深基坑工程支护方案优化及应用.doc

深基坑工程支护方案优化及应用 摘要：本文结合深基坑工程施工的实际情况，对具体工程进行分析，并提出有效的优化方案。 关键词：深基坑工程； 支护； 方案； 应用 中图分类号： TV551 文献标识码： A 文章编号： 深基坑工程作为一个具有复杂性、综合性很强的系统工程，影响其安全的因素众多，必须具有结构力学、地基基础、土力学、地基处理、原位测试等多种学科知识，同时要有丰富的施工经验，并结合拟建场地的周围环境和土质情况，才能制定出因地制宜的支护结构方案和施工方案。基坑工程尤其具有很强的季节性与区域性，即便在同一城市里由于不同的季节、不同区域、不同水文地质和工程地质条件，深基坑工程的设计和施工也存在很大的差别。除此以外基坑工程还会受到其周围地下市政设施管道和构筑物的影响。由于深基坑工程具有诸多不确定的因素，所以需要具有科学严谨、经济合理的深基坑支护设计方案。 例如：印尼ADIPALA1660MW燃煤电站项目位于印度尼西亚中爪哇省芝拉扎市区的南岸，阿迪帕拉小区Bunton村落内，距芝拉扎约30公里, 南边毗邻印度尼西亚海，项目地理坐标东经1090823,南纬74123，位于雅加达东南向约300km。循环水泵房及取水箱涵系电站项目的一个重要组成部分，目前泵房区场地标高约为+1.0,取水箱涵有大部份在海水中,为了完成这两个结构的施工,必须先施工海上围堰阻断海水冲袭, 围堰标高+3.5, 泵房结构设计底标高-12.40米。取水箱涵结构设计底标高为-8.95, 因此泵房及取水箱涵均为深基础结构，由于现场地质条件原因，必须采用安全有效的深基坑支护措施才能进行土方开挖作业以及主体土建施工；泵房部位围护采用钻孔灌注桩排桩加三轴搅拌桩止水帷幕及两道钢筋混凝土梁支撑结构，同时在基坑内适当布置了降水井；取水箱涵部位围护直接采用SMW工法桩结合两道钢筋混凝土梁作钢性支撑体系。 近几年来，随着高层建筑、地下工程、城市地铁车站的不断兴起，深基坑工程也随着不断地向大、深的方向发展，因而对深基坑的开挖提出了更高更严的要求。在保证基坑稳定的同时，还要满足变形的要求，以确保基坑周围既有构筑物、建筑物、地下管线及道路等的安全。然而深基坑工程又是一项临时性的工程，对其过于考虑施工安全问题就会导致这部分投资过大而造成了不必要的浪费，这就给基坑工程的设计人员出了一个难题。尽管支护方案形式多样，有诸多组合方式，但是基坑设计方案既要考虑经济合理又要保证安全就是件很难取舍的问题。 如上面提到的印尼ADIPALA1660MW燃煤电站项目循环水泵房及取水箱涵 基于施工现场防波堤尚未形成掩护，进水涵洞部分基坑支护施工之前需要推填一个临时围堰作为保护。拟建临时围堰堤顶宽12m，全长约299m，内坡坡比1:1，采用大块石护面理坡；外坡坡比1:1.5，除圆弧段和南段防波堤外坡采用10t扭王字块护面以外，其余断面外坡均采用5t扭王字块护面。 土工布沿临时围堰内坡铺设。 详见图1：临时围堰平面图， 图2：临时围堰断面图。 建筑场地一般在基坑开挖前是稳定的，基坑内外的土体的土压力均处于静止土压力的状态。由于深基坑的开挖过程相当于是一个土压力释放的过程，基坑周边的土体将经历由静止土压力向主动土压力与被动土压力的转变，由于应力的重新分布从而导致基坑周边土体的变形。当这种变形超过某一容许值时就会对基坑周边的相邻建筑物与地下管道等设施的安全性和稳定性造成危害，甚至引起一连串的工程事故，这样的例子在国内外都曾不止一次的出现。所以基坑工程的安全应包括以下三个方面：（1）基坑邻近建筑物及地下管道的稳定和安全；（2）基坑支护结构自身的稳定和安全；（3）基坑施工过程中现场人员的安全。 在深基坑工程支护设计方案中，由于土体介质的复杂性及工程中其它各种不确定性因素的影响，对给定的环境及地质条件的工程如果只按照一种方法来进行设计、施工，设计方案往往很难达到安全、经济的综合效果，也很难反映支护工程真实的情况。因此，在设计计算的工程中必须引用以概率统计为基础的理论来分析结构的破坏概率，使得深基坑工程支护方案的评价优选综合考虑安全、经济等诸多因素。 （1）随着我国城市建设的高速发展，涌现出了大量的高层及超高层建筑，深基坑工程也呈现出“数量多、深度深、规模大、难度大”的趋势，这使得深基坑工程逐渐成为了各个城市建设中岩土工程的最主要内容之一。深基坑的开挖是一个复杂、多变的岩土工程问题，它既涉及到基坑自身土体的强度和稳定问题，又涉及到支护结构的变形问题，由于建筑物的基坑工程往往在城市市中心，其周围环境一般较复杂，要求基坑支护结构能够确保坑外土体变形量在允许范围内，以确保基坑周围的建筑物与底下管线的安全。 （2）深基坑支护方案的选择，要综合考虑基坑的实际开挖深度、周围环境、地下水位、边坡土体的物理力学性质、设计变形要求以及施工条件、环境等因素。因此，针对不同地质条件的深基坑，选取合适的支护方案是一项大的系统工程，要尽量从第一手勘察资料出发，在设计中考虑多方案，再进行相关经济效益、安全系数的分析比较，对复杂的基坑状况采用多种支护形式相结合的办法，不同的边界上运用不同的支护结构，从而取得良好的经济效益。 （3）随着计算机技术的发展，建立基坑支护计算模型，利用有限元计算方法，编制计算程序，更加方便准确的计算出深基坑支护结构的内力和变形，其计算结构也更加接近于实际情况。 通过分析与研究，我们认为工程支护技术的下一步工作应做如下展望： 由于影响深基坑支护的因素较多而且复杂，导致基坑支护方案的功能评价指标较复杂，因而如何科学的确定评价指标就显得十分重要。评价指标确定既要考虑全面性，又要考虑实际应用的简单性和代表性，对评价指标既不能缺少也不能重复交叉，所以评价指标的确定如何更科学、更符合实际有待进一步研究。另外，本文未针对基坑周边土体变形，建筑物沉降、支护结构内力的监测进