谈基坑支护技术的发展状况

龙源期刊网谈基坑支护技术的发展状况作者：张波来源：《科学与财富》2012年第02期摘要：随着国内高层建筑和市政建设的发展，基坑支护技术已成为地基基础领域的一个难点、热点问题，引起了行政技术管理部门、设计施工监理单位、建设单位及本领域众多专家学者、工程技术人员的普遍关注，并逐渐形成为地基基础的一个专门领域。关键词：基坑；支护；技术；发展随着国内高层建筑和市政建设的发展，基坑支护技术已成为地基基础领域的一个难点、热点问题，引起了行政技术管理部门、设计施工监理单位、建设单位及本领域众多专家学者、工程技术人员的普遍关注，并逐渐形成为地基基础的一个专门领域。由于我国经济发展水平的特定国情，基坑支护结构作为地下结构施工期间的临时结构，一般是本着安全、经济的原则，在保证安全的前提下尽量合理节省工程投资。而在经济发达国家情况则不同，为了确保工程的安全可靠，不惜花费大量资金和建筑材料投入到临时的基坑支护工程中，工程设计安全度较高，也就造成了较大浪费。相对国外而言，国内对基坑支护计算理论、设计方法和施工技术的研究和开发要比经济发达国家更为必要，对基坑支护技术要求的难度更高，投入的精力更大。从20世纪80年代至今，国内在基坑支护技术领域取得了很大的发展，总结出了丰富的工程经验，同时在全国许多城市的基坑工程中，由于经验不足和对该技术掌握的不成熟等原因，也出现了不少的工程事故，留下了惨痛的教训，值得人们总结和引以为鉴。在基坑支护领域国内的发展现状主要体现在以下几个方面：1、基坑支护工程的发展基坑支护工程数量越来越多，规模越来越大。在各种地基基础学术会议和期刊杂志上发表的论文中，介绍基坑支护工程实例的文章数量很大，在全国范围内对基坑支护工程数量和规模很难进行全面统计。根据已公开发表的基坑支护工程报道，仅列出了国内几个大城市有代表性的大型基坑工程情况，可以代表目前国内基坑支护工程的水平。由于国内房地产建设高潮的再次兴起和大城市地铁建设项目的开展，基坑支护工程将会获得进一步的发展。2、基坑支护技术的发展基坑开挖支护技术由20世纪70年代以前较浅基坑常采用的放坡和钢板桩支护，到20世纪80年代广泛采用钢筋混凝土护坡桩加锚杆或内支撑方法，由于这种支护结构产生的水平变形较小，因此解决了深基坑支护的问题，有效保护了城市市区基坑垂直开挖和周边既有建筑、地下管线的安全。龙源期刊网地下连续墙技术在基坑支护工程中的应用，使得地下连续墙的优点得以充分发挥，既可以挡土也能够有效截止基坑周边地下水向基坑内的渗流，解决了基坑开挖造成周边地面和建筑物的下沉问题。地下连续墙同时可作为地下室结构外墙，可扩大地下空间的利用范围。20世纪80年代后期开始普遍采用的土钉墙支护技术，与护坡桩和地下连续墙相比，工程造价明显降低。土钉墙施工与基坑土方开挖同步交叉进行，施工速度较快。该技术的应用，基坑深度从早期的8m以内，发展到应用在15m以上深度的基坑，目前也有基坑深度20m的工程采用了土钉墙支护技术。特别是近期出现的复合土钉墙支护技术，将土钉墙与搅拌桩、旋喷桩或预应力锚杆结合起来，使得土钉墙技术在深基坑中应用及垂直土钉墙成为现实，并改善了土钉墙支护型式变形较大的缺陷。锚杆技术自应用到基坑支护工程中以后，结合基坑支护的特点，其施工工艺也得到了很大的提高和改进。为了提高锚杆承载力，由常用的一次性注浆发展为二次、多次重复高压注浆。成孔工艺也出现了机械、水冲、爆破等扩孔方法。施工机械大量引进了国外较为先进的设备，使适用地层的范围、成孔速度、锚杆施工长度等方面的能力都有了明显提高。可拆卸锚杆工艺也在国内一些工程上开始采用，可以在锚杆使用功能完成后，将锚杆中钢绞线抽出回收，可用于解决对周边地下存在后期施工障碍的问题，并可提高锚杆的承载力。20世纪80年代初期以前，在高地下水位的地层条件下，基坑开挖与支护一般常与井点降水相结合。施工期的场地降水，会引起场地周围地下水位的下降，易造成周围房屋的下沉开裂和危及建筑物安全等严重问题，因此常造成建设方与相临建筑产权方的矛盾和纠纷。这类工程事故的发生，使人们逐渐重视对周边环境的保护，并成为基坑支护工程要解决的一个非常重要的问题。旋喷、摆喷、定喷方法的喷射注浆截水帷幕和搅拌桩截水帷幕在目前的基坑截水中常被采用，化学注浆的方法有时也被应用。3、设计计算方法和计算应用软件的发展20世纪80年代国内高层建筑发展高潮的初期，基坑支护结构的设计计算一般仍建立在土力学极限平衡的经典计算方法基础上。对桩墙结构，最具代表性的计算方法是静力平衡法和等值梁法。但经典方法不能涉及支撑或锚杆的变形刚度、支护结构嵌固段的变形、基坑在开挖过程中支护结构已产生的变形等因素，因此很难得出符合工程实际情况的支护结构的水平位移。由于基坑支护工程中岩土问题的复杂性和对变形的严格要求，经典方法已难以适应既安全又经济的原则。随着工程经验的积累和设计计算方法的完善，目前国内在工程应用中较为流行用弹性杆系有限元法计算支护结构，弹性支点法作为桩墙结构内力、位移、支点力计算方法已纳入现行的建设部行业标准《建筑基坑支护技术规程》。内支撑结构计算也普遍采用了杆系有限元法。作为支护结构计算方法的更深一步研究分析和发展，考虑土与支护结构相互作用的平面、空间有限元法也在探讨之中。相对桩墙支护结构而言，土钉墙支护结构的计算方法进展较为缓慢，工程实际应用上，仍广泛采用基于极限平衡理论的计算方法。计算机技术突飞猛进的发展给各行各业带来了一场技术革命，也为岩土工程计算理论龙源期刊网和方法提供了发展变革的契机。以前很多用手算不能解决的繁琐复杂的计算问题，现在也可以很轻松地通过计算机解决了。特别是在Windows等操作系统的平台下，开发出了一些图形用户界面的基坑支护设计计算软件。这类软件运行速度快，操作简单易学，形象直观，为不同支护方案的优化比较提供了方便工具。提高了设计计算周期和减少了人为因素的计算出错率。施工图软件也将大大减轻设计人员的劳动强度和提高其工作效率。3、结束语随着城市建设步伐的不断加快,城市建设用地日益减少,使得我们更多地向高度上寻找发展空间。建筑高度越高,随之而来的是基坑深度越来越深,并且很多建筑工程基坑边坡紧邻建筑物,使得深基坑支护的安全性变得尤为重要。参考文献[1]宁仁岐.建筑施工技术.北京：高等教育出版社,2002.[2]张厚先.建筑施工技术.北京：机械工业出版社,2004.