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热点话题

4. 深基坑
       深基坑工程是一门复杂的与多方面因素相关的边缘学科,是一项系统工程。虽然国内专家、学者已对深基坑工程进行了大量的试验研究,取得了一些成功的经验.但理论上还不够成熟。深基坑开挖与支护是与许多因素相关的综合技术,有许多理论与实际阿题都有待进一步解决和完善。其主要表现为以上几个热点问题。
       作用在支护结构上的±压力。支护结构设计理论的关键问题是正确计算作用在结构上的土压力。常规设计中土压力一般取静止土压力或极限状态下的主动土压力和被动土压力,而作用在支护结构上的实际土压力一般介于二者之间。实际土压力是与支护结构位移、支护结构空间形状有关的,而且还与土体扰动、固结、蠕交有关,因而土压力的择取有多种,不同的土压力的择取有不同的计算模型。人们将重视发展考虑空间效应和时间效应的土压力理论。
       深基坑开挖及支护的环境效应问题。随着高层和超高层建筑的发展和人们对地下空间的开发和利用日益增多,基坑工程不仅数量增多,而且向更大、更深方向发展。大量深基坑集中在市区,施工场地狭小,施工条件复杂,如何减小基坑开挖对周围建(构)筑物、道路和各种市政设施的影响,发展基坑开挖扰动环境稳定性控制理论和方法引起了人们进一步的关注和重视,诸如,基坑工程对周围环境的影响机理与评价研究,包括基坑开挖前周围建筑物及市政设施的初始应力场及位移状态的调查评价:基坑开挖在它们中引起的附加应力的计算,以及它们抗破坏能力及稳定性评价方法及受害等级的划分等。
       深基坑工程的动态反馈设计及信息化施工。传统设计法的主要问题在于一个“静”字,以开挖的最终状态为对象,进行定值的设计。然而基坑开挖工程与其它工程的最大不同之处又在于一个“动”字,在开挖过程中,包括某些土质参数在内的各种参量,诸如侧土压力,结构内力、土体应力及变形等都在变化,而其变化规律还未被充分掌握。这就产生了设计结果与实际情况的差别,从而引发各种工程事故或者可能造成浪费。动态设计及信息化施工技术包含密切联系的两个组成部分,即动态设计及信息化施工。该技术的基本思路是:在设计方案的优化后.通过动态计算模型,按施工过程对支护结构进行逐次分析,预测支护结构在旋工过程中的性状.例如位移、沉降、土压力、孔隙水压力、结构内力等,并在施工过程中采集相应的信息,经处理后与预测结果比较,从而做出决策,修改原设计中不符合实际的部分。将所采集的信息作为己知量,通过反分析推求较符合实际的土质参数,并利用所推求的较符合实际再次预测下一阶段支护结构及土体的性状,又采集下一施工阶段的相应信息如此反复循环.不断采集信息,不断修改设计并指导施工,将设计置于动态过程中。通过分析预测指导施工.通过施工信息反馈修改设计,使设计及施工逐渐逼近实际。
       对现有支护结构的优化向量。基坑开挖支护技术的发展水平是一个侧面反映和衡量一个国家工业和建筑技术高低的重要标志。虽然我国的技术水平有了很大的提高,但与发达国家相比,还有一定的差距,另一方面反映在我国的地区性发展上很不平衡,很有必要引进适用的先进技术于不发达地区。但每一种支护结构都不是万能的.都有其适用范围和局限性,盲目的套用,不仅难以得到预期的支护效果,造成大量浪费,甚至可能导致工程失败,给后续工程带来极大的困难。所以对现有支护结构进行优化组合,使其更加合理、安全和经济,这将会成为一个深基坑工程研究的热点问题之一。
       深基坑工程事故的补救对策的研究。深基坑工程施工中常出现的事故,经常是在深基坑工程的桩基和基坑支护结构及降水、止水施工完成之后,开挖土方过程中发生的。有的事故是在开挖已达到设计标高,暴露时间过长,由于时空效应、工程环境发生变化而造成的,这种时空效应对于软土地区来讲,更为敏感,经常会由于渐变而导致大事故的发生。在施工常出现的事故有:支护结构失稳、水平位移、倾斜、墙体折断:边坡失稳;基底隆起:基坑渗流破坏:基坑突涌:周围地面及邻近建筑物沉陷、倾斜、开裂等问题。如不及时采取应急措施,将导致支护结构的倒坍,周围地面沉陷破坏,邻近建筑物的倒坍,地下设施如管网裂破坏等,不仅影响了工期,造成很大经济损失,甚至会危及人身安全,影响周围群众的正常生产、生活。当然,也有的事故是出现在桩和支护结构施工过程中,例如桩基采用挤土型的桩,施工中会使周围土体侧移隆起,导致临近地下管网的变形断裂和建筑物的倾斜开裂;有的支护结构采用人工挖孔桩,由于土体中出现临空面,将诱发已施工的工程桩和临近建筑物地基倾斜位移;有的由于施工顺序不当,先施工支护结构后施工工程桩,同样会出现上述情况,对支护结构和邻近__稾_檁建筑物的安全产生影响。因此,深基坑施工中,应特别重视监测支护结构及周围建筑物、地下设施的安全,预先做好防患准备;当事故出现后,应立即采取应急措施,加以阻止或补救。虽然谁都不希望事故发生,但许多不可预测的事件可能导致事故的发生,所以如何以有效补救措施去使损失减小到最小也将变得十分迫切。

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