深基坑分層開挖施工技術(shù)及要點(diǎn)

摘 要:基坑進(jìn)行土方開挖時(shí)，會(huì)引起鄰近土體發(fā)生地表沉降，使得建筑物的安全性能受到威脅。合理的土方開挖方案是保證深基坑施工過程順利進(jìn)行的重要條件。因此本文運(yùn)用ADINA軟件對(duì)基坑開挖過程中土地表沉降情況做了預(yù)測，從基坑土方施工的角度，對(duì)某高層建筑的施工過程予以協(xié)調(diào)，保證施工的正常安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞:基坑開挖 地表沉降 土方開挖 ADINA

中圖分類號(hào):TU753文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)01(b)-0089-01

基坑開挖時(shí)，對(duì)周圍土體產(chǎn)生一定的擾動(dòng)作用，使得土體發(fā)生垂直或豎直方向的變形，對(duì)高層建筑的地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性造成影響，使得建筑物的使用功能不能正常發(fā)揮。因此選擇合理的基坑開挖方式，做好土方開挖工作，是施工順利進(jìn)行，加快施工進(jìn)度的重要措施。本文結(jié)合某市高層住宅樓西向基坑開挖工程實(shí)例，根據(jù)工程實(shí)例中的地質(zhì)條件選擇了分層開挖方法進(jìn)行基坑開挖，并運(yùn)用有限元軟件ADINA對(duì)分層開挖方法下的地表沉降作以預(yù)測，進(jìn)一步總結(jié)了分層開挖施工方法的優(yōu)勢及其施工要點(diǎn)。

1 工程實(shí)例

某市擬建一座高層住宅樓，總占地面積3060m2的16層建筑。下層未設(shè)置地下室結(jié)構(gòu)，基坑開挖深度為20m。場地位于城市中心，車流人流較為密集，周邊環(huán)境較復(fù)雜，管線較多。根據(jù)相關(guān)部門提供的工程地質(zhì)條件，本文數(shù)值模擬的計(jì)算參數(shù)見表1。

2 土方施工安排及要點(diǎn)

在詳細(xì)分析了工程地質(zhì)條件、開挖深度，周邊環(huán)境之后，發(fā)現(xiàn)在深基坑土方施工中的難點(diǎn)主要集中在周邊環(huán)境較為復(fù)雜，管線較多上，無形中增加了土方開挖的難度。較為成熟的土方開挖方法有四種，如表2所示。

綜合對(duì)比各種開挖方法，考慮到工程中的周邊環(huán)境復(fù)雜，為保證基坑開挖的安全性，采用了從基坑的某一邊向另一邊平行開挖的分層開挖方式進(jìn)行[1]，將基坑開挖過程分為十段，每段開挖厚度為10m，第一層次用反鏟挖掘機(jī)開挖，第二層及以下土方[2]，采用預(yù)留臺(tái)階反鏟外運(yùn)的方式將土運(yùn)至地面[2]，在施工中營注意需待上一層次的內(nèi)支撐達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行第二層以下的土方開挖[3]。最后結(jié)合人工挖土的方式，控制基坑工程中的超挖。

3 分層挖土施工方法下的地表沉降預(yù)測

基坑的土方開挖過程，對(duì)周圍土體擾動(dòng)較大，需要對(duì)其地表沉降情況作以預(yù)測。根據(jù)工程地質(zhì)條件，將基坑的開挖過程分為10層，開挖的每一層采用ADINA中的單元生死功能進(jìn)行設(shè)定。基坑開挖的實(shí)質(zhì)是求得挖去土體對(duì)其下節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)力[4]。基坑第一層開挖時(shí)應(yīng)用各節(jié)點(diǎn)的自重應(yīng)力計(jì)算[4]，第二層及以后的基坑開挖采用公式(1)計(jì)算。

(1)

式中:—已挖去的單元數(shù);—單元變換矩陣;

—單元應(yīng)力矢量。

由圖1可以看出，當(dāng)基坑開挖完畢時(shí)，最大的土體沉降發(fā)生在周圍土體，大約有33mm左右。隨著基坑的逐層開挖，土體自重應(yīng)力逐漸減小，周圍土體的沉降量隨之減小;所以在采用分層開挖方法進(jìn)行土方施工時(shí)，需要及時(shí)的設(shè)置基坑內(nèi)支撐體系，以保證土體沉降變形在合理范圍之內(nèi)。

4 結(jié)語

在基坑開挖過程中，選擇合理的土方開挖方案是保證基坑工程順利進(jìn)行的有效措施。根據(jù)某市高層住宅樓的工程地質(zhì)條件，選擇了分層挖土方法作為土方施工方案，并簡要介紹了分層土方開挖方法下施工流程及施工要點(diǎn)，最后采用ADINA有限元分析的方法，預(yù)測了基坑在開挖完畢時(shí)的土體沉降情況。為類似高層建筑下深基坑土方施工提供一定的借鑒。

參考文獻(xiàn)

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