民用建筑中深基坑結(jié)構(gòu)影響因素及控制措施(5頁(yè)).doc
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2022-07-11
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1、民用建筑中深基坑結(jié)構(gòu)影響因素及控制措施摘 要 針對(duì)高層民用建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的深基坑工程是巖土工程中發(fā)展最為活躍的課題之一,也是近年來(lái)成為影響高層民用建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的主要因素。本文主要針對(duì)高層住宅深基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些主要問(wèn)題進(jìn)行了分析和探索,從而提出相應(yīng)的控制措施。關(guān)鍵詞 民用建筑 深基坑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 失效問(wèn)題 土壓力一、深基坑工程失效問(wèn)題從目前的統(tǒng)計(jì)看,整體失穩(wěn)、坑底隆起、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆失穩(wěn)、滑移失穩(wěn)、底部地基承載力失穩(wěn)以及“踢腳”失穩(wěn)、止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞和支、錨體系失穩(wěn)破壞是較常見(jiàn)的深基坑工程失效問(wèn)題。整體失穩(wěn)是指在土體中形成了滑動(dòng)面,圍護(hù)結(jié)構(gòu)連同基坑外側(cè)及坑2、底的土體一起喪失穩(wěn)定性,一般的失穩(wěn)形態(tài)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的上部向坑外傾倒,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的底部向坑內(nèi)移動(dòng),坑底土體隆起,坑外地面下陷。一般來(lái)說(shuō),圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞是指:圍護(hù)體本身發(fā)生開(kāi)裂、折斷、剪斷或壓屈,從而導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)失去承載能力。根據(jù)工程實(shí)踐分析:一般產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性損壞的主體因素有:(1)施工方案選擇的錯(cuò)誤,比如,支撐體系不當(dāng)或圍護(hù)結(jié)構(gòu)不閉合;或者進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的荷載估計(jì)不足或結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度估計(jì)過(guò)高,導(dǎo)致出現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞2;(2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)處理不當(dāng),這樣會(huì)導(dǎo)致因局部失穩(wěn)而引起整體額破壞,后果非常嚴(yán)重;特別在鋼支撐額體系中,由于節(jié)點(diǎn)較多,加工與安裝質(zhì)量控制難度大。另外,針對(duì)支錨體系的失穩(wěn)破壞,通常3、也包括了兩種不同的破壞模式:第一中種是錨桿的破壞,通常表現(xiàn)為:錨桿的拔出、斷裂或者預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)松弛,土錨的破壞大多是局部的,群錨的破壞實(shí)際上是土體的失穩(wěn)而并非是錨桿的結(jié)構(gòu)性破壞;第二是支撐的失穩(wěn)可能?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)整體性的因素導(dǎo)致,其形態(tài)因體系不同而不同,支撐體系大多是超靜定的,局部的破壞會(huì)造成整體的失穩(wěn),尤其是鋼支撐體系,局部節(jié)點(diǎn)的失效概率比較大。二、深基坑工程的功能設(shè)計(jì)控制要求深基坑工程的功能要求:擋土功能、止水功能和作為地下結(jié)構(gòu)外墻的使用功能。放坡開(kāi)挖和支護(hù)開(kāi)挖雖是兩種可供選擇的開(kāi)挖方案,但放坡開(kāi)挖的適用范圍有限,因?yàn)樯罨拥姆牌路秶^(guò)大,城市不可能提供太大的放坡空間;深基坑放坡所增加的土方量也比4、較大;如在軟土地區(qū)更由于可能產(chǎn)生深層滑動(dòng)的制約,在深基坑中放坡開(kāi)挖的風(fēng)險(xiǎn)很大。因此深基坑工程大多采用支護(hù)開(kāi)挖的方案3。在地下水位比較高的地區(qū),為了使施工作業(yè)的空間比較干燥,必須采取坑內(nèi)排水或降低地下水位的措施。如在坑內(nèi)降低地下水位則造成了坑內(nèi)外的水位差 ,地下水在水頭壓力的作用下從坑外流向坑內(nèi),不僅不能保持坑內(nèi)的干燥,而且還會(huì)產(chǎn)生管涌、流砂等滲透變形,危及基坑的安全。通常在在軟土地區(qū),進(jìn)行深基坑工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)相對(duì)較高,特別是針對(duì)如地下連續(xù)墻的時(shí)候,甚至達(dá)數(shù)千萬(wàn)之巨,因此如果臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)僅用作地下室施工期,一旦施工完畢就喪失了其使用價(jià)值,因此對(duì)于民用建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的造價(jià)產(chǎn)生了一定的影響和浪費(fèi)5、。因此,為了連續(xù)的利用地下連續(xù)墻的使用價(jià)值,將圍護(hù)結(jié)構(gòu)同時(shí)作為滿足地下室外墻的設(shè)計(jì)要求,這種設(shè)想大大提升了其經(jīng)濟(jì)意義。三、深基坑工程的環(huán)境保護(hù)與處理相鄰關(guān)系的要求深基坑工程的環(huán)境保護(hù)與處理相鄰關(guān)系的要求主要包括三個(gè)層面:第一是對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移和坑底隆起對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響的控制;第二是要控制降低地下水位對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響;第三個(gè)是要控制好土錨對(duì)相鄰場(chǎng)地的影響。(一)圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移和坑底隆起對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響基坑開(kāi)挖對(duì)于土體而言是一種卸荷作用,它打破了土體本來(lái)的結(jié)構(gòu)平衡狀態(tài),從而產(chǎn)生各種形態(tài)的位移,或者在基坑內(nèi)部出現(xiàn)坑底的隆起,施工中盡管會(huì)對(duì)基坑進(jìn)行設(shè)置圍護(hù)體的支、錨結(jié)構(gòu),但圍護(hù)結(jié)構(gòu)連同周?chē)耐馏w仍然有不同程6、度的水平位移現(xiàn)象的發(fā)生。(二)控制土錨對(duì)相鄰場(chǎng)地的影響對(duì)坑內(nèi)的施工條件來(lái)說(shuō),采用土錨比內(nèi)支撐更為有利,可以減少對(duì)挖土和澆筑基礎(chǔ)的干擾。因此在地質(zhì)條件比較好的的地方,大量采用土錨;而在軟土地區(qū),由于軟土無(wú)法提供足夠的錨固力,很少采用土錨。但除了上述技術(shù)方面的考慮之外,采用土錨時(shí)還應(yīng)充分注意其對(duì)相鄰關(guān)系的影響,除非建筑場(chǎng)地十分空曠,土錨能完全設(shè)置在建筑紅線范圍以?xún)?nèi)。建筑紅線是法定的建筑界限,不僅限定地面建筑的范圍,而且也不容許地下的設(shè)施超出紅線范圍。在一般情況下,土錨的錨固段常常超出紅線,亦即已經(jīng)進(jìn)入相鄰場(chǎng)地的范圍,如果相鄰場(chǎng)地進(jìn)行地下的施工或設(shè)置樁體,土錨就成為其地下障礙物,因此可能產(chǎn)生相鄰的糾7、紛。四、結(jié)論對(duì)民用高層建筑結(jié)構(gòu)而言,深基坑結(jié)構(gòu)的控制和計(jì)算以及分析是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。隨著高層建筑進(jìn)一步的發(fā)展,滿足高層建筑的形式,材料,力學(xué)分析模型都將日趨復(fù)雜多元,為了革新高層建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì),不斷追求針對(duì)深基坑結(jié)構(gòu)形式、以及更加合理的力學(xué)模型以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本最優(yōu)化方案將是未來(lái)土木工程師們不懈的努力方向和追求。參考文獻(xiàn):1周玲.深基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力分布研究d.浙江工業(yè)大學(xué),2009.2張偉.控制深基坑工程安全的幾點(diǎn)心得j.中國(guó)西部科技,2010,09(23):44-46.3盧勤,何巡軍,張千貴等.城市建筑邊坡抗滑樁支護(hù)效果分析j.山西建筑,2010,36(23):138-139.
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