深基坑工程設(shè)計(jì)與施工相關(guān)問題分析及建議

1、<p>　　深基坑工程設(shè)計(jì)與施工相關(guān)問題分析及建議</p><p>　　摘要：深基坑工程是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)工程。它需要面對(duì)的巖土工程條件、環(huán)境條件、施工條件存在著諸多不確定性、多元性和時(shí)域性。本文從基坑工程設(shè)計(jì)與施工的基本原則、過程控制、相關(guān)問題分析和建議進(jìn)行了全面的概述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 深基坑 設(shè)計(jì) 施工 </p><p>　　中圖分

2、類號(hào)：TE42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　前言： </b></p><p>　　深基坑工程是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)工程。它需要面對(duì)的巖土工程條件、環(huán)境條件、施工條件存在著諸多不確定性、多元性和時(shí)域性，如巖土材料的非均勻性、各向異性，外力和環(huán)境條件的不確定性、可變性。在工程實(shí)踐中，存在著一方面實(shí)踐超前于理論，另一方面理論又不能正確反映實(shí)際的施工過程和環(huán)境

3、效應(yīng)的問題。 </p><p>　　一、深基坑工程設(shè)計(jì)與施工的基本原則 </p><p>　?。?）對(duì)地質(zhì)條件和周邊環(huán)境進(jìn)行充分考察，根據(jù)周邊環(huán)境的要求制定出經(jīng)濟(jì)合理的支護(hù)方案，并據(jù)此提出支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和鄰近地層的垂直沉降標(biāo)準(zhǔn)； </p><p>　　（2）基坑設(shè)計(jì)階段，要根據(jù)基坑所在場地的工程地質(zhì)報(bào)告、土工試驗(yàn)結(jié)果、原位標(biāo)貫試驗(yàn)結(jié)果、土層含水量、區(qū)域地層參數(shù)的

4、取值經(jīng)驗(yàn)等綜合選取； </p><p>　?。?）在分析支護(hù)結(jié)構(gòu)受力和變形時(shí)，應(yīng)充分考慮施工的每一階段支護(hù)結(jié)構(gòu)體系和外面荷載的變化，同時(shí)要考慮施工工藝的變化，挖土次序和位置的變化，支撐和留土?xí)r間的變化等； </p><p>　?。?）基坑設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到在基坑施工過程中還會(huì)遇到很多設(shè)計(jì)階段難以預(yù)測到的問題，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)密切和施工人員聯(lián)系，全面把握施工進(jìn)展?fàn)顩r，及時(shí)處理施工中遇到的意

5、外情況； </p><p>　?。?）基坑施工過程中應(yīng)該制定完備的監(jiān)測方案，監(jiān)測結(jié)果應(yīng)及時(shí)總結(jié)，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)施工等方面及時(shí)反映，以便分析異常原因，及時(shí)提出解決方法； </p><p>　?。?）基坑工程的施工必須完全按照設(shè)計(jì)文件的要求去做，需要變更施工工藝和施工順序應(yīng)提前向設(shè)計(jì)人員提出，設(shè)計(jì)人員重新計(jì)算分析許可后方可進(jìn)行變更。 </p><p>　　二、

6、深基坑工程設(shè)計(jì)與施工過程控制 </p><p>　　在深基坑工程設(shè)計(jì)和施工中，采用深基坑動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工技術(shù)。 </p><p>　　由于深基坑工程事故的風(fēng)險(xiǎn)性、臨時(shí)性和多樣性，近些年來，許多城市的軟土深基坑工程產(chǎn)生了大大小小的事故。由于深基坑工程事故發(fā)生原因復(fù)雜，引發(fā)事故的因素多種多樣，如地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、相鄰建筑物結(jié)構(gòu)、基坑周圍管網(wǎng)分布，以及深基坑本身的支護(hù)方式、地下水處理系

7、統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工問題等等。 </p><p>　　要實(shí)現(xiàn)深基坑工程事故安全性的完全過程控制是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)工程，需要進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)和施工。分析方法如下： </p><p>　　1、制定控制目標(biāo)：深基坑工程事故過程控制的控制目標(biāo)，就是在深基坑工程開挖和地下結(jié)構(gòu)施工過程中及土方回填之前，為深基坑開挖和基礎(chǔ)施工提供穩(wěn)定的工作空間和可靠安全的保障，不發(fā)生影響施工工期和施工進(jìn)度的過大變形、基坑隆起、水土流

8、失和整體失穩(wěn)破壞等情況，應(yīng)當(dāng)針對(duì)特定的深基坑工程的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，確定不同深基坑的控制目標(biāo)，從支護(hù)結(jié)構(gòu)擋土穩(wěn)定性，地下水處理系統(tǒng)止水效果等多個(gè)角度來綜合考慮，根據(jù)所確定的控制目標(biāo)來進(jìn)行控制方案的實(shí)施。 </p><p>　　2、選擇監(jiān)測項(xiàng)目：針對(duì)深基坑工程特點(diǎn)確定的預(yù)防深基坑工程事故的控制目標(biāo)，需要選擇監(jiān)測參數(shù)來控制深基坑工程的施工過程，實(shí)施相應(yīng)的控制方案。對(duì)于深基坑工程事故預(yù)警作用的監(jiān)測項(xiàng)目主要包括兩方

9、面：一方面是深基坑工程自身的支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全；另一方面是基坑周圍環(huán)境，包括周圍建（構(gòu)）筑物、道路及地下管線的安全與正常使用，同時(shí)深基坑工程監(jiān)測項(xiàng)目選擇同基坑工程等級(jí)，現(xiàn)場條件及基礎(chǔ)等級(jí)有關(guān)，如建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB5007-2002）規(guī)定，見下表： </p><p>　　根據(jù)地基基礎(chǔ)等級(jí)確定的深基坑監(jiān)測項(xiàng)目表 </p><p>　　注：√為必測項(xiàng)目；△為宜測項(xiàng)目 </p>

10、<p>　　根據(jù)基坑工程等級(jí)確定的深基坑監(jiān)測項(xiàng)目表 </p><p>　　注：√為必測項(xiàng)目；○為選測項(xiàng)目 </p><p>　　3、確定控制方案：深基坑工程的過程控制方案應(yīng)當(dāng)考慮到工程實(shí)踐中，深基坑工程事故的設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測原因占主要部分的統(tǒng)計(jì)情況，針對(duì)設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測過程控制方案，控制方案的確定原則如下： </p><p>　?、偕罨庸こ讨ёo(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)

11、計(jì)參數(shù)選取合適，各種荷載取值得當(dāng)，考慮周全。對(duì)土壓力、水壓力、施工荷載、地面超載、支撐預(yù)應(yīng)力、結(jié)構(gòu)自重以及周圍建筑物和溫度變化引起的荷載均要考慮周全，對(duì)于土壓力考慮位移模式、分清靜止土壓力，主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力的取值，對(duì)于水壓力，水土合算采用總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)，水土分算采用有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)，滲透情況下采用動(dòng)水壓力計(jì)算等等。 </p><p>　?、谏罨庸こ讨ёo(hù)方案確定因地制宜，采用概念設(shè)計(jì)指導(dǎo)。對(duì)于具體工程，根據(jù)

12、地質(zhì)情況和基坑工程特點(diǎn)，可選用的基坑支護(hù)類型有很多種，要綜合考慮基坑自身情況如開挖深度、平面形狀和尺寸、場地條件水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件、周圍建筑環(huán)境保護(hù)要求、建筑物重要程度、地下管線的限制要求等精心設(shè)計(jì)基坑圍護(hù)方案和撐錨方案。 </p><p>　?、凵罨又ёo(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)不同支護(hù)類型進(jìn)行承載能力、變形、穩(wěn)定性計(jì)算。常用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算有：樁土共同作用分析、水土側(cè)壓計(jì)算、水平支點(diǎn)力計(jì)算、支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固分析、對(duì)于樁墻結(jié)構(gòu)

13、的內(nèi)力變形計(jì)算。對(duì)于三級(jí)基坑，地層較穩(wěn)定、周圍環(huán)境較簡單的二級(jí)基坑，一般可采用極限平衡法計(jì)算。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要組成，基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算包括邊坡穩(wěn)定計(jì)算、基坑坑底抗隆起穩(wěn)定計(jì)算、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、管涌驗(yàn)算，坑底滲流量穩(wěn)定驗(yàn)算、承壓水穩(wěn)定驗(yàn)算?；娱_挖后回彈和抗降起驗(yàn)算可以采用實(shí)用計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)公式法、有限單元法計(jì)算。 </p><p>　?、車o(hù)結(jié)構(gòu)的施工中應(yīng)嚴(yán)格按照各種型式支護(hù)結(jié)構(gòu)施工

14、的工藝流程進(jìn)行。 </p><p>　?、萆罨邮┕ぶ械谋O(jiān)測：根據(jù)控制方案中設(shè)定的監(jiān)測項(xiàng)目進(jìn)行綜合監(jiān)測，并對(duì)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行整理分析，比較勘察設(shè)計(jì)所預(yù)期的巖土性狀同監(jiān)測結(jié)果差別，定量分析與評(píng)價(jià)、及時(shí)進(jìn)行險(xiǎn)情預(yù)報(bào)，提出合理化措施和建議。 </p><p>　　⑥深基坑工程的事故處理：當(dāng)深基坑工程監(jiān)測項(xiàng)目的監(jiān)測結(jié)果超過預(yù)警限制，要及時(shí)進(jìn)行事故病害處理，查明導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果偏大，產(chǎn)生病害事故的原因，判斷

15、發(fā)展的狀況和動(dòng)態(tài)，正確制定處理方案，迅速組織力量進(jìn)行處理技術(shù)，避免失去時(shí)機(jī)，釀成更嚴(yán)重的后果。處理措施要概念清晰，方法正確、迅速有效，盡量減少事故損失。 </p><p>　　三、深基坑設(shè)計(jì)與施工相關(guān)問題分析及建議 </p><p>　　深基坑設(shè)計(jì)與施工中，主要針對(duì)淤泥質(zhì)黏土、軟土和填土等特殊性巖土中遇到的的相關(guān)問題分析及建議： </p><p>　?。?）淤泥質(zhì)黏

16、土的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)上，由于淤泥質(zhì)黏土層的含水量一般在40%～50%左右、孔隙比一般在1.2～1.6之間，土層的壓縮性高，抗剪強(qiáng)度較低。在淤泥質(zhì)黏土的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員一定要注意挖掘機(jī)械的應(yīng)用，以及施工人員的具體操作流程等實(shí)際問題，并要在設(shè)計(jì)方案中分別制定出有針對(duì)性的解決措施與方法。淤泥質(zhì)黏土層開挖深度普遍要求小于6 m，也可以根據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際需求而有所增加，但是要盡量控制在6 m-10m之間，如果超出這個(gè)深度數(shù)值，就難以保證深基

17、坑施工的安全。 </p><p>　?。?）軟土的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)上，由于軟土的成分主要為:深灰色淤泥質(zhì)黏土、砂質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土等。軟土分布較廣地區(qū)的年均降水普遍較大，而且常年處于較高的溫度，因此，在軟土的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中一定要特別注意這一問題。近年來，國內(nèi)對(duì)于軟土的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，主要采取懸壁式、單支點(diǎn)及多支點(diǎn)式、圓筒式等支護(hù)結(jié)構(gòu)，各種支護(hù)結(jié)構(gòu)都有其顯著的特點(diǎn)，并被廣泛應(yīng)用于軟土地質(zhì)條件的深基坑項(xiàng)目施工中。由于軟

18、土的性質(zhì)偏軟，因此在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中一定要考慮到深基坑的整體硬度和強(qiáng)度，對(duì)于部分土層較軟的部分，還要進(jìn)行必要的加固設(shè)計(jì)，確保深基坑施工中的安全性與穩(wěn)定性。 </p><p>　　（3）填土的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)上，目前填土的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是國內(nèi)較為常見的地質(zhì)條件之一，具有較強(qiáng)代表性與典型性。填土層的地下水主要有三層，即上層滯水、潛水和承壓水。上層滯水埋藏于粘質(zhì)粉土層、粉土、填土中;潛水埋藏于砂卵石層中;承壓水也埋藏在砂

19、卵石層中。在制定填土的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案時(shí)，一定要特別注意深基坑施工中對(duì)于地下水系統(tǒng)的破壞，還要充分考慮到由于地下水的流動(dòng)與沖刷對(duì)支護(hù)系統(tǒng)的腐蝕，要采取有效的措施排除深基坑中的存水量，確保深基坑施工中施工人員的安全，以及機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定。 </p><p>　　參考文獻(xiàn)：&#160;[1]劉國彬,王衛(wèi)東主編.&#160;&#160;基坑工程手冊(cè)（第二版）[M].&#160;北京：中國

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