【基坑開挖及其支護(hù)技術(shù)探究文獻(xiàn)綜述4900字】

基坑開挖及其支護(hù)技術(shù)研究國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述1基坑開挖對周圍環(huán)境影響及研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)學(xué)者對基坑開挖引起周圍環(huán)境變化的研究現(xiàn)狀：魏濤(2010)通過分析證明鄰近建筑物樁基礎(chǔ)的存在對控制基坑變形有著明顯的積極作用，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移明顯小于同等條件下周邊沒有樁基礎(chǔ)的情況。[1]張羽(2007)通過研究證明鄰近樁基礎(chǔ)的存在對基坑支護(hù)有利，基坑開挖，土體產(chǎn)生側(cè)向移動的趨勢，樁的土拱效應(yīng)阻止了這種趨勢，使支護(hù)結(jié)構(gòu)背后土壓力作用減小。[2]謝波(2007)說明了基坑鄰近樁基礎(chǔ)情況下支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力比周邊沒有樁基礎(chǔ)情況下小的原因，即作用在樁基上的荷載通過樁基傳遞到深層土體，使得緊挨地下室地面的土體超載大大減少，同時，樁基礎(chǔ)也可以看做圍護(hù)結(jié)構(gòu)，抵御了一部分土壓力。[3]楊敏等(2004)采用有限元方法，模擬深層攪拌法被動加固軟土地基與堆載鄰近樁基的相互作用，分析討論了加固寬度、加固深度和加固體彈性模量等對臨近樁基側(cè)向水平應(yīng)力以及側(cè)向變形的影響規(guī)律。[4]褚峰(2006)分別采用基于位移和基于土壓力的分析方法，研究開挖造成的影響，認(rèn)為基坑開挖引起的土體位移對鄰近樁基有著明顯的作用，且隨開挖，作用在樁上的土體位移不斷變大，樁身的變形不斷變大，樁身彎矩不斷變大，并且樁身最大位移和彎矩出現(xiàn)的位置也隨開挖逐漸下移。[5]楊敏等(2006)用三維有限元法建立了考慮基坑與臨近樁基相互作用的數(shù)值模型，分析了鄰近樁基對基坑開挖的響應(yīng)及樁基對土體位移場的隔離作用，并討論了基坑的空間效應(yīng)、開挖深度、支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度等因素對鄰近的樁基附加側(cè)向位移和彎矩的影響規(guī)律。[6]C.F.Leung,D.E.L.Ong,Y.K.Chow(2000)等在新加坡國立大學(xué)土工離心機上開展了一系列基坑工程離心模擬試驗，分別考慮了穩(wěn)定擋墻、非穩(wěn)定擋墻后臨近基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的單樁、群樁在基坑不同開挖工況下的受力變形特性。[7]李連祥等(2012)考慮CFG復(fù)合地基對基坑支護(hù)的有利影響，對濟南省會文化藝術(shù)中心舞臺臺倉基坑支護(hù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，取得了良好的效果，節(jié)省了資金，并使工期大大加快。[8]田靜成(2009)環(huán)d用模型試驗，比較了基坑周邊有無剛性復(fù)合地基的情況，證明復(fù)合地基與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的“土柱”為非有限土體，三者具有復(fù)雜的相互作用，分析了復(fù)合地基加固深度大于或小于基坑開挖深度時基坑位移和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力和位移規(guī)律。[9]陳林等(2007)以側(cè)向群樁復(fù)合(土)體是CFG復(fù)合地基的情況，根據(jù)復(fù)合地基工作機理，將既有建筑附加應(yīng)力轉(zhuǎn)化為樁周土分層面載，為此類支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更加符合復(fù)合地基工作實際的計算方法。[10]鄒燕利用有限元軟件ABAQUS建立5x5的簡化CFG樁復(fù)合地基模型，在一側(cè)開挖基坑，模擬實際基坑施工過程。文中分別研究基坑開挖深度和樁中心距離基坑間距對臨近CFG樁受力和變形影響，選擇樁身水平位移、沉降、軸力、彎矩和樁側(cè)摩阻力五個因素分析。結(jié)果表明：樁身變形都隨開挖深度增加而增加;樁身軸力和彎矩隨開挖也不斷增大，而樁側(cè)摩阻力卻有減小;在同一開挖深度下,距離基坑最近的CFG樁受影響最明顯。相關(guān)的研究結(jié)論盡管肯定了復(fù)合地基存在對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)有利，但具體的作用機理還不是很清楚，沒有得出在復(fù)合地基存在情況下，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上土壓力的分布規(guī)律，故無法對目前基坑支護(hù)設(shè)計產(chǎn)生顯著影響。而且眾多研究內(nèi)容關(guān)注的是坑底工程樁和坑側(cè)地下室、地下室下樁基、支護(hù)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)底板等地下結(jié)構(gòu)之間的相互作用或系統(tǒng)反應(yīng)，而復(fù)合地基側(cè)向開挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用及設(shè)計問題并未得到廣泛關(guān)注，同時也少有相關(guān)文獻(xiàn)研究基坑開挖對復(fù)合地基豎向荷載傳遞規(guī)律的影響。2基坑支護(hù)及地基加固研究現(xiàn)狀在建筑越來越密集的情況下，基坑開挖對周圍環(huán)境造成了很大的影響，很多學(xué)者對基坑支護(hù)及基礎(chǔ)加固進(jìn)行了大量的研究。李志宏，黃宏偉(2007)認(rèn)為利用三維數(shù)值模擬來分析基坑工程的支護(hù)參數(shù)能更真實的反映支撐體系的受力情況。通過具體的工程實例得出：(1)模擬計算說明：各種方案下坑底的最終隆起位移變化不大，而隨著相鄰支撐縱向間距的減小，隆起有增大的趨勢；(2)鋼支撐的布置位置及相鄰支撐間的縱向間距對第二道支撐的軸力影響較大，因此合理的設(shè)置鋼支撐的支撐位置，就可以使鋼支撐的作用發(fā)揮到最大，對基坑支護(hù)起到更有效的作用；(3)在各種支護(hù)方案下，維護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平位移和基坑周圍地表的沉降變化比較一致。[11]常用的加固方法有6類：(1)在有放坡條件時削坡卸荷是最有效、最快捷的方法。(2)降低或阻截地下地表水。(3)改變開挖形式，如逆作或沉井。(4)加強支護(hù)結(jié)構(gòu)，如加強或增加樁、錨、撐等支護(hù)結(jié)構(gòu)。(5)在坑內(nèi)用砂袋等反壓支護(hù)結(jié)構(gòu)。(6)改良土體，如注漿或冷凍等。郭院成，周同和，王立明等根據(jù)鄭州市的工程地質(zhì)條件和經(jīng)驗，以水泥土樁與土釘構(gòu)成復(fù)合型土釘作為9m深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，對基坑的開挖及降水進(jìn)行了全程監(jiān)測，結(jié)果顯示這種支護(hù)結(jié)構(gòu)具有止水帷幕和支護(hù)雙重作用，是在鄭州地區(qū)工程地質(zhì)條件下的一個成功實例。呂國平為能在軟土地基中有效調(diào)節(jié)地基的不均勻沉降，采用兩層鋼筋混凝土扁梁中間夾以片石砌體形成復(fù)合地基，通過具體的實例研究發(fā)現(xiàn)這種方法具有剛度大、施工簡便、造價低廉等優(yōu)點，在軟土地區(qū)的低矮建筑中，可代替樁基，在多層建筑中，可以減少樁數(shù)，縮短樁長。[12]謝雄耀等(2010)指出常用的深基坑加固方法有降水、深層攪拌法、注漿法、高壓噴射注漿法等方法，要在滿足穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，根據(jù)變形控制的要求進(jìn)行方法選擇。其中，基坑降水是一種比較經(jīng)濟有效的方法。攪拌樁和懸噴、注漿等化學(xué)加固在變形要求嚴(yán)格的深基坑中應(yīng)用比較廣泛。[13]盡管對基坑周圍環(huán)境的保護(hù)方法有很多種，但其作用的機理只有三點：減小基坑開挖的影響、切斷影響途徑和提高周圍環(huán)境的抗變形能力。保護(hù)方法有：1)深基坑本身加固法；2)切斷影響途徑法；3)深基坑周圍建筑物加固法；4)綜合運用上述三種方法的綜合法。陳云敏，韓超，凌遒盛(2011)指出傳統(tǒng)的基坑加固設(shè)計以長期的工程經(jīng)驗為基礎(chǔ)，通過工程類比進(jìn)行。通常僅在穩(wěn)定分析中考慮加固的影響，而難以考慮基坑的變形分析?；蛹庸痰脑O(shè)計不應(yīng)獨立于變形控制設(shè)計之外，它們一個統(tǒng)一的整體。[15]SMW工法與地下連續(xù)墻相比，不僅具有節(jié)省造價等有點，還經(jīng)過施工檢驗，在一定條件下能滿足基坑的設(shè)計要求。從現(xiàn)有的實踐經(jīng)驗來看，這種加固方法比常規(guī)攪拌樁家固體強度更高，攪拌更均勻，加固效果更好。人工凍結(jié)技術(shù)因為成本比較高，所以一般主要作為一種事故處理或搶工期時考慮的工法，但該方法在保證基坑工程安全和滿足變形控制要求時有獨到之處。李明(2011)通過對廣州華銳大廈基坑支護(hù)與加固分析得出，在基坑加固過程用應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索與土釘墻聯(lián)合支護(hù)與加固是可行的，也是可靠的。在進(jìn)行計算時，發(fā)現(xiàn)錨固漿體受壓時的強度提高系數(shù)按規(guī)范取1.1，但實踐證明，往往會造成鋼筋的不必要浪費，提高系數(shù)取多少合適，應(yīng)通過具體工程檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析后確定，但應(yīng)用提高。蘇斌(2006)通過對北京地鐵和平里北街站東北風(fēng)道北側(cè)和平里七區(qū)六號樓的基坑加固方案分析，得出密排小直徑旋噴攪拌樁止水帷幕的止水效果比疏排大直徑旋噴樁的保證性高，還方便施工參數(shù)的控制，利于周邊管線的保護(hù)。在類似的基坑施工時，在不進(jìn)行基坑降水的基礎(chǔ)上，應(yīng)嚴(yán)格控制止水帷幕的施工質(zhì)量，這樣對沉降的控制將會取得更好的效果。[16]周燕國等(2013)通過工程實例，分析了土釘支護(hù)基坑事故產(chǎn)生的原因及加固措施。破壞的原因主要有：1)水的影響；2)土釘灌漿技術(shù)問題；3)土方?jīng)]有按照土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求來開挖；4)過分強調(diào)經(jīng)濟性，使得基坑支護(hù)體系的安全系數(shù)偏低。應(yīng)急措施有：截斷水源，疏排積水和滲漏水，立即回填土方，然后系統(tǒng)采用錨桿和土釘支護(hù)技術(shù)對變形位置進(jìn)行加固處理。得出的結(jié)論有：1)在土釘?shù)氖┕み^程，要嚴(yán)格施工順序，保證施工質(zhì)量，并且和各方協(xié)調(diào)配合；2)當(dāng)?shù)叵滤幢容^豐富時，不適合單使用土釘支護(hù)；3)當(dāng)對邊坡變形要求比較嚴(yán)時，使用土釘和錨桿聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)效果是比較好的；4)土釘和錨桿聯(lián)合支撐結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性好，變形小，造價低和工期短的優(yōu)點。[17]李志剛，秦四清(1999)f2s]通過對邊坡位移和土釘軸力的測試，進(jìn)行了土釘支護(hù)的三維數(shù)值模擬研究，對邊坡位移和土釘軸力及塑性區(qū)分布等做了較深入的討論，認(rèn)識到土體和土釘相互作用形成了一個完整的支護(hù)體系；基坑的失穩(wěn)破壞也并非傳統(tǒng)意義上的土釘或土體本身的破壞，是土釘支護(hù)系統(tǒng)的整體破壞；土釘支護(hù)系統(tǒng)的形成是通過土釘?shù)姆謸?dān)作用、應(yīng)力的擴散與傳遞作用來實現(xiàn)的，這就是土釘支護(hù)的實質(zhì)。徐博(2012)通過對某工程基坑支護(hù)實例的分析，得出：1)；高壓旋噴樁施工時，因為部分土體被置換，所以有利于周邊土體加固，強度提高；2)進(jìn)一步探索與積累不同地區(qū)，和不同土質(zhì)條件旋噴樁施工工藝和與之相配套的施工參數(shù)及施工檢測方法，施工管理方法是非常必要的；3)高壓旋噴處理軟弱地基適用于地層中含軟弱夾層，與其他施工方法相比，費用低，工期短；4)高壓旋噴注漿工法，使周圍土體由松散到固結(jié)，有利于基坑穩(wěn)定；5)單管加筋高壓旋噴施工具有效率高、施工簡單，且不需要開挖就可處理隱蔽工程的特點，因此適用于城市深基坑加固。[18]曾光華(2008]通過對具體工程實例的分析得出：采用止水帷幕結(jié)合分段多種支護(hù)形式的設(shè)計方案是經(jīng)濟，合理，適用的。根據(jù)基坑地層及周邊環(huán)境的實際情況對基坑不同地段分布采用不同形式的支護(hù)形式，具有適應(yīng)性強、安全可靠、施工周期短、造價低等優(yōu)點。[19]余海濤(2007)概述了深層攪拌法加固原理的，適應(yīng)范圍，并通過對具體的工程實例的分析得出了：用深層水泥攪拌樁組成重力式擋土墻作為深基坑開挖的支護(hù)與之水手段，是深層水泥攪拌技術(shù)的應(yīng)用擴展，與目前常用的混凝土樁、鋼板樁相比，深層水泥土攪拌樁的施工時擠土現(xiàn)象輕微、振動小、整體穩(wěn)定性好、抗?jié)B性好、能有效的防護(hù)臨近建筑物，方便下一步的基坑施工、工程造價低等優(yōu)點，是目前我國深基坑支護(hù)施工中一種比較經(jīng)濟適用的手段。[20]王年香，章為民，顧行文(2013)出了高壓旋噴技術(shù)法不但適用于松散、軟弱土層、淤泥、人工填土、殘積土地基，還適用于雜填土、粉細(xì)砂及黃土互層地基。對于有污染的雜填土地基，應(yīng)選用高強抗硫水泥或其他膠結(jié)材料，也可以在水泥中摻入抗污染成分的外加劑。對場地條件復(fù)雜，有用或廢舊管網(wǎng)管線雜亂的條件下，要因地制宜，采用多次頂噴、復(fù)噴，也可以達(dá)到預(yù)期效果。參考文獻(xiàn)[1]閏明禮，張東剛.CFG樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實踐(第二版)[M].北京：中國水利水電出版社，2006.[2]張樹龍.既有復(fù)合地基側(cè)向力學(xué)性狀[D].濟南：山東大學(xué)，2015.[3]吉慶祥.既有建筑復(fù)合地基對鄰近基坑性狀影響的研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2014.[4]龔曉南.基坑工程發(fā)展中應(yīng)重視的幾個問題[J].巖土工程學(xué)報，2006,28(11)：1321-1324.[5]王吉博.基于相臨建筑物響應(yīng)控制的基坑支護(hù)優(yōu)化設(shè)計研究[D].長沙：湖南大學(xué)，2014.[6]JGJ79-2012.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.[7]鄭鋼，焦瑩主編.深基坑工程設(shè)計理論及工程應(yīng)用[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社2010.12.[8]劉國彬，王衛(wèi)東主編.基坑工程手冊(第二版)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.11.[9]JGJ120-2012.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.[10]鄒燕.基坑開挖對臨近CFG樁復(fù)合地基影響的研究[D].合肥：安徽建筑大學(xué)，2015.[11]魏濤.鄰近建筑物樁基對基坑開挖的影響研究[D].長沙：中南大學(xué)，2010.[12]張羽.基坑開挖與鄰近樁基礎(chǔ)的相互影響分析[D].上海：同濟大學(xué)，2007.[13]謝波.地下室及樁基礎(chǔ)對鄰近基坑開挖的影響研究[D].上海：同濟大學(xué)，2007.[14]楊敏，朱碧堂.超載軟土地基被動加固控制鄰近樁基變形的分析閉.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2004,23(11)：1912-1918.[15]褚峰.基坑開挖對鄰近樁的影響分析[D].上海：同濟大學(xué)，2006.[16]楊敏，周洪波，楊樺.基坑開挖與臨近樁基相互作用分析.土木工程學(xué)報，2005,38(4)：91-96.[17]Leung,C.F.,Chow,Y.K.,andShen,R.F.Behaviorofpilesubjecttoexcavation-inducedsoilmovement[J].JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineering,ASCE,2000,126(11)：947-954.[18]Leung,C.F.,Lim,J.K.,Shen,R.F.,andChow,Y.K..Behaviorofpilegroupssubjecttoexcavation-inducedsoilmovement[J].JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineering,ASCE,2003,129(1)：58-65.[19]Ong,D.E.L.,Leung,C.F.,andChow,丫K.Pilebehaviorduetoexcavation-inducedsoilmovementincl