浅谈建筑工程深基坑支护的设计与施工论文_戴翔宇

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【摘 要】在建筑工程施工的过程中,深基坑支护的设计与施工是一项要求非常高的技术,其涉及到很多复杂的操作,且实施这一项技术必须经过大量的实践和检验以及修正,才能使其具有较高的安全性。因此本文对建筑工程深基坑支护的设计与施工进行了深入的分析和研究,并详细分析了其设计与施工的要点,仅供参考。

【关键词】建筑工程;深基坑支护;设计与施工;技术要点

一、建筑工程深基坑支护的设计

(一)设计原理

1、弹性抗力。在建筑工程深基坑支护的设计中,针对挡墙内侧所承受的土压力其常规的计算方法所提出的改进方法则是弹性抗力计算法。由于挡墙在进行位移时,必须对其进行一定程度的控制,这样才能促使挡墙的内侧能在某一阶段完全处于主动的状态,即挡墙的内侧能够处于弹性抗力这一状态。因此在设计的过程中,就需要引进载荷桩的概念,即能够承受水平方向上的横向抗力,这样才能使挡墙外侧所承受的土压力转变成其自身的水平载荷,并运用弹性地基的计算方法就能够计算出挡墙所发生的位移及其内部的抗力。而土压力对挡墙所产生的水平支撑则用相应的系数来进行表示。深基坑的平面布置如图1所示。

2、弹性地基。这一原理主要使用的是梁M计算法,它不仅结合了深基坑支护的结构中所具备的平衡因素,同时也结合了其与土之间的变形和调整,因此这一理论得出的参数非常的单一。但是在对其参数的取值已经具备了较为充足的经验,并且还能综合考虑深基坑施工中的各种影响因素。然后根据支护结构所产生的位移就能够对施工所造成的周围环境的变化进行估算,而实际的过程中还能够通过杆系中有限元的计算方法来进行计算。

3、水土合算。这一原理主要指的是在计算土压力的过程中,其所使用的饱和重度为地下水位再往下的土体的饱和重度,而水压力则不需要额外在进行叠加的计算。这一计算原理主要适用于粘性的土体,且其土层情况必须是具有较低的渗透性。因此在实际情况中,必须根据建筑工程所处的土体情况以及以往的建筑施工的经验来加以指导和实施。深基坑支护结构的平面布置图2所示。

(二)设计内容

在建筑工程深基坑支护的设计过程中,首先是设计其支撑形式,目前支撑支护结构的形式主要有两种,一是内撑式,二是拉锚式。具体的设计内容就包含了很多方面,大致为设计支护桩、设计锚杆、设计冠梁、设计支撑的立柱和杆件等。其中在设计支护桩时,必须根据建筑工程的具体实际严格计算,然后再进行确定,这样才能保证其在建筑工程的后期施工中能够给予更大的便利。计算支护桩主要包括以下两个方面:

1、计算抗力与荷载。在深基坑的支护结构中,支护桩上所承受的荷载主要是水平荷载,在计算其标准值时主要是根据以往的经验值来进行计算和确定,如果没有经验值就按照以下的计算公式进行计算:

eajk=σajkKai-2cik √Kai

其中,σajk是指深度为Zj时,其竖向上的应力值;Kai是指第i层土体所产生的土压力的标准系数;cik 是指经过三轴试验后,第i层土体的粘聚力值。标准水平载荷值的计算如图3所示。

2、计算竖向应力值。竖向应力值的计算公式如下:

σajk=σyk+σok+σlk

其中,σyk是指深度为Zj时,其自身所受到的竖向应力;σok是指深基坑外侧的任意竖向应力值,其可以按照相应的公式进行计算,即σok=qo。σlk是指当深基坑的深度处于OD这一范围时,其附加的应力值,其可以按照相应的公式进行计算,即σlk=ql(b0/(b0+2b1))。均布荷载时与局部荷载时的计算如图4、图5所示。

二、建筑工程深基坑支护的施工

在建筑工程深基坑支护的设计完成以后,就可以进入施工环节了。在深基坑支护的施工过程中,其施工的要点主要包括选择支护结构、确定支护流程以及控制其周围的土体阻水效果等三个方面。首先,在选择支护结构时,需要对已有的施工组织单位以及具体施工所需要的支护桩进行要严格的检查和考量,如果深基坑的深度较大,且支护桩数量允许时,就可以设置两排基础桩。这样一来不仅能够增强各支护桩之间的协同性,还能够有效的促进深基坑周围基础桩的均匀受力。同时还能够极大的降低支护桩体的配筋使用量。深基坑施工的大致工况如下表所示。

在选择支护结构的过程中,还需要从而多个方面进行对比和分析,以期获得最佳的支护方式。其次就是确定支护的流程。一般情况下,确定合理的支护流程对于提高建筑工程深基坑支护的效果具有非常大的影响。科学合理的支护流程主要有六个方面,一是前期准备工作,二是支护桩的确定和施工,三是连系梁的确定和施工,四是开挖土方,五是锚杆的确定和施工,六是开挖再土方。最后是控制深基坑周围的土体阻水。这主要是针对地下水位较高的部位所采取的止水措施,以及对其进行的降水与排水处理等。如果不进行止水控制,就会给整个建筑工程的施工过程造成严重的影响。由于地下水的形成以及来源都非常的复杂,因此在具体施工时,要综合考虑到止水、降水以及排水等方面的内容。另外还需要对建筑工程深基坑所处的环境作细致的考察,并对其所处土体的地下水的来源以及形成的原因进行深入的研究和分析,这样才能有效的保障建筑工程深基坑支护具有较高的支护水平和质量。

结语

建筑工程深基坑支护的设计与施工是多学科相互交融的复杂系统工程,其设计要结合项目特点因地制宜的进行优化与设计分析,其施工也要严格按照施工图纸、组织流程及施工工艺进行科学的施工,深基坑支护一直以来都是建筑施工的重点和难点,所以相关的工程人员要结合项目的实际,进一步优化设计方案及施工组织。

参考文献:

[1]谭永虎. 建筑工程深基坑支护施工技术要点分析[J]. 四川水泥,2015,10:274.

[2]杨珏瑾. 关于工程深基坑支护设计与施工探讨[J]. 科技创新与应用,2012,05:166.

论文作者:戴翔宇

论文发表刊物:《低碳地产》2016年12期

论文发表时间:2016/10/26

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