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摘要:地基是建筑的基礎,地基處理是建筑工程施工過程中的第一階段,也是最為重要的階段。建筑工程基坑支護施工是一種集合了材料力學、結構力學、水力學和集土力學的綜合技術。伴隨著我國經濟的發展,尤其是房地產市場的飛速前進,建筑工程數量越來越多,建筑工程中的基坑支護技術也被更加廣泛地應用。
關鍵詞:建筑工程;基坑支護;難點;計算參數
隨著高層建筑的廣泛興建,基坑支護技術得到了更加深入的發展,基坑支護施工雖然是臨時性施工,但它的施工質量直接影響到建筑的安全,影響地下設施的正常使用。本文通過分析當前建筑工程中基坑支護施工中的問題,理清基坑支護施工中需要注意的要點和難點,提出在基坑支護中如何抓要點、解難點的方法,以期對建筑工程基坑支護施工技術的創新和發展有所幫助。
一、建筑工程基坑支護施工的現狀和問題
(一)支護結構設計中土體物理力學參數的選擇問題
目前,國際國內還沒有一種統一的對基坑支護結構進行設計的精確的計算方法,加之土體結構的情況十分復雜,容易隨著環境的變化而變化,于是在施工之前,難以對施工之中的支護結構設計進行精確計算。基坑受力計算方案目前仍處于摸索階段。土體物理參數的選擇非常復雜,主要表現在深基坑開挖之后,支護結構的實際受力受到含水率、粘聚力和內摩擦角的影響,不能精確計算。在基坑支護結構設計中,如果不能準確地對低級土體的物理力學參數取值,其設計結果將會受到非常大的影響。土力學試驗的數據表明,內摩擦值的誤差如果是5度,那么最后產生的主動土壓力則不相同,導致的開挖后土體與與原土體的內凝聚力差別更大。不同的支護結構和施工工藝,選擇不同的土體物理力學參數[1]。
(二)基坑支護土體取樣的代表性問題
對地基土層進行取樣分析,是基坑支護施工的前期階段。支護結構的設計需要土體的物理力學指標作為參考依據。取樣時,需要按照國家的規范要求對深基坑開挖區域進行鉆探取樣。為了降低工程造價,同時減少勘探的工作量,對地基鉆孔往往較少,導致取得的土樣的隨機性和不完全性較大。由于地質構造的復雜性,所取得的勘探土樣對土層的反映程度受限,最終導致基于地質真實情況的支護結構設計難以產生[2]。
(三)基坑開挖的空間效應問題
基坑開挖存在空間效應考慮不全的問題。基坑開挖是一個空間問題。傳統基坑支護結構是按照平面應變問題設計的,這種平面應變設計對一些細長條基坑的開挖較適合,但對類似長方形和方形的基坑則不太適合。基坑開挖的實測資料表明,基坑周邊向基坑內的水平位移是中間較大,兩邊較小。長邊的位置最容易發生邊坡失穩的問題。因此,按照平面應變假設設計支護結構要根據空間問題的處理進行調整,以期滿足基坑開挖的空間效應要求。
(四)支護結構設計計算與實際受力的問題
目前,支護結構設計計算與實際受力存在不相符合的情況。基坑支護結構設計計算仍然采用極限平衡理論,而支護結構的實際受力卻更為復雜。工程實踐顯示,在理論上,支護結構按照極限平衡理論設計計算的安全系數一般是安全的,但有時卻發生破壞。安全系數小的支護結構,在達不到規范要求的情況下,在實際工程中反而滿足了要求。極限平衡理論的動態設計屬性和實際開挖后的土體的冬天屬性之間不能調和,實際開挖后的土體會出現逐漸松弛的情況。隨著時間推移,土體輕度會慢慢下降,并會有一定的變形。在設計中,對這一點需要考慮充足[3]。
二、建筑工程基坑支護施工中的注意事項
(一) 轉變設計理念
隨著我國建筑業的發展,雖然在基坑支護技術上我國也積累了不少的實踐經驗,對施工過程中的技術數據做了系統的收集,對巖土變化支護結構實際受力的規律有了初步的探索,在建立基坑支護結構設計的新理論和方法方面,打下了一定的基礎。但是,國內外在基坑支護結構的設計方面至今沒有一種精確的計算方法,仍然走在探索的道路上。支護結構設計也沒有在我國形成規范的規范。庫倫和朗肯理論仍然是土壓力分布的確定理論,“等值梁法”仍然是支護樁的計算方法。計算結果與深基坑支護結構的實際受力相差太大,既不安全也不經濟。因此,
施工人員要從轉變設計理念入手,引進先進的基坑支護理念,收集有價值的施工技術數據,熟練掌握巖土變化支護結構能承受的力的變化的規律。要增加基坑支護技術的投資量,不斷完善基坑支護施工的信息,加強科研攻關,時時監測施工,及時反饋信息[4]。
(二) 建立變形控制的新的工程設計方法
工程設計方法是基坑支護施工的核心,我國目前的基坑支護施工中,極限平衡原理被廣泛參考,這種方法的局限性較大。這一原理雖能滿足支護結構設計的強度要求,但對于剛度的要求則不能滿足。剛度不達標,基坑支護工程壓力會非常大,這種情況會導致工程變形,施工的質量無法保障,甚至會造成工程事故。因此,要艷秋采用科學的基坑支護設計方法,不僅要考慮工程隊強度的要求,還要考慮工程對剛度的要求,設計人員要充分而全面地考慮基坑支護工程的地面超載能力以及支護結構的承受力方面。
(三) 大力開展支護結構的實驗研究
實踐是檢驗理論正確與否的唯一標準。我國在基坑支護的結構設計方面至今沒有進行科學系統的實驗。對成功的基坑支護施工,不能及時、全面、準確地總結成功的原因。對于失敗的基坑支護施工,不能汲取教訓。雖然在基坑支護施工中我國積累了大量的資料,但是科學的測試數據卻很少,影響了對數據的分析,不能產生系統的理論。支護結構的實驗包括了實驗室模擬實驗和工程現場試驗,耗資巨大。然而對于試驗后的成功方法,應用于于基坑支護施工后,卻會節省基坑支護施工工程的經費。所以,實驗室模擬實驗和工程現場試驗都是必不可少的。通過實驗研究,可以為同種類的基坑支護施工提高大量可靠的測試數據,并能夠以此產生新的理論,產生新的方法[5]。
(四) 探索新型支護結構的計算方法
基坑支護施工的技術發展,在建筑業發展中具有革命性的意義。如今,在成功應用了鋼筋混凝土板樁、鋼板樁、地下連接墻、鉆孔灌注樁擋墻等支護結構之后,新的支護結構,如土釘、組合拱帷幕、雙排樁、預應力鋼筋混凝土多孔板、旋噴土錨等也相繼產生并被應用。然而,新型支護結構形式需要突破計算模型和簡圖以及設計方法的瓶頸。要建立新型的支護結構計算方法,解決臨時與永久支護機構、水結構與受力結構、支護結構型式與基坑開挖方式的問題,增強基坑支護結構的綜合處理能力。
結語:
基坑支護施工的技術對建筑工程的整體質量和工程的安全具有重要的影響,所以,對于基坑支護施工,要引起格外的重視。通過創新設計理念,建立變形控制的新的設計方法,加深基坑支護的實驗研究,探索新型支護結構的計算方法,實現基坑支護施工的新發展。
參考文獻:
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[2]劉永剛.淺析建筑工程基坑支護施工技術要點[J].農村實用科技信息,2014,04:62.
[3]邢春田.建筑工程基坑支護施工中應注意的問題[J].民營科技,2012,08:293.
[4]鄧麗萍.淺析建筑工程基坑支護施工技術要點[J].科技創業家,2012,04:41.
[5]劉世贏.淺析建筑工程基坑支護施工技術要點[J].黑龍江科技信息,2013,07:34