深基坑支護(hù)在建筑中的優(yōu)化設(shè)計和應(yīng)用

孫大博

【摘要】近年來，隨著我國建筑行業(yè)快速發(fā)展，使得建筑工程質(zhì)量成為社會主要關(guān)注的話題之一，在開挖建筑基坑過程中深基坑所起到的支護(hù)作用對施工工作是十分重要的，但由于深基坑的支護(hù)工作還受到支護(hù)設(shè)計結(jié)構(gòu)的影響，不合理的設(shè)計而導(dǎo)致的基坑坍塌，支護(hù)樁斷裂等問題也會出現(xiàn)。為了能夠有效防止這些問題的發(fā)生，本文通過對深基坑支護(hù)在建筑中進(jìn)行不斷優(yōu)化，希望能為相關(guān)工作人員提供幫助。

【關(guān)鍵詞】深基坑；支護(hù)；建筑；優(yōu)化；設(shè)計；應(yīng)用

深基坑的支護(hù)工作主要是為了能夠提高建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在整個施工過程中起著重要的作用，尤其在建筑工程施工過程中，如果深基坑的支護(hù)環(huán)節(jié)過于簡單，或者支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程出現(xiàn)一些問題，則會導(dǎo)致整個建筑結(jié)構(gòu)存在安全隱患。近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，我國在建筑深基坑支護(hù)方面取得了不錯的成績，但是仍面臨一些問題，比如支護(hù)設(shè)計過于保守、傳統(tǒng)，使得導(dǎo)致施工的成本較大，甚至出現(xiàn)浪費問題比較嚴(yán)重。由于目前我國在深基坑支護(hù)環(huán)節(jié)過程中的技術(shù)還不夠完善和成熟，因此需要對升級更的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改造。

1、建筑的深基坑支護(hù)工程

人口增加以及社會城市化進(jìn)程的加快，使得人們所利用的地下空間壓力也比較大，傳統(tǒng)的基坑開挖一般都會導(dǎo)致基坑兩側(cè)的土體向一定方向推移，坑底的土發(fā)生隆起，甚至?xí)?dǎo)致周圍的建筑設(shè)施，比如住宅、道路以及地下預(yù)埋電纜等出現(xiàn)一定程度的損壞。在計算支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力過程中需要解決的問題是支護(hù)結(jié)構(gòu)上承載的電荷，一般情況下，作用于結(jié)構(gòu)上層的壓力被稱為支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的靜載荷，而動載荷主要是包括結(jié)構(gòu)上以土體為介質(zhì)傳導(dǎo)的壓力。當(dāng)前我們在計算深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的土體變形和結(jié)構(gòu)內(nèi)力的方法，主要有土抗力，有限元，極限平衡這三種方法，但這三種方法針對不同的建筑實際情況進(jìn)行選擇，其中有限元法由于土體的模型以及土抗力的相關(guān)參數(shù)無法準(zhǔn)確判斷，因此很難保證最后運(yùn)算出的結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，由于土抗法所計算的模型比較直觀，而且能夠根據(jù)實際建筑所受力情況進(jìn)行計算，運(yùn)用彈性桿系的有限元法所計算出來的誤差是比較小的，因此這種方法備受建筑工程青睞，而極限平衡法是一種比較粗略的估算方法，由于受力比較簡單，因此受影響的因素比較少，最終所獲得的計算結(jié)果精確度較差。很難實現(xiàn)工程設(shè)計的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因此，近年來很少有工程建筑使用該方式

2、常見的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型

深基坑擋土技術(shù)實際上就是用土釘墻柱支護(hù)結(jié)構(gòu)，在實際建筑設(shè)計過程中，這種支護(hù)方式是相對簡單的，因此在很多高層建筑的深基坑建筑設(shè)計項目中，這種方式得到了廣泛的利用。土釘墻支護(hù)的原理主要是當(dāng)深基坑和土釘周圍的土相互接觸的過程中，能夠跟土質(zhì)的團(tuán)體形成一個組合體，當(dāng)人為或者未知的自然因素是深基坑的周圍發(fā)生邊坡滑動的變化時，土釘墻能夠起到一定的防護(hù)作用，在進(jìn)行深基坑的邊坡防護(hù)過程中，土釘墻支護(hù)不但能夠有效提升邊坡的穩(wěn)定性，同時能夠加固兩側(cè)的邊坡土，在合理的圖釘間距之下，通過提高土層的硬度，能夠有效提升邊坡的承載力。除此之外，深基坑樁采用的大多是連續(xù)墻的支護(hù)方式，該方式的整體性比較好，而且在實際建設(shè)過程中具備的防滲漏效應(yīng)也比較明顯，因此在深層土壤的地基支護(hù)過程中也廣泛利用連續(xù)墻的支護(hù)方式。由于地下水位中的黏土軟度較高，在很多深基坑中屬于特殊的情況，需要采取特殊措施進(jìn)行應(yīng)對，或者有的土層沙石硬度較低，黏土的硬度也沒有達(dá)到所需要的硬度，在這種情況下，要想能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期效果，需要提升建筑施工地級以上的穩(wěn)定型，再選擇砂石過程中需要選擇一些防水性較好的建筑材料，從而能夠?qū)崿F(xiàn)硬度方面的要求。在深基坑的支護(hù)中其鋼筋混凝土的土土排樁布置，在采用排樁圍護(hù)的過程中，可以按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行布局，員工在施工過程中需要特別注意，對于混凝土的灌注和挖孔環(huán)節(jié)，地基支護(hù)的擋土結(jié)構(gòu)是以粘土作為基礎(chǔ)的，地基支護(hù)中密疏排布和與樁之間的距離是關(guān)鍵，是需要相關(guān)人員注意的，要根據(jù)不同的地基地形來選擇合適的排布方式。

3、對建筑深基坑支護(hù)的優(yōu)化方案

在實際的墻體作業(yè)過程中，影響土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的因素主要是土釘?shù)拈L度和傾角，再對釘墻支護(hù)作業(yè)中相關(guān)人員需要將土釘墻的支護(hù)，傾角控制在一定的范圍內(nèi)，必須意識到土釘傾角的量度重要性。運(yùn)用土釘墻的方式減少土釘?shù)氖芰Σ罹唷Ｍ瑫r工作人員還需要明確土釘?shù)膶嶋H作用，通過將土釘和土質(zhì)進(jìn)行結(jié)合來提升土地的硬度。為了能夠確保土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的問題性，在設(shè)計深基坑支護(hù)過程中，工作人員需要不斷完善變量方案，在實際的支護(hù)作業(yè)中，變量是土釘墻的核心設(shè)計環(huán)節(jié)，影響變量的主要因素土釘?shù)拈L度，直徑，孔徑，以及豎向間距等。工作人員需要根據(jù)實際情況來優(yōu)化土釘之間的系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)計劃方案對施工的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行有效分解，根據(jù)土釘墻的支護(hù)方式，推導(dǎo)出相應(yīng)的水平分力值，但是在基坑工作中需要面臨地下水的問題，工作人員應(yīng)當(dāng)確保土質(zhì)的聯(lián)系和地下水位的識別，不斷突破技術(shù)運(yùn)用，不同的基坑開挖方式保證基坑的穩(wěn)定性，做好降水，排水的工作，提高項目的質(zhì)量。

由于土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)主要受到圖釘傾角，長度，間距的影響，因此在對于圖釘墻，支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，需要確保土釘?shù)膬A角控制在十度左右，如果土釘順著支護(hù)豎直方向的內(nèi)力相差顯著，原因主要是因為中間兩頭內(nèi)力差距明顯，土釘墻在使用過程中土釘在順著支護(hù)豎向方向的內(nèi)力相差明顯，一般情況下，中間大兩頭小，而如果土釘太短，那么土釘尾部和外部的地表有可能會出現(xiàn)破裂，甚至導(dǎo)致基坑失去穩(wěn)定性，因此，土釘?shù)拈L度最好控制在0.5到1.2h之間，土釘主要就是為了讓土地和釘子能夠進(jìn)行有效結(jié)合，由于間距過大，也會影響土釘?shù)膹?qiáng)度。除此之外，在設(shè)計過程中，土釘墻的支護(hù)方面主要以土釘墻的造價作為參考，影響較大的函數(shù)主要是土釘?shù)拈L度，孔徑，直徑等，需要做好這幾個因素方面的優(yōu)化設(shè)計工作。

小結(jié)：

本文我們通過深基坑結(jié)構(gòu)的介紹，可知土釘墻支護(hù)地下連續(xù)墻支護(hù)，排樁圍護(hù)，這些都包括在深基坑結(jié)構(gòu)過程中，在深基坑的建筑工作中，工作人員需要根據(jù)建筑的實際情況，對基坑支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，不僅能夠有效提升基坑支護(hù)的穩(wěn)定性，提高工程質(zhì)量，同時能夠為整個建筑企業(yè)帶來很好的經(jīng)濟(jì)，社會效益，有利于我國建筑企業(yè)實現(xiàn)持續(xù)性發(fā)展。

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