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摘要:城市深基坑工程往往位于建筑物众多的城区,故在深基坑施工过程 中应确保将周边建筑物的沉降及变形控制在安全范围内。论文通过对 一临近 建筑的基 坑工程 进行数值分析,并结合 实测数据,探讨了深基坑开挖 与临近 建筑物 的 相互影响规律,研究结论可为类似工程设计和施工提供一定的经验和参考。
关键词:深基坑;空间效应;变形
引言:为研究深基坑开挖对临近建筑浅基础的影响。对临近建筑物条形基础的位移与应力变化进行研究。研究表明,基坑开挖会导致建筑物有整体向基坑所在方向倾覆的趋势,基坑开挖深度越大,基础远近两侧的沉降差值越大,倾覆趋势越明显。随着基坑开挖深度的增加,基础的沉降量增大,基底应力增大。随着地连墙刚度的增大,基础的沉降及远近两侧沉降差减小,地连墙刚度较大时,增加刚度的作用就不再明显。地连墙刚度降低,易引起基础底部与基础顶部的不均匀水平位移。
随着社会经济发展,城市轨道交通迅速发展。城市轨道建设多集中于市中心,受地域空间限制,地下车站深基坑对周边建筑物影响极大,特别是浅基础物受影响程度更为严重,如何确保基坑支护结构的稳定与周边浅基础建筑安全成为一项重要课题。结合深基坑工程特性,提出城市基坑朝着“深、大、近、紧、难、险”方向发展,且具有临时性、区域性、多学科性、复杂性、施工周期长、事故多发性等的特点。
一、综述
随着城市化进程,地铁、市域铁路、城际铁路蓬勃发展,带来大量深基坑工程。传统的深基坑支护结构通常采用强度和稳定性控制的设计方法,以保证支护结构的强度和稳定性为目标。而地铁、市域铁路、城际铁路的地下站往往在密集的建筑群中施工,场地狭窄,临近常有必须保护的永久性建筑,深基坑开挖对临近建筑物的影响成为工程建设过程中尤为关注的问题。基坑开挖引致的地层移动会使基坑周边的建筑结构产生沉降和倾斜,当附加变形过大时就会引起结构的开裂和破坏,从而影响建筑物的正常使用。连续介质有限元法和基于实测数据的经验分析法是目前分析基坑开挖引起建筑物沉降的有效方法。
二、优化方向
2.1支护结构形式与设计优化通过对周边环境、土质条件、基坑深度等条件分析论证,针对此浅基础建筑物,本工程采用多重支护形式,以保障建筑物正常使用。此处支护结构原设计为地下连续墙+内支撑与坑外钢花管。经调查原设计钢花管位置有消防水池,且施工位置位于已开通的市政道路上,部分钢花管无法进行施工,方案变更取消市政道路上的钢花管施工。为确保基坑安全,控制周边建筑物变形,对取消钢花管处基坑支撑体系进行补强加固。
2.2具体加固方法《基坑地基基础设计规范》(GBJ7—89)中对多层建筑物基础允许倾斜值≤4‰的规定,必须采取措施减少不均匀沉降,才能确保基坑及周边建筑物的安全。根据经验,采用注浆法加固土体,使土体容重增大后,孔隙比减小,土体抗剪强度、压缩模量和无侧限抗压强度均有较大幅度的提高,幅度达几倍到十几倍。结合场地条件,决定采用压密注浆法加固土体,减少沉降(1)加固部位。根据经验,降水影响范围为60m,开挖影响范围约为48m,并且当建筑物的基础在垂直于基坑开挖边缘这一方向上的刚度较弱时,建筑物的水平拉伸将成为建筑物损坏的主要原因,故靠基坑一侧出现多处裂缝。
施工工艺图
3)注浆材料。选用普通硅酸盐水泥。注浆压力:浅部注浆终压为500~1000kPa,深部终压为1600~2000kPa。(4)扩散半径R值可根据理论公式计算,本工程依据现场灌浆试验结合工程经验确定为1.2m,有效影响半径1.0~1.5m。
三、安全风险的辨识和管控依循深基坑建构的特点,安全风险的辨识及管理,要贯穿在现有的建构流程以内。具体而言,风险管控的总程序,可以分出如下层级:首先,要辨识深基坑建构对现有的周边建筑,所能带来的那些影响,并明晰临近范畴内的建筑物,固有的安全特性。这样的评判,涵盖了独特的变形内力、建筑构架的残余强度、典型态势下的变形规则。经由这些要素的辨识,可以确认出精准的极限强度;在这以后,考量特有的安全系数,然后供应可用的管控标准。基于设定好的建构方案,估测出临近态势下的附加影响,予以辨识和预测,然后明晰那种影响最小的管控方案。其次,要制备可用的过程管控、应急态势下的各种预案。依循施工路径下的力学原理,把现有的管控目标,妥善去分解,制备出各个时段内的管控目标。从原理辨识、现有的经验解析、工程特性这样的维度,去制备如上的管控方案。这样做,能维护好总体态势下的目标合规,而不会超出既有的目标限度。再次,施工路径下,应随时查验监测信息,予以辨识和反馈。依循施工方案特有的性质、临近区段内的管控重点,来设定全程态势下的在线监测。对监测得来的数值,要随时查验和反馈。比对现有的施工方案,与监测得来的反馈,以便寻找到现有的安全。
四、结束语
(1)基坑开挖过程必然要扰动周边土体,土体的形状及整体稳定性发生变化,直接影响到基坑的稳定,进行合理的基坑支护设计显得尤为重要。(2)基坑周边建筑物沉降实测数据收集是很重要的工作,它为合理的基坑支护设计及准确的预测分析周边建筑沉降提供了数值依据。(3)通过对周边建筑物实测沉降数据分析比较可知,支护桩布置情况、距基坑距离、时间效应、压密注浆是影响基坑周边建筑沉降的重要因素,基坑支护设计中一定要合理把握,以期达到更好的支护效果。
参考文献:
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