深基坑支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及展望

胡學(xué)山

(南京建工集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210000)

深基坑支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及展望

胡學(xué)山

(南京建工集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210000)

本文對(duì)我國(guó)的深基坑支護(hù)技術(shù)的分類(lèi)，和當(dāng)前深基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，以及對(duì)我國(guó)深基坑支護(hù)技術(shù)的缺點(diǎn)進(jìn)行了探討，并對(duì)國(guó)內(nèi)以后的深基坑支護(hù)技術(shù)做出了一系列的研究和預(yù)測(cè)。

深基坑支護(hù);存在問(wèn)題;發(fā)展展望

一、前言

由于人口的不斷增長(zhǎng)，加快了農(nóng)村城市化的速度以及工程建設(shè)的快速發(fā)展，提高了立體化城市的發(fā)展。地下車(chē)道、軍事設(shè)施、購(gòu)物中心、停車(chē)場(chǎng)、學(xué)校、油庫(kù)和娛樂(lè)場(chǎng)所等范圍廣泛的建筑形成了了一個(gè)巨大的地下空間，加強(qiáng)了深基坑工程在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。

二、深基坑支護(hù)在工程建設(shè)中的常見(jiàn)類(lèi)型

1、土釘支護(hù)。是以土釘作為主要受力構(gòu)件的邊坡支護(hù)技術(shù)。當(dāng)基坑深度一般在15m以下、地下水位很低，沒(méi)有放坡條件等情況下大多數(shù)采用此類(lèi)支護(hù)技術(shù)。

2、排樁支護(hù)。鋼筋混凝土挖孔樁和鋼筋混凝土鉆孔灌注樁作為擋土結(jié)構(gòu)，保持某種明確的樁間距和樁，以及樁和樁要采取非常緊密的排列。是用來(lái)保護(hù)挖基坑的穩(wěn)定和保證工作人員的生命安全的邊坡支護(hù)的一種形式。

3、深層攪拌支護(hù)。使用機(jī)械的手段把水泥和固化劑均勻的混合在一起，然后通過(guò)強(qiáng)制攪拌的方式把固化劑和軟土劑結(jié)合在一起，在此過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)硬化的現(xiàn)象來(lái)保證施工的安全性。

4、鋼板樁支護(hù)。是一種實(shí)踐使用中非常簡(jiǎn)單而且能遮雨擋土的深基坑支護(hù)，但是也有很大的缺點(diǎn)在外面條件的影響下很容易出現(xiàn)問(wèn)題。具體操作:在支護(hù)時(shí)，要先定位放線，用震動(dòng)打樁機(jī)確定第一個(gè)定位樁，然后和定位樁一正一反，一反一正地扣合，沿放線連續(xù)打入地下，形成對(duì)基坑壁的有效支護(hù)。

5、地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻剛度大，止水效果好，是支護(hù)結(jié)構(gòu)中最強(qiáng)的支護(hù)型式，適用于地質(zhì)條件差和復(fù)雜，基坑深度大，周邊環(huán)境要求較高的基坑，但是造價(jià)較高，施工要求專(zhuān)用設(shè)備。

三、深基坑支護(hù)技術(shù)的使用現(xiàn)狀

1、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法尚不成熟。目前在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的三種方法。其中，基于極限平衡理論的計(jì)算方法因其分析計(jì)算簡(jiǎn)便而被廣泛采用，但實(shí)際上，該方法存在很多假設(shè)條件且在計(jì)算時(shí)忽略了變形和時(shí)間效應(yīng)的影響，計(jì)算結(jié)果常常與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)，無(wú)法很好地指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。有限元法能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行模擬分析，從而彌補(bǔ)了極限平衡法的缺陷，但如何有效地確定有限元法計(jì)算結(jié)果的安全系數(shù)仍是一個(gè)需要解決的問(wèn)題，同時(shí)求解不易收斂、求解時(shí)間長(zhǎng)、計(jì)算軟件的復(fù)雜性也限制了有限元法在工程實(shí)踐中的普遍推廣。總體來(lái)說(shuō)，目前彈性地基梁的數(shù)值方法與經(jīng)典方法和有限元法相比，計(jì)算簡(jiǎn)便且結(jié)果更為理想。

2、深基坑工程中的時(shí)間和空間上的問(wèn)題。對(duì)于深基坑開(kāi)挖的空間問(wèn)題，資料顯示:在基礎(chǔ)工程中，基坑邊緣的支護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)進(jìn)行水平移動(dòng)，而且在基坑長(zhǎng)邊的中間經(jīng)常發(fā)生邊坡失穩(wěn)的問(wèn)題。但傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基于平面應(yīng)變假設(shè)來(lái)處理的，該假設(shè)應(yīng)用于細(xì)長(zhǎng)狀基坑的設(shè)計(jì)計(jì)算比較符合實(shí)際，而對(duì)近似于方形的深基坑則不然。空間效應(yīng)的存在使得在基坑工程中很難確定合理的定量計(jì)算公式，如對(duì)分步開(kāi)挖尺寸及開(kāi)挖時(shí)間的定量計(jì)算等，這些都有待于進(jìn)一步研究。另外，基坑開(kāi)挖后，其角落部位往往會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)前的工程實(shí)踐中還沒(méi)有成熟的定量計(jì)算公式來(lái)對(duì)此進(jìn)行計(jì)算。在軟土地區(qū)，淤泥、淤泥質(zhì)土等往往具有蠕變特性，這使得基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)隨著無(wú)支撐時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增大變形，這就是所謂的“時(shí)間效應(yīng)”。目前來(lái)講，還無(wú)法對(duì)基坑工程中的時(shí)間效應(yīng)進(jìn)行有效計(jì)算。

3、深基坑支護(hù)技術(shù)中土釘和錨桿的抗拔力達(dá)不到規(guī)范要求。在鉆孔施工前，需要認(rèn)真考慮和分析施工地的每一次土層特性和土質(zhì)狀況，如果對(duì)此過(guò)程不重視，會(huì)導(dǎo)致大量的雜質(zhì)流入鉆孔中，進(jìn)一步影響漿液的倒入，使得深基坑支護(hù)技術(shù)中土釘和錨桿的抗拔力達(dá)不到規(guī)范要求，無(wú)法使鉆孔施工成功。

四、深基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展展望

1、改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算還沒(méi)有一種精確的計(jì)算理論，國(guó)內(nèi)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)廣泛采用的依然是經(jīng)典的極限平衡法，但這種靜態(tài)設(shè)計(jì)方法得出的計(jì)算結(jié)果與工程實(shí)測(cè)受力結(jié)果差距較大，往往需要工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)其結(jié)果進(jìn)行修正，既不安全也不經(jīng)濟(jì)。

2、提高深基坑工程中基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的水平。深基坑工程的設(shè)計(jì)、施工復(fù)雜，不確定影響因素眾多，導(dǎo)致工程事故時(shí)有發(fā)生。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論以及施工技術(shù)水平不斷提高，對(duì)基坑支護(hù)技術(shù)也就提出了越來(lái)越高的要求:支護(hù)結(jié)構(gòu)既要保證地下結(jié)構(gòu)的安全施工以及基坑周邊環(huán)境的正常使用，還要盡可能地節(jié)省造價(jià)，以便取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前，國(guó)內(nèi)深基坑工程中廣泛存在著以下兩個(gè)問(wèn)題:一是由于設(shè)計(jì)方而的缺陷或施工方而的失誤造成深基坑工程事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失;二是由于支護(hù)結(jié)構(gòu)選型和設(shè)計(jì)過(guò)于保守，造成許多不必要的浪費(fèi)。由于中國(guó)的飛速發(fā)展，強(qiáng)調(diào)的了基坑支護(hù)技術(shù)的重要性，所以，對(duì)于提高深基坑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平是當(dāng)前提高深基坑支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵。

3、加強(qiáng)實(shí)踐操作。我國(guó)目前對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還沒(méi)有一套完善的系統(tǒng)試驗(yàn)方案雖然在支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)中積累了很多的經(jīng)驗(yàn)，但是由于缺少較為科學(xué)的數(shù)據(jù)分析，這些經(jīng)驗(yàn)就不能成為比較權(quán)威的指導(dǎo)材料來(lái)對(duì)以后的設(shè)計(jì)工作提供指導(dǎo)所以在以后的設(shè)計(jì)中，即使落實(shí)中出現(xiàn)了問(wèn)題，也不能做出合理科學(xué)的解釋和提出及時(shí)的解決對(duì)策因此對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的模擬實(shí)驗(yàn)是很有必要的，它能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、總結(jié)規(guī)律，減少施工中的安全事故。

五、結(jié)束語(yǔ)

從建國(guó)到現(xiàn)在，我國(guó)的深基坑技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)和世界同步，其工程種類(lèi)相對(duì)完全，逐漸形成了我們國(guó)家自己特有的深基坑支護(hù)技術(shù)，并且在很多方面已經(jīng)是國(guó)際先進(jìn)水平。另外，我國(guó)的深基坑支護(hù)技術(shù)從實(shí)踐出發(fā)，向復(fù)雜化和深度化發(fā)展，逐漸提高深基坑支護(hù)技術(shù)水平。

［1］吳煒:《基坑支護(hù)技術(shù)中安全問(wèn)題的分析和應(yīng)對(duì)》，《河南科技》，2014年04期

［2］袁明華:《小議建筑工程深基坑支護(hù)技術(shù)施工與應(yīng)用》，《經(jīng)營(yíng)管理者》，2013年11期

［3］黃鶴軒:《淺析房屋建筑深基坑支護(hù)技術(shù)及質(zhì)量控制》，《科技與企業(yè)》，2012年10期

［4］顧恒:《深基坑支護(hù)技術(shù)在地基施工中的應(yīng)用》，《價(jià)值工程》，2012年12期