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深基坑支护的设计优化
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发布日期:2019年08月16日
依照我国当前的情况来看,深基坑工作的开展已经日渐成为重要趋势,其在工程建设方面发挥的重要作用也是其他建设方式所无法取代的,做好深基坑支护工作的开展也就显得非常重要。但是因为其所面临的条件非常复杂,加上其所需要开展的各项工作的难度加大,如何做好复杂条件下深基坑支护的设计优化也就成为极为重要的工作内容。基于此,本文就复杂条件下深基坑支护的设计优化进行分析研究,以供参考。
随着我国经济建设发展的需要,科学技术的发展,“地上空间”的开发已经日渐无法满足人们的需要,地下市政建设的规模空前加大,对地下空间的拓展也成为当前市政建设工作非常重要的发展趋势。地下工程系统的构建为人们的出行提供极大的便利,而对其进行建设离不开深基坑的开挖,加上其附近商业体系的建设,让深基坑支护工作成为非常重要的工程建设之一。基坑围护设计大多应用围护墙固深度、增加坑内地基加固等方式进行设施的防护,但是因为其所涉及到的环境较为复杂,所需要考虑的方案和安全等元素也更加繁复,这就需要对复杂条件下的深基坑支护工作予以重视,做好相应优化设计工作,促使深基坑工作的更好开展。
深基坑支护工程主要指的是其在地下结构施工中能够开展施工的安全环境,其可以通过有效的控制大基坑变形的方式达到促进工程安全性建设的需要,保证施工的正常有效开展。深基坑支护工程的开展为更好地进行地下工程建设提供了强大的支撑,构建了高质量的施工环境,并在实际应用中得到人们的认可和推广。深基坑支护具有自身的一些特征,主要包括:第一,其具有一定的风险性。从根本上来说,深基坑支护工程结构的构建更多的属于一种临时性的结构加上,这就让其在结构施工上与永久性施工相比存在一定的差距,尤其对其安全性上还需要进行深入发展。容易存在一定的隐患。第二,对于深基坑支护工程来说,不同的区域表现出了自身的区域性特点,尤其在地下土层结构上存在很大差距,这对于深基坑支护工作的开展来说有着很大影响,加上不同地域的土质不同,水分含量不同,承压不同,都会给支护工程的开展造成影响。因此,在进行深基坑支护工程开展过程中,必须考虑到地域性特点,依照不同的情况进行不同方案的选择,依照不同的当地情况进行深基坑工程的开展。第三,深基坑工程的开展受到外界影响到因素较大,这主要是因为深基坑工程的开展所需要面临的地形较为复杂,其上属附加的商业建设、地上建设较为多样,这就会对深基坑工程提出不同的要求和标准,深基坑支护工程的开展也就受到诸多因素的限制。第四,其需要较强的时间限制。因为土壤的蠕变性较为强烈,加上时间的推进,土壤蠕变变形的情况就更加明显,在进行深基坑支护工程开展过程中必须对此问题予以考虑,防止土壤变化引起的深基坑工程影响。第五,具有极强的系统性。深基坑支护工程的开展绝非单独体系的构建,其还涉及到诸多工程的设计和建设,其处于一个体系系统之内,其建设是否具有合理性、科学性,影响着后期其他土木工程的开展,因此,其在建设工程中必需要有周详的考虑。
拟建设某地下商业,其长度为1067米,宽度范围在23-29米,开挖的周长能够达到2432米。地下商业城两边主要为商铺建设,中间人行道设计为8-10米,顶板上覆土1.5米,总建设面积达到40000平方米。基坑开挖深度可以达到地下8米,其重要性等级为一级。此工程建设涉及到的环境较为复杂,不仅包括密集的人流,而且包括各商业点建设,车流量较大,且其地下建设的管线错综复杂,周围辐射建筑达到了300栋左右,且很多建筑年代久远,结构性并不稳固。
通过对地质的勘察,可以发现对于场地土体的分布可以分成七层,依次为杂填土、淤泥质粉质黏土、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂、圆砾。选基坑支护方案的必选关系到其后续工程建设的造价支出,关系到其整体工程的施工进度,关系到其周边环境的安全性,以及整体的交通情况,可见其支护方案选择的重要性。一般来说,其基坑支护的方案主要考虑明挖顺做法和盖挖逆作法两种。明挖顺做法具有较为纯熟的施工工艺,其支护结构体系与主体结构相对独立,对于主体设计进度的开展制约性较小。盖挖逆作法则需要与主体进行相互合计开展相应的施工建设,能够节省大量的临时支撑设置,基坑发生变形的几率较小,对周边环境造成的影响较小。结合本工程建设作业难度较大,工期较长的情况,本工程选择的是明挖顺做法施工工艺。在进行支护结构选择的时候则选定的为钻孔灌注桩(地连墙)+预应力锚杆支护体系、钻孔灌注桩(地连墙)+支撑体系、SMW工法+支撑体系等。
在长条形基坑区间,通过钻孔灌注桩的方式,加一道双拼钢管对撑支护。支护所采用的钻孔灌注桩其桩径d=900mm,桩中心距s=1400mm。所采用的混凝土强度为C30,钢管2Φ450×14,对称距离为8.0-12.0m。为了使支护桩更好地发挥作用,保持其整体刚度,其顶设置钢筋混凝土冠梁,其尺寸为1200×600mm。为了保证基坑局部的宽度,其边桁架ZC1尺寸为500mm×600mm,ZC2尺寸为450mm×500mm。所使用的混凝土强度依然为C30。并且为了更好地保持开挖空间,允许在开挖4m之后安装相应的对撑钢管,从而能够使开挖的进度得以提升。
本工程的一部分为沉式地下广场,为了更好地进行地下广场设计,通过双排桩支护和圆拱形支护进行建设。此种支护工程的建设排除了内支撑应用,为开挖的构建提供了强大的空间,为运输的进行和开展提供便利。双排桩门式刚架支护结构的建设主要是为了能够进行受力的集中,其能够将支撑力集中到圆弧拱顶以及转角处。其支护主要选用的是双排直径为900mm的钻孔灌注桩,其柱间距保持在1.4m,排距保持在3m,桩顶位于地表2.1m。通过冠梁、横梁的加固应用达到很好的支撑效果。横梁的横截面尺寸为1000mm×800mm,冠梁的截面尺寸为1100mm×800mm,所用混凝土强度依然为C30。为了更好地起到支护作用,其双排桩之间还进行了高压旋喷桩施打。通过高压旋喷桩的应用,可以让钻孔灌注桩与之形成很好的联合作用,达到很好的防水挡土作用。其次,通过高压旋喷桩的应用,能够对若土层起到很好地支撑作用,可以提高土体的整体抗力水平。
因为本工程涉及到半圆形形状设计,因此在进行支护选用的时候便采用了圆拱形支护,其在钻孔灌注桩选择的时候其直径选用了900mm,桩间距保持在1.4m,桩顶位于地表下2.1m,对拱脚部位采用了双排桩进行强化加固。桩顶设置了环梁加固支护体系,提升其整体的刚度和结构刚度。环梁的横截面保持在1200mm×600mm面积内,混凝土选用的强度依然为C30。
随着我国经济建设发展的需要,科学技术的发展,“地上空间”的开发已经日渐无法满足人们的需要,地下市政建设的规模空前加大,对地下空间的拓展也成为当前市政建设工作非常重要的发展趋势。地下工程系统的构建为人们的出行提供极大的便利,而对其进行建设离不开深基坑的开挖,加上其附近商业体系的建设,让深基坑支护工作成为非常重要的工程建设之一。基坑围护设计大多应用围护墙固深度、增加坑内地基加固等方式进行设施的防护,但是因为其所涉及到的环境较为复杂,所需要考虑的方案和安全等元素也更加繁复,这就需要对复杂条件下的深基坑支护工作予以重视,做好相应优化设计工作,促使深基坑工作的更好开展。
深基坑支护工程主要指的是其在地下结构施工中能够开展施工的安全环境,其可以通过有效的控制大基坑变形的方式达到促进工程安全性建设的需要,保证施工的正常有效开展。深基坑支护工程的开展为更好地进行地下工程建设提供了强大的支撑,构建了高质量的施工环境,并在实际应用中得到人们的认可和推广。深基坑支护具有自身的一些特征,主要包括:第一,其具有一定的风险性。从根本上来说,深基坑支护工程结构的构建更多的属于一种临时性的结构加上,这就让其在结构施工上与永久性施工相比存在一定的差距,尤其对其安全性上还需要进行深入发展。容易存在一定的隐患。第二,对于深基坑支护工程来说,不同的区域表现出了自身的区域性特点,尤其在地下土层结构上存在很大差距,这对于深基坑支护工作的开展来说有着很大影响,加上不同地域的土质不同,水分含量不同,承压不同,都会给支护工程的开展造成影响。因此,在进行深基坑支护工程开展过程中,必须考虑到地域性特点,依照不同的情况进行不同方案的选择,依照不同的当地情况进行深基坑工程的开展。第三,深基坑工程的开展受到外界影响到因素较大,这主要是因为深基坑工程的开展所需要面临的地形较为复杂,其上属附加的商业建设、地上建设较为多样,这就会对深基坑工程提出不同的要求和标准,深基坑支护工程的开展也就受到诸多因素的限制。第四,其需要较强的时间限制。因为土壤的蠕变性较为强烈,加上时间的推进,土壤蠕变变形的情况就更加明显,在进行深基坑支护工程开展过程中必须对此问题予以考虑,防止土壤变化引起的深基坑工程影响。第五,具有极强的系统性。深基坑支护工程的开展绝非单独体系的构建,其还涉及到诸多工程的设计和建设,其处于一个体系系统之内,其建设是否具有合理性、科学性,影响着后期其他土木工程的开展,因此,其在建设工程中必需要有周详的考虑。
拟建设某地下商业,其长度为1067米,宽度范围在23-29米,开挖的周长能够达到2432米。地下商业城两边主要为商铺建设,中间人行道设计为8-10米,顶板上覆土1.5米,总建设面积达到40000平方米。基坑开挖深度可以达到地下8米,其重要性等级为一级。此工程建设涉及到的环境较为复杂,不仅包括密集的人流,而且包括各商业点建设,车流量较大,且其地下建设的管线错综复杂,周围辐射建筑达到了300栋左右,且很多建筑年代久远,结构性并不稳固。
通过对地质的勘察,可以发现对于场地土体的分布可以分成七层,依次为杂填土、淤泥质粉质黏土、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂、圆砾。选基坑支护方案的必选关系到其后续工程建设的造价支出,关系到其整体工程的施工进度,关系到其周边环境的安全性,以及整体的交通情况,可见其支护方案选择的重要性。一般来说,其基坑支护的方案主要考虑明挖顺做法和盖挖逆作法两种。明挖顺做法具有较为纯熟的施工工艺,其支护结构体系与主体结构相对独立,对于主体设计进度的开展制约性较小。盖挖逆作法则需要与主体进行相互合计开展相应的施工建设,能够节省大量的临时支撑设置,基坑发生变形的几率较小,对周边环境造成的影响较小。结合本工程建设作业难度较大,工期较长的情况,本工程选择的是明挖顺做法施工工艺。在进行支护结构选择的时候则选定的为钻孔灌注桩(地连墙)+预应力锚杆支护体系、钻孔灌注桩(地连墙)+支撑体系、SMW工法+支撑体系等。
在长条形基坑区间,通过钻孔灌注桩的方式,加一道双拼钢管对撑支护。支护所采用的钻孔灌注桩其桩径d=900mm,桩中心距s=1400mm。所采用的混凝土强度为C30,钢管2Φ450×14,对称距离为8.0-12.0m。为了使支护桩更好地发挥作用,保持其整体刚度,其顶设置钢筋混凝土冠梁,其尺寸为1200×600mm。为了保证基坑局部的宽度,其边桁架ZC1尺寸为500mm×600mm,ZC2尺寸为450mm×500mm。所使用的混凝土强度依然为C30。并且为了更好地保持开挖空间,允许在开挖4m之后安装相应的对撑钢管,从而能够使开挖的进度得以提升。
本工程的一部分为沉式地下广场,为了更好地进行地下广场设计,通过双排桩支护和圆拱形支护进行建设。此种支护工程的建设排除了内支撑应用,为开挖的构建提供了强大的空间,为运输的进行和开展提供便利。双排桩门式刚架支护结构的建设主要是为了能够进行受力的集中,其能够将支撑力集中到圆弧拱顶以及转角处。其支护主要选用的是双排直径为900mm的钻孔灌注桩,其柱间距保持在1.4m,排距保持在3m,桩顶位于地表2.1m。通过冠梁、横梁的加固应用达到很好的支撑效果。横梁的横截面尺寸为1000mm×800mm,冠梁的截面尺寸为1100mm×800mm,所用混凝土强度依然为C30。为了更好地起到支护作用,其双排桩之间还进行了高压旋喷桩施打。通过高压旋喷桩的应用,可以让钻孔灌注桩与之形成很好的联合作用,达到很好的防水挡土作用。其次,通过高压旋喷桩的应用,能够对若土层起到很好地支撑作用,可以提高土体的整体抗力水平。
因为本工程涉及到半圆形形状设计,因此在进行支护选用的时候便采用了圆拱形支护,其在钻孔灌注桩选择的时候其直径选用了900mm,桩间距保持在1.4m,桩顶位于地表下2.1m,对拱脚部位采用了双排桩进行强化加固。桩顶设置了环梁加固支护体系,提升其整体的刚度和结构刚度。环梁的横截面保持在1200mm×600mm面积内,混凝土选用的强度依然为C30。
本工程的建设分成两个阶段进行,第一个阶段支护桩与止水帷幕的施工,此阶段的施工可以完成工程量的四分之一。第二阶段为分区分段施工,依照支护桩施工、止水帷幕施工、降水井施工、土方开挖、钢管对撑施工、降水系统启动、主体结构施工、基坑回填、降水井逐渐关闭的步骤全面完成了主体工程的施工。通过整体的施工过程来看,本工程深基坑支护工作的开展完成的非常好,既没有对周围的建筑物以及道路造成潜在的危害,也对整个施工过程起到了重要的防护作用,为开挖工作的开展提供了强大的动力支持。通过此次开挖也证明,复杂环境下所进行的深基坑支护工作的开展需要综合考虑多方面的因素,诸如地层岩性、周边环境、基坑形状、施工因素等等都需要考虑在内,并做好基坑结构支护方案的确定,从而保证深基坑施工的安全性,以及工程进度的可控。
滨州分公司