建筑工程施工中对于深基坑变形控制研究进展

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施工 技 术与 应用
建筑工程施 工中对于深基坑变形控制研 究进展
摘要 ： 近年 来 ， 随着 现代 工程 设 计 的不 断发 展 和 完善 ， 建 筑 工 程项 目的 安全 系 数和 管理 效 率 越来 越 高 。深 基坑 变形 控 制是 针 对 复 杂建 筑 环境 而 建 立起 来 的管 理机 制 ， 这种 新 型 的技 术 控制 方 式 可 以大 幅度 提 高建 筑 的设 计合 理 性 ， 因此 深基 坑 变 形控 制 研 究 课 题 一直 是 我 国建 筑 工程 师探 讨 的热 点 内容 。基 于 此 ， 本 文将 结合 建 筑工 程 中的深 基 坑变 形控 制 问题 ， 对其 发展 内容进 行深 入 分析 。 关键 词 ： 建筑 工 程 ； 深基 坑 ； 变形 控制 ； 研 究进展
地 基梁 法是 利 用 连续介 质 产生 纵 向动 力设 定 的 一种 分 析方 法 ， 这个 分 析 方 法 的适应 能力 非 常 强 ， 能适 用 于 多个 工程 环境 的深基 坑 结构 。 一般 情 况下 ， 建 筑工 程 的 围护结 构 为竖 向基 梁 ， 地 基 在平 衡位 置 上 的反 作 用力 在 土 压力 上 发 挥 的弹性 作 用不 强 ， 所 以如果 按 照传 统方 式分 级 、 分层 式 开 挖 ， 则 支 护结 构 以及基 坑 结构 都有 可 能 出现 土压力 变 化 。 纵 向地基 梁法 可 以直 观 反 映深 基坑 在 开挖 过 程 中竖 向土 压力 受 到的 支撑 力变 化 ， 帮助 施 工人 员 找 到具 有 施加 因
内容 如表 １ ：
、
建 筑 工程 中深基 坑变 形 因素分析
引发 深基 坑 变形 的 因素 非常 多 ， 工 程结 构设 计 、 施 工环 境 、 地 质 条件 等 问
表 １基坑 变 形控制 内容 与设 计 、 监 测 工作 布设 要 点分 析
变形控制 内容 基准点 工作基点 施工 期间 监测 期间 布设要求 每个基坑工程至少应有 ３ 个稳 固可靠的点作为基准点 工作基点应选在稳定 的位置 。在通 视条件 良好或观测 项 目较少
１ １ ． ２坑 ￣ １ － － ＋ － 体 变形
据 统计 ， 工程 复杂 性对 深 基坑 开 挖宽 度 、 支 撑 刚度 、 墙 体厚 度 以及 支 护 结 构稳 定 程 度 的要 求非 常 高 ， 所 以如 果 支护 结 构 出现 设 计 问 题 ， 则 坑 外 土 体 也 会 随之 变形 ， 呈现 一种 不 规则 的 非线 性 凹陷结 构 。 如 果 工程 在开 挖 和支 撑结
基坑 的 内支 撑力 会 引发 工程 围 护结 构变 形 ， 上下 部 开挖 内容 在工 程 刚性 的支撑 下 并不 能起 到很好 的 累加 作用 ， 所 以如 果深 基 坑 围护 结 构 的水 平位 移 过大 ， 则在 工 程深 处 围护结 构 会 呈现 向 内突 出 的显 现 ， 且 坑距 也 会 大 大偏 移 预定 数值 。内支 撑力 引起 的围护 结 构变 形具 体情 况 如 图 １ 所示 ：
的情 况下 ，可 不 设 工 作 基 点 ，在 基 准 点 ｔ直 接 测 定 变 形 监 测 点
题 都会 使 深基 坑 出现 变形 现 象 。一般 来讲 ， 如 果建 筑 工程 的 基坑 超 过５ 米， 则 其降 水 、 开挖 、 支 护工 程对 整 个工 程体 系 的支 撑 力度 会 大大 降 低＿ ｌ 】 。所 以深 基 坑相 关设 计 内容 都 可引发 工 程结 构 变形 ， 其具 体 内容如 下 ：
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本文参考了著名建筑工程师刘艳军所著的《 深基坑变形控制研究进展》 ，
文 献 中写 到 ： “ 地 方 设 计建 筑 基 坑结 构 一 定 要 按照 一 级 、二 级 基 坑 标 准来 设
刖 昌 ：
变 形 导致 的安 全 隐患 一直 是施 工 单位 面 临 的严峻 施工 难题 。 深 基坑 变 形控 制 研 究作 为 我 国建 筑工程 施 工项 Ｅ ｌ 中 的重点 研 究课 题 ， 其 研究 价值 非 常高 。
一
边坡 土体 、 围 护结 构 、 支 护结 构 、 基 坑水 平 位移 等 值 必须 符 合 报警 参 量 ， 同 现 代 化建 设对 建筑 工 程项 目的安 全控 制要 求 越来 越 高 ， 所 以因 建筑 工 程 计 ， 时有 关 基坑 变 形控 制 内容 应 严格 按 照 设 计 、 监测 工 作 布 设要 求 来 设 计 ， 具体
设 方案 的 同时 ， 最 大 程度 提高 周 边环 境 的影 响程 度 。
２ ． ２ ． １极 限 平 衡 法
支 护与 基坑 的稳 定 性能 需要 通 过结 构 强度 来 控制 ， 极 限 平衡 法 可 以提 高
内部结 构 平衡 、 曲线 弹性 程度 ， 保 证 工 程在 主动 压 力 和被 动 压 力 的 双层 挤 压 下依 然 保持 稳定 的支撑 结 构 ， 不 出现 变形 现 象 。极 限平 衡 法 是通 过 力 学假 定
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２ ． ２深基 坑 分析 方 法与数 值模 拟
在 工程 设计 方 面 ， 深 基坑 的理论 强度 和 控 制 能力 非 常 高 ， 但 是 在实 际 施
工 过程 中 ， 深 基 坑结 构 的稳定 能 力 则 非 常弱 ， 结 构 经 常会 受 到 外 部 环境 与 设 计 内容 的影 响 ， 要 想具 有 针对 性 的控 制深 基 坑 结 构 变形 ， 需 要 对 深 基坑 一 切 工 程结 构进 行 系统 分 析 ， 并进 行 数值 模 拟 ， 制 定有 效 控制 措 施 ， 在 修 改基 坑 建
来 改变 假 定 支点 的 支撑 刚 度 ， 从不同角度、 不 同基 坑 深度 向外 部 延 伸 的建 筑
图１内支撑 力 引发 的深基 坑 变形形 态
结 构 。 这 种方 法可 以有 效 避免 因 围护 结构 变 形 、 基 坑土 体 结构 变 形等 出现 的 支 点偏 移现 象 。
２ ． ２ ２纵 向地 基 梁 法
１ １ 设 计 因素
深基 坑结 构 对建 筑墙 体 刚性 、 支撑 能力 、 开挖 尺 寸 的影 响 很大 ， 所 以 因设 计 结 构不 稳定 造 成 的深 基坑 事故 非 常多 。
１ １ ． １围护 结 构 变形
采用 有效措施 ，确保基准点和］ ： 作基点 的正常使用 定期检查工作基 点的稳定性