我国基坑工程发展现状
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实例分析深基坑支护施工现状及应用随着我国城市经济的迅速发展,城市人口数量日益增多,从中给城市土地的开发和空间的利用带来了一些限制和阻碍。
因此,为了缓解城市土地的限制,在一些大型的建筑工程建设中,人们开始大量兴建地下工程,在这种情况下,深基坑支护技术在建筑建设中得到了广泛的应用及发展。
近年来,随着深基坑支护施工技术的不断改进与创新,在实际的应用过程中发挥了更好的功效,取得良好的应用效果。
下面主要就深基坑支护工程的现状及施工技术要点进行了论述。
1 高层建筑深基坑支护工程现状及作用1.1 深基坑支护工程现状随着城市化进程的不断加快、城市用地越来越紧张,在这种情况下,在建筑建设中充分考虑到地下室的兴建,一是为缓解城市用地紧张的问题,而是满足了越来越多的人口需求。
目前,在高层建筑工程中,为了确保建筑的整体质量,需要做好深基坑的支护结构的质量控制。
但是,目前有大部分技术人员缺乏对深基坑支护工程的意识,不注重施工成效,从而也就影响到了整个建筑的质量。
另外,在建筑施工中,建筑单位为了能够获得更多的利益,增加工程的进度,往往忽略了深基坑支护工程的重要性和安全性,他们简单的认为只有将建筑整体完成,没有垮塌掉,就不存在任何安全问题。
甚至还有一些施工单位,只是认为在施工过程中,挖一个很大的坑,然后简单进行处理,这样就能够确保基坑的质量。
这些做法将会给基坑质量甚于整个建筑的质量埋下隐患,不仅影响到工期的完成,而且损害人们的生命财产安全,造成不必的经济损失。
1.2 基坑支护施工作用基坑支护施工是建筑基础施工的重点部分,它起到了一个承上启下的作用,不仅能够保证低下结构的稳定,还能够承载来自高层建筑的压力。
基坑支护施工是对坑壁以及周边的建筑物起到加固与保护的作用。
目前,我们常見的基坑支护的形式有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙:放坡;基坑内支撑等等。
浅谈深基坑施工技术的现状及发展【摘要】建筑行业一直以来都将深基坑施工技术当做工作的研究重点,再加下我国在基础设施建设事业方面的持续发展做的非常好,有越来越多的高层建筑拔地而起。
另外,建筑工程质量一直受深基坑问题的处理影响,而且对于环境的保护工作也与深基坑处理效果的好坏有着很大的联系。
工程施工现场的环境会因为深基坑施工而有一定程度的破坏,所以一定要将深基坑处理做到适应社会主义科学发展观的需要。
在土木建设中深基坑施工也成为极为重要的工程技术。
【关键词】深基坑;施工技术;现状及发展近年来,我国城市化速度越来越快,很多建筑行业对于深基坑施工技术的运用正在日益提高。
在我国深基坑施工工程的发展一直在稳步向前,高层建筑一直层出不穷,不断的改建扩建各种基础设施是常见的,相应的基坑的发展也原来越快。
大深度、大面积是其发展的方向。
在深基坑施工中,针对不同的施工的具体情况已采取不同的措施,从而使深基坑技术的优势得到有效发挥,显著提高使工程安全性、经济性、技术性。
1、深基坑施工的几个特点1.1 个性化。
深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关,还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。
因此,对深基坑工程进行分类,对支护结构允许变形规定统一的标准是比较困难的,应结合地区具体情况具体运用。
1.2 深基坑工程具有较强的环境效应在城市中,高层和超高层建筑的分布一般与人口和建筑物的稠密程度成正比,紧靠重要市政公路,人口、建筑物密集的地方都是高层和超高层建筑出现的主要地方。
一旦开始正式进行深基坑工程,周围地基中地下水位变化以及应力场的改变是必将发生的,也会使周围地基土体产生一定程度的变形,这样也影响到了相邻建筑物、构筑物甚至是市政的地下管网。
所以,对基坑本身的稳定的保证是基坑开挖的重要前提,同时也要做到不破坏周围的建筑物和构筑物。
如果措施采取的不适当将有可能严重影响到相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全,造成其不能正常使用或有其他危险。
基坑支护施工技术的现状与发展基坑支护施工是指在土方工程中,为保证施工安全和地下工程的稳定,采取一定的技术手段对基坑进行支护的过程。
在建筑、地铁、水利等领域,基坑支护施工技术起到至关重要的作用。
本文将探讨基坑支护施工技术的现状与发展。
一、基坑支护施工技术的现状目前,基坑支护施工技术已经取得了显著的发展。
在技术手段方面,传统的基坑支护施工技术已逐渐被新型支护技术所取代。
比如,钢支撑、混凝土悬臂墙、桩-土互作用等技术不断出现和应用,使得支护施工更加灵活、高效和安全。
在材料方面,新型材料的应用也为基坑支护施工带来了许多新的可能性。
高强度钢材、玻璃钢、新型聚合物材料等的引入,大大提高了基坑支护结构的承载能力和耐候性,同时降低了施工成本。
在监测技术方面,随着计算机技术的快速发展,基坑支护施工的监测手段也得到了极大的改进。
现在,我们可以通过遥感技术、激光测量仪等设备对基坑的变形、沉降等情况进行实时监测,提前预警并采取相应的措施,保证施工的顺利进行。
二、基坑支护施工技术的发展趋势未来,基坑支护施工技术将朝着更加智能化和集成化的方向发展。
以下是几个可能的发展趋势:1. 智能化监测系统:随着物联网技术的快速发展,基坑支护施工将采用更加智能化的监测手段。
通过传感器、数据采集与处理系统等设备,可以实时监测施工现场的各项指标,并将数据传输至中心控制室,及时采取相应的措施。
2. 环保型材料的应用:未来基坑支护材料将更加注重环保性能。
研发出更加环保、可回收、可重复利用的材料,减少对环境的不良影响,提高施工的可持续性。
3. 三维建模技术的应用:利用三维建模技术,可以对基坑支护施工过程进行更加直观的展示和分析。
施工方可以在虚拟环境中模拟各种施工场景,优化施工方案,提前预测施工风险,提高施工效率。
4. 自动化施工设备的应用:随着机器人技术和自动化技术的不断进步,未来基坑支护施工将更加依赖自动化施工设备。
机器人挖掘机、自动钢筋绞盘等设备将大大提高施工效率和质量,并减少人工操作对施工人员的风险。
工程技术 Engineering Technology深基坑工程的研究现状及发展趋势文/刘蕾、于献彬、李雪莉、周霞 临沂大学土木工程与建筑学院 山东临沂 276000【摘要】基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。
深基坑则专指开挖深度超过5m(含5m),或深度虽未超过5m,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。
随着超高层以及高层建筑的大量涌现,为满足建筑施工各方面的要求,深基坑得到越来越多的发展和应用。
本文结合现有研究资料,对深基坑相关资料进行归纳整理和总结,并对深基坑的未来发展方向做出展望。
【关键词】深基坑支护; 支护体系设计;深基坑施工技术【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 12.1101、深基坑施工技术的研究现状基坑工程随着高层和超高层的涌现,城市地下空间工程迅速发展,以及基础设施的改建扩建而得到了快速发展。
深基坑工程在国内一直保持平稳向前发展,大深度、大面积的基坑,在施工时面临更多的挑战和危机,在深基坑施工中,针对不同的施工工况现已采取了不同的措施,积累了一定的施工经验,使深基坑技术的优势得到有效发挥,显著提高工程安全性、经济性、技术性。
但是深基坑实际施工过程中,对深基坑施工质量造成影响的因素较多,亟需深入分析相关施工技术,探讨其施工要点,明确控制方法,以确保施工有效性。
1.1深基坑施工技术的发展史(1)萌芽阶段:深基坑常见于一些规划有一至两层地下室的建筑物,其基础形式常采用筏板基础,开挖深度一般在10m范围内。
由于当时受勘察、设计及施工水平的限制,基坑易于发生失稳破坏。
(2)开挖安全检测阶段:高层及超高层建筑兴起,地下室常设计为三至四层,基坑开挖深度显著增大,常达到15m及以上。
此时勘察、设计及施工水平有了较大程度的提升,同时意识到施工工序对基坑稳定性的影响,逐渐形成了适用于深基坑开挖的步骤。
(3)技术跃升阶段:随着科学技术的发展,有限分析方法及有限元计算软件逐渐应用到深基坑的研究工作中,为深基坑变形预测提供了一定的科学依据。
基坑发展的趋势
基坑发展的趋势主要包括以下几个方面:
1. 高效智能化:随着科技的进步,基坑工程将越来越智能化。
通过智能传感器、监测系统和数据分析等技术,可以实时监测基坑变形、水位等情况,提前预警并采取相应措施,提高工程效率和安全性。
2. 环保可持续:基坑工程将越来越注重环保和可持续发展。
采用环保材料、节能减排技术,以及进行土壤修复等措施,降低对环境的影响。
3. 自动化施工:基坑施工将越来越向自动化方向发展。
自动化设备和机械的运用,可以减少人力投入,提高施工效率和质量。
4. 专业化发展:基坑工程将越来越趋向专业化发展。
针对各类型基坑(如地铁基坑、高层建筑基坑等),将有更专业的团队和技术,实施安全可靠的施工。
5. 全过程管理:基坑工程将更加注重全过程管理。
从设计、施工到运营阶段,实施全方位的管理和监控,确保工程质量和安全。
总体来说,基坑发展的趋势是智能化、环保可持续、自动化施工、专业化发展和全过程管理。
这些趋势将推动基坑工程的发展,提高施工效率和质量,保障工程
的安全和可持续发展。
一我国基坑工程发展现状
随着城市建设的发展,高层建筑和市政工程大量涌现。
有限的城市地面空间已不能满足人们日益增长的工作和生活的需要,于是人们开始向高空和地下寻求发展空间。
目前,各类地下工程诸如越江、隧道、地下商场、地下民防等已随处可见。
国外著名的地下工程有法国巴黎的中央广场,日本东京的八重洲地下街等。
这些工程的共同特点是都要进行大规模地下开挖,必然导致大量的基坑工程产生。
基坑工程是一个古老而具有划时代特点的综合性的岩土工程课题,既涉及土力学中典型的强度和变形问题,又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。
对于这些问题的认识及其对策的研究,将随着土力学理论、计算技术、测试技术以及施工机械、施工技术的发展而逐步完善。
1、基坑工程发展现状
早在20世纪40年代,Terzaghi和Peck等人就已经开始研究基坑工程中的岩土工程问题并提出了预估挖方稳定程度和支撑荷载大小的总应力法,这一理论一直沿用至今,只不过有了许多改进与修正;50年代Bjeruum和Eide给出了分析深基坑底板隆起的方法;60年代开始在奥斯陆和墨西哥城软黏土深基坑中使用仪器进行监测,此后大量的实测资料提高了预测的准确性,并从7O年代起产生了相应的指导开挖的法规。
在以后的时间里,世界各国的许多学着都投人研究,并不断地在这一领域取得丰硕成果。
90年代以来,随着城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现,深基坑工程越来越多,同时密集的建筑物、复杂的深坑形式,使得基坑开挖的条件越来越复杂。
因此,对基坑开挖与支护的计算与设计理论、施工技术等的要求也越来越高。
基坑工程在我国出现较晚,2O世纪70年代,国内只在少数大工程项目中有开挖深度达10 m以上的基坑工程,而且是在较少或者没有相邻建筑物和地下结构物的地区。
8O年代以来,我国首先在北京、上海、广州、深圳等大型城市大量兴建高层建筑,而高层建筑多数带有地下室,基坑支护工程随之剧增,基坑支护设计、施工与监测成为基础工程中的新热点。
90年代以后,大多数城市都进入了大规模的旧城改造阶段,在繁华的市区内进行深基坑开挖给这一古老的课题提出了新的内容,那就是如何提高深基坑开挖的环境效应问题,从而进一步促进了深基坑开挖技术的研究与发展,产生了许多先进的设计计算方法,众多新的施工工艺也不断付诸实施,出现了许多技术先进的成功的工程实例。
但由于基坑工程的复杂性以及设计、施工的不当,工程事故的概率仍然很高。
基坑支护技术在我国相对较年轻,无论是设计计算,还是施工、监控等方面都处在不断进步和发展的过程中。
我国基坑工程的特点可以概括为“深、差、密、多、低”5个字,亦即我国的基坑越挖越深,工程地质条件越来越差,四周已建或在建建筑物密集或紧靠市政公路,基坑支护方法多,但是支护的成功率低。
因此对于基坑工程还应进行精心设计与施工,提高对支护结构的要求,而且在建筑物稠密地区更应注意对于环境的保护,这样一来,虽然工期和施工费用均要提升,但是工程质量与安全性却可以得到相当的保证。
基坑工程分类较多,按照施工工艺大体分为放坡开挖及支护开挖两大类。
放坡开挖既简单又经济,一般在条件具备时优先选用,但目前深基坑工程大多是在市内修建,基坑较深而场地往往又比较狭小,不具备放坡开挖条件,通常均采用有支护开挖。
迄今为止,支护开挖型式已经发展至数十种,主要包括悬臂支护、内支撑或拉锚支护、组合型支护等。
支护结构最早用木桩,现在常用钢筋混凝土桩、地下连续墙、钢板桩以及通过加固改良基坑周围土体的方法形成水泥土挡墙和土钉墙等。
2、基坑支护类型
基坑开挖的一个重要内容就是要保护其周边构筑物的安全使用。
如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。
基坑支护类型有很多种,常见的有水泥土墙、土钉墙、锚杆、排桩与地下连续墙等l6],以下简
单介绍这几种常用的支护类型。
(1)水泥土墙工程
水泥土墙是重力式支护结构的主要形式,主要包括水泥土搅拌桩和高压喷射注浆法两种。
水泥土搅拌桩是以水泥作为固化剂的主剂,通过特制的搅拌机械边钻边往软土中喷射浆液或雾状粉体,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,由固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学作用,形成抗压强度比天然土强度高得多,并具有整体性、水稳性的水泥加固土桩柱体,由若干根这类加固土桩柱体和桩间土构成复合地基。
水泥搅拌桩适用于加固各种成因的软黏土,能够增加软土地基的承载能力,同时减少沉降量,提高边坡的稳定性。
高压喷射注浆法是把注浆管放人预定深度后,通过地面的高压设备使装置在注浆管上的喷嘴喷出20~40 MPa的高压射流冲击切割地基土体,与此同时,注入浆液使之与冲下的土强制混合,待凝结后,在土中形成具有一定强度的固结体,以达到加固改良土体的目的,增强地基强度。
主要适用于软弱土层,如第四纪的冲积层、残积层以及人工填土等,这些正是建筑物地基常出现病害,需要进行地基处理的地层。
(2)土钉墙
土钉墙技术是在基坑边壁土体中放置一定长度和分布密集的土钉,土钉与周围土体紧密结合共同工作,形成复合土体,提高了土体的整体刚度,弥补了土体自身强度的不足,从而显著提高基坑边坡的整体稳定性。
土钉墙由土钉、混凝土面层和防水系统组成。
主要适用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10 m以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。
(3)锚杆工程
锚杆支护是一种较新的深基坑支护技术.是挡土结构与外拉系统相结合的一种深基坑组合式支护结构。
锚杆是一种受拉杆件,它的一端与工程结构物或挡土桩墙联结,另一端锚固于地基的土层或岩层中,以承受结构物的上托力、拉拔力、倾侧力或挡土墙的土压力,它利用地层的锚固力维持结构物的稳定,锚杆主要由锚头、锚拉杆、锚固体3部分组成。
目前锚杆的施工长度可达50 m以上,在黏性土中抗拔力可达1 000 kN,被锚固的挡土墙可达40 m以上。
锚杆作为一项新技术,它是施工走在前头,设计理论落在后面,即施工工艺领先于其设计理论,目前在很多方面主要凭经验取得成功,因此它还有待于理论上的完善。
(4)地下连续墙
地下连续墙,是于基坑开挖之前,用特殊挖槽设备在地下成槽后,挠筑混凝土,建造具有较高强度的钢筋混凝土挡墙,用于开挖深度达10m以上的基坑或施工条件较困难的情况,多用于-12m以下的深基坑。
地下连续墙作为深基坑的主要支护结构之一,常用厚度为600~800mm,也有厚达1200mm的,但较少使用。
具有施工噪声低,振动小,就地浇制、墙接头止水效果较好、整体刚度大,对周围环境影响小等优点。
是支护结构中最强的支护型式,适用于软弱土层、地质条件差和复杂、基坑深度大、周边环境要求较高的深基坑,高质量的刚性接头的地下连续墙可作永久性结构,并可采用逆筑法或半逆筑法施工。
但是造价较高,施工要求专用设备。
(5)钢板桩
钢板桩,主要有两种(槽钢钢板桩和热轧锁扣钢板桩),用槽钢正反扣格接组成,或用U型、H型和Z型截面的锁口钢板桩。
用打入法打入土中,相互连接形成钢板桩墙,既用于挡土又用于挡水,用于开挖深度3~10m的基坑。
钢板桩具有较高的可靠性和耐久性,在完成支挡任务后,可以回收重复使用;与多道钢支撑结合,可适合软土地区的较深基坑,施工方便、工期短。
但钢板桩刚度比排桩和地下连续墙小,开挖后绕度变形较大,打拔桩振动噪声大、容易引起土体移动,导致周围地基较大沉陷。
(6)型钢横挡板
型钢横挡板围护墙亦称桩板式支护结构。
这种围护墙由工字钢桩和横挡板组成,再加上围檩、支撑等则形成一种支护体系。
施工时先按一定间距打设工字钢或H型钢桩,然后在开挖土方时边挖边加设横挡板。
施工结束拔出工字钢或H型钢桩,并在安全允许条件下尽可能回收横挡板。
另外,横档板长度取决于工字钢桩的间距,而厚度由计算确定,多用厚度60mm 的木板或预制混凝土薄板。
型钢横挡板围护墙多用于土质较好、地下水位较低的地区。