對高層建筑深基坑施工中的問題的論述

1、對高層建筑深基坑施工中的問題的論述    摘要：本文主要的闡述了對目前高層建筑深基坑設(shè)計(jì)與支護(hù)中存在的問題，并對其提出了相應(yīng)的解決對策。 關(guān)鍵詞：深基坑；問題對策 1.深基坑工程施工的特點(diǎn) 1.1 基坑深度不斷增加為了使用方便、節(jié)約土地，為了符合城市管理規(guī)定及人防需要等，建筑不斷向地下發(fā)展。 過去建 l-2 層地下室，在大城市也不普遍，中等城市則更為少見。 現(xiàn)在大城市、沿海地區(qū)尤其是特區(qū)，地下 34 層已經(jīng)很平常， 5-6 層也很多見。因此，基坑開挖深度多在 10m-16m 之間，深度在 20m 左右的也很多。 1.2 建筑工程地質(zhì)條件越來越差，基坑周圍

2、環(huán)境復(fù)雜 在某些沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，建筑工程所處的地質(zhì)條件差的問題較為突出。 城市中，高層和超高層建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并緊靠重要市政公路。而一般情況下，這些地方的原有建筑結(jié)構(gòu)陳舊，地上與地下管線密布。 因此，基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩(wěn)定，也要保證周圍的建筑物和構(gòu)筑物不受破壞。 1.3 基坑支護(hù)方法多 現(xiàn)在，深基坑支護(hù)的方法越來越多，如混凝土灌注樁、人工挖孔樁、預(yù)制樁、深層攪拌樁、鋼板樁、地下連續(xù)墻、錨釘墻等，還有各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯(lián)合支護(hù)。 1.4 基坑支護(hù)工程的事故隱患較大 深基坑支護(hù)工程技術(shù)較復(fù)雜，而且當(dāng)基坑支護(hù)失效時，會造成鄰近房屋、地下管線及道路的開裂，引發(fā)

3、工程糾紛，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失及人員的傷亡。 因此，在具體的工程實(shí)踐中，科學(xué)設(shè)計(jì)和處理深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，并采用安全合理的支護(hù)技術(shù)措施保證深基坑施工至關(guān)重要。 2.水對基坑開挖與支護(hù)的影響 在飽和軟土或地下水位較高的基坑工程中，開挖深基坑時，應(yīng)特別重視防止水滲透引起基坑過坡坍塌。 傳統(tǒng)的降排水方法有：明溝排水法、一級輕型井點(diǎn)降水法、二級或多級輕型井點(diǎn)降水法、噴射井點(diǎn)降水法、電滲井點(diǎn)降水法、大井管降水法等。采用何種方法排水應(yīng)視現(xiàn)場的情況而定，如對飽和軟粘土施工，由于滲透系數(shù)小，排水速度慢，僅采用單排水技術(shù)往往不經(jīng)濟(jì)，可采用復(fù)合排水技術(shù)。 如以井點(diǎn)排水為主，再輔以電滲排水。 基坑內(nèi)有

4、水，在施工期間必須排除。 排水與降水總會使周圍土層產(chǎn)生沉降，沉降過大會影響鄰近建筑物的使用。 最為理想的方法是使基坑內(nèi)的水既降低又排走，而基坑外側(cè)的地下水位卻又維持原狀，這就是所用的止水帷幕法。 如將擋土護(hù)坡樁的間距稍大于樁徑，1000 的灌注樁間距可選為 1200，相鄰兩樁的外側(cè)（坑內(nèi)為內(nèi)側(cè)）筑一根 400 的混凝土止水樁，為預(yù)防兩樁間連接不密實(shí)，可在大小樁連線上進(jìn)行高壓灌漿。 另一種方法是回灌井點(diǎn)技術(shù)，在井點(diǎn)降水時，降水井點(diǎn)與原存在建筑物之間打回灌井和做回灌溝，在降水和排水的同時，將水注入回灌溝而流進(jìn)回灌井中，使靠近建筑物一側(cè)的地下水位得以減小，從而有效控制地面沉降。 當(dāng)?shù)叵滤臐B流自下而

5、上時，產(chǎn)生向上的浮力，其作用與土粒的自重作用是相反的。當(dāng)遇見砂土?xí)r，若上浮力大于土粒自重則會使土粒懸浮起來，隨著動力壓力增大，水夾雜砂粒涌出坑底產(chǎn)生管涌現(xiàn)象。承壓水層或坑底土層存在粉、細(xì)砂層或粘性很低的砂質(zhì)粉土?xí)r，一旦引起動力壓力，就十分容易產(chǎn)生管涌現(xiàn)象，施工中應(yīng)充分考慮其對深基坑開挖的影響。 3.常見深基坑問題及對策 3.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算問題及對策 目前，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算仍基于極限平衡理論，但支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力并不那么簡單。 工程實(shí)踐證明，有的支護(hù)結(jié)構(gòu)按極限平衡理論計(jì)算的安全系數(shù)，從理論上講是絕對安全的，但卻發(fā)生破壞；有的支護(hù)結(jié)構(gòu)卻恰恰相反，即安全系數(shù)雖然比較小，甚至達(dá)不到規(guī)范的

6、要求，但在實(shí)際工程中卻獲得成功。 極限平衡理論是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種靜態(tài)設(shè)計(jì)， 而實(shí)際上開挖后的土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài)，也是一個松弛過程，隨著時間的增長，土體強(qiáng)度逐漸下降，并產(chǎn)生一定的變形。 這說明在設(shè)計(jì)中必須給予充分的考慮，但在目前的設(shè)計(jì)計(jì)算中卻常被忽視。 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要考慮由于超孔隙水壓力對土體的影響，對土的各項(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)取值要慎重，為了使取值更加可靠，最好在工程樁結(jié)束后，對土體做原位測試，以取得第一手資料，積累經(jīng)驗(yàn)，提高工程的設(shè)計(jì)與施工水平，預(yù)防和避免事故的發(fā)生。 3.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)問題及對策 深基坑開挖中大量的實(shí)測資料表明：基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。

7、 深基坑邊坡失穩(wěn)常常在長邊的居中位置發(fā)生，這說明深基坑開挖是一個空間問題。目前，支護(hù)結(jié)構(gòu)中支撐的形式很多，但主要有兩類：內(nèi)撐式和拉錨式。 對于拉錨式，每根錨桿單獨(dú)作用，靠土體的錨固作用形成水平承載力，錨桿之間僅靠腰梁聯(lián)系，維持圍護(hù)樁墻的平衡。對于內(nèi)撐式，通常采用井字梁加立柱，這樣，排樁墻、支撐梁和立柱就形成一個空間框架結(jié)構(gòu)。尤其當(dāng)有兩道以上的水平支撐時，空間效應(yīng)就更加明顯，這時，水平支撐梁就不僅起單根支撐作用，而是以整體結(jié)構(gòu)的形式起支撐作用。 然而，目前在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，完全沒有考慮內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)的這一空間效應(yīng)，將內(nèi)撐式和拉錨式同等看待，即僅僅提供一個水平支撐力，是不合理的。傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)

8、構(gòu)的設(shè)計(jì)是按平面應(yīng)變問題處理的。 對一些細(xì)長條基坑來講，這種平面應(yīng)變假設(shè)比較符合實(shí)際，而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以，在未能進(jìn)行空間問題處理前而需按應(yīng)變假設(shè)設(shè)計(jì)時，支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要適當(dāng)調(diào)整，以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。 在支護(hù)結(jié)構(gòu)中，支撐的形式及位置對結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力有顯著的影響。選擇合理的支撐形式及位置，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少位移及降低造價有很大的作用。 一般的支護(hù)結(jié)構(gòu)中，圍護(hù)樁墻的頂部都設(shè)有壓頂圈梁，壓頂圈梁不但將各單樁聯(lián)系起來，增強(qiáng)樁間的整體性，而且作為施工人員的通道，為施工提供方便。 3.3 支護(hù)墻的滲水與漏水問題與對策 土方開挖后支護(hù)墻出現(xiàn)滲水或漏水，對基坑施工帶來不便

9、，如滲漏嚴(yán)重時則往往會造成土顆粒流失，引起支護(hù)墻背地面沉陷甚至支護(hù)結(jié)構(gòu)坍塌。 例如某銀行，基坑開挖深度為-7.4m，支護(hù)樁為鉆孔灌注樁8001000，樁長 13m，其后設(shè)直徑 0.3m 的旋噴樁作止水帳幕，地下水位在地表下 1m 處。 由于鉆孔樁和止水樁質(zhì)量差，未形成止水帳幕，基坑開挖后， 樁間出現(xiàn)大量涌泥和流砂， 支護(hù)樁向基坑內(nèi)側(cè)傾斜達(dá)200mm 以上，樁后形成的地面裂縫達(dá) 50100mm，邊坡滑移，嚴(yán)重開裂破壞，被迫停止拆除。 3.4 斷樁及漏樁問題及處理對策 對于施工過程中未知的斷樁或漏樁，開挖發(fā)現(xiàn)后應(yīng)先進(jìn)行止水處理，再用混凝土補(bǔ)澆填實(shí)，如止水有困難，也可采用“引流一修補(bǔ)”的方法，先在斷樁處設(shè)一引流管，再將斷樁修補(bǔ)，混凝土修補(bǔ)時可將引流管埋入其中，但引流管兩端不可封死，應(yīng)保證引流暢通，防止壓力水對引流管邊修補(bǔ)的