深基坑支护变形控制设计探索

  • 来源:建筑网   2019-12-02 16:53
摘要:

摘要:随着社会经济水平的不断提高,我国城市化进程也越来越快,人们对建筑工程的需求量也在不断增加,这就使得建筑行业发展非常迅速,建筑规模不断扩大,建筑类型多种多样。与此同时,人们对建筑的质量要求也越来越高。为了提高建筑工程的质量与安全,延长建筑工程的使用寿命,深基坑技术的实施是关键。为了保证深基坑不出现变形,就需要基坑支护变形控制设计。本文主要是针对-深基坑支护变形控制设计相关情况,进行分析研究。 关键词:深基坑;支护变形控制;设计;分析

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随着社会经济水平的不断提高,我国城市化进程也越来越快,人们对建筑工程的需求量也在不断增加,这就使得建筑行业发展非常迅速,建筑规模不断扩大,建筑类型多种多样。与此同时,人们对建筑的质量要求也越来越高。为了提高建筑工程的质量与安全,延长建筑工程的使用寿命,深基坑技术的实施是关键。为了保证深基坑不出现变形,就需要基坑支护变形控制设计。本文主要是针对-深基坑支护变形控制设计相关情况,进行分析研究。

随着建筑行业的迅猛发展,建筑工程的数量与日俱增,而深基坑正是在建筑工程数量较多的情况下使用的一种关键性技术。这也是保证建筑工程质量与安全的重要技术措施。为了保证深基坑正常发挥作用,就要对其进行支护,因此,需要对深基坑进行合理设计,避免其发生变形,如果支付变形,会直接影响到工程的施工质量与安全。在这种情况下深基坑支护变形控制设计,就非常重要。其中深基坑支护变形控制设计,既包括支护本身的结构设计也涵盖了与之相邻的建筑、管线和道路,而本文主要是针对支护本身的变形控制设计进行分析探讨。

1.深基坑支护变形控制设计的具体要求分析

深基坑支护变形控制设计在具体设计中,要具有一定的依据,主要是深基坑的尺寸,最大荷载力,附近建筑环境、道路环境、管线环境以及地理地质条件等。为了符合设计标准,要在一定的设计要求之下进行合理设计。具体如下:

1.1技术要求

深基坑支护变形控制设计,(1)要具备一定的抗滑稳定性,抗倾覆稳定性,同时要达到抗管涌和抗隆起的要求。[1](1)要对深基坑支护结构强度进行合理设计,保证强度是实际变形量与深基坑支护变形控制设计的要求相符合。

1.2投资要求

要根据工程实际情况进行综合分析,研究,制定科学的深基坑支护变形控制设计方案,设计的每个环节造价最低,在保证设计方法符合工程施工标准的基础上,尽量减少投资,降低造价,提高工程的经济效益。

1.3工期要求

深基坑支护变形控制设计,要结合施工具体情况,对施工程序,施工标准,每个施工环节的具体期限等有一个明确的标记,尽量使施工简洁快速,提高施工效率,缩短工期,避免延误工期。

1.4深基坑周围的环境要求

深基坑支护变形控制设计,不能只考虑深基坑本身情况,还要关注与之联系密切的周围环境。注意周围环境对深基坑变形的实际要求。保证在深基坑施工时,其周围的建筑、管保、道路等发生位移、沉降和倾斜的程度都在规定范围之内,避免对其周围的各种建筑、管线、道路造成损害和严重的影响。

2.深基坑支护变形控制设计方案分析

2.1科学建立深基坑支护变形控制设计模型

深基坑支护变形控制设计,一般需要建立科学的设计模型,对整个设计方案进行完整的呈现,便于发现问题,方便修改,以保证设计的科学性和合理性。[2]建立深基坑支护变形控制设计模型,一般主要包括四个设计要素:一是设计变量的确定。首先要根据实际情况,正确选取深基坑支护的具体形状和参数等数据信息,对相关数据信息进行分析、比较,为优化深基坑支护变形控制设计提供参考依据。二是明确目标。深基坑支护变形控制设计,要确定一个明确的目标,要具备一个目标函数。

在深基坑支护变形控制设计的整个过程中,要有一个完整的整体目标,有目的地进行设计,而且这个目标的设定要具有科学性与合理性,同时,造价上要保证最低。三是确定一个约束条件。基坑支护变形控制设计,需要对设计的变量进行科学取值,在取值的过程中,不能没有限制,任意选取,要保证具备一个合理的约束条件,保证取值的科学性和规范性。四是要建立一个数学模型。在深基坑支护变形控制设计中,要建立一个完整的数学模型,有利于保证设计的精准性。要根据设计变量,列出相应的函数,再根据设定的约束条件,优化数学模型,在限制条件下,选取一个适当的变量,从而使函数值最佳。

2.2合理设计单支点锚桩

首先要合理选择锚点的具体位置,这也是保证单支点锚桩设计最优的前提,[3]接着就是锚桩截面的设计,要在改变锚点受力情况,改变锚杆位置的基础上,使反弯点的弯矩值大概一致,然后把这个具体的值作为锚桩截面设计的具体依据。一般锚桩的位置与深基坑的顶端越接近,其产生的位移距离就越小。所以,在对锚桩位置进行选择时,压尽量减少锚杆的位移距离,同时要保证深基坑顶端的位移距离尽可能的小。此外,还要算出深基坑支护的入土深度、最大正弯矩和向弯矩,以此作为参考数据,准确选择深基坑支护的最优位置,确定最佳锚桩截面积和锚点承受力,从而保证单支点锚桩设计的合理性、准确性。

2.3优化设计多支点锚桩

在多支点锚桩的设计过程中,(1)挖掘基坑到第一道锚杆的位置,保证深基坑支护呈悬臂状态,接着对支护桩的内力和桩顶位移距离进行准确计算,然后根据实际情况的变化,做出适当调节,使其达到设计的标准,保证设计方案合理。[4](2)在正确确定第一道锚杆的位置之后,对第二根锚杆的锚杆的位置进行确定。在实际确认过程中,要对第一道锚杆的撑反力进行计算,一般采用弹性抗力有限原发计算方法,接着对锚点的受力和锚桩顶端的位移进行计算,最后对第二根锚杆的最大位移和支护结构的内力进行计算。(3)以此类推,在确定第一根和第二根锚杆位置的基础上,深基坑挖至坑底进行标高,根据实际情更合理调整锚撑点的位置进行调整。从而使多支点锚桩的设计更加科学。

3.深基坑支护变形控制的策略分析

3.1保证嵌固深度

在对深基坑支护变形进行控制的过程中,根据观察分析发现,围护桩嵌固深度不断增加的过程中,桩体发生的水平位移和深基坑底的隆起程度就会相应减小,其中,深基坑底隆起减小的程度要比桩体发生的水平位移减少的程度大。[5]当嵌固深度达到一定程度和标注时,桩底慢慢地不再发生变形,如果桩长继续延长,降低围护桩变形的作用也不再明显,但是对减少深基坑底隆起还是具有一定的作用。为了更好地控制深基坑支护变形,要保证嵌固的具体深度。

3.2强化支撑的位置设置

深基坑支护变形受到很多因素的影响,其中支撑的位置变化对其影响很大。一旦深基坑支付支撑的位置发生变化,必将引起深基坑支护变形的发生。支撑位置变化的具体程度直接影响着深基坑支护变形的程度。因此,在对深基坑支护结构进行设计时,要根据深基坑支付结构的内力和变形的具体影响,结合深基坑施工空间环境等各方面的因素,进行综合考虑,从而正确设置支撑的位置,尽量避免其大幅度的变化。

3.3控制支撑刚度

深基坑支护变形与支撑刚度的变化也具有一定的关系,通过实际研究发现,支撑刚度的增加会减小围护桩水平位移的最大值,但是不会对深基坑支护位移发生过大的变化,因此,可以根据实际情况,适当采取增加支撑刚度的方式,进一步控制深基坑支护变形。

3.4合理设置隔离墙

深基坑技术一般是应用于数量较多的建筑群,因此,在施工过程中,面临的施工环境比较复杂。更好地发挥的深基坑的实际作用,为了防止深基坑变形,要采取深基坑支护,为了进一步控制支护变形,需要根据实际情况合理设置隔离墙。隔离墙的设置很大程度上能够起到加固深基坑的作用,但是如果设置不合理,很可能会适得其反,不但不会发挥加固作用,还会加重深基坑的变形,因此,在实际设置中,要综合分析施工实际,结合各种影响因素,保证隔离墙设置的科学性、合理性。

3.5对深基坑坑底进行加固

对基坑坑底的土体进行加固,是控制深基坑支护变形的重要途径之一。加固的具体方法一般是在坑底增加土体,主要采用裙边加固法、抽条加固法和二者结合的加固法,通过加固作用,保持坑底的稳定性,从而控制深基坑支护变形。

结论

现代建筑工程建设中,深基坑技术发挥着重要作用,但深基坑支护变形控制设计的水平,对深基坑施工质量的影响很大,因此,要在实际设计中,根据设计的具体要求,根据设计的具体程序和要点,不断优化设计方案,采取有效的措施,加强对深基坑支护变形控制的力度,从而整体上提高建筑工程的质量,促进建筑行业又好又快发展。

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