由于軟土層中基坑開挖難度大,基坑圍護(hù)成本高,一般基坑開挖之前,均會(huì)開展陸域形成、地基處理等先行工程。但隨著工程建設(shè)速度的加快,很多工程項(xiàng)目的工期十分緊張,往往要求基坑開挖與場(chǎng)地地基排水固結(jié)堆載預(yù)壓處理工程同期開展。這類基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)基坑開挖過程與場(chǎng)地地基排水固結(jié)過程中基坑內(nèi)、外側(cè)的軟土強(qiáng)度指標(biāo)的變化考慮較少。實(shí)際上,基坑開挖的同時(shí),場(chǎng)地軟土層經(jīng)排水固結(jié)堆載預(yù)壓處理,強(qiáng)度指標(biāo)會(huì)逐漸增長(zhǎng),基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)如采用不同開挖階段的軟土增長(zhǎng)強(qiáng)度指標(biāo),將大大優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu),降低工程造價(jià),同時(shí)也有利于基坑開挖與場(chǎng)地地基處理工程同步開展,節(jié)約工期。
基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)原則
(1)支護(hù)結(jié)構(gòu)必須保證正常使用,則應(yīng)滿足以下要求:①支護(hù)結(jié)構(gòu)不能滑動(dòng);②支護(hù)結(jié)構(gòu)不能傾覆;③支護(hù)結(jié)構(gòu)不能有過大的水平位移;④支護(hù)結(jié)構(gòu)不能有過大的沉降;⑤保證支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度足夠;⑥保證地基的強(qiáng)度足夠;⑦保證周圍建筑物,位移及沉降控制在允許范圍內(nèi);⑧保證基坑底部的隆起、回彈在允許范圍內(nèi),不發(fā)生滲流及管涌等;⑨支護(hù)方案可靠,而且是經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化方案。
(2)應(yīng)根據(jù)工程用途的要求、地形及地質(zhì)等條件,綜合考慮以確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的平面布置及其高度。
(3)應(yīng)認(rèn)真分析地形、地質(zhì)、土的性質(zhì)、周圍構(gòu)筑物、荷載條件及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件,確定支護(hù)結(jié)構(gòu)類型。
(4)保證支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合相應(yīng)規(guī)范、條例要求。
(5)應(yīng)對(duì)施工給出指導(dǎo)性意見。
(6)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用以分項(xiàng)系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。
樁基礎(chǔ)適用范圍:
(1)上部土層軟弱不能滿足承載力和變形要求,而下部存在較好的土層時(shí).用樁穿越軟弱土層,將荷載傳遞給深部硬土層。
(2)一定深度范圍內(nèi)不存在較理想的持力層,用樁使荷載沿著樁桿依靠樁側(cè)摩阻力漸漸傳遞。
(3)基礎(chǔ)需要承受向上的力,用樁依靠樁桿周圍的負(fù)摩阻力來抵抗向上的力,即“抗拔樁”。
(4)基礎(chǔ)需要承受水平方向的分力時(shí),可用抗彎的豎樁來承擔(dān)。
(5)地基軟硬不均或荷載分布不均,天然地基不能滿足結(jié)構(gòu)物對(duì)不均勻變形的要求時(shí),可采用樁基礎(chǔ)。
(6)淺層存在較好土層,但考慮其他因素,仍采用樁基礎(chǔ),如港口、水利、橋梁工程中結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)周圍的地基土宜受侵蝕或沖刷時(shí),應(yīng)采用樁基礎(chǔ);如精密儀器和動(dòng)力機(jī)械設(shè)備等對(duì)基礎(chǔ)有特殊要求時(shí),常用樁基礎(chǔ)。
(7)考慮建筑物受相鄰建筑物、地面堆載以及施工開挖、打樁等影響,采用淺基礎(chǔ)將會(huì)產(chǎn)生過量?jī)A斜或沉降時(shí)用樁基礎(chǔ)。
(8)建筑物下存在不穩(wěn)定土層,如液化土、濕陷性黃土、季節(jié)性凍土、膨脹土等,采用樁基將荷載傳遞至深部密實(shí)穩(wěn)定土層。
以下為需要考慮巖土工程設(shè)計(jì)的情況:
1、如果場(chǎng)地周邊存在邊坡,則首先需要進(jìn)行邊坡治理,排除潛在的工程危險(xiǎn)然后才能進(jìn)行擬建項(xiàng)目的建設(shè),這時(shí)就需要進(jìn)行邊坡支護(hù)或者邊坡治理的巖土設(shè)計(jì)。
2、為了保證基坑開挖不危害基坑周邊的環(huán)境功能,滿足主體結(jié)構(gòu)施工的要求,基坑開挖前需要對(duì)開挖后基坑的支護(hù)提前進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3、當(dāng)設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)的基礎(chǔ)埋深位置的土層不能滿足做持力層的要求的時(shí)候,以及改變基礎(chǔ)埋深的造價(jià)會(huì)大于地基處理的造價(jià)情況下,需要進(jìn)行地基處理的設(shè)計(jì),對(duì)持力層范圍內(nèi)的地層進(jìn)行的處理,以滿足設(shè)計(jì)要求。
4、假如各種地基處理方案,地基承載力變形要求的時(shí)候都不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載和變形的規(guī)定值,或者采用地基處理的方式不如直接采用樁基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)的時(shí)候,就可以采用樁基礎(chǔ),這時(shí)候就需要進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。