做基坑日久,覺得很有必要把基坑有關(guān)的幾個最基本的概念拿出來,好好重新學習一下。
首先看一下《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)對基坑的定義:為進行建(構(gòu))筑物地下部分的施工由地面向下開挖出的空間。
這個定義非常簡單和明確,定義中“建(構(gòu))筑物地下部分”可以指我們熟悉的地下室,也可以指一些深大基礎(chǔ),不過一般在基礎(chǔ)工程中,把沉井單列出來,其施工方式和一般基坑施工有區(qū)別。
建(構(gòu))筑物地下部分的施工包含的內(nèi)容比較多,有基礎(chǔ)、防水、抗浮以及地下室墻體等,這些都需要一定范圍的操作空間,因此一般基坑開挖空間比地下室的范圍要大,目前因為基坑施工過程中,房屋的基礎(chǔ)形式、地庫邊線還會有一定的調(diào)整,一般基坑底邊線退讓1.5m是比較常規(guī)的做法。
定義中還強調(diào)基坑是由地面向下開挖出的,這是基坑工程最關(guān)鍵和最復雜的地方,開挖就是要與巖土打交道,涉及到土體和巖體的穩(wěn)定性,英文中基坑工程也叫深開挖工程(DeepExcavation),更直接一些。
另外建筑物和構(gòu)筑物的區(qū)別,一般是指有無人在其內(nèi)部進行生產(chǎn)和活動。建筑物通稱建筑。一般指供人們進行生產(chǎn)、生活或其他活動的房屋或場所。例如,工業(yè)建筑、民用建筑、農(nóng)業(yè)建筑和園林建筑等。構(gòu)筑物一般指人們不直接在內(nèi)進行生產(chǎn)和生活活動的場所,如水塔、煙囪、橋梁、隧道、堤壩、蓄水池等。這個定義不是絕對的,在水利水電工程中就江河、渠道上的所有建造物都稱為建筑物,比如水工建筑物。
所以基坑工程在大土木工程領(lǐng)域各個行業(yè)都有,也是各行業(yè)中比較復雜、困難和重要一個分項工程。
基坑往往和工程、支護等名詞結(jié)合起來使用,其內(nèi)涵就更豐富了。
首先看基坑工程[1](Excavationengineering)的定義:為保證地面向下開挖形成的地下空間在地下結(jié)構(gòu)施工期間的安全穩(wěn)定所需的擋土結(jié)構(gòu)及地下水控制、環(huán)境保護等措施的總稱。
這個定義可以參照基坑規(guī)程JGJ120-2012中基坑支護[2](retainingand protection for excavations)的定義:為保護地下主體結(jié)構(gòu)施工和基坑周邊環(huán)境的安全,對基坑采用的臨時性支擋、加固、保護與地下水控制的措施。(2.1.3)
基坑是指地面以下的空間,基坑支護或基坑工程是為了營造出這個空間所采取的措施。
基坑工程包含三個內(nèi)容:支護結(jié)構(gòu)、地下水控制和環(huán)境保護;其中支護結(jié)構(gòu)包含了支擋和加固;地下水控制包含止水、截水和降水;環(huán)境保護是指在基坑施工過程中應控制地表變形不能危及周邊管線、鄰近房屋的安全。
從兩本規(guī)范里都強調(diào)了安全、環(huán)境保護和地下水控制,這也是基坑工程中比較特殊的地方,這三個是相輔相成、三位一體的基坑工程成功三要素;一般基坑工程有“十垮九水”說法,地下水是否控制得當,與安全、環(huán)境保護密切相關(guān)。
地下水本身就是環(huán)境的一部分,無限制的抽取地下水就是破壞環(huán)境的一種表現(xiàn);而降水帶來的滲透破壞、地面沉降、周邊房屋的變形開裂也是危及環(huán)境和安全的主要誘因。
我們在巖土工程中,常常會遇見支護結(jié)構(gòu)、支擋結(jié)構(gòu)兩種說法,其含義有無區(qū)別呢?
從基坑規(guī)程(JGJ120-2012)來看,支護結(jié)構(gòu)比支擋結(jié)構(gòu)的范圍稍廣一些,條文2.1.4中支護結(jié)構(gòu)(retainingand protection structure)的定義:支擋或加固基坑側(cè)壁的承受荷載的結(jié)構(gòu)。
《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013,條文2.1.2中邊坡支護[3](sloperetaining)的定義:為保證邊坡穩(wěn)定及其環(huán)境的安全,對邊坡采取的結(jié)構(gòu)性支擋、加固與防護行為。
這兩本規(guī)范中,支護都包含了支擋和加固;支擋傾向于被動支護,是將土體作為荷載,支護結(jié)構(gòu)視為一種擋土結(jié)構(gòu);而加固是一種主動支護形式,是采用注漿、強夯、土釘?shù)确绞脚c土體共同作用,在加固范圍內(nèi)形成一種類似擋土墻的結(jié)構(gòu)來保持邊坡的穩(wěn)定;這兩種方式的作用機理有一定區(qū)別。
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007—2011沒有分這么細,直接采用支擋結(jié)構(gòu)[4](Retainingstructure),其定義:使巖土邊坡保持穩(wěn)定、控制位移、主要承受側(cè)向荷載而建造的結(jié)構(gòu)物。
邊坡規(guī)范里規(guī)定的支護結(jié)構(gòu)包括:重力式擋墻、懸臂式擋墻、扶壁式擋墻、樁板式擋墻、板肋式或格構(gòu)式錨桿擋墻、排樁式錨桿擋墻、巖石錨噴支護、坡率法。
基坑規(guī)程中,將支護結(jié)構(gòu)細分為支擋式結(jié)構(gòu)、土釘墻、重力式水泥土墻和放坡法。
支擋式結(jié)構(gòu)包含錨拉式支擋結(jié)構(gòu)、支撐式支擋結(jié)構(gòu)和懸臂式支擋結(jié)構(gòu)、雙排樁和支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合的逆作法;其擋土構(gòu)件主要為支護樁和連續(xù)墻;錨桿(索)和支撐是作用在擋土構(gòu)件支點力的兩種方式。
土釘墻包含單一土釘墻、預應力錨桿復合土釘墻、水泥土樁垂直復合土釘墻和微型樁垂直復合土釘墻。
基坑支護結(jié)構(gòu)可以采用單一的結(jié)構(gòu)形式,也可以根據(jù)實際情況采用組合的結(jié)構(gòu)形式,比如放坡加樁錨、土釘加樁錨等,有一定的靈活性。
另外基坑支護還有圍護結(jié)構(gòu)等說法,主要是從房建領(lǐng)域借鑒的說法?;庸こ滔鄬ν聊竟こ唐渌I(lǐng)域,是個新發(fā)展起來的領(lǐng)域,所以借鑒了很多其他行業(yè)的術(shù)語,但萬變不離其宗,一定要搞清楚原理。
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