国内基坑支护研究现状论文

计算机信息技术在公路施工管理中的应用摘 要：在信息时代的今天，信息技术在各行各业得到了广泛的应用，而计算机技术是现代信息技术主要的、不可缺少的手段。关键词：计算机信息技术 施工管理 应用计算机技术的应用反映了信息技术的应用水平，信息技术的应用又提高了施工管理的水平。基于计算机的信息技术应用于现代化施工管理，不仅可以快速、有效、自动而有系统地储存、修改、查找及处理大量的信息，还能够对施工过程中因受各种自然及人为因素的影响而发生的施工进度、质量、成本进行跟踪管理，从而减少失误，提高效率。1 施工管理中信息技术应用的现状首先，在一定范围内应用了计算机和工具软件，提高了工作效率。在公路施工中，较早地利用计算机技术进行各项计算作业和辅助管理工作，如办公自动化系统，招投标系统（工程量计算、投标报价、标书制作、施工平面图设计、造价计算、编制工程进度网络），设计计算系统（深基坑支护设计、支架设计、模板设计、施工详图设计等），项目管理系统（项目成本、质量、进度管理、日常信息管理）等。其次，在施工中推广应用以信息技术为特征的自动化控制技术，在一些地方取得了较好的效果。如大体积混凝土施工质量控制、预拌混凝土上料自动控制、采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体安装和整体爬升脚手架的提升、建筑物沉降观测和工程测量、建筑材料检测数据采集等。信息技术的推广应用，不但改善了施工企业的整体形象，提高了工作效率、技术水平和安全水平，使行业和企业的整体竞争力得到提升，同时，也使得企业的生产成本和工作强度有所下降，工程质量得到保障。但是，总的来讲，目前公路施工企业应用信息技术提升传统产业的整体水平较低，存在着明显的局限与不足，主要表现在：（1）应用范围较窄，主要集中在项目施工的前期，如招投标、造价预算、施工组织设计，而在施工过程中的进度、质量、成本控制方面的应用较少，项目施工管理仍然主要靠管理人员的经验和处理能力，很不科学；（2）主要以应用单机版应用软件为主，单机操作，仅仅利用了计算机计算速度快的特点，没有形成网络，没有实现信息的共享和自动传递，效率较低；（3）企业未能充分利用Internet带来的便利，实现网上材料采购、招标，项目管理、信息交换、信息发布等，电子商务没有真正开展起来；（4）不论政府网站还是商业网站，大都以信息发布为主，缺少工具类网络软件，缺少信息互动；（5）软件开发选题雷同，缺乏统筹规划，开发资金不足，而且多属低水平重复开发。2 国外同行信息技术应用的成功经验国外公路施工同行信息技术应用较早，成功的经验很多，值得我们借鉴，下面列举一些实例。（1）在日本，近年来大力推进建设项目全生命周期信息化，其特点是：以建设项目的全生命周期为对象，信息全部实现电子化；利用因特网进行信息的提交、接收；所有电子化信息均储存在数据库实现共享、再利用，达到降低成本、提高质量、提高效率和增强施工企业竞争力的目的；（2）在香港，主要应用有：设定通用的标准和发展通用的数据基础设施，便于参与建设业务者能以电子方式通信；采用因特网和电脑技术进行有效地获取和交换工程项目资料；利用电子方式进行工程图纸、资料管理及图纸审查管理；利用数码相机技术对现场施工情况进行适时动态管理；在施工现场人员的管理中采用“绿卡认证”（绿卡中包含有职员的基本情况以及就业、技能等信息）等。3 提高施工管理信息技术应用水平的对策（1）企业应根据施工管理信息化的特点，制定战略计划并有效实施。利用基于计算机的信息化技术手段推进公路施工管理，不是赶时髦，更不是点缀，而是一个迫在眉睫的紧要问题，特别应加强在工程质量管理等方面信息化建设。由此可见，利用信息技术改造施工企业成为大势所趋。而施工企业的信息化程度，其核心主要体现在施工管理过程的信息技术应用水平。信息化施工的特征是：信息收集自动化（传感技术、I C卡技术）、信息存储自动化（光盘存储、DBMS）、信息交换网络化（局域网、万维网）、信息检索工具化（DBMS、搜索引擎）、信息技术集成化（多媒体技术、专家系统）、信息利用科学化（基于数据的各种分析）、信息管理系统化（管理信息系统MIS、主管支持系统ESS等）。企业应根据以上信息化的特征，结合施工管理的实际情况，制定战略计划，充分利用现代信息技术，逐步建立各类施工管理信息系统。（2）在施工管理全过程广泛应用基于局域网、因特网的信息共享平台以及网上办公系统。现代建设项目规模大，参与单位人员多，而且往往涉及国内国外，建设工程文件多（如信函、通知、图纸、合同、进度报告、采购定单、检查申请和批准、设计变更记录等），信息量大。传统的项目信息管理是以纸为载体，其传输方式是与传统的金字塔式管理体制相适应的经向沟通方式，这种方式层次多，效率低，费用高，极易因信息交流沟通失误造成损失。正如美国BRICSNET公司的调查显示，项目成本中的3％～5％是由于信息失误导致的，其中使用错误或过期图纸造成的占30％。在美国，每年为了传递项目管理的文件和图纸而花在特快专递上的费用约5亿美元，项目成本中的1％～2％都用于日常的印刷、复印和传真等。调查还显示，建设项目参与任何一方在竣工时所掌握的有用记录文件都不到总量的65％。在信息高速膨胀的今天，施工企业管理必须充分利用信息技术。（3）开发基于因特网（Internet）的各种应用系统，如电子商务，网上项目管理等。以互联网技术提升项目管理水平，公路施工企业运用信息技术的重点是开发应用以INTERNET为平台的项目信息管理系统，建立数据库和网络联结，实现网上投标、网上查询、网上会议、网上材料采购等。通过建立网上虚拟组织这一概念，变纵向信息交流方式为平行交流方式，提高效率和准确性，实现信息资源的共享，改进沟通与合作，提高决策的科学性和时效性。在施工阶段，利用以INTERNET为平台的项目管理信息系统和专项技术软件实现施工过程信息化管理，例如：项目经理可以在一天中的任何时候，任何地点召开虚拟的工作会议，项目组成员何以在任何时候、任何地点与相关的工程师交换资料信息，审阅施工质量，会签图纸和文件；施工现场管理人员可以通过掌上电脑将施工质量检测信息直接上网到公司本部进行评定；在竣工验收阶段，各类竣工资料根据质量记录自动生成的信息管理。（4）继续大力推进计算机辅助施工项目管理和工艺控制软件的应用水平。当前，要大力推进施工管理三个控制过程（进度、质量、成本）相关软件的应用。例如：在进度控制方面，利用网络计划技术可以显示关键工作、机动时间、相互制约关系的特性，使用网络进度管理软件控制进度，根据施工进度及时进行资源调整和时间优化，适应施工现场多变的情况，目前这类软件已较为成熟；在质量控制方面，工程质量管理是施工管理中重要的一环，具有信息量大、综合性强、技术难度高的特点，利用质量管理软件与人手操作相比，其优越性非常突出：处理时间短，结果的可靠性高。质量管理软件系统可用于施工过程各阶段的质量控制和评定，包括各种质量评定报表的生成，各种质量评定曲线的绘制以及根据各种实测数据对分部分项工程质量等级进行评定，从而为质量管理人员对工程质量实施动态控制提供可靠的物质保证。在工艺控制软件方面，应进一步优化应用较为广泛的基坑设计与计算、施工模板设计、工程测量、大体积混凝土施工质量控制、大型构件吊装自动化控制、管线设备安装的三维效果设计等应用软件等。4 结 语随着计算机技术的飞速发展，基于计算机的信息技术成为公路施工管理中不可缺少的手段，进一步推进其应用和发展，对于提高施工企业管理水平、促进企业持续发展至关重要，同时也是各企业面临的新的机遇与挑战。参考文献1.全国建筑施工企业项目经理培训教材编委会.计算机辅助施工项目管理.中国建筑工业出版社，1995（1）2.王守清.计算机辅助建筑工程项目管理.清华大学出版社，1996（11）3.梁世连、惠恩才.工程项目管理学.东北财经大学出版，2004（9）

把梯田的设计发挥到地下深基。

深基坑开挖与支护结构是基础和地下工程施工中的一个传统课题．也是一个综合性的岩上工程难题，涉及工程地质、水文地质、工程结构、施工工艺和施工管理。随着城市居住空间的发展，高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现．对基坑工程的要求越来越高．出现的问题也越来越多，促使工程技术人员以新的眼光去审视这一古老课题，使许多新的经验和理论的研究方法得以出现和成熟。 早在20世纪30年代．Terzaghi等人已开始研究基坑工程中的岩土工程问题，提出了预估挖方稳定程度和支撑荷载人小总应力法，这理论直沿用至今．只不过有了许多改进与修正。在以后的时问里，世界各国的许多学者都投入了研究，并不断存这一领域取得丰硕的成果。在我国，20世纪80年代以后，随着经济发展和城市建设的需要，土地资源紧张的矛盾日益突出，向高空、向地下争取建筑空间成为一个发展趋势，对基坑工程的研究逐步发展起来。特别是20世纪90年代以来，随着城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现．深基坑工程越来越多，同时南集的建筑物、复杂的深基坑形式．使得基坑开挖的条件越来越复杂。因此，对基坑开挖与支护的计算与设计理论、施工技术等的要求也越来越高。 2.深基坑支护结构类型 悬臂式支护结构 悬臂式支护结构是指未加任何支撑或锚杆，仅靠嵌入基坑底下定深度的岩土体来平衡上部地面超载、主动土压力以及水压力的支护结构。分为连续的扳桩式结构、分离的排桩式结构和地下连续墙结构。对于该种支护结构．其嵌入深度至关重要。由于基坑底以上部分呈悬臂状态，无任何支点力作用，与有内支撑的支护结构相比，这种结构的桩顶位移及构件弯矩值比较大。因此，这种立护结构形式主要用于土质条件较好、基坑深度不大及对基坑水平位移要求不很严格的基坑，一般开挖深度不宜大于lOm。 拉锚式支护结构 拉锚式支护结构是由挡十结构与外拉系统组成的，分地面拉锚支护结构(外拉系统在地面设置)和锚杆支护结构(外拉系统沿坑壁土体内设置)两类。地面拉锚支护结构由挡土结构、拉杆(索)和锚固体组成，锚固体通常使用锚周桩或锚碇板。常用于深度及规模不大的基坑或悬臂支护结构的抢险工程中。锚杆支护结构是由挡土结构及锚固于蒸坑滑动面以外的稳定土体的锚杆组成。一般用于规模较大的深基坑，邻近有建筑物或重要管线而不允许有较大变形的基坑，以及不允许设内支撑或设内支撑不经济等情况。 内支撑支护结构 内支撑支护结构是由挡土结构和内支撑系统组成的结构形式。挡土结构主要承受基坑开挖所产生的土压力和水压力井将此侧向压力传递给内支撑，有地下水时也可防止地下水的渗漏，是稳定基坑的一种临时支挡结构，一般采用护壁桩和地下连续墙。内支撑为挡土结构的稳定提供足够的支撑力，直接平衡两端围护结构上所承受的侧压力。常用的有钢支撑和现浇钢筋混凝土支撑。 重力式挡士支护结构 重力式挡土支护结构是重力式挡上墙的一种延伸和发展，主要以自身重力来维持支护结构在侧压力作用下的稳定。其特点是先有墙后开挖形成边坡，因此在某种程度上重力式基坑支护结构与重力式挡十墙有较大的区别。目前，常用的重 力式支护结构主要是水泥土重力式围护结构。该结构用于软十的支护结构， 一般深度不大于6m，用丁非软土基坑的支护深度可达l0m。 土钉支护 土钉支护是用于十体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术，由于经济、可靠且施工快速简便，已在我国得到迅速推广和应用。它由密集的土钉群、被加固的上体、喷射混凝上面层形成支护体系。由于随挖随支，能有效地保持上体强度，减少七体的扰动。适用于地F水位以上或经降水后的人工填上、粘性十和弱胶结砂土，开挖深度为5m～10m的基坑支护。土钉支护不适用十含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层、饱和软弱土层和对变形有严格要求的基坑支护， 复合土钉支护 由于土钉支护自身具有局限性，在松散砂土、软土及含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层、饱和软弱土层不能单独使用该 支护形式，必须与其他支护相结合使用，即所谓的“复合土钉支扩”。复合上钉支护就是由土钉、喷射混凝土与预应力锚杆或预支护微型桩或水泥土桩组合，以解决因基坑变形、土体自立和隔水而形成的支护形式。常用的复台土钉支护南土钉+预应力锚杆+喷射混凝士、上钉+预支护微犁桩+喷射混凝土、土钉+预支护微型桩+预应力锚杆+喷射混凝上、土钉+水泥上桩+喷射混凝土、土钉+预应力锚杆+水泥土桩+喷射混凝土、土钉+预应力锚杆+喷射混凝土。 预应力锚杆柔性支护 预应力锚杆柔性支护是用于基坑开挖和边坡稳定的一种新型支挡技术，是南预应力锚杆与喷射混凝土面层或木板面层结合而成的一种支护方法。其中预应力锚杆是由众多吨位较小的预应力锚杆组成的系统锚杆。由于强大预应力的作用，改变了基坑的受力状态，减小了基坑位移，因此该方法特别适合于位移挖制要求严格的基坑及超深基坑的支护。 3.我国当前深基坑支护设计和施工中存在的问题 支护结构设计计算问题 目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论。而极限平衡理论是一种静态设计，而实际上基坑开挖后的土体是种动态平衡状态，也是一个松弛过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降，并产生一定的变形。工程实践证明，有的支护结构按极限平衡理论计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但却发生破坏；有的支护结构却恰恰相反，即安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中获得成功。这说明在设计中变形和时间效应必须给子充分的考虑．但在目前的设计计算巾却常被忽视。 基坑的上压力计算问题 支护结构上的土压力的计算是基坑立护结构计算的关键．但目前要精确计算土压力还十分困难。目前的支护结构设计中．一般都以古典的库伦公式或朗肯公式作为计算上压力的基本公式。应用这2个公式进行基坑上压力汁算存在以下问题：(1)库伦-朗肯土压力理论所制对的挡士墙问题是平面问题，而深基坑开挖支护问题实际上是空问问题。(2)库伦朗肯土压力理论计算的是极限平衡状态时的土压力，但是在实际的基坑工程中，对基坑位移均有严格的控制要求，位移过大是不容许的。基坑挡土结构上实际发生的土压力总是介于静止土压力与主动土压力或静止土压力与被动土压力之间。尤其在开挖过程中，上压力随开挖和支护的进行是一个动态变化过程，应用库伦-朗肯上压力理论无法计算出这一动态过程中相应的土压力。 基坑的变形控制问题 随着城市建设的发展，城市用地越来越紧张，基坑工程往往处于房屋和生命线工程的密集地区，对基坑工程技术提出了更高、更严的要求，不仅要确保基坑的稳定，而且要满足变形控制的要求，以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等设施的安全。而变形控制是现有基坑工程强度控制设计理论不够重视的一个方面，常规计算方法对立护结构及基坑周围十体的变形未能给出相应的解答，这是导致一些基坑工程失败的主要原因之。侯学渊、孙家乐等深入讨论，变形控制设计．提出了变形控制设计的基本思想：立护结构在满足强度的前提下，尚需满足其使用要求，即基坑在施工过程中既要保证其安全、不失稳，又要保证其对周围环境不造成破坏性的影响。 地下水控制设计问题 地下水控制是基坑工程的个难点，较通常的“降水有更加广泛的含意，它包括降水与截水。因土质与地下水位的条件不同，基坑开挖的施工方法大不相同，不能制定统一的设计模式，这就要求设计者根据实际情况，进行地下水位控制设计。实践中绝大多数基坑工程在控制地下水方面获得了成功，但也有少数基坑(存在透水性大的粉土、砂土层，含水量丰富、相邻建筑物密集)山于其降水或截水在设计或施工中存在问题而出现基坑严重渗漏、管涌．致使工期延长(或者更严重的后果)，故地下水控制设计是基坑丁程设训和施工中十分重要的环节，必须引起重视”。 支护结构的空间效应问题 深基坑本身是个具有长、宽、深尺寸的三维空间结构，基坑开挖过程中，基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小，深基坑边坡失稳常常以长边的居中位置发生，这说明深基坑开挖是个空间问题．但传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设比较符合实际，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。对于支护结构的空间效应，近几年国内外的研究取得了可喜的成果。但因为在土体力学参数的确定、有限元分析模式的选取等方面仍不能令人满意，基坑支护结构的三维在限元分析还处于辅助设计水平。所以．在未能进行字问问题处理前支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。