我国基坑工程发展现状
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浅谈深基坑支护技术的现状及发展前景摘要:随着城市化的发展,地上地下可利用空间逐渐缩小,城市基坑工程往纵深发展,如何保证基坑工程的稳定是安全的关键。
文章通过对各种支护方法的研究,浅谈深基坑基坑支护技术现状及发展前景。
关键词:深基坑;基坑支护;现状;安全近年来,随着社会经济的发展城市化进程的加快,我国城市化建设日新月异。
高层、超高层建筑、城市轨道交通以及大型地下公共设施等迅速崛起,涌现出了大量的深基坑工程及地下工程,虽然我们在深基坑开挖和支护技术方积累了丰富的设计和施工经验,新技术、新结构、新工艺也不断涌现,但是现在的城市面临着建筑间距越来越小,传统支护技术无法实施的现象,给施工带来了很大的难度,给周边环境带来极大的威胁,因此要改变一成不变的施工方法,根据实际工况采用合理的支护措施尤为重要。
1.深基坑支护技术现场1.1基坑开挖基坑开挖的施工工艺一般为两种:放坡开挖和在支护体系下开挖。
放坡开挖既简单有经济,施工周期短,在一般条件下优先选用;但目前深基坑工程大多是在城市修建,基坑施工场地狭小,不完全具备放坡开挖条件,通常均采用有支护开挖。
1.2深基坑支护的结构类型传统的深基坑支护技术为钢板桩加井点降水,但是随着建设过程中基坑的深度及范围不断加大、有效利用的空间不断减小,支护技术逐渐成熟起来。
目前深基坑支护结构类型主要有悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内支撑支护结构、重力式挡土支护结构、土钉支护等。
(一)悬臂式支护结构悬臂式的支护结构指的是在结构中没有采取任何的支撑作用,而且仅仅运用增加基坑的深度提高建筑的稳定性,通过对地面超载、主动土压力的平衡,实现支护的结构。
悬臂式的支护结构主要能够分成板桩式结构和分离的排桩式结构,这种支护结构,其在地下的深度是关键问题。
在基坑之上的结构呈现的是悬臂的状态,所以,其支点的作用力是非常小的,因此,其与带有支撑的结构比较,这种结构需要具有比较大的弯矩。
所以,这种支护结构只能应用于土质条件比较好的条件下,而且开挖的深度不能太大。
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。
浅谈深基坑支护的现状与发展基坑工程是一个古老而又具有时代特点的岩土工程课题。
放坡开挖和简易木桩围护可以追溯到远古时代。
事实上,人类土木工程的频繁活动促进了基坑工程的发展。
特别是在20 世纪,随着大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现,对基坑工程的要求越来越高,随之出现的问题也越来越多,迫使工程技术人员须从新的角度去审视基坑工程这一古老课题,导致许多新的经验、理论或研究方法得以出现与成熟。
基坑是建筑工程的一部分,其发展与建筑业的发展密切相关,而深基坑是充分利用土地资源的方式之一。
由于我国地少人多,人均占有土地还不及全世界人均占有土地的1p10 ,为节约土地,向空间要住房,向旧房要面积,许多高层建筑拔地而起。
据不完全统计,1980~1989 年10 年间,我国新建高层建筑1000 余幢,1990 年~1999 年10 年间,全国新建的高层建筑超过9000 幢,1999年~2009年10间新建高层建筑超过20000余幢。
适当发展高层和超高层,向空中和地下发展,是解决我国土地资源紧缺的一条重要途径。
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、大深度的基坑周围复杂的地下设施,使得放坡开挖基坑这一传统技术不再能满足现代城镇建设的需要,因此,深基坑开挖与支护引起了各方面的广泛重视。
尤其是90 年代以来,基坑开挖与支护问题已成为我国建筑业界的热点问题之一。
基坑工程数量、规模、分布急剧增加,同时所暴露的问题也很多。
总体来看,目前我国基坑开挖与支护状况具有以下特点:1) 基坑越挖越深。
或为了使用方便,或因为地皮珍贵,或为了符合建管规定及人防需要,建筑投资者不得不向地下空间发展。
过去,即使在大城市建1~2 层地下室,也不普遍,中等城市更为少见。
现在在大城市、沿海城市,尤其是特区,地下3~4 层已很寻常,5~6 层也有。
因此。
基坑深度多大于10m。
2) 工程地质条件越来越差。
城市建设不像水电站、核电站等重要设施那样,可以在广阔地域中选择优越的建设场地,只能根据城市规划需要,随遇而安,因此,地质条件往往较差。
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。
我国深基坑工程支护技术现状分析赖海林(佛山市工程承包总公司,广东佛山528000)工程技术l、抵薯j誊警为飞蔫疑遵盖卷谶誊薄滚鞠畦藿茭裔戴硪遵蓊霞氓诵≮秉整谈?l舔髓乏魄如≯罄琵漆豢壤媳墨毒液。
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i t|l|¨_}㈢t j i÷÷i t|iI随着我国经济建设的迅猛发展,各个城市的大型和超高层建筑大量涌现,基坑工程呈现出“紧”(场地紧凑)、“近”(工程距离近)、“深”(开挖深度大)、“大”(规模和尺寸大)等特点。
深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的环节,而深基坑支护结构技术无疑是保证深基础顺利施工的关键。
1深基坑工程施工难度增加深基坑工程是一个综合性和实践性很强的岩土工程问题,地区性特征很强,基坑工程谢寸和施工应结合地区特征(如气候状况、环境特征、水文地质)、工程特点和实践经验进行。
目前,我国深基坑工程施工有下述特点:1.1基坑深度不断增加为了使用方便、节约土地,为了符合城市管理规定及人防需要等,建筑不断向地下发展。
过去建1—2层地下室,在大城市也不普遍,中等城市则更为少见。
现在大城市、沿海地区尤其是特区,地下3—4层已经很平常,5—6层也很多见。
因此,基坑开挖深度多在10m一16m 之间,深度在20m左右的也很多。
12建筑工程地贯条件越来越差,基坑周围环境复杂在某些沿海经济开发区,建筑工程所处的地质条件差的问题较为突出。
城市中,高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方,并紧靠重要市政公路。
而一般情况下,这些地方的原有建筑结构陈旧,地上与地下管线密布。
因此,基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定,也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。
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。