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發達地區基坑工程發展工程師論文發表

來源:職稱閣分類:建筑論文 時間:2019-09-06 17:30熱度:

  深圳地區地貌類型眾多、巖土類別廣泛、工程環境復雜、人類活動頻繁,決定了基坑支護型式的復雜和多樣性。深圳基坑工程經過近40年發展,走向了以變形控制為主的第5個階段。目前,基坑工程具有多、深、近、復雜、大等特點,支護型式以內支撐為主,樁錨、土釘墻等進一步減少;施工工藝上以咬合樁最為常見,地下連續墻逐漸增多,地下水控制要求越來越高。當前,深圳地區基坑工程應該在有限元分析支護計算的應用、土條基坑支護理論、填海區基坑支護等方面進一步做好深入研究和探索,以促進深圳地區基坑工程的發展完善和城市工程建設。

發達地區基坑工程發展工程師論文發表

  關鍵詞:基坑工程;土條基坑;咬合樁;階段

  深圳從一個小漁村,憑借著獨特的地理優勢,經過近40年的發展形成了一個國際化的大都市。深圳地區大規模的工程建設及較為開放的工程管理制度等原因,使深圳成為現今國內基坑數量最多、規模大,及各種技術應用最為全面成熟的城市之一。作為一巖土工作者,有必要對深圳地區基坑工程進行回顧和總結,積極探索基坑發展方向,以促進本地區基坑支護技術的進步。

  1工程地質條件

  深圳地質條件復雜,具有“地貌類型眾多、巖土類型多樣、地質構造復雜,水文條件復雜”的鮮明特點,給工程勘察帶來了許多地域性的問題。

  1.1地貌類型眾多深圳地區地貌類型眾多,規模大小不等,成因復雜,組成的物質各異。深圳地形呈東西寬,南北窄的狹長形,地勢總體是東北高,西南低,分為山地地貌、臺地地貌、海岸地貌,產生了5級地貌層次,由低而高依次出現平原、2級階地與3級臺地、低丘陵、高丘陵和低山等。

  1.2巖土類型多樣對基坑工程主要的不良工程地質:(1)花崗巖殘積土天然狀態下物理力學性質較好,承載能力較高,但在含水狀態下擾動極易銳減,產生流泥涌砂現象。(2)淤泥、淤泥質土及淤泥質砂等軟土。(3)深厚填土及填石。(4)巖溶。深圳的龍崗、坪地、坪山、葵涌的河谷平原下隱伏型巖溶發育,主要發育有溶洞、溶溝、溶槽、溶隙等。

  1.3內構造以斷裂構造為主深圳市內構造復雜,以斷裂構造為主。北東向的五華—深圳斷裂帶斜貫全市,是市內主導構造。褶皺構造多與斷裂相伴產出,因受到多次斷裂作用及巖漿侵入的破壞,多數不完整。構造活動性微弱,但錯綜復雜的斷裂擠壓作用,使斷層附近的巖石破碎,呈碎塊狀、碎裂狀、糜棱狀和泥狀,造成周邊巖石裂隙發育,巖石的強度和承載力降低,完整性差,對地鐵和其他地下空間的開發增加了難度。

  1.4深圳地下水豐富地下水埋深一般為2.0~3.0m,水量總體豐富,地層滲透性強。地下水的賦存特征與地層巖石的分布、地質構造的格局、地形地貌特點等密切相關,特別是受深圳市地形地貌及水系分布控制的特征尤為明顯??傮w上講,地下水位埋深淺,含水層厚,水量豐沛,巖土工程施工難度大。

  2基坑工程發展過程

  深圳特區成立近40年來,從一個邊陲小鎮,發展成一個現代化大都市,巖土工程與城市共同成長?;庸こ贪l展至今大致可以分為5個階段。

  2.1第一階段:無概念階段20世紀80年代為第一階段,隨著深圳特區工程建設開展,逐漸出現基坑工程,基坑開挖多為1層或者半層局部地下室形式。本階段由于基坑周邊環境條件簡單、基坑規模小,因此基坑基本設計及監測概念,主要采取放坡、大開挖型式。

  2.2第二階段:理論應用飛速發展階段20世紀90年代初期至中期為第二階段。深圳特區的工程建設如火如荼展開,基坑工程的大量涌現,開挖多為1~2層地下室,基坑支護工程作為巖土工程技術應用得到深入研究,并迅速發展起來。通過本階段基坑支護經驗的積累,在基坑規范管理以及理論指導實踐逐步成熟。在管理方面,1993年就在國內發布了《深圳基坑設計與施工規定》,對基坑工程相關單位及相關從業人員的資格、職責進行全面具體要求,并率先實施了設計方案專家審查制度;在理論方面,當時國內尚未有類似的專業標準,深圳于1996年頒布實施了《深圳地區建筑深基坑支護技術規范》(SJG05-96),該規范總體上處于當時國內領先水平,結束了深圳基坑支護管理的無序狀態,邁進了有規可循的理論指導實踐階段。

  2.3第三階段:土釘墻階段一些專家學者將1998—2004年定義為深圳的土釘墻時代。筆者結合相關文獻資料認為形成這個階段主要有3個條件。首先,這階段的地下室多為2層,少量為3層,基坑周邊地質環境條件簡單支護深度主要為8~12m。其次,基坑土釘墻支護一般不超過12m,復合土釘墻一般支護高度超過15m。土釘墻支護簡單施工速度快,在創造條件下支護高度也做到了18~22m。最后,基坑施工周邊條件相對簡單,對表現要求不嚴格。這個階段期間國家、行業、地區技術標準頒布實施,新的技術加快推出,各種支護型式逐步成熟,隨著計算機技術推廣普及,基坑設計計算軟件開始發展。

  2.4第四階段:理性應用階段筆者認為2005—2012年,本階段基坑支護從承載能力極限狀態設計走向正常使用極限狀態設計,即走向變形設計控制?;又ёo設計主要以經驗為基礎,有限元、有限差分等一系列的數值模擬方法得到應用,并結合工程實踐快速發展,一些更安全、環保的技術受到重視,但整體上支護型式以樁錨為主。深圳作為“設計之都”,吸引了一批理論扎實、工程經驗豐富的專家學者,對深圳地區基坑支護進行把關,基坑安全事故大幅度減少,設計質量得以保證、水平得以提高。在這個階段,基坑工程安全事故得到了有限控制,基本杜絕了基坑重大安全事故。

  2.5第五階段:變形設計控制為主,重視安全、環保文明施工階段2012年至今,基坑支護工程周邊環境條件更復雜、主要涉及前海圍海造地的深厚填土、填石和軟土層;城中村更新改造項目的基坑深、大和周邊管線及建筑等環境條件復雜?!渡钲谑谢又ёo技術規程》(SJG05-2011)的頒布實施,明確了具體各安全等級及支護型式下基坑的變形控制要求,標志著深圳地區基坑支護走向了以變形控制為主的階段。另外,《深圳地鐵運營安全保護區和建設規劃控制區工程管理辦法》(2018年版)對其保護范圍及變形控制都有明確的要求?,F今,深圳根據基坑工程管理經驗也在不斷進行總結和完善,《深圳市深基坑管理規定》(深建規[2018]1號)對基坑各參建單位職責,及對周邊管線、城市軌道交通、基坑周邊堆載、臨時板房均做了詳細要求,基坑土石方工程的揚塵、噪音、運輸等都進行了明確的規定及要求,保證城市環境的和諧。

  3基坑現狀特點及主要支護方法

  近年來,深圳地區基坑工程主要呈現出深、大、近、復雜的特點。(1)項目地下室多朝向3~4層發展,基坑支護深度超過20m已經很普遍。(2)項目規劃地下停車位需求巨大,規模很容易達到上萬平方,紅線范圍幾乎滿布地下室,常常造成基坑平面異形增加較復雜性。(3)城市用地緊張、填海造地、城中更新項目增多,地鐵線路日趨密集。主要特征是基坑的地質條件差,管線密集、周邊環境條件復雜,基坑支護需要處理好緊靠既有建(構)筑物滿足變形控制要求,支護難度大?;又ёo的主要方法:(1)基坑支護以樁(地下連續墻)+內支撐型式為主,少量樁錨及土釘墻支護型式。(2)基坑支護過程中采用多種支護型式的組合支護方案。(3)基坑支護的止水方案主要有旋噴樁、咬合樁為主,部分采用地下連續墻,少量水泥攪拌樁適用性逐漸在減少。(4)樁錨支護在城中密集地區、前海軟土區基本絕跡、局部區域禁止使用樁錨方案。

  4基坑支護發展需要解決的問題

  (1)基坑工程以變形控制為主,例如《建筑基坑技術規范》(JGJ99-2012)、《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)等提出了變形控制要求,而未給出計算方法及控制指標?;幼冃闻c周邊環境變形計算主要靠經驗公式,具體的定量對應關系很復雜,變形還有待進一步探究。

  (2)基坑受紅線控制嚴格,周邊環境影響制約明顯?;又ёo型式主要是內支撐、逆作法,支護圍護結構主要是咬合樁、排樁、地下連續墻?;由疃瘸^30m且周邊地質環境復雜的項目增多,有限元計算分析在基坑工程中精細化應用不夠,需要進一步加強。

  (3)城市用地緊張,新建改建更新項目增多。地上建筑物更高、間距更近,地下空間發展朝深大方向發展,基坑項目越來越多,臨近既有建筑物的地下結構的基坑、臨近在建基礎工程施工的基坑、臨近項目多個基坑同時開挖設計的這類基坑需要進行專項研究。其設計重點在于有限寬度土條基坑支護,并考慮支護土體間相互之間的影響,這與現行建立在朗肯土壓力和庫倫土壓力理論基礎上的半無限土體假定上的國家及地方基坑規范有本質的區別,需要研究及完善。

  (4)目前深圳填海區前期填海多為無序堆載、深厚填土層及淤泥層欠固結、地下水與海水聯系密切滲流復雜等問題,以及在城市的地鐵工程擴建、綜合管廊建設、地下空間綜合開發規劃缺少統一性,給建設過程中基坑工程帶來極大的難度和諸多困難,需要進一步深入研究。

  5結束語

  文章主要通過對深圳地區基坑發展的幾個主要階段進行簡要分段總結,基坑支護走向以變形控制為主的信息化支護方向發展。在現今基坑朝超大、超深發展,它是滿足基坑支護的安全和復雜的周環境安全的實踐發展方向。深圳飛速發展與城市土地資源匱乏矛盾加劇,越來越多與地下空間工程相關的基坑支護問題特點鮮明。但是,深圳巖土工程的學術氛圍相對寬松、實踐水平高、包容性強,同時也聚集全國主要的巖土勘察設計企業,相信深圳將一如既往地為國內基坑發展做出獨特的貢獻。

  參考文獻:

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  作者:江一舟 單位:深圳市長勘勘察設計有限公司

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