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【關(guān)鍵詞】隔震；橡膠；支座；阻尼；結(jié)構(gòu)
中圖分類號： TU761 文獻標識碼： A 文章編號：
1、工程結(jié)構(gòu)防震減震技術(shù)的歷史
從20世紀出開始，靜力理論逐漸得到發(fā)展，減小了結(jié)構(gòu)體系的剛度，并形成柔性結(jié)構(gòu)體系，工程抗震防災技術(shù)的發(fā)展，使上部結(jié)構(gòu)剛度得到增加，并在柔性底層結(jié)構(gòu)體系中減少了結(jié)構(gòu)底層剛度，一直到現(xiàn)在，工程抗震防災技術(shù)已經(jīng)基本發(fā)展到全國普及的地步，而且延性結(jié)構(gòu)體系的傳統(tǒng)抗震方法也得到了廣泛的應用。
“設(shè)防烈度”一般情況下會做為傳統(tǒng)抗震方法的設(shè)計依據(jù)，此方法以“抗”為核心，通過控制構(gòu)件的剛度以及非彈性狀態(tài)下的延性，來達到抗震目的，這個方法能有效的消耗地震波能量以及減輕地震反應，達到使建筑物“裂而不倒”的效果。
2、建筑結(jié)構(gòu)防震技術(shù)
2.1 防震方法
現(xiàn)在城市建筑物防震方法可分為兩大類：一，建筑物的結(jié)構(gòu)抗震方法。其中包括底部剪力法、振型分解法、時程分析法、頻譜法、隨機振動法等。二，建筑物的結(jié)構(gòu)減隔震方法。其中包括輥軸隔震、滾珠隔震、橡膠墊塊隔震、懸掛基礎(chǔ)隔震、搖擺支座隔震、滑動支座隔震、懸掛結(jié)構(gòu)隔震、耗能減震、沖擊減震、主動控制減震等。
2.2彈性建筑
彈性建筑是一種防震效果最佳的新型防震建筑，其特點是以柔克剛。最常見的彈性建筑是建在隔離體上的防震大樓，隔離體由分層橡膠、硬鋼板組和阻尼器組成，建筑結(jié)構(gòu)不直接與地面接觸。阻尼器由螺旋體鋼板組成，以減緩上下的顛簸。此外，在滾珠和彈簧上建造大樓是抗震新法，其共同特點是通過隔離或吸收地震能量，減少到達建筑物的振動，防止地震破壞。
3、建筑隔震技術(shù)
3.1 隔震結(jié)構(gòu)體系
為保留柔性底層結(jié)構(gòu)體系的特性、避免底層結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞，可采用隔震結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)隔震裝置所處的位置，將隔震結(jié)構(gòu)特性分為地基隔震、基礎(chǔ)隔震和層間隔震三大類。
地基隔震可分為絕緣和屏蔽。絕緣是利用軟弱地基或象人工地基那樣較軟的地基有降低輸入加速度的性質(zhì)，在地基自身中降低輸入波的方法，但設(shè)計時首先必須保證地基對建筑物的支承強度和基礎(chǔ)沉降量不超過允許值。屏蔽是在建筑物周圍挖深溝或埋入屏蔽板等將卓越長周期的剪切波（S波）隔斷的方法。這兩種方法都是以地基為對象，用以減少地震波輸入，實際工程設(shè)計中應用較少。
基礎(chǔ)隔震是目前應用最為廣泛最為成熟的一項技術(shù)，它是在建筑物基底設(shè)置控制機構(gòu)（隔震裝置）來隔離地震能量向上部結(jié)構(gòu)傳輸，使上部結(jié)構(gòu)的振動減輕，防止地震破壞。一些研究和應用較廣泛的基礎(chǔ)隔震方案有：①橡膠墊隔震裝置。包括天然橡膠墊，標準多層橡膠墊，高阻尼橡膠墊，加鉛多層橡膠墊等。②滑移隔震。在房屋基礎(chǔ)底面處設(shè)置鋼摩擦滑板、石墨、砂料、涂層墊層及聚四氟乙烯等材料形成滑移層，使建筑物遭遇地震時，通過該處不連續(xù)介面的滑移錯動，部分地切斷地震波的傳播，限制上部結(jié)構(gòu)的地震反應。③滾珠及滾軸隔震。用高強合金制成的滾珠（滾軸）涂以防銹或?qū)雍笾糜谏喜拷Y(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間，地震作用下，通過滾珠及滾軸滾動而達到隔震的目的，此外還有擺動隔震、懸吊隔震、螺栓鋼彈簧隔震、混合隔震等裝置。
隔震裝置除了可以設(shè)在建筑物基底，還可視需要設(shè)置在建筑物層與層之間，即形成層間隔震體系。一種是將隔震層設(shè)置在結(jié)構(gòu)一層、中間層的隔震結(jié)構(gòu)；一種是將MD系統(tǒng)中的彈簧一阻尼器用疊層橡膠支座代替、用頂層樓板或隔熱層作為質(zhì)量塊的屋頂隔震。由于這類結(jié)構(gòu)的隔震裝置都是最初用來隔震的橡膠支座，只是隔震層的位置不同，故統(tǒng)稱為層間隔震結(jié)構(gòu)。
3.2橡膠支座
根據(jù)“基礎(chǔ)隔震”理論研究開發(fā)的建筑隔震橡膠支座是當今世界上應用最多、技術(shù)最成熟的隔震元件。橡膠支座的隔震原理是在建筑物或構(gòu)筑物基底或某個位置上設(shè)置橡膠支座，利用橡膠支座的水平柔性形成一道柔性的隔震層，通過此層吸收和耗散地震能量，以集中發(fā)生在隔震層的較大相對位移為代價，阻止或減輕地震能量向上部結(jié)構(gòu)傳遞，并使整個建筑物的自振周期得以延長，以減輕上部結(jié)構(gòu)地震反應，最終達到減輕上部結(jié)構(gòu)地震破壞目的。據(jù)有關(guān)資料報道，裝用橡膠支座后，建筑物受地震沖擊破壞的能量可減輕1/3～1/5。
目前常用的建筑隔震橡膠支座有三種：①天然橡膠支座，是由多層天然橡膠板與多層鋼板相互疊合而成。天然橡膠耐老化、耐蠕變性能好，但減震（阻尼能力）差，作為隔震用途時，往往與其它阻尼裝置配合使用，其外部用耐侯性、耐臭氧性好的合成橡膠做保護層。②高阻尼橡膠疊層支座，由于采用高阻尼橡膠，具有隔震橡膠所需要的穩(wěn)定支承、彈性復位和阻尼功能，可單獨作為隔震裝置使用。其橡膠材料為天然橡膠和合成橡膠并用，或用氯丁橡膠、硅橡膠，由于其本身具有較好的阻尼性能，不需與其它阻尼裝置配合，可單獨使用。③鉛芯疊層橡膠支座，在普通天然橡膠支座的中孔灌入鉛芯而成，其目的一是提高橡膠支座的阻尼，二是增加支座的早期剛度。近年為保護環(huán)境，改用錫代替鉛。
4、建筑結(jié)構(gòu)減震技術(shù)
4.1消能減震設(shè)計原理
消能減震設(shè)計指在抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能裝置，通過其局部變形提供附加阻尼，以消耗輸入上部結(jié)構(gòu)的地震能量，從而使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件在罕遇地震下不發(fā)生嚴重破壞。消能裝置通常由阻尼器、耗能支撐等組成。消能裝置不改變結(jié)構(gòu)的基本形式，房屋的抗震構(gòu)造與普通房屋相比不降低，其抗震安全性可有明顯的提高。
4.2技術(shù)要求
需要減少地震水平位移的鋼和鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)類型的房屋宜采用消能減震設(shè)計。減震設(shè)計應根據(jù)罕遇地震下的預期結(jié)構(gòu)位移控制要求，設(shè)置適當?shù)南懿考Ｏ懿考獙Y(jié)構(gòu)提供足夠的附加阻尼。目前減震部件較多有：橡膠墊隔震減震器、空氣阻尼式減震器、不銹鋼絲繩減震器、封閉形減震器等等，石墨也是較理想的助滑劑材料。
消能部件可由消能器及斜撐、墻體、梁或節(jié)點等支承構(gòu)件組成，消能器與斜撐、墻體、梁或節(jié)點等支承構(gòu)件的連接，應符合鋼構(gòu)件連接或鋼與鋼筋混凝土構(gòu)件連接的構(gòu)造要求，并能承擔消能器施加給連接節(jié)點的最大作用力。消能器可采用速度相關(guān)型、位移相關(guān)型或其他類型。速度相關(guān)型消能器指粘滯消能器和粘彈性消能器等；位移相關(guān)型消能器指金屬屈服消能器和摩擦消能器等。消能部件可根據(jù)需要沿結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別設(shè)置。消能部件宜設(shè)置在層間變形較大的位置，其數(shù)量和分布應通過綜合分析合理確定，并有利于提高整個結(jié)構(gòu)的消能減震能力，形成均勻合理的受力體系。與消能部件相連的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應計入消能部件傳遞的附加內(nèi)力，并將其傳遞到基礎(chǔ)。
消能器和連接構(gòu)件應具有耐久性和良好的易維護性。設(shè)置隔震部件和減震部件的部位，除按計算確定外，應采取便于檢查和替換的措施。
參考文獻：
[1]祁皚.層間隔震技術(shù)評述.地震工程與工程振動，2004（6）
關(guān)鍵詞：地震災害、防震減災、防護工程
中圖分類號： P315 文獻標識碼： A 文章編號：
引言：我主要談三個方面的問題:一是全球地震活動和我國地震災害特點;二是我國防震減災工作現(xiàn)狀;三是簡單地介紹防震減災工作的一些構(gòu)想。
（一）做好地震監(jiān)測預報工作
在地震發(fā)生前，作出準確的預報或打個招呼，其效果是大不一樣的。
1975年2月4日19時36分，在遼寧海城發(fā)生7.3級地震。震前，地震部門根據(jù)觀測到的一系列突出異?，F(xiàn)象，于2月4日凌晨6時報告省政府，提出24小時內(nèi)在營口、海城將發(fā)生一次強烈地震，省政府及時向各市地及有關(guān)部門發(fā)出電話通知，指示各地要提高警惕，發(fā)動群眾，認真做好防震抗震工作。海城、營口地區(qū)根據(jù)實際情況，提出具體措施，如有的電影院貼出了“因地震改為露天放映”的布告，營口縣駐軍取消了當晚在禮堂的春節(jié)慰問演出等。這次預報使絕大多數(shù)居民在震前撤離了住宅區(qū)，轉(zhuǎn)移了重要的物資設(shè)備，對震時易燃、易爆、泄毒等次生災害的部位采取了緊急預防措施。地震造成1300多人死亡。據(jù)估計，成功的預報至少減少了近10萬人的傷亡，這是人類歷史上第一次作出的具有減災實效的成功預報。
我國當前的預報工作已納入法制化的管理軌道，國務(wù)院了《地震預報管理條例》，對地震預測和地震預報做出了不同規(guī)定。預測意見是由專家作出；而預報意見是要經(jīng)過一定程序由地震部門提出，報省以上人民政府風險決策，并由人民政府向社會的。
成功預報的前提和基礎(chǔ)，必須具備相當?shù)谋O(jiān)測能力。目前，我國已經(jīng)建成包括測震、形變、電磁、流體4大學科，共有20余種觀測手段的地震監(jiān)測臺網(wǎng)，基本覆蓋了我國主要地區(qū)。目前，首都圈地區(qū)可以監(jiān)測1～1.5級以上地震，速報時間是5～10分鐘；省會城市和東部地區(qū)可以監(jiān)測1.5～2級以上地震，速報時間是10～15分鐘；其他地區(qū)可以監(jiān)測4級以上地震，速報時間是20～25分鐘。
一是監(jiān)視地下核爆炸事件。核爆炸產(chǎn)生的地下震動同地震波一樣，都能被地震臺網(wǎng)監(jiān)測到，我們可以通過地震臺網(wǎng)監(jiān)視地下核爆炸試驗，準確確定事件發(fā)生的時間、地點和當量。這在國防安全和整體外交中，具有不可替代的作用。
二是用于爆炸監(jiān)測。2000年8月，俄羅斯庫爾斯克號潛艇沉入巴倫支海，原因不明，俄羅斯當局將這一事件歸罪于一艘不明身份的外國潛艇的碰撞。但挪威波羅的海地震臺站的記錄說明，這場悲劇是艇上魚雷的系列爆炸引起的。再如，1999年4月15日，韓國貨機在上海墜毀爆炸，上海地震臺網(wǎng)確定飛機是在墜毀后發(fā)生的爆炸，這在后來對飛機黑匣子和一些目擊者的調(diào)查中，得到了證實。再如，對“911”事件，離它34公里的美國拉蒙特地震臺清晰記錄到了兩次撞擊事件和兩次坍塌事件。同時，地震臺網(wǎng)還可以對礦山坍塌、煤礦瓦斯爆炸等進行監(jiān)測，以便事件發(fā)生后快速判定事件性質(zhì)和作出反應。
三是監(jiān)視重大工程的地震安全。比如三峽地震臺網(wǎng)，在2003年6月三峽水庫蓄水至135米后，庫區(qū)發(fā)生158次小地震，頻度增高近10倍。水庫誘發(fā)地震的原因主要有兩個方面，一是蓄水后，庫盆荷載增大，引起區(qū)域應力場變化；二是水壓增大后，水滲入庫區(qū)構(gòu)造裂隙中，孔隙壓發(fā)生變化。
（二）做好震災預防工作
搞好震災預防，通俗地說就是要“把地上搞結(jié)實、把地下搞清楚”。
“把地上搞結(jié)實”就是采取設(shè)防措施，提高建設(shè)工程的抗震能力。國內(nèi)外許多震例表明，設(shè)防不設(shè)防、設(shè)防到位不到位，效果截然不同。1995年日本阪神地震，造成6000多人死亡，10萬多棟建筑物遭破壞，是日本自1923年關(guān)東大地震以來人員傷亡最慘重的一次地震。在倒塌的房屋中，90%左右是20世紀50～70年代建造的，未進行抗震設(shè)防，或者抗震設(shè)防標準不夠;而1981年以后按新規(guī)范設(shè)計的房屋，大多數(shù)經(jīng)受住了地震的考驗。2003年美國加州6.5級地震，震中離加州中部海濱城市，圣西米恩市11公里，但僅造成3人死亡，而且這3人還是被一個沒有采取抗震措施的古鐘樓倒塌砸死的；2004年日本新7級地震，雖然是城市直下型，但只造成800余棟房屋倒塌，死亡14人，創(chuàng)下同級別、同類型地震死亡的最低紀錄。成功的例子，與美國、日本經(jīng)濟實力雄厚，設(shè)防標準較高密不可分。而我國唐山地震造成巨大災難，除了震級大外，城市不設(shè)防是重要原因。震前，唐山市居民住宅、企業(yè)廠房、工業(yè)設(shè)施和其他建筑物，很少采取抗震設(shè)防措施。
唐山大地震之后，痛定思痛，我國開始全面重視建筑物的抗震設(shè)防問題。
對于量大面廣的一般工業(yè)與民用建筑，主要是根據(jù)全國地震區(qū)劃圖來進行抗震設(shè)防。目前，我國正在使用的是第四代地震區(qū)劃圖，也就是地震動參數(shù)區(qū)劃圖。區(qū)劃圖的要求是一般工業(yè)和民用建筑抗震設(shè)防的最低標準，是綜合考慮地震環(huán)境，特別是國家經(jīng)濟實力等因素所確定的，是500年一遇的風險設(shè)防。也就是說，突破設(shè)防標準，遭受破壞的可能性雖然很小，但還是存在的。所以，經(jīng)濟條件比較好的地區(qū)，可以適當提高設(shè)防標準，把房子蓋得更加結(jié)實、牢固。
（三）做好地震應急救援工作
據(jù)統(tǒng)計；唐山地震時，被壓埋人數(shù)達57萬人，動用了近10萬官兵，但由于救援手段相當原始，基本上是手扒鎬刨（調(diào)用大型機械主要在清理階段），這在當時以平房居多的唐山，發(fā)揮了一定作用，但總體效果并不理想。如今，城市地震救援中，將要面對的是鋼筋混凝土廢墟，災后破壞情況愈發(fā)復雜，簡單傳統(tǒng)工具的作用受到了很大限制。
2001年1月26日印度古吉拉特邦7.8級地震，造成16000余人死亡。當時各國相繼派出救援隊趕往災區(qū)。作為印度的重要鄰邦，我們按慣例，想派出工作組，提供地震科學考察方面的幫助，結(jié)果被印方婉言謝絕。印方的理由是，災區(qū)更需要救援隊伍，而當時中國國際救援隊尚未組建。當時我們深感，中國作為在國際人道主義事務(wù)中負責任大國，迫切需要組建這么一支隊伍。
（四）做好防震減災宣傳教育
在我國，也有類似的例子。如1994年，臺灣海峽發(fā)生7.3級地震，福建漳州一些學校，由于平時重視防震減災宣傳教育，學生具備基本的地震知識，地震時沒有發(fā)生慌亂，也沒有造成什么損失。而在距離震中更遠的廣東汕頭，由于學生缺乏防震減災常識，在地震發(fā)生時驚慌失措，很多學生擁擠踩踏，甚至跳樓，造成數(shù)百人受傷，還死亡3人。
再如1984年，長江口以東海域發(fā)生6.2級地震，上海強烈有感，近百人跳樓。而1996年11月9日，原地再次發(fā)生6.1級地震，雖然也有強烈震感，但由于群眾防震減災意識的提高，沒有產(chǎn)生恐慌，社會生產(chǎn)和工作秩序沒有受到影響。
【關(guān)鍵詞】黃土;地鐵;隧道開挖;支護
0.引言
近年來大城市的交通擁堵問題越來越嚴重，解決這一問題的出路就是發(fā)展地鐵以開發(fā)城市地下空間。西北部新建地鐵將是必然的，雖然在原有鐵路隧道的經(jīng)驗基礎(chǔ)上， 陸續(xù)修建了一些高等級黃土公路隧道、鐵路隧道，由于西北黃土區(qū)土質(zhì)特殊，工程地質(zhì)與水文地質(zhì)的不確定性和復雜多變，給技術(shù)人員修建地鐵帶來很多問題。本文據(jù)前人經(jīng)驗對可能出現(xiàn)的安全隱患加以總結(jié)概括，希望能對黃土區(qū)地鐵建設(shè)有所借鑒。
1.黃土區(qū)工程地質(zhì)環(huán)境及性質(zhì)
我國黃土分布面積廣、 厚度大、 層位齊全，具有特殊成分和工程地質(zhì)特性。黃土是一種第四紀沉積物，具有多孔性，以粉土顆粒為主，富含碳酸鹽 ，顏色以黃色為主。
1.1黃土的水敏性
天然低濕度下具有明顯高強度和低壓縮性的黃土，在一旦浸水甚至增濕時會發(fā)生強度大幅度驟降和變形大幅度突增的特性。對于黃土而言，另一個重要的問題是黃土的結(jié)構(gòu)性問題。它的重要性早為太沙基所指出。黃土的結(jié)構(gòu)性表現(xiàn)為在其結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)沒有遭到破壞以前它具有維持結(jié)構(gòu)可穩(wěn)性的能力；在結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)遭到破壞以后表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)可變性的能力，它和顆粒的排列特性與均勻性有關(guān)。
1.2黃土的滲透性
老黃土中普遍存在構(gòu)造節(jié)理，如斜節(jié)理，新黃土中原生柱狀垂直節(jié)理發(fā)育，未曾發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造性節(jié)理。黃土中的節(jié)理，對路基邊坡的穩(wěn)定性常起控制作用。在具有構(gòu)造節(jié)理的黃土層中開挖的邊坡，其破壞形式常呈現(xiàn)為沿節(jié)理面滑落；具有垂直節(jié)理的黃土邊坡， 其破壞方式常呈現(xiàn)為倒塌；無構(gòu)造節(jié)理的黃土邊坡破壞則主要為滑坡。黃土的滲透系數(shù)不是一個常數(shù)，它隨滲透溶液的性質(zhì)，水頭梯度，滲透時間等變化。水頭梯度越大，滲透系數(shù)越大。
1.3黃土的濕陷性
濕陷性是黃土的主要工程性質(zhì)，它是指在一定壓力下受水浸濕，土體結(jié)構(gòu)發(fā)生迅速破 壞而發(fā)生顯著下沉的特性。濕陷性黃土以粉粒為主，含量達60%以上。濕陷變形的特征指標用濕陷系數(shù)表示，它通過室內(nèi)浸水試驗確定，用δs表示。我國規(guī)定：當 δs大于0.015時為濕陷性黃土，當δs小于0.015時為非濕陷性黃土。根據(jù)濕陷系數(shù)的大小，可以大致判斷濕陷性黃土濕陷的強弱。
2.黃土地區(qū)地鐵施工建造的工程問題及防護
2.1施工過程水害的處治
黃土隧道的水對隧道的危害是多方面的，處理不當將會對隧道的施工、運營以及結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生極大的影響，對于黃土的隧道尤為不利。若地基存在地下水，且埋深較淺時，基坑開挖條件將會惡化．一方面，地下水的存在，可導致土體抗剪強度指標c，φ值的降低從而降低坑壁的自穩(wěn)能力 ；另一方面，在基坑排水時，滲透水流會對坑壁發(fā)生滲壓力，增大坑壁土壓力，同樣也會降低坑壁的穩(wěn)定性．關(guān)于一般公路鐵路隧道施工中對于水的處理，《公路隧道設(shè)計規(guī)范》中指出：隧道防排水應遵循“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理"的原則。
但是，多次地震災害現(xiàn)象顯示，現(xiàn)有的地下結(jié)構(gòu)并不安全。當受到震動荷載作用時，這些飽和軟弱黃土對震動作用非常敏感，其土骨架結(jié)構(gòu)易遭到擾動而軟化，使飽和軟弱土層及其淺埋隧洞體系的受力條件發(fā)生顯著變化，改變了土層一隧洞體系已有的平衡條件，對體系的抗震穩(wěn)定性有突出的不良影響。
解決排水方法：
2.1.1排除涌水法排出涌水法是隧道施工中使用最普遍的治理涌水方法，它主要有操作簡單、工期短、費用低等特點。自然排水時最常見的方法。自然排水就是讓水體自動的從巖體中排出：導坑排水和鉆孔排水。
2.1.2阻止涌水法阻止涌水法就是把水體封堵或固定在巖體內(nèi)部，不讓其涌入隧道；通常使用的方法是注漿法和凍結(jié)法。凍結(jié)法在含水量較高的土質(zhì)地下工程中已經(jīng)得到了很好的應用，其中上海的地鐵和過江隧道都曾采用過這種方法，且效果比較顯著。
2.2隧道崩塌
隧道塌方原因多種多樣，但地質(zhì)因素是決定性的。濕陷性黃土遇水后會發(fā)生嚴重下陷，只是突然下沉，使開挖的圍巖迅速喪失自穩(wěn)能力，如支護措施不能滿足其變化情況，極易造成塌方。隧道開挖后，土體原有的天然應力狀態(tài)被破壞，圍巖應力在洞周一定范圍內(nèi)產(chǎn)生了重新分布。黃土垂直節(jié)理發(fā)育，垂直方向滲透性強，地表水很快滲透至地下，使深部黃土處于飽水狀態(tài)，其原有結(jié)構(gòu)完全喪失，從而使強度和承載力降低。為防止黃土隧道襯砌開裂和隧道沉降等病害，提出以下處治措施：
2.2.1施工嚴格遵循“管超前，嚴注漿，短進尺，少擾動，強支護，早封閉，勤量測，速反饋”的原則，愛護圍巖，加強超前地質(zhì)預測，短進尺，弱擾動開挖，防塌方，人工配合長臂挖掘機進行開挖。強支護，快封閉，仰拱緊跟對穩(wěn)定支護的作用很大，要保持仰拱緊跟開挖面。
2.2.2對于城市地表地鐵隧道的施工，隧道開挖后立即進行噴錨初期支護，可有效的控制隧道輪廓的變形。在施工支護方法的選擇中要嚴格控制地面的沉陷，加強施工中隧道變形監(jiān)測，以及地表沉陷監(jiān)測。
2.3地面沉降和地面裂縫
隧道施工中，首先會沿著隧道走向分別在隧道兩側(cè)出現(xiàn)地表裂縫 。地裂縫作用可以由剪切、拉伸嚴重地破壞或摧毀結(jié)構(gòu)物。地裂縫對所經(jīng)過的建筑物及地下設(shè)施的破壞是不可抗拒的. 而隧道施工引起的地層沉降一般分為三個階段：
2.3.1前期沉降階段：地層受到擾動后產(chǎn)生的應變就開始反映到地表，可見開挖對覆蓋層的沉陷具有較強的誘導性，同時土體孔隙中的自由水夾裹土粒在重力作用下逐漸向開挖形成的臨空面滲透，失水、失土使地層土體發(fā)生固結(jié)變形。
2.3.2開挖過程沉降：開挖臨空面的產(chǎn)生使圍巖土體局部卸載，洞周徑向應力突變?yōu)榱悖馏w原始地應力急驟發(fā)生重分布，圍巖開始發(fā)生持續(xù)性松弛變形；同時土體加速失水、失土使地層沉降保持增幅累積。
2.3.3后期固結(jié)沉降：主要是土體固結(jié)、徐變延續(xù)與累計、受巖體流變特性的影響，后期沉降延滯時間與覆土層厚度、類型(力學特性)、地下水情況及周邊環(huán)境等因素相關(guān)。
前期沉降是地層沉降遞增的緩慢過程，在松散、富水軟弱地層中隧道施工時，只要恰到好處地對隧道周邊圍巖進行加固,及時施作網(wǎng)噴支護，嚴格控制沉降時間達到控制地面沉降總量是可能的。洞頂?shù)乇砹芽p及陷穴、落水洞應立即抓緊時間處理，對已形成的裂縫采用注漿或回填灰土的方法進行及時封閉，防止地表水下滲對隧道造成危害。此外，為保護隧址區(qū)原有生態(tài)環(huán)境，在陷穴、裂縫的處理上，盡量少用臨時占地，地表土壤作還原處理。
由于地鐵修建貫穿城市繁華地區(qū)，地表沉降又會直接破壞地面建筑物基礎(chǔ)，帶來很多安全隱患。而目前的技術(shù)欠缺，除很好的做好地下隧道支護工作，地表變形動態(tài)是判斷周圍地層穩(wěn)定性的一個重要標志，其監(jiān)測結(jié)果能反映隧道開挖過程中圍巖介質(zhì)變形過程。
3.結(jié)束語
由于黃土的特殊性，在黃土地區(qū)施工要根據(jù)不同地區(qū)黃土的濕陷性不同，選擇適宜的施工方法，提高地基土層和隧道圍巖的承載力，降低沉降量，確保隧道圍巖的穩(wěn)定。工程設(shè)計階段應對黃土地貌、地質(zhì)、氣象、水文等進行詳細勘察、勘探及試驗，以達到設(shè)計合理，便于施工，工程質(zhì)量有保證。只有如此，才能確保達到理想的巖土工程效果?！?/p>
【參考文獻】
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［關(guān)鍵詞］高壓線變壓器防護方案
一、工程概況
某在建工程總占地面積7286m2，建筑面積68718 m2，計劃塔吊用QTG630作為垂直運輸工具，在現(xiàn)場軸線緊靠圍墻邊設(shè)有2臺居民用變壓器，其高壓線自北向南架空斜穿而過，變壓器距建筑物外墻邊距離為5.5m，支承變壓器的兩根電線桿的距離為2.2m，變壓器距QTG630塔吊中心18m，詳見圖1。
二、防護方案
采用電力部門專用的水泥電線桿作為防護立桿設(shè)置屏障，立桿間距為2.388m，共設(shè)5根（圖2），水泥桿高度約15m，基礎(chǔ)埋地1.5m深，周邊用C30混凝土振搗密實，立桿上口高出高壓線的距離為2.5m，利用100×10等邊角鋼作為水平桿，再用Ф10mm管箍將5根電線桿連成一體，水平方向共設(shè)置10道。用100×10等邊角鋼設(shè)置剪刀撐將防護形成一個整體鋼骨架，然后用1830mm×915mm×18mm的膠合板（正、反兩面涂刷防水漆）封面。膠合板與角鋼用Ф10螺絲固定，螺絲間距不大于300mm，斜支撐利用基坑支護壓頂，梁面預埋3塊尺寸為300mm×300mm×15mm預埋件。預埋件錨腳為6Ф16，長450mm采用穿孔焊，斜撐共3道，設(shè)置部位兩端及中間各1道（圖3）。所有鐵件刷紅丹防銹漆二度。
三、技術(shù)準備
（1）了解和掌握建設(shè)部頒發(fā)的《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ46-2005），《建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程》、建設(shè)部建筑管理司編《建筑施工安全檢查標準實施指南》中第13章中（一）節(jié)外電防護中有關(guān)內(nèi)容和相應規(guī)定，本方案是根據(jù)《建筑施工安全檢查標準實施指南》有關(guān)規(guī)定要求進行設(shè)計的，符合規(guī)范規(guī)定要求。
（2）現(xiàn)場踏勘和調(diào)查，并與當?shù)毓╇娋诌M行聯(lián)系，了解具體情況，并協(xié)商實施《防護方案》時要求停電的有關(guān)問題。
四、防護方案的實施
1立電線桿
按圖2所示電線桿基礎(chǔ)挖孔對電線桿進行外觀檢查，確定無斷裂等裂縫后，用汽車吊將電線桿垂直插入孔內(nèi)，電線桿必須扶正呈垂直狀態(tài)，用木楔臨時固定，隨后灌C30混凝土，并用振動棒振搗密實。
2安裝水平桿和剪刀撐
安裝鋼桿件必須在停電條件下工作，以確保安全。由于電線桿上無預埋鐵件，100×10角鋼與電線桿的連接通過Ф10鋼筋作管箍，將其固定在電線桿上，角鋼與管箍連接方法為在角鋼一側(cè)鉆1個Ф12孔，將Ф10鋼筋穿過孔，形成一個管箍，焊接后再用木楔楔緊。由于水平桿角鋼較長，可采用連接鋼板螺栓連接或電焊連接方法將2根100×10角鋼接長。100×10角鋼剪刀撐搭設(shè)方法為角鋼與電線桿連接采用Ф10鋼筋管箍，方法與水平桿角鋼相同，剪刀撐與水平桿角鋼采用Ф12螺栓連接。
3防水隔離
水平桿角鋼與剪刀撐角鋼組成防護骨架體，其兩側(cè)采用竹塑膠合板貼面方法，固定方法是采用通過Ф10螺栓固定在角鋼100×10上，螺栓間距300mm，竹塑膠合板表面刷防水油漆二度。
4斜支撐
由于防護方案面積較大，承受較大的風荷載，為提高防護體系的抗側(cè)移的能力，采用鋼結(jié)構(gòu)斜支撐方案，共3道鋼斜支撐（圖3），兩邊電線桿和中間電線桿各布1道斜支撐。
斜支撐設(shè)計采用［10槽鋼，斜支撐下端與基坑圍護樁壓頂梁的預埋鐵件焊接，上端與水平角鋼焊接，該部位應再增加1道Ф10鋼筋管箍，由于斜支撐［10槽鋼長度超過9.0m，長細比較大，故增加2道水平桿［10槽鋼，一端與斜支撐［10槽鋼焊接，另一端與防護系統(tǒng)水平角鋼100×10焊接。
五、搭設(shè)要點與注意事項
1本防護方案主要是為了施工塔吊而設(shè)立的，塔吊安裝位置不能滿足部頒《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ46-2005）第3.1.2條最小安全操作距離8m的要求。另外，在塔吊旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，在突遇停電，又刮起大風的特殊情況下，極有可能造成吊索或吊物碰觸高壓線路的危險，為此必須采取切實有效的防護措施。
2本防護方案只是塔吊臨近高壓線
作業(yè)為防觸電而采取的安全技術(shù)措施，還需要采取其他措施如下。
（1）施工作業(yè)中當遇到停電又刮4級以上風時，塔吊司機應立即使用備用24V直流蓄電瓶充電的電源，使伸臂旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的電磁制動裝置通電起到制動作用，大臂不會隨風旋轉(zhuǎn)，避免吊索或吊物碰觸或接近高壓線路；同時，施工現(xiàn)場值班電工應啟動380V的發(fā)電機，供給塔吊電源。
若遇風力繼續(xù)加大，司機應迅速將吊物落下，將吊鉤升到大臂根部相距2m處，停止作業(yè)，并立即松開旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的制動器，使其在風標效應的情況下，伸臂自由旋轉(zhuǎn)。
塔吊大臂及吊鉤上升高度只要脫開了高壓線路感應電場的范圍，就不會發(fā)生觸電事故，也不會造成塔吊在刮大風時因強行制動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)而致?lián)p傷設(shè)備或造成倒塔事故。
（2）由于塔吊一側(cè)為西湖路，行人較多，塔吊應盡量減少西湖路一側(cè)吊臂運行，在防護系統(tǒng)水泥電線桿頂部必須安裝紅色警示燈，以提醒塔吊司機注意安全。
（3）由于本防護系統(tǒng)由鋼結(jié)構(gòu)組成，而且靠近高壓線與變電器，為防止在雨天高壓線路磁場感應的影響，防護方案中水平桿100×10角鋼及Ф10管箍等形成的整體鋼骨架必須分別用5根Ф12鋼筋重復接地。
（4）安裝電線桿必須由電業(yè)局專業(yè)人員負責安裝，特別強調(diào)安裝與拆除時應停電作業(yè)，并進行相關(guān)的安全交底和監(jiān)護。
3除嚴格對塔機檢查驗收外，應對塔吊司機、指揮人員、掛鉤工和電工堅持持證上崗制度，進行專業(yè)安全操作培訓和教育，使其達到密切配合，嚴格崗位責任制。
4塔吊與本防護系統(tǒng)應有可靠接地，接地不可少于2處，接地電阻要求不小于4 。
5對塔吊與防護系統(tǒng)產(chǎn)生靜電效應進行跟蹤監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
6在塔吊駕駛室的臺面配備高壓絕緣墊，所有電器裝置保持絕緣良好，并安裝漏電保護器。
7對塔吊司機與指揮人員進行安全技術(shù)交底，塔吊回轉(zhuǎn)時起吊鉤的高度必須在高壓線上方6m以上。下班后，吊鉤、鋼絲繩的回收位置也必須在高壓線上方6m以上。
[關(guān)鍵詞]建筑基坑支護；問題；原因；對策
中圖分類號：TV551.4 文獻標識號：A 文章編號：2306-14（2014）10-
城市高層建筑的迅速興起，進一步促進了深基坑支護技術(shù)的發(fā)展。為確保施工安全，防止塌方事故發(fā)生，工程技術(shù)人員對建筑深基坑支護的安全問題，應給予以高度重視。
1. 深基坑支護存在的主要問題
深基坑支護不僅要求確保邊坡的穩(wěn)定，而且要滿足變形控制要求，保證基坑內(nèi)正常作業(yè)安全，而且要防止基坑及坑外土體移動，保證基坑附近建筑物、道路、管線的正常運行。但是，深基坑支護的設(shè)計、施工、監(jiān)測技術(shù)是近年來經(jīng)常遇到的技術(shù)難題。在實際應用中，也出現(xiàn)了一系列的問題，急需解決。
（1）邊坡施工達不到設(shè)計、規(guī)范要求，常存在超挖和欠挖現(xiàn)象。（2）土層開挖和邊坡支護不協(xié)調(diào)，常見于支護施工滯后于土方開挖很長一段時間，而不得不采取二次回填或搭設(shè)鋼管作業(yè)架來完成支護施工。（3）噴射混凝土厚度和強度達不到設(shè)計要求。（4）成孔注漿不到位，土釘或錨桿受力滿足不了設(shè)計要求。（5）邊坡頂面未按要求處理。（6）忽視施工跟蹤監(jiān)測監(jiān)理。施工跟蹤監(jiān)測監(jiān)理是隨時掌握基坑支護變化的重要技術(shù)手段，是確保工程正常發(fā)現(xiàn)和及解決問題的前提條件，千萬忽略不得。
2. 深基坑支護存在問題的主要原因分析
隨著基坑工程的發(fā)展，原有深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論、設(shè)計原則、計算公式、施工工藝等，已不太符合深基坑開挖與支護的實際情形，由此導致基坑工程事故頻發(fā)，造成巨大經(jīng)濟損失和社會影響。另外，現(xiàn)在城市建筑物之間空間狹小、施工場地局限等因素的存在，往往導致地下設(shè)施開挖后，給基坑支護工程施工帶來很大的難度。深基坑支護存在問題的主要原因有以下幾個方面。
2.1 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中土體的物理力學參數(shù)選擇不當
深基坑支護結(jié)構(gòu)所承擔的土壓力大小直接影響其安全度，但由于地質(zhì)情況復雜多變，要精確地計算出土壓力參數(shù)指標值，目前還十分困難，目前的計算依據(jù)仍在采用庫倫或朗肯公式進行。關(guān)于土體其它物理力學參數(shù)指標值的選取同樣非常復雜，例如在深基坑開挖后，含水率、內(nèi)摩擦角和粘聚力三個參數(shù)指標值彼此之間就是變化的，很難據(jù)此準確計算出支護結(jié)構(gòu)的實際壓力。
在深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如果對地基土體的物理力學參數(shù)指標值選取不準，將對設(shè)計計算結(jié)果產(chǎn)生很大影響。土力學試驗數(shù)據(jù)表明：內(nèi)摩擦角值的略微相差，便會給其所產(chǎn)生的主動土壓力值帶來很大不同；原土體的內(nèi)凝聚力值與開挖后的各參數(shù)值相比土體內(nèi)凝聚力，則差別更大。施工工藝和支護結(jié)構(gòu)形式不同，對土體的物理力學參數(shù)的取值也有很大影響。
2.2 基坑土體的取樣具有不完全性
在深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，必須對地基土層進行取樣分析，以取得比較合理的土體物理力學參數(shù)指標值，為支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供可靠的依據(jù)。一般在深基坑開挖區(qū)域內(nèi)，按國家規(guī)范的要求進行鉆探取樣。為減少勘探工作量和降低工程造價，不可能鉆孔過多。因此，所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。而實際上大部分基坑支護工程的建設(shè)者都未進行此項工作，這就難免不給工程埋下安全隱患。實際工程地質(zhì)條件極其復雜、多變，可靠測取相應物理力學指標值是十分必要的。否則支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計就難免不符合實際地質(zhì)情況而導致工程問題發(fā)生。
2.3 基坑開挖存在的空間效應考慮不周
深基坑開挖中大量的實測資料表明：基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn)，常常在長邊的居中位置發(fā)生。這說明深基坑開挖所引起邊壁土體受力變形是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計是按平面應變問題處理的。對一些細長條基坑來講，這種平面應變假設(shè)是比較符合實際，而對近似方形或長方形深基坑而言則不盡符合。所以，在未來進行空間問題處理前而按平面應變假設(shè)設(shè)計時，要對支護結(jié)構(gòu)作適當調(diào)整，以適應由開挖所引起邊壁（坡）問題空間效應。
2.4 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算與實際受力不符
目前，深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算仍基于極限平衡理論，但支護結(jié)構(gòu)的實際受力并不那么簡單。工程實踐表明，有的支護結(jié)構(gòu)按極限平衡理論設(shè)計計算的安全系數(shù)，從理論上講是絕對安全的，但有時卻發(fā)生了工程事故；有的支護結(jié)構(gòu)安全系數(shù)雖然比較小，甚至達不到規(guī)范的要求，但在實際工程中卻滿足安全度要求。
極限平衡理論是深基坑支護結(jié)構(gòu)的一種靜態(tài)設(shè)計，而實際上開挖后土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài)，也是一種土體逐漸松弛的過程，隨著時間的增長，土體強度逐漸下降，并產(chǎn)生一定的變形。所以，在設(shè)計中必須要充分考慮到這一點。
2.5 計算軟件的局限性
由于基坑支護工程環(huán)境條件非常復雜，現(xiàn)有的計算深基坑支護的各種軟件在全國各地的的應用中，不可避免地產(chǎn)生了地區(qū)的不適應性。而且，由于現(xiàn)在建筑物的復雜關(guān)系，基坑復雜的周邊環(huán)境，使得單純用軟件計算不能很好反映出來。因此，在用軟件進行計算的同時，必須要結(jié)合當?shù)氐慕?jīng)驗，經(jīng)綜合分析考慮后予以取舍，以減少基坑工程的安全隱患。
2.6 施工質(zhì)量
目前建筑市場上施工隊雜亂，素質(zhì)參差不齊，直接影響了基坑工程的施工質(zhì)量。在一些深大基坑支護工程施工中，不可避免地出現(xiàn)了各種塌方滑坡事件。因此，必須對施工隊伍進行嚴格的管理和整頓，要有各種有效而可靠的應急預案，保證基坑的發(fā)現(xiàn)異常和險情，確保能作出快速有效處理，防止工程和人員傷亡事故發(fā)生。
3. 建筑深基坑支護設(shè)計中的主要對策
工程建筑基坑的開挖與支護結(jié)構(gòu)是一項系統(tǒng)工程，涉及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程結(jié)構(gòu)、建筑材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集土力學、水力學、材料力學和結(jié)構(gòu)力學等于一體的綜合性學科。支護結(jié)構(gòu)又是由若干具有獨立功能的體系組成的整體。因此，工程建筑基坑支護設(shè)計與施工必須要綜合考慮當?shù)毓こ痰刭|(zhì)與水文地質(zhì)條件、基坑類型、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境對基坑側(cè)壁位移的要求，以及基坑周邊荷載、施工季節(jié)及施工條件、支護結(jié)構(gòu)使用期限等因素，做到合理設(shè)計、精心施工、經(jīng)濟安全、因地制宜、因時制宜、精心勘察、合理設(shè)計、精心施工、嚴格監(jiān)控。
3.1 徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計理念
目前，土壓力分布還按庫倫或朗肯理淪確定，支護樁仍用“等值梁法”進行計算。其計算結(jié)果與深基坑支護結(jié)構(gòu)的實際受力懸殊較大，既不安全也不經(jīng)濟。由此可見，深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計不應再采用傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)荷載法”，而應徹底改變傳統(tǒng)的設(shè)計觀念，逐步建立以施工監(jiān)測為主導的信息反饋動態(tài)設(shè)計體系。這是設(shè)計人員需要加強科研攻關(guān)的方向。
3.2 建立變形控制的新的工程設(shè)計方法
目前，設(shè)計人員用的極限平衡原理是一種簡便實用的常用設(shè)計方法，其計算結(jié)果具有重要的參考價值。但是，將這種設(shè)計方法用于深基坑支護結(jié)構(gòu)，只能單純滿足支護結(jié)構(gòu)的強度要求，而不能保證支護結(jié)構(gòu)的剛度。眾多工程事故就是因為支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形而造成的。由此可見，評價一個支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案優(yōu)劣，不僅要看其是否滿足強度的要求，而且還要看其是否產(chǎn)生環(huán)境問題，關(guān)鍵在于其變形大小。鑒于上述實際，在建立新的變形控制設(shè)計方法時，應著重研究支護結(jié)構(gòu)變形控制的標準、空間效應轉(zhuǎn)化為平面應變和地面超載的確定及其對支護結(jié)構(gòu)的影響等問題。
3.3 大力開展支護結(jié)構(gòu)的試驗研究
正確的理論必須建立在大量試驗研究的基礎(chǔ)上。開展支護結(jié)構(gòu)的試驗研究（包括試驗室模擬試驗和工程現(xiàn)場試驗），能夠積累大量的測試數(shù)據(jù)，可對同類工程的成功打好基礎(chǔ)，為理論研究和建立新的計算方法提供可靠的第一手資料。
3.4 探索新型支護結(jié)構(gòu)的計算方法
高層建筑的飛速發(fā)展給深基坑支護結(jié)構(gòu)帶來一場技術(shù)革命。目前，深基坑支護結(jié)構(gòu)正在向著綜合性方向發(fā)展，即受力結(jié)構(gòu)與水結(jié)構(gòu)相結(jié)合、臨時支護結(jié)構(gòu)與永久支護結(jié)構(gòu)相結(jié)合、基坑開挖方式與支護結(jié)構(gòu)型式相結(jié)合。這幾種結(jié)合必然使支護結(jié)構(gòu)受力復雜。所以，建立新型支護結(jié)構(gòu)的計算方法，已成為深基坑工程技術(shù)的當務(wù)之急。
3.5 要強化施工隊伍建設(shè)
3.5.1 要強化管理、充分發(fā)揮“三檢”和監(jiān)管協(xié)調(diào)的作用
施工單位要從根本上解決好施工管理人員，特別是項目經(jīng)理、技術(shù)負責人，專業(yè)工長的素質(zhì)和組織管理松懈的思想問題。
3.5.2 要堅持持證上崗和崗前培訓制度
工程施工中，不但管理人員要具備相應的崗位管理能力，要熟悉各工序的操作程序和質(zhì)量控制點。操作人員也應具有相應崗位的上崗證，嚴格管理，對新來人員和離崗較長時間的人員必須做好崗前培訓工作，來確保操作人員的操作水平和方法。這樣方可達到即節(jié)約材料省工，又保證工程質(zhì)量的目標。
3.5.3要強化質(zhì)量責任，加強過程控制
噴射混凝土的質(zhì)量好壞和厚度取決于噴射操作手的操作方法和水平，而其關(guān)鍵又是噴嘴與受噴面的距離、噴嘴移動、水量的調(diào)節(jié)。施工時，噴嘴與受噴面的最佳距離為0.8～1.0 m；噴嘴移動須將其橫過坡面且穩(wěn)定而系統(tǒng)地做圓形或橢圓形移動；水量的調(diào)節(jié)使噴射混凝土表面產(chǎn)生光澤為止；回彈率的大小與原材料的配合比、施工方法、噴射部位及一次噴射層的厚度有關(guān)。
3.6要加強對土方開挖施工工序的組織與管理
深基坑開挖施工中，要精心安排開挖施工分層、分塊的部位和時間，精心安排擋土支護的施工時間，以有效地控制基坑已開挖部分的無支護暴露時間和減少土體被擾動的時間與范圍，以達到利用尚未被挖動的土體尚能在一定程度上控制其自動位移的潛力，而使其應力控制土移和基坑支護周圍土移之間存在著一定的相關(guān)性。所以科學地安排土方開挖施工順序和控制施工進度，充分利用這種相關(guān)性，將有助于控制支護結(jié)構(gòu)的坑周土體的位移。
3.7要實施跟蹤監(jiān)測
在深基坑開挖過程中，我們要及時記錄和反饋信息，并進行跟蹤監(jiān)測，以便于隨時科學調(diào)整施工因素，優(yōu)化設(shè)計。
4.結(jié)語
隨著大批的高層和超高層建筑的建設(shè)，地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程，開發(fā)商為提高建筑用地率，加之國家有關(guān)規(guī)范對基礎(chǔ)埋置深度和工程的要求，多層、高層、超高層建筑地下室的設(shè)計必不可少，有的地下建筑甚至有三四層，深的達十多米。因此，必須要充分認識工程建筑基坑支護的重要性、復雜性及風險性。無論是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，還是施工組織都應當從整體功能出發(fā)，將各組成部分協(xié)調(diào)好，才能確保它的安全可靠、經(jīng)濟合理。
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關(guān)鍵詞：基坑支護設(shè)計工程；常見問題；解決方法
中圖分類號：TV551文獻標識碼： A
前言
在城市建筑工程中，深基坑工程屬于一種臨時性的工程，常常都處在地下管線和道路的橋梁附近。這種工程雖然不屬于建設(shè)工程中的永久性建筑工程，但是其對于技術(shù)的要求卻比永久性工程更高，無論是對于施工技術(shù)還是施工工藝。深基坑支護工作設(shè)計的好壞直接關(guān)系到了整個建筑工程的質(zhì)量和安全，對地下設(shè)施和周邊建筑的安全性起到了非常關(guān)鍵的作用。因此，在土木工程建設(shè)的過程中，應該選擇科學合理的基坑支護設(shè)計方案，全面保證工程建設(shè)的質(zhì)量。
1、基坑支護工程的特點
基坑工程在建筑工程中屬于臨時性工程，但是其中所包含的技術(shù)含量非常高，而且施工的過程非常復雜，一旦出現(xiàn)一點點的問題就會造成巨大的經(jīng)濟損失或較不利的社會影響。因此，了解基坑支護工程的特點，是順利開展基坑支護工程建設(shè)的基礎(chǔ)保證?；又ёo工程具有以下特點：
1.1、不確定性與事故率
在基坑支護工程中存在多種不確定性因素，如巖土內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造、巖土的性質(zhì)等差異大，勘察數(shù)據(jù)具有很大離散性，自然條件、監(jiān)測方法、設(shè)計方式等會隨著具體情況的變化而變化。除此之外，很多基坑工程會在較狹小的場地進行施工，與道路較為接近，加上施工條件較差、施工周期較長、難度較大等因素，發(fā)生事故的概率較高。
1.2、區(qū)域性與實踐性
由于在巖土工程中基坑支護施工所針對的區(qū)域性較強，因此，在進行基坑支護施工的過程中，應該首先對巖土工程的施工現(xiàn)場進行全面仔細的勘察，其中主要包括基坑的地質(zhì)構(gòu)造、水質(zhì)情況、地下水位情況。即使是同一城市中，也存在基坑支護工程區(qū)域差異性。
1.3、單一性與綜合性
基坑支護工作時一項復雜繁瑣而且綜合性特別強的一門綜合性的學科，其中主要包括巖土工程、施工工藝和結(jié)構(gòu)工程等幾個方面的內(nèi)動。這些施工的工藝在各個方面之間有相互影響和制約，綜合體現(xiàn)了在施工過程中的綜合性和系統(tǒng)性。同時，這也說明了在進行基坑支護設(shè)計施工的時候必須要綜合考慮多個方面的施工因素。
2、基坑支護設(shè)計工程中存在的問題
2.1、沒有正確地選擇土體的物理力學參數(shù)
在巖土工程中基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，所涉及到的土體的物理力學參數(shù)并沒有完全地符合建設(shè)的需要。在工程建設(shè)的過程中，基坑支護的安全性主要是受到其支撐壓力大小的影響，通過對這種壓力的計算可以計算出一定的物理力學參數(shù)值。但是，由于所進行建設(shè)的地質(zhì)條件比較復雜，變化多樣，要實現(xiàn)非常精確的計算目前還沒有這種技術(shù)水平。同時，由于土體物理力學參數(shù)在選擇上也是一個比較復雜的問題，特別是含水率、粘聚力和內(nèi)摩擦角等三個參數(shù)受到深基坑開挖后的影響，經(jīng)常出現(xiàn)不同的變化，因而非常難以計算出基坑支護結(jié)構(gòu)的真正的受力情況。
2.2、基坑土體所選擇的樣本沒有整體性
在進行基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計之前，勘察人員應該對基坑的土質(zhì)進行取樣試驗的工作?？辈烊藛T通過對所取樣土質(zhì)的分析，能夠獲取較為合理的物理力學指標，從而正確地指導基坑支護工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作。但是，在進行鉆探的過程中，為了控制工程造價和勘探的工作量，鉆孔就會相應地受到限制。在這種情況下，所取得的樣本存在一定的隨機性和不完整性，再加上地質(zhì)構(gòu)造的復雜和多變的特征，樣本更加的不可能反映出基坑土體的真實情況。
2.3、基坑支護結(jié)構(gòu)真實的受力情況與設(shè)計的不相符
基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中所進行的設(shè)計計算，一般都是按照極限平衡理論來進行的，這種理論是一種靜態(tài)的概念。而在實際的施工建設(shè)中，基坑土體處于一種動態(tài)的平衡狀態(tài)，其施工的荷載力隨時都會發(fā)生相應的變化。結(jié)構(gòu)設(shè)計中的相關(guān)荷載力數(shù)值，只有根據(jù)實際情況的變化進行相應的修改才能與實際情況相符，否則會造成支護結(jié)構(gòu)的變形，不利于工程建設(shè)的有效開展。
3、基坑支護設(shè)計工程中提高安全性的改進措施
3.1、加強設(shè)計理念的更新
建議行政主管部門建立專門機構(gòu)對基坑支護設(shè)計方案進行審查和評價。對于基坑設(shè)計人員的資質(zhì)應有明確要求，不具備設(shè)計資質(zhì)的人員或單位不能從事基坑支護設(shè)計工作?；又ёo設(shè)計人員應加強自身的素質(zhì)的修養(yǎng)，不斷提高自身的設(shè)計水平，包括選擇技術(shù)參數(shù)取值的準確性、適用性，加強基坑支護理論研究，對于基坑變形的控制設(shè)計等。這種技術(shù)能力的掌握和認識的存在，有利于基坑支護結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，為其提供一定的理論基礎(chǔ)。在這種理念計算出來的結(jié)果與實際的情況往往相差比較大，不利于工程建設(shè)的質(zhì)量和安全建設(shè)。因此，在今后的基坑支護設(shè)計中，要逐漸地形成以施工監(jiān)測為主導，進行動態(tài)信息反饋的新的設(shè)計體系，徹底地改變傳統(tǒng)的設(shè)計理念。對設(shè)計理念進行優(yōu)化，是提高施工質(zhì)量的有效方法。改變以往不合時宜的傳統(tǒng)設(shè)計方式或土壓力計算方法，根據(jù)具體要求和情況，建立以施工監(jiān)測為主導的信息反饋設(shè)計體系。
3.2、積極尋找新型的機構(gòu)計算方法
隨著高層建筑的發(fā)展，新的支護結(jié)構(gòu)不斷的出現(xiàn)，并有效地應用到實際的工程建設(shè)中。比如鋼板樁、低下連續(xù)墻等支護結(jié)構(gòu)的使用，促進了土釘、雙排樁和旋噴土錨等支付結(jié)構(gòu)型式的產(chǎn)生。但是，對于這些新支護結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算和設(shè)計并沒有形成統(tǒng)一的理論，加強其計算和設(shè)計方法的研究，仍然是一個非常重要的問題。
3.3、采用新的設(shè)計方法控制變形
我國在進行基坑支護工程機構(gòu)設(shè)計時，采用的主要是極限平衡原理，這是一種簡便實用的設(shè)計方法。在這種原理的指導下，所設(shè)計出來的基坑支護結(jié)構(gòu)可以滿足結(jié)構(gòu)在強度上的要求，但是不能夠有效地體現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)剛度上的要求。因此，為了避免由于結(jié)構(gòu)剛度而造成相應的事故，應當采用新的設(shè)計方法控制變形。相關(guān)的設(shè)計人員應當對控制變形的標準、空間效應變化成地面超載等問題進行進一步的研究。
結(jié)束語
總的來說，在巖土工程中，基坑的支護設(shè)計中存在著很多的問題和風險，總之，巖土工程基坑的支護設(shè)計存在一定的風險，地質(zhì)條件變化多樣，工程建設(shè)的相關(guān)管理者應當在結(jié)合所在地工程建設(shè)的經(jīng)驗上，按照一定的要求和設(shè)計理念進行深基坑支護工作的施工，從而有效的對支護結(jié)構(gòu)起到了安全保護性作用。但是，按照傳統(tǒng)的深基坑支護的建設(shè)理念和設(shè)計理念，及其計算方法來說，必須要結(jié)合實際的施工，進行科學合理性的改進，全面促進深基坑支護工作的發(fā)展，保證巖土工程建設(shè)的安全性。
參考文獻
[1]譚淑華,鞠輝.巖土工程中基坑支護工程存在的問題及對策分析[J].科技與企業(yè),2014,01:173.
關(guān)鍵詞：高速公路; 邊坡; 植被;存在問題；對策
前言
目前在國際上,高速公路邊坡植被防護的方法有液壓噴播植草護坡、噴混植生植被護坡等,但其技術(shù)始終處于研究開發(fā)階段,而我國高速公路邊坡植被防護技術(shù)開展研究的時間較晚,還不是十分成熟,近十幾年來,他們主要是圍繞植被護坡工程技術(shù)進行討論,尚無或較少有人對高速公路邊坡植被防護方法中存在的不足進行研究。所以,系統(tǒng)地介紹高速公路邊坡植被防護方法和優(yōu)缺點以及探索高速公路植被護坡技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展對策就顯得尤為迫切。本文通過對高速公路植被護坡方法等方面的基礎(chǔ)研究,分析現(xiàn)有高速公路植被護坡方法及其存在的不足,結(jié)合研究內(nèi)容提出合理的對策與建議,僅為高速公路植被護坡工程提供參考。
1、我國高速公路邊坡植被防護工程中存在的問題
隨著高速公路邊坡植被防護技術(shù)的推廣應用,在實際應用中發(fā)現(xiàn)也有一些不足,植被防護技術(shù)暴露出了許多問題。
1.1草坪的退化
在高速公路工程建設(shè)中,人工種植草坪在低養(yǎng)護或無養(yǎng)護情況下,極易退化、死亡, “一年一大片,兩年一條線,三年一點點,四年看不見”是其形象寫照。因為人工種植草種生長力較弱、品種單一,高速公路邊坡的水分、養(yǎng)分等供應較差,在自然狀態(tài)下,出現(xiàn)草坪退化。已竣工的廣東開(平)佛(山)高速公路,云南昆曼大通道部分路段如玉(溪)元(江)高速路等邊坡植草都呈現(xiàn)不同程度的草坡退化,這是一個十分突出和嚴重的問題,若草坡退化得不到解決,不僅造成重復建設(shè)、資金浪費,而且起不到生態(tài)防護效果,最終可能會引起水土流失、路面垮塌等許多不良后果。
1.2 坡面防護植物種類單一
目前,大多數(shù)高速公路護坡植物選擇較單一,常常采用牧草和草坪植物導致出現(xiàn)黃化、裸斑、滑坡等現(xiàn)象,其抗侵蝕能力較差,呈現(xiàn)較單一的景觀效果。單一的植物種類容易受到來自夏季高溫、冬季嚴寒的限制以及植物病蟲害的威脅。
1.3機械噴播時植物種子配比難以控制
在高速公路建設(shè)中,采用液壓噴播的方法在較短的時間內(nèi)把開挖的邊坡恢復到植被覆蓋狀態(tài),施工者面臨的首要問題就是如何將植物種子配比到最佳狀態(tài),植物種子的比例將最終確定坡面植物的成型方式及護坡的效果。
1.4自然條件的惡劣對邊坡植被構(gòu)成威脅
開挖后的巖石邊坡,巖石層厚,整體性好,坡體高陡,對邊坡進行植被綠化后,隨著時間的增長,秋冬季干旱,夏伏季炎熱,土體養(yǎng)分逐漸流失,土壤肥力降低,這將直接影響到邊坡植物的成活和生長。某些地區(qū)的夏季,即使選擇高羊茅抗旱、耐熱品種獵狗等作為巖石邊坡的優(yōu)勢種,但由于高溫、高濕的氣候條件,使高羊茅出現(xiàn)了倒伏、死亡現(xiàn)象。灌木種子如合歡、火棘、胡枝子等在坡面的發(fā)芽、生長相當不佳,正常的發(fā)芽率不足10%。
1.5 噴播基材能否長期發(fā)揮作用
采用噴播技術(shù)對巖石邊坡綠化施工后,早期會得到一定的綠化效果,但隨著時間的推移,基材的養(yǎng)分必然會因流失或被植物吸收而損失,基材肥料的緩效性、基材的保水性也會逐漸喪失,從而難以使綠化的坡面得到長久的保護。如果該問題得不到解決,那么巖石邊坡的植被綠化技術(shù)將面臨巨大挑戰(zhàn)。
2、根據(jù)存在問題給出的措施與建議
2.1 灌、草結(jié)合走本土化道路
防治邊坡草坪退化的重要措施就是灌草相結(jié)合,掌握當?shù)刂参锶郝浣Y(jié)構(gòu)特點,走本土化道路。在國外已經(jīng)開始流行以灌木為主的綠化方式,天然植被一般都是草木混生的,在較高的貧瘠土質(zhì)或石質(zhì)邊坡上,采用灌草結(jié)合的客土噴播或噴混植生技術(shù)施工,可以將灌木樹種和草種進行混播,早期以草坪防護為主,后期以灌木防護為主,構(gòu)建灌草立體防護生態(tài)體系,達到恢復自然植被的目的。
2.2豐富邊坡植物的多樣性
在高速公路邊坡植被防護過程中,首先選擇灌草為主的水土保持植物作為“先鋒植物”,讓這些先鋒植物迅速覆蓋坡面,防止水土流失,使邊坡坡面與周圍的自然環(huán)境協(xié)調(diào),使其與自然融為一體。在選擇坡面植被時草本植物可以考慮禾本科香根草,灌木植物考慮大葉黃楊、迎春、枸杞等,植物的選擇宜以鄉(xiāng)土植物為基調(diào),同時也應考慮淺根植物和深根植物的結(jié)合、還要盡可能配置抗逆性強的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物。建設(shè)一個具有生物多樣性的穩(wěn)定的、生命力強。
2.3加大科研投入,探索新的護坡植被種類
我國植物資源豐富,在植被護坡的過程中優(yōu)先選擇當?shù)匾吧参镔Y源,它是在本地氣候條件和環(huán)境條件下長期進化的結(jié)果,最適合當?shù)氐牧⒌貤l件。但這方面的研究目前還比較少,應加強研究力度,找出適合當?shù)亓⒌貤l件的新的護坡植被。
2.4 重視邊坡防護的設(shè)計,增加資金投入
在高速公路建設(shè)中,人們常將設(shè)計重點和大量資金放在它的工程功能及安全功能上,而邊坡植被防護設(shè)計重視不足,植被邊坡防護工程往往采取低價中標的方式,這種低投入、低質(zhì)量的惡性循環(huán),使邊坡生態(tài)環(huán)境發(fā)展不夠好,抗災能力不強。鑒于這種情況,要加大高速公路邊坡建設(shè)、養(yǎng)護資金的投入。
2.5 加強各學科之間的聯(lián)系、積極探索邊坡植被防護新技術(shù)
植被護坡是一門邊緣學科,涉及工程力學、生物學、土壤學、肥料學、園藝學、環(huán)境生態(tài)學等學科,必須加強各個學科之間的聯(lián)系,并積極引進、開發(fā)新材料、新工藝及配套施工機械設(shè)備,充分吸收新的科研成果、先進技術(shù),注重國際和行業(yè)間的技術(shù)交流與合作。在科研和實踐的基礎(chǔ)上,積極探索邊坡植被防護新技術(shù)。
3、結(jié)束語
在通過分析和研究之后,筆者認為:
(1)灌木和草本二者有效的結(jié)合可以較好地防止坡面的局部水土流失,灌木植物的根系可以錨固0.75~1.5m的土壤深處,草本植物的根系在淺層土壤中錯綜盤結(jié)。在植被護坡的實踐中發(fā)現(xiàn),灌草結(jié)合具有明顯的優(yōu)勢,他們所形成的生態(tài)群落比較穩(wěn)定,護坡效果明顯,所以加快人工植物群落向自然群落演替是實現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性的必然趨勢。
(2)單純的工程措施雖然能在早期對坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕性有較好的效果,但隨著時間的推移,效果越來越差;而植被護坡與此相反,開始的作用較小,隨著植物生長、強度的增加,對坡面的穩(wěn)定性、生態(tài)防護作用越來越明顯,但植被根系的延伸使土體產(chǎn)生裂隙,增加了土體的滲透率。因此,工程措施與植被護坡技術(shù)相結(jié)合可以有效地發(fā)揮穩(wěn)定邊坡和美化環(huán)境功能,實現(xiàn)高速公路坡面的穩(wěn)定性和景觀效果的可持續(xù)性。
參考文獻:
[1]李西,羅成德,陳其兵.巖石邊坡植被護坡選擇初探[J].中國園林,2004(9):52-53.
