论文部分内容阅读
摘要：深基坑工程既是一个复杂得系统工程，也是一门实践性很强的学问，需要我们在不断总结前人经验教训的基础上，应用现代科学技术，针对当前的工程实际情况，采取有效的支护方法，既经济又安全的完成地下工程的施工。本文主要讨论浅谈深基坑工程施工技术应用的有关内容。
关键词深基坑 工程 施工 技术 应用
Abstract ：deep foundation pit is both a complex system engineering, is also a very practical knowledge, we need to constantly sum up the lessons of previous experience based on application of modern science and technology for the current actual situation, to take effectivethe method of support, both economic and safety of the underground works. The article focuses on the application of the relevant contents of the On the deep foundation excavation.
Keywords deep foundation construction technology
中图分类号： TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
引言
近年来，深基坑的施工日益增多，如何在深基坑施工中提高社会、经济效益，是建设者常思考的问题，复合土钉综合支护技术以其独特的性能、简便的工艺、快速的施工、经济的造价，已经在全国深基坑支护工程中得到广泛的应用，取得了巨大的社会经济效益。
1、深基坑工程概述
1.1深基坑工程内涵
深基坑工程又称为“深开挖工程”。为了没置建筑物的地下室需开挖深基坑，这只是深基坑开挖的一种类型。深开挖还包括为了埋设各种地下设施而必须进行的深层开挖。深基坑工程问题在我国随着城市建设的发展而出现，并且存在技术热点和难点。
深基坑工程是一項风险性工程，也是一门综合性很强的新型学科，它涉及工程地质、土力学、岩土工程、结构工程、结构力学、施工技术、土与结构的共同作用以及环境保护等多门学科，是理论上尚待进一步发展的、工程实践经验相对而言有所超前的、具有综合性和交叉性的技术学科
城市中深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。
1.2深基坑工程的特点
(1)基坑工程具有很强的区域性
如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。
(2)基坑工程具有很强的个性
基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关，还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此，对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。
(3)基坑工程综合性强
基坑工程不仅需要岩土工程知识，也需要结构工程 知识，需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。
(4)基坑工程是系统工程
基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中，应加强监测，力求实行信息化施工。
(5)基坑工程具有环境效应
基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对周围建(构)筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。
2、 基坑支护结构类型
随着高层建筑的发展,深基坑支护技术得到许多行业和部门的关注和积极参与,是一个非常活跃的技术领域,目前,关于深基坑支护结构的设计计算方法正在不断的完善和发展,就计算受力性质不同主要可归为3 类:重力式、悬臂式、支撑式。
经过工程实践的筛选,形成了适合于不同地质条件和基坑深度的经济合理的支护结构体系。水泥土搅拌桩和土钉墙是我国目前的5m 以内,后者乃至10m 以内首选的支护形式,土层条件好时,15m 左右基坑亦经常使用。前者既能挡土又能挡水,后者较多地应用于地下水位较低或者地下水位能够被疏干降低的场区。水泥土搅拌桩有好几种布置型式:实体式、空腹式、格构式、拱型或拱型加钻孔灌注桩,既可以浆喷也可以粉喷。土钉墙可以单独使用,也可以与其它支护型式联合使用。
对于5～10m 深软土基坑,常采用钻(冲、挖) 孔桩、沉管灌注桩或钢筋砼预制桩等,并可作各种布置,如需防渗止水时,则辅之以水泥土搅拌桩、化学灌浆或高压注浆形成止水帷幕,有时亦用钢板桩或H 型钢桩。当基坑深度大于10m 时,可考虑采用地下连续墙,或SMW 工法连续墙,并根据需要设置支撑或锚杆。遇特殊结构物(如地铁盾构的工作井、排水泵站、取水构筑物等) 则采用沉井或沉箱。在建筑物基坑中也有用沉箱的。
上述基坑支护体系选型完全是在近20 年中在大量的工程实践中逐渐形成的。它与国外及港台地区常倾向于采用地下连续墙有所不同。诚然,地下连续墙的优越性早已为世界公认。在
大深度基坑和复杂的工程环境下非它莫属。唯其造价较高,需综合考虑。
3、支撑体系出现了多种型式
目前常用的支撑体系按其受力性能和形状大致可分为:单跨压杆式、多跨压杆式、双向多跨压杆式、水平桁架式、水平框架式、竖向斜撑、平面斜角撑、井字撑与斜角撑结合、大直径环梁与辐射状支撑相结合或与周边桁架相结合等;同时可充分发挥圆形、椭圆形、抛物线形和拱杆的力学性能,从中采用其中一种或多种形状相结合的形式。支撑体系出现了多种型式,可根据不同的基坑形状、平面尺寸、开挖深度、施工方法等需要,灵活地进行设计。上海虹桥万都大厦多边形基坑采用直径92. 3m 的环梁与周边框架相结合的支撑体系,是迄今国内最大的环形支撑体系。此类体系能将不均匀的径向土、水压力转化为环向压应力,使支护结构处于最佳受力状况,在限制土体变形方面也能获得最佳效果。为避免整个体系向上拱起而失稳,将整个体系设计成锅底形,使环梁的标高低于坑周圈梁。同时,对支撑体系的温度应力不能忽视。
4、水泥土搅拌桩和土钉墙
水泥土搅拌桩和土钉墙是我国目前的5m 以内，后者乃至lOm以内首选的支护形式，土层条件好时，15m左右基坑亦经常使用。前者既能挡土又能挡水，后者较多地应用于地下水位较低或者地下水位能够被降低的场区。水泥土搅拌桩加钻孔灌注桩，既可以浆喷也可以粉喷。土钉墙可以单独使用，也可以与其它支护型式联合使用。对于5—10m深软土基坑，常采用钻孔桩、沉管灌注桩或钢筋砼预制桩等．并叮作各种布置，如需防渗止水时，则辅之以水泥土搅拌桩、化学灌浆或高压注浆形成止水帷幕，有时亦用钢板桩或H型钢桩。当基坑深度大于lOm时，可考虑采用地下连续墙，并根据需要没置支撑或锚杆。遇特殊结构物则采用沉井或沉箱。在建筑物基坑中也有用沉箱的。上述基坑支护体系选型完全是在近些年中在大量的工程实践中逐渐形成的。它与国外及港台地区常倾向于采用地下连续墙有所不同。地下连续墙的优越性早已为世界公认。在大深度基坑和复杂的工程环境下非它莫属。唯其造价较高，需综合考虑。
5、锚杆技术
岩土锚杆是一种埋入地层深处的受拉杆件,它的一端与工程结构物相连,另一端锚固在地层内并通过对其施加预应力,以承受由土压力、水压力等所产生的结构拉力,以维持工程结构物的稳定。巖土锚固能充分发挥岩土能量,调用和提高岩土的自身强度和自稳能力,大大减轻结构物自重,节约工程材料,并能保证工程施工的安全与工程结构的稳定,具有显著的经济效益和社会效益。
工程实践中锚杆的结构形式很多,如按是否预先施加预应力分为预应力锚杆和非预应力锚杆;按锚固机理分为粘结型锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合型锚杆;按锚固体传力方式分为压力型锚杆、拉力型锚杆、剪力型锚杆;按锚固形态分为圆柱型锚杆、端部扩大型锚杆和连续球体型锚杆等。锚杆技术以其能为基坑开挖提供较广阔的空间优势,在我国从北到南相继获得应用。自北京地铁西直门车站、北京京广大厦等及上海太平洋大饭店、上海展览中心北馆等分别在北京粉细中砂地层和上海饱和软粘土地层作了系统的测试研究后,各地对其施工工艺、材料选用,乃至拔除方法等又分别作了深入研究。上海、天津先后提出了二次注浆技术、干成孔注浆技术等,有利于在饱和软土中推广应用。近年施工有许多成功的实例。目前锚杆施工工艺领先于其设计理论。但因施工不当,在东北等地曾发生了若干起严重事故,应予重视。
6、逆作法施工技术
逆作法施工技术应用于天津紫金花园商住楼(地下3层)、以地下连续墙为挡土墙兼作地下室外墙，采用逆作法施工。也有凶地制宜而采用“半逆作法”施工者，如天津劝业场新大厦等(先明挖一部分土方)。逆作法施工可缩短基坑开挖和支护结构大面积暴露的时间，改善支护结构受力性能，使其刚度大为增强，节省支撑或锚杆的费用，使支护结构的变形及对相邻建筑物的影响大为减少，从而使总造价降低，一举多得，是一种先进的施工作业方法。
结束语
深基坑的施工虽然不是工程主体的施工，但它是保证主体施工顺利进行的一项非常重要的措施，其施工的质量，工期， 安全也影响和制约着主体工程整体控制目标的实现，因此，在控制施工质量要点的同时，还要坚决执行各种制度，如签证制度做好隐蔽工程验收等，同时加强施工中各单位紧密配合， 各工序合理安排， 减少基坑裸露时间，基坑开挖完成后应尽快由建设单位组织勘察， 设计， 质检， 监理，施工等部门验槽，及早开始地下结构工程的施工。
参考文献
[1]徐勇强．多种支护形式在基坑围护中的结合应用[J]．山西建筑。2010，(04)：135—136
[2] 简靖桃，同一区域深基坑降水方案比选分析[J]．山西建筑．2010，(07)：84-85
[3] 聂汾平．浅谈混凝土施工的质量控制[J]．山西科技，2010，(oi)：101—102，110
关键词深基坑 工程 施工 技术 应用
Abstract ：deep foundation pit is both a complex system engineering, is also a very practical knowledge, we need to constantly sum up the lessons of previous experience based on application of modern science and technology for the current actual situation, to take effectivethe method of support, both economic and safety of the underground works. The article focuses on the application of the relevant contents of the On the deep foundation excavation.
Keywords deep foundation construction technology
中图分类号： TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
引言
近年来，深基坑的施工日益增多，如何在深基坑施工中提高社会、经济效益，是建设者常思考的问题，复合土钉综合支护技术以其独特的性能、简便的工艺、快速的施工、经济的造价，已经在全国深基坑支护工程中得到广泛的应用，取得了巨大的社会经济效益。
1、深基坑工程概述
1.1深基坑工程内涵
深基坑工程又称为“深开挖工程”。为了没置建筑物的地下室需开挖深基坑，这只是深基坑开挖的一种类型。深开挖还包括为了埋设各种地下设施而必须进行的深层开挖。深基坑工程问题在我国随着城市建设的发展而出现，并且存在技术热点和难点。
深基坑工程是一項风险性工程，也是一门综合性很强的新型学科，它涉及工程地质、土力学、岩土工程、结构工程、结构力学、施工技术、土与结构的共同作用以及环境保护等多门学科，是理论上尚待进一步发展的、工程实践经验相对而言有所超前的、具有综合性和交叉性的技术学科
城市中深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。
1.2深基坑工程的特点
(1)基坑工程具有很强的区域性
如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。
(2)基坑工程具有很强的个性
基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关，还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此，对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。
(3)基坑工程综合性强
基坑工程不仅需要岩土工程知识，也需要结构工程 知识，需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。
(4)基坑工程是系统工程
基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中，应加强监测，力求实行信息化施工。
(5)基坑工程具有环境效应
基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对周围建(构)筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。
2、 基坑支护结构类型
随着高层建筑的发展,深基坑支护技术得到许多行业和部门的关注和积极参与,是一个非常活跃的技术领域,目前,关于深基坑支护结构的设计计算方法正在不断的完善和发展,就计算受力性质不同主要可归为3 类:重力式、悬臂式、支撑式。
经过工程实践的筛选,形成了适合于不同地质条件和基坑深度的经济合理的支护结构体系。水泥土搅拌桩和土钉墙是我国目前的5m 以内,后者乃至10m 以内首选的支护形式,土层条件好时,15m 左右基坑亦经常使用。前者既能挡土又能挡水,后者较多地应用于地下水位较低或者地下水位能够被疏干降低的场区。水泥土搅拌桩有好几种布置型式:实体式、空腹式、格构式、拱型或拱型加钻孔灌注桩,既可以浆喷也可以粉喷。土钉墙可以单独使用,也可以与其它支护型式联合使用。
对于5～10m 深软土基坑,常采用钻(冲、挖) 孔桩、沉管灌注桩或钢筋砼预制桩等,并可作各种布置,如需防渗止水时,则辅之以水泥土搅拌桩、化学灌浆或高压注浆形成止水帷幕,有时亦用钢板桩或H 型钢桩。当基坑深度大于10m 时,可考虑采用地下连续墙,或SMW 工法连续墙,并根据需要设置支撑或锚杆。遇特殊结构物(如地铁盾构的工作井、排水泵站、取水构筑物等) 则采用沉井或沉箱。在建筑物基坑中也有用沉箱的。
上述基坑支护体系选型完全是在近20 年中在大量的工程实践中逐渐形成的。它与国外及港台地区常倾向于采用地下连续墙有所不同。诚然,地下连续墙的优越性早已为世界公认。在
大深度基坑和复杂的工程环境下非它莫属。唯其造价较高,需综合考虑。
3、支撑体系出现了多种型式
目前常用的支撑体系按其受力性能和形状大致可分为:单跨压杆式、多跨压杆式、双向多跨压杆式、水平桁架式、水平框架式、竖向斜撑、平面斜角撑、井字撑与斜角撑结合、大直径环梁与辐射状支撑相结合或与周边桁架相结合等;同时可充分发挥圆形、椭圆形、抛物线形和拱杆的力学性能,从中采用其中一种或多种形状相结合的形式。支撑体系出现了多种型式,可根据不同的基坑形状、平面尺寸、开挖深度、施工方法等需要,灵活地进行设计。上海虹桥万都大厦多边形基坑采用直径92. 3m 的环梁与周边框架相结合的支撑体系,是迄今国内最大的环形支撑体系。此类体系能将不均匀的径向土、水压力转化为环向压应力,使支护结构处于最佳受力状况,在限制土体变形方面也能获得最佳效果。为避免整个体系向上拱起而失稳,将整个体系设计成锅底形,使环梁的标高低于坑周圈梁。同时,对支撑体系的温度应力不能忽视。
4、水泥土搅拌桩和土钉墙
水泥土搅拌桩和土钉墙是我国目前的5m 以内，后者乃至lOm以内首选的支护形式，土层条件好时，15m左右基坑亦经常使用。前者既能挡土又能挡水，后者较多地应用于地下水位较低或者地下水位能够被降低的场区。水泥土搅拌桩加钻孔灌注桩，既可以浆喷也可以粉喷。土钉墙可以单独使用，也可以与其它支护型式联合使用。对于5—10m深软土基坑，常采用钻孔桩、沉管灌注桩或钢筋砼预制桩等．并叮作各种布置，如需防渗止水时，则辅之以水泥土搅拌桩、化学灌浆或高压注浆形成止水帷幕，有时亦用钢板桩或H型钢桩。当基坑深度大于lOm时，可考虑采用地下连续墙，并根据需要没置支撑或锚杆。遇特殊结构物则采用沉井或沉箱。在建筑物基坑中也有用沉箱的。上述基坑支护体系选型完全是在近些年中在大量的工程实践中逐渐形成的。它与国外及港台地区常倾向于采用地下连续墙有所不同。地下连续墙的优越性早已为世界公认。在大深度基坑和复杂的工程环境下非它莫属。唯其造价较高，需综合考虑。
5、锚杆技术
岩土锚杆是一种埋入地层深处的受拉杆件,它的一端与工程结构物相连,另一端锚固在地层内并通过对其施加预应力,以承受由土压力、水压力等所产生的结构拉力,以维持工程结构物的稳定。巖土锚固能充分发挥岩土能量,调用和提高岩土的自身强度和自稳能力,大大减轻结构物自重,节约工程材料,并能保证工程施工的安全与工程结构的稳定,具有显著的经济效益和社会效益。
工程实践中锚杆的结构形式很多,如按是否预先施加预应力分为预应力锚杆和非预应力锚杆;按锚固机理分为粘结型锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合型锚杆;按锚固体传力方式分为压力型锚杆、拉力型锚杆、剪力型锚杆;按锚固形态分为圆柱型锚杆、端部扩大型锚杆和连续球体型锚杆等。锚杆技术以其能为基坑开挖提供较广阔的空间优势,在我国从北到南相继获得应用。自北京地铁西直门车站、北京京广大厦等及上海太平洋大饭店、上海展览中心北馆等分别在北京粉细中砂地层和上海饱和软粘土地层作了系统的测试研究后,各地对其施工工艺、材料选用,乃至拔除方法等又分别作了深入研究。上海、天津先后提出了二次注浆技术、干成孔注浆技术等,有利于在饱和软土中推广应用。近年施工有许多成功的实例。目前锚杆施工工艺领先于其设计理论。但因施工不当,在东北等地曾发生了若干起严重事故,应予重视。
6、逆作法施工技术
逆作法施工技术应用于天津紫金花园商住楼(地下3层)、以地下连续墙为挡土墙兼作地下室外墙，采用逆作法施工。也有凶地制宜而采用“半逆作法”施工者，如天津劝业场新大厦等(先明挖一部分土方)。逆作法施工可缩短基坑开挖和支护结构大面积暴露的时间，改善支护结构受力性能，使其刚度大为增强，节省支撑或锚杆的费用，使支护结构的变形及对相邻建筑物的影响大为减少，从而使总造价降低，一举多得，是一种先进的施工作业方法。
结束语
深基坑的施工虽然不是工程主体的施工，但它是保证主体施工顺利进行的一项非常重要的措施，其施工的质量，工期， 安全也影响和制约着主体工程整体控制目标的实现，因此，在控制施工质量要点的同时，还要坚决执行各种制度，如签证制度做好隐蔽工程验收等，同时加强施工中各单位紧密配合， 各工序合理安排， 减少基坑裸露时间，基坑开挖完成后应尽快由建设单位组织勘察， 设计， 质检， 监理，施工等部门验槽，及早开始地下结构工程的施工。
参考文献
[1]徐勇强．多种支护形式在基坑围护中的结合应用[J]．山西建筑。2010，(04)：135—136
[2] 简靖桃，同一区域深基坑降水方案比选分析[J]．山西建筑．2010，(07)：84-85
[3] 聂汾平．浅谈混凝土施工的质量控制[J]．山西科技，2010，(oi)：101—102，110