民用建筑中深基坑结构影响因素及控制措施.doc

民用建筑中深基坑结构影响因素及控制措施摘 要 针对高层民用建筑设计结构中的深基坑工程是岩土工程中发展最为活跃的课题之一，也是近年来成为影响高层民用建筑设计结构的主要因素。本文主要针对高层住宅深基坑结构设计中的一些主要问题进行了分析和探索，从而提出相应的控制措施。关键词 民用建筑 深基坑 结构设计 失效问题 土压力一、深基坑工程失效问题从目前的统计看，整体失稳、坑底隆起、围护结构倾覆失稳、滑移失稳、底部地基承载力失稳以及“踢脚”失稳、止水帷幕功能失效和坑底渗透变形破坏和围护结构的结构性破坏和支、锚体系失稳破坏是较常见的深基坑工程失效问题。整体失稳是指在土体中形成了滑动面，围护结构连同基坑外侧及坑底的土体一起丧失稳定性，一般的失稳形态是围护结构的上部向坑外倾倒，围护结构的底部向坑内移动，坑底土体隆起，坑外地面下陷。一般来说，围护结构产生的结构性破坏是指：围护体本身发生开裂、折断、剪断或压屈，从而导致围护结构失去承载能力。根据工程实践分析：一般产生结构性损坏的主体因素有：（1）施工方案选择的错误，比如，支撑体系不当或围护结构不闭合；或者进行设计计算时的荷载估计不足或结构的材料强度估计过高，导致出现围护结构破坏2；（2）围护结构的节点处理不当，这样会导致因局部失稳而引起整体额破坏，后果非常严重；特别在钢支撑额体系中，由于节点较多，加工与安装质量控制难度大。另外，针对支锚体系的失稳破坏，通常也包括了两种不同的破坏模式：第一中种是锚杆的破坏，通常表现为：锚杆的拔出、断裂或者预应力出现松弛，土锚的破坏大多是局部的，群锚的破坏实际上是土体的失稳而并非是锚杆的结构性破坏；第二是支撑的失稳可能围护结构整体性的因素导致，其形态因体系不同而不同，支撑体系大多是超静定的，局部的破坏会造成整体的失稳，尤其是钢支撑体系，局部节点的失效概率比较大。二、深基坑工程的功能设计控制要求深基坑工程的功能要求：挡土功能、止水功能和作为地下结构外墙的使用功能。放坡开挖和支护开挖虽是两种可供选择的开挖方案，但放坡开挖的适用范围有限，因为深基坑的放坡范围过大，城市不可能提供太大的放坡空间；深基坑放坡所增加的土方量也比较大；如在软土地区更由于可能产生深层滑动的制约，在深基坑中放坡开挖的风险很大。因此深基坑工程大多采用支护开挖的方案3。在地下水位比较高的地区，为了使施工作业的空间比较干燥，必须采取坑内排水或降低地下水位的措施。如在坑内降低地下水位则造成了坑内外的水位差 ，地下水在水头压力的作用下从坑外流向坑内，不仅不能保持坑内的干燥，而且还会产生管涌、流砂等渗透变形，危及基坑的安全。通常在在软土地区，进行深基坑工程的围护结构造价相对较高，特别是针对如地下连续墙的时候，甚至达数千万之巨，因此如果临时性围护结构仅用作地下室施工期，一旦施工完毕就丧失了其使用价值，因此对于民用建筑设计结构的造价产生了一定的影响和浪费。因此，为了连续的利用地下连续墙的使用价值，将围护结构同时作为满足地下室外墙的设计要求，这种设想大大提升了其经济意义。三、深基坑工程的环境保护与处理相邻关系的要求深基坑工程的环境保护与处理相邻关系的要求主要包括三个层面：第一是对围护结构位移和坑底隆起对环境产生的影响的控制；第二是要控制降低地下水位对环境产生的影响；第三个是要控制好土锚对相邻场地的影响。（一）围护结构位移和坑底隆起对环境产生影响基坑开挖对于土体而言是一种卸荷作用，它打破了土体本来的结构平衡状态，从而产生各种形态的位移，或者在基坑内部出现坑底的隆起，施工中尽管会对基坑进行设置围护体的支、锚结构，但围护结构连同周围的土体仍然有不同程度的水平位移现象的发生。（二）控制土锚对相邻场地的影响对坑内的施工条件来说，采用土锚比内支撑更为有利，可以减少对挖土和浇筑基础的干扰。因此在地质条件比较好的的地方，大量采用土锚；而在软土地区，由于软土无法提供足够的锚固力，很少采用土锚。但除了上述技术方面的考虑之外，采用土锚时还应充分注意其对相邻关系的影响，除非建筑场地十分空旷，土锚能完全设置在建筑红线范围以内。建筑红线是法定的建筑界限，不仅限定地面建筑的范围，而且也不容许地下的设施超出红线范围。在一般情况下，土锚的锚固段常常超出红线，亦即已经进入相邻场地的范围，如果相邻场地进行地下的施工或设置桩体，土锚就成为其地下障碍物，因此可能产生相邻的纠纷。四、结论对民用高层建筑结构而言，深基坑结构的控制和计算以及分析是决定工程设计质量好坏的关键。随着高层建筑进一步的发展，满足高层建筑的形式，材料，力学分析模型都将日趋复杂多元，为了革新高层建筑结构与设计，不断追求针对深基坑结构形式、以及更加合理的力学模型以及结构设计的成本最优化方案将是未来土木工程师们不懈的努力方向和追求。参考文献：1周玲.深基坑内支撑支护结构上的土压力分布研究d.浙江工业大学,