1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基坑支護設(shè)計中周邊變形分析與對策基坑支護設(shè)計中周邊變形分析與對策 【摘 要】：本文針對在當前的基坑工程中，由于周邊環(huán)境保護的要求越來越嚴格，基坑變形控制已成為重要的設(shè)計內(nèi)容。分析了產(chǎn)生基坑周邊變形問題造成工程事故或危害的原因，并針對問題提出了對策，以便滿足周邊環(huán)境保護的要求，并引起相關(guān)部門及人員的高度重視。 【關(guān)鍵詞】： 基坑支護； 變形；分析與對策 中圖分類號：TV551.4 文獻標識碼：A 文章編號： 0 引言 隨著城市用地的日益減少，人類不斷向空中索要更多的空間，同時地下空間開發(fā)利用也成為人類生存空間重要組成部分?；拥拈_挖和圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計成為一個具有挑戰(zhàn)性的巖

2、土工程熱門難題。基坑工程的迅猛涌現(xiàn)，給基坑圍結(jié)構(gòu)護設(shè)計工作帶來了極大的因難，也使基坑工程的設(shè)計與工程實際狀況存在較大偏差。其中基坑工程開挖必將關(guān)系到周邊變形問題，過大的變形將造成周邊建（構(gòu)）筑物破壞或引起工程事故，而變形的控制就至關(guān)重要了。 1 當前基坑工程周邊變形的主要原因分析 盡管基坑工程實踐不斷增多，在技術(shù)上也有了長足的進步，基坑圍護設(shè)計存在著兩種傾向：一方面由于設(shè)計安全度不足而造成基坑失穩(wěn)事故的比例較大，另一方面由于設(shè)計過于保守而又造成很大的浪費。大量的工程實例表明，對于設(shè)計安全度不足而造成基坑失穩(wěn)事故，究其原因可歸結(jié)為以下三個方面： 其一、變形控制未引起重視，計算仍以強度和穩(wěn)定性為主

3、 當前的設(shè)計方法是以極限平衡理論為依據(jù)。實際上大多沿用傳統(tǒng)擋土墻設(shè)計計算方法，它只能進行強度和穩(wěn)定性計算，無法提供基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計所必須的變形值。所以基坑設(shè)計計算均以強度和穩(wěn)定性為主，而并未研究解決在邊坡失穩(wěn)之前的變形過程。但在當前的基坑工程中，由于周邊環(huán)境保護的要求越來越嚴格，基坑變形控制已成為重要的設(shè)計內(nèi)容?；拥脑试S變形和水平、垂直位移的計算是一個較建筑自身允許沉降和沉降計算更為復雜的課題，又是基坑工程，尤其在軟土地區(qū)和工程地質(zhì)、水文地質(zhì)復雜地區(qū)無法回避的問題。基坑工程仍然必須滿足穩(wěn)定性和變形兩方面的要求，與基礎(chǔ)允許沉降有所不同在于基坑工程的允許變形往往主要取決于周邊環(huán)境的要求，按變形控

4、制已成為許多基坑工程設(shè)計的基本依據(jù)。可見，現(xiàn)行的設(shè)計方法并不能完全考慮基坑工程實際應考慮的問題，這樣設(shè)計結(jié)果與實際工程的工作狀態(tài)就必然產(chǎn)生差異。 其二、設(shè)計多以經(jīng)驗估算為主 由于基坑工程的復雜性、不確定性以及對圍護結(jié)構(gòu)所承受水土壓力認識的局限性，迄今為止對基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計還沒有一個成熟的理論和計算模式，未形成完整的、具有普遍指導意義的設(shè)計理論體系，使得基坑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算仍過多地取決于經(jīng)驗，隨意性較大；另一方面，由于土力學發(fā)展水平所限，有些實際問題土力學理論尚無法解決，在研究運用中不得不對土的性質(zhì)作了許多不符實際簡化或假定。例如，對基坑工程經(jīng)常遇到的軟土，其強度隨時間變化的流變性質(zhì)， 雖然已

5、有一些研究成果，但理論上尚不成熟，試驗方法尚不完善，應用于工程還剛剛開始，實際中還需要經(jīng)驗；對于非飽和土，應用非飽和理論進行土壓力計算還未開始，目前用的還是傳統(tǒng)的土力學理論，常規(guī)試驗方法測定的強度指標，計算結(jié)果自然與實際出入很大；再如某些飽和粉土的流動性、地下水的滲透破壞等等，有的問題至今對其認識還很不夠，有的問題很難計算。 在這種情況下，基坑工程設(shè)計依靠經(jīng)驗是必然的了，而且有時經(jīng)驗顯得十分的重要。應該說經(jīng)驗是長期工程實踐中積累的寶貴財富，基坑圍護設(shè)計和施工，應該充分借鑒現(xiàn)有的成功經(jīng)驗，融入自身的特點和要素才能有所創(chuàng)新。但經(jīng)驗總歸是經(jīng)驗，并不能等同于具有普遍指導意義的理論，況且基坑工程具有較強

6、的區(qū)域性，不同地區(qū)會遇到各種不同的、包含極其復雜的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、現(xiàn)有的理論和經(jīng)驗根本無法解決的問題。這樣基坑圍護設(shè)計只能借鑒已有的工程經(jīng)驗在實際中摸索，設(shè)計結(jié)果就難以把握了。 其三、基坑周邊變形主要因素 基坑工程實踐不斷增多，在技術(shù)上也有了長足的進步，但從工程實踐中進行分析，總結(jié)基坑周邊變形的主要因素有以下一些原因：支護樁樁身的變形因素；基坑坑底的隆起變形；支撐桿件的變形；樁縫（墻縫）間水土的流失；地下水位的下降；基坑邊重型車輛、設(shè)備，機械擾動頻繁行走導致主被動土壓力學指標下降；基坑周邊大量堆土引起土的二次固結(jié)；基坑坑底無支撐，暴露時間過長；多道內(nèi)撐體系設(shè)置不及時；受惡劣天氣影響等因

7、素。 2 問題的對策 傳統(tǒng)設(shè)計理論和方法存在諸多的缺陷使得越來越復雜的基坑工程問題無法妥善解決，新的、更有效的設(shè)計理論和方法尚未成熟，在不確定因素太多的基坑圍護體系設(shè)計中，結(jié)構(gòu)的安全度就難以把握，要使設(shè)計符合實際情況是太難了，至少在目前的技術(shù)發(fā)展水平上是太難了。工程設(shè)計者只有兩種選擇，一是設(shè)計得比較保守，以確保安全而造成浪費；二是要冒較大的風險，以節(jié)省投資而將帶來事故隱患。不論作何種選擇，應該說對工程的安全與經(jīng)濟都難兩全。如此情形下，工程設(shè)計人員的責任是在設(shè)計中采取合理的對策，盡可能地使設(shè)計貼近基坑工程的真實狀況。實際運用中可從下列兩方面考慮： 傳統(tǒng)設(shè)計方法的主要問題在于一個“靜”字，以開挖的

8、最終狀態(tài)為對象，進行定值的設(shè)計。然而基坑開挖工程與其它工程的最大不同之處又在于一個“動”字，在開挖過程中，包含某些土質(zhì)參數(shù)在內(nèi)的各種參量，諸如側(cè)土壓力、結(jié)構(gòu)內(nèi)力、土體應力及應變等等都在變化，且其變化規(guī)律目前還未被充分掌握，這就產(chǎn)生了設(shè)計結(jié)果與實際情況的差別。對此，比較有效的對策是根據(jù)施工過程的信息反饋不斷修正設(shè)計，以指導施工，這就是動態(tài)設(shè)計。 動態(tài)設(shè)計必須建立在嚴密的現(xiàn)場監(jiān)測基礎(chǔ)之上，通過對開挖全過程實施監(jiān)測，將信息及時反饋，以掌握圍護結(jié)構(gòu)和基坑內(nèi)外土體變形移動，隨時調(diào)整施工參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計，或采取相應措施，以確保施工安全，即所謂信息化施工。 動態(tài)設(shè)計基本思路是：在設(shè)計方案的優(yōu)化后，通過動態(tài)計算

9、模型，按施工過程對圍護結(jié)構(gòu)進行逐次分析，預測圍護結(jié)構(gòu)在施工過程中的性狀，例如位移、沉降、土壓力、孔隙水壓力、結(jié)構(gòu)內(nèi)力等，并在施工過程中采集相應的信息，經(jīng)處理后與預測結(jié)果比較，從而作出決策，修改原設(shè)計中不符合實際的部分。將所采集的信息作為已知量，通過反分析推求較符合實際的土質(zhì)參數(shù)，并利用所推求的較符合實際的土質(zhì)參數(shù)再次預測下一施工階段圍護結(jié)構(gòu)及土體的性狀，又采集下一施工階段的相應信息。如此反復循環(huán)，不斷采集信息，不斷修改設(shè)計并指導施工，將設(shè)計置于動態(tài)過程中。通過分析預測指導施工，通過施工信息反饋修改設(shè)計，使設(shè)計及施工逐漸逼近實際。 動態(tài)設(shè)計就是要使設(shè)計盡可能逼近實際情況，充分挖掘圍護結(jié)構(gòu)潛力，實

10、現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟和安全二者達到最佳狀態(tài)。 在基坑設(shè)計與施工中，對周邊變形控制可以從以下幾個技術(shù)方面考慮： 增加支護體系的截面，提高其剛度；主被動區(qū)土體的加固；增加支護樁的樁長、樁徑；切斷透水層防止地下水水位下降，必要時采用回灌控制地下水位；加強設(shè)置止水帷幕；嚴格控制基坑周邊的堆載；嚴禁重型車輛坑邊行走，必經(jīng)區(qū)域應采取加固措施；增加支撐桿件截面或采取預加載措施；及時設(shè)置各道支撐；化大為小分塊分區(qū)開挖；運用三維分析組合；結(jié)合施工組織方案進行；必要的預防預案；重視監(jiān)測工作；做好惡劣天氣的預防工作。 做好防范工作是至關(guān)重要的，優(yōu)化基坑圍護及降水方案，開挖過程中做好基坑及周邊建筑的變形監(jiān)測。如果危害已經(jīng)發(fā)生，應立即停止開挖，研究解決方案，再行施工，但要注意的是停工不能過久，應盡快確定方案繼續(xù)施工，因為基坑暴露期間變形也是不斷發(fā)展的。施工監(jiān)測的數(shù)據(jù)和成果是判別設(shè)計是否安全和經(jīng)濟的依據(jù)，這樣才能有效地確?；訃o的設(shè)計盡可能地逼近工程實際狀況，既避免造成浪費，又可減少甚至杜絕工程事故的發(fā)生。 3結(jié)束語 對于基坑這類具有相當復雜性和不確定性的工程，