□周 哲
(河南大學土木建筑學院 河南 開封 475004)
淺述我國深基坑工程及支護技術
□周 哲
(河南大學土木建筑學院 河南 開封 475004)
我國現在已經是建筑大國,隨著我國現代化的發展,越來越多的高層、超高層建筑物正在被建造出來,隨之而來的就是大量的深基坑工程的出現。深基坑工程及支護技術在我國雖然起步較晚,但現在已經處于全球領先地位。
深基坑;支護結構;現狀;發展前景
“深基坑”的這個專業名詞是在19世紀40年代,由歐洲和美國的這些先進國家的研究人員提出來的。在我國改革開放之前,建筑基坑大都采用放坡開挖的形式,這是因為基坑開挖的深度不深,開挖規模不太大。隨著我國的改革開放,城市現代化建設快速發展,使得建筑基坑的開挖深度越來越深,規模越來越大。這些建筑基坑周邊都有大量的建筑物,環境復雜,沒有足夠的空間來實現放坡支護,而且由于基坑很深,放坡等簡單方式已經不能滿足安全要求,所以必須采用支護結構來保證施工的順利進行。
基坑支護技術是來源實踐的,是在每一個基坑工程建設中不斷積累創新的。從理論上來說,基坑工程需要通過土力學中的穩定、變形以及地下水滲流等理論來對基坑的穩定性和力學計算進行驗算指導。同時基坑支護技術還涉及土體與建筑結構的相互作用、施工順序、施工周期等許多的問題,這些都會對支護結構的內力產生直接的影響。雖然大量的科研人員已經做出了大量的研究成果,但因為許多不確定因素,使得理論研究仍不能準確得出比較符合實際情況的結構。
在大量的工程實踐中我們已經積累創造了多種的支護結構,現在我們可以根據不同的地質條件、周邊環境、基坑規模和深度采用不同的支護結構。常見的支護結構有以下幾種:
(1)支擋式結構。它就是利用擋土結構和錨桿或是支撐組成的一種支護結構,這種結構形式包括:排樁-錨桿結構、懸臂式排樁、雙排樁、地下連續墻以及它們不同的相互組合。
(2)土釘墻及復合土釘墻。這種結構是現在最為簡單、經濟并且不需要大型施工設備的基坑支護形式。復合土釘墻就是使用土釘墻與水泥土樁、微型樁和預應力錨桿進行不同的組合。
(3)重力式水泥墻。這是一種不太主流的支護結構形式,適用于的條件是地基土質比較窄且深度不太大的軟土基坑。
(4)鉆孔咬合樁。這是一種相鄰A、B兩類樁相互重疊咬合形成密封性很好的即防水又擋土的樁墻,又稱為AB樁。這種樁在國內使用專業的套管鉆機進行施工,是一種先進的新技術、新工藝。
雖然現在深基坑支護結構的設計理論已經有了很大的發展,但是在實際施工中仍然存在許多不足的地方。主要表現為:(1)基坑邊坡修理不達標不完整;(2)基坑開挖施工與實際施工不一致;(3)基坑的土層開挖與邊坡支護不相配套;(4)基坑周邊堆載過大等。
隨著中國現代化的發展,大量的超高層建筑和龐大的地下活動空間將會大量的出現,這也就說將會有越來越多的深基坑工程的出現。在2016年我國建筑業總產值達到了19.3567萬億元,根據以往建筑業的經驗可以發現,基坑支護的費用占建筑費用的2%~3%,這其中深基坑的業務占基坑業務的20%以上,所以保守估計建筑業中深基坑業務總產值約為1 161億元,而未來,這一數值會越來越高。
隨著大量的深基坑工程的出現,我國深基坑工程也會有下面幾個方面的發展趨勢:
(1)基坑會越來越大,越來越深。但是因為復雜的周邊環境的影響, 深基坑工程建設的難度越來越大。所以,兩墻合一的逆作法應該會是未來發展的重點。但是逆作法會增加了成本和施工難度,這是以后要重點研究解決的問題。
(2)基坑的規模會越來越大,機械挖土以其高效省力的特點會逐步代替現在效率不高的人工挖土。
(3)改進降低基坑變形和減少基坑施工引起的環境效應的方法將會是未來研究的一個方向。目前是通過采用深層攪拌樁和對土體加固等方法來減少基坑變形,采用止水帷幕來減小基坑工程帶來的環境效應。
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1004-7026(2017)10-0112-01
TU753
A
10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.10.080
周哲(1995.1-),男,漢族,河南安陽人,河南大學土木建筑學院,2016級研究生,研究方向:巖土工程。