及到結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程地質(zhì)、基礎(chǔ)工程、土力學(xué)、原位測(cè)試技術(shù)、施工技術(shù)、土體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用以及巖土工程等多門學(xué)科問(wèn)題?;又ёo(hù)是建筑地下基礎(chǔ)部分施工中極具變化的領(lǐng)域。第2章 基坑支護(hù)的主要內(nèi)容和方法 基坑支護(hù)的內(nèi)容和特點(diǎn) 基坑支護(hù)的主要內(nèi)容和功能基坑支護(hù)是指建(構(gòu))筑物的地下部分在施工時(shí)需要開(kāi)挖基坑,為了保證基坑穩(wěn)定需要進(jìn)行基坑周邊的圍擋,同時(shí)還要對(duì)基坑周圍的建筑物、道路以及地下管線進(jìn)行監(jiān)測(cè)和圍護(hù),確保施工正常、安全的一項(xiàng)綜合性土木工程,基坑支護(hù)的內(nèi)容主要包括勘探、設(shè)計(jì)、施工、環(huán)境監(jiān)測(cè)和信息反饋等工程內(nèi)容。③ 對(duì)支撐施加預(yù)應(yīng)力,改善支撐受力形式。2)施工工藝上的發(fā)展趨勢(shì):① 噴射混凝土技術(shù)將會(huì)得到更加充分的運(yùn)用與發(fā)展,并且濕式噴射混凝土法將會(huì)逐步代替干式噴射混凝土法。支護(hù)結(jié)構(gòu)型式選擇合理就能夠做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工順利,并且還能縮短工期。 深基坑工程中存在的主要問(wèn)題20多年來(lái),我國(guó)已成功地設(shè)計(jì)和建造了大量的技術(shù)先進(jìn)并且經(jīng)濟(jì)合理的深基坑工程,但是由于深基坑工程問(wèn)題的復(fù)雜性、條件的有限,在設(shè)計(jì)與施工深基坑工程中仍然會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題,主要存在如下四個(gè)方面的問(wèn)題:① 對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)不是很清楚了;② 計(jì)算過(guò)于簡(jiǎn)化,與實(shí)際情況相差太大;③ 對(duì)于一些新的支護(hù)型式的計(jì)算理論總是滯后于工程實(shí)踐;④ 施工時(shí)有很大程度的隨意性和盲目性。 深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則1)安全可靠性原則:必須滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度、變形及穩(wěn)定性的要求,確保周邊環(huán)境的安全??傊鲜龅幕訃o(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與計(jì)算基本方法中,彈性地基反力法的力學(xué)模型直觀,更加逼真、符合實(shí)際,并可以采用彈性桿系有限元來(lái)求解,其應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但仍然需要作進(jìn)一步研究和改進(jìn)。但由于存在著土體模型和土的物理力學(xué)參數(shù)很難準(zhǔn)確確定,邊界條件又難模擬,并且計(jì)算工作量大、成本高。三維有限元分析,取一定范圍內(nèi)為求解域,土體和圍護(hù)墻一般采用六面體八節(jié)點(diǎn)等單元;空間接觸單元?jiǎng)t取由四根線段組成的固體單元;支撐構(gòu)件取為空間桿單元,對(duì)基坑空間結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行整體分析求解。二維有限元分析法就是用垂直面和水平面代替空間形式的基坑結(jié)構(gòu)體系,然后分別使用彈性桿系有限元分析法求解這兩個(gè)平面,再將分析結(jié)果綜合起來(lái),即可得到關(guān)于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系分析結(jié)果。有限元分析法中所采用的土體的本構(gòu)模型有線性彈性模型、非線性彈性模型、彈塑性模型和粘彈塑性模型等。(3) 有限元分析法由于基坑工程的復(fù)雜性,使用常規(guī)的分析方法難以反映諸多因素的綜合影響。它的缺陷就是認(rèn)為圍護(hù)墻的位移對(duì)土壓力的變化沒(méi)有影響,而且也不能反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況,特別是是對(duì)有支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用等值梁法時(shí),認(rèn)為對(duì)支點(diǎn)力的計(jì)算與支點(diǎn)剛度系數(shù)無(wú)關(guān),從而不能模擬分步開(kāi)挖的各工況條件。極限平衡法有等值梁法、靜力平衡法、太沙基法等,而等值梁法和靜力平衡法在我國(guó)比較受歡迎。在目前情況下,即使采用彈性地基反力法計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力確定支護(hù)參數(shù),但基坑的嵌固深度還是需要使用用極限平衡法才能確定;此外,采用極限平衡法計(jì)算一些“空間效應(yīng)”不明顯的一級(jí)基坑和地層較穩(wěn)定、周圍環(huán)境不復(fù)雜的二級(jí)基坑中的懸臂單支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力也是非常合適的。(2)極限平衡法在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的發(fā)展早期,極限平衡法一就直被廣泛應(yīng)用,而且目前仍是我國(guó)相關(guān)設(shè)計(jì)人員最熟悉并掌握的的基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算方法之中的一種。正因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn),彈性地基反力法得到十分廣泛的應(yīng)用。如作用在圍護(hù)墻上的土壓力大小隨著支撐(或錨桿)數(shù)量隨開(kāi)挖深度的增加而變化、預(yù)壓力及支撐布置前的圍護(hù)墻的位移對(duì)圍護(hù)墻的內(nèi)力和變形的影響等,從而可以大致模擬分步開(kāi)挖時(shí)的各工況情況。按荷載的施加情況,求解的方法有“增量法”、“總量法”等。目前,常見(jiàn)的土抗力法是彈性地基反力法,它的形成是建立在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性地基梁分析方法基礎(chǔ)上,并且引用橫向受荷樁的分析方法改進(jìn)而來(lái),即將計(jì)算寬度的圍護(hù)墻作為一個(gè)垂直的地基梁,支撐則簡(jiǎn)化為與其彈性模量和截面面積相關(guān)的二力桿彈簧。“彈塑性法”和“山肩邦南法”則是將開(kāi)挖面以下墻前的土體分成彈性區(qū)和塑性區(qū);伴隨著計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展,基坑支護(hù)設(shè)計(jì)土抗力法開(kāi)始可以采用數(shù)值解法求解。例如 “彈性法”、“彈塑性法”和日本的“山肩邦南法”等,假定圍護(hù)墻后作用的土壓力是已知的主動(dòng)土壓力?;訃o(hù)設(shè)計(jì)土抗力法的形成是在橫向受荷樁分析計(jì)算方法的基礎(chǔ)上不斷研究改進(jìn)發(fā)展而來(lái)的。它們都不同程度地考慮了樁土之間的共同作用。土抗力法在樁受水平荷載時(shí)的分析計(jì)算中應(yīng)用非常廣泛。 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理論及計(jì)算方法研究現(xiàn)狀支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性的分析計(jì)算基本方法可總結(jié)為三類,就是土抗力法、極限平衡法和有限元分析法。f.監(jiān)理工作的相關(guān)問(wèn)題:目前深基坑工程的監(jiān)理工作在人力、技術(shù)等很多方面還很不能適應(yīng)工程的特殊要求,基坑工程的監(jiān)理也應(yīng)該作為整個(gè)土木工程監(jiān)理的一個(gè)重點(diǎn)來(lái)對(duì)待。我國(guó)對(duì)屬于巖土工程的地下施工項(xiàng)目,資質(zhì)限制并不是很不嚴(yán)格。 d.深基坑工程對(duì)工程勘察有特殊要求,基坑工程勘察工作十分重要,然而許多勘察單位經(jīng)常不重視對(duì)基坑環(huán)境的勘察,專門針對(duì)基坑的工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件的分析重視還不夠,而且缺乏科學(xué)的針對(duì)各種計(jì)算參數(shù)的試驗(yàn)方法及取值方法,經(jīng)常不符合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,有些勘察單對(duì)于一些工作量大的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及原位測(cè)試工作偷工減料,勘察深度和勘察點(diǎn)的布置也不遵循相關(guān)規(guī)范,不符合基坑工程要求,以致給設(shè)計(jì)、施工帶來(lái)困難和隱患。 c.質(zhì)量檢驗(yàn)方面存在問(wèn)題,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢驗(yàn)方法也沒(méi)有統(tǒng)一的相關(guān)規(guī)范或規(guī)定,造成基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量評(píng)價(jià)十分困難。 b.深基坑圍護(hù)技術(shù)以及施工技術(shù)有待盡快發(fā)展提高以適應(yīng)當(dāng)前工程的需要。設(shè)計(jì)院及巖土工程單位參與太少,基坑工程圍護(hù)的相關(guān)設(shè)計(jì)大多是由施工單位自己完成。綜合起來(lái),目前我國(guó)的基坑工程中存在的主要問(wèn)題有以下幾個(gè)方面: a.基坑工程發(fā)生事故的主要原因之一就是基坑工程的設(shè)計(jì)水平較低。很多地區(qū)基坑工程的成功率很低,僅為1/3,很多基坑工程都出了工程事故,或多少存在毛病。e.基坑工程事故多:這類問(wèn)題目前在土木工程界顯得異常突出,以至于很難說(shuō)哪個(gè)地區(qū)、哪個(gè)大城市已經(jīng)建的基坑工程近年來(lái)從不出事故。因此,基坑深度一般都大于10m。過(guò)去,大城市建l~2層地下室也是非常少的,中等城市就更加為少見(jiàn)。b.基坑周圍已經(jīng)建造的或正在建造的高大建筑物十分密集:大興土木工程不僅要確保本建筑的基坑穩(wěn)定安全,而且必須不能影響周圍其他建筑物的安全??偟膩?lái)說(shuō),目前我國(guó)基坑的開(kāi)挖與圍護(hù)狀況具有以下的特點(diǎn): a.工程地質(zhì)條件越來(lái)越差:城市的現(xiàn)代化建設(shè)不像水電站、風(fēng)電站以及核電站等設(shè)施那樣,可以在非常廣闊的地域中選擇優(yōu)越適合的建筑場(chǎng)地,因?yàn)闉榱藵M足城市規(guī)劃的需要經(jīng)常是隨遇而安,因此工程地質(zhì)及水文條件極差。特別是自90年代以后,基坑的開(kāi)挖與圍護(hù)問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)土木工程界的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。同時(shí),建筑物密集,基坑的深度極大以及地下設(shè)施周圍極其復(fù)雜,使得基坑放坡開(kāi)挖的這一圍護(hù)方式已經(jīng)再也不能滿足如今的城鎮(zhèn)現(xiàn)代化建設(shè)的需要。為解決我國(guó)土地資源緊張,其中一條重要出路就是要適當(dāng)?shù)夭粩喟l(fā)展多層和高層甚至超高層建筑,不斷向空中或地下發(fā)展。為了節(jié)約每寸土地,舊房則不斷被拆除,建筑逐漸向更高空或是地下發(fā)展,許多高層建筑拔地而起。鋼筋混凝土樁的設(shè)置方法有人工挖孔樁、沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和預(yù)制樁等。而為了發(fā)揮圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的極限承載能力,使圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式更加經(jīng)濟(jì)合理,并能適合各種基坑形式,發(fā)展了組合型圍護(hù)型式。有時(shí)它也可以通過(guò)對(duì)基坑周邊的土體進(jìn)行改良,形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),例如水泥土重力式擋墻結(jié)構(gòu)。在工程條件允許的情況下,依然是基坑圍護(hù)的一種簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的好方法。從基坑圍護(hù)的機(jī)理來(lái)講,基坑圍護(hù)方法的最早是放坡開(kāi)挖,然后出現(xiàn)了懸臂圍護(hù)型式、內(nèi)撐(或拉錨)圍護(hù)型式、組合型圍護(hù)型式等等。早期的基坑開(kāi)挖常采用放坡的形式來(lái)圍護(hù)基坑的穩(wěn)定,后來(lái)隨著基坑的開(kāi)挖深度的不斷增加,放坡已經(jīng)無(wú)法滿足保持基坑穩(wěn)定的要求,因此產(chǎn)生了圍護(hù)開(kāi)挖。任何一個(gè)工程方面的課題的研究發(fā)展都是理論與實(shí)踐的密切結(jié)合,并不斷互相促進(jìn),最終走向成熟的成果。隨之產(chǎn)生了許多先進(jìn)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,許多的新的施工工藝也就在工程中不斷付諸實(shí)施,出現(xiàn)了許多技術(shù)先進(jìn)的成功的工程實(shí)例。然而基坑工程在我國(guó)進(jìn)行廣泛深入的研究則是始于80年代初,那個(gè)時(shí)候我國(guó)的改革開(kāi)放方興未艾,基礎(chǔ)建設(shè)正如火如荼,隨之而來(lái)的高層建筑不斷涌現(xiàn),相應(yīng)地高層建筑的基礎(chǔ)埋深則不斷增加,開(kāi)挖深度自然也就不斷增加,對(duì)基坑工程的各項(xiàng)要求也就月越高。在本世紀(jì)30年代時(shí),Terzaghi等人就已經(jīng)開(kāi)始研究基坑工程中的相關(guān)巖土工程問(wèn)題。木樁圍護(hù)和放坡開(kāi)挖早在遠(yuǎn)古時(shí)代就已經(jīng)出現(xiàn)。 Chapter 5 determines the foundation pit of the station monitoring program。 In section 3 chapter, from the calculation of the row of piles, the precipitation aspects of deep puting theory expounded, and finally the construction of a monitoring ponent。關(guān)鍵詞Subject:Specialty :Name: (Signature)Instructor:(Signature)AbstractWith the increasing demands of China’s rapid economic development and urban