软土地质条件下深基坑支护施工技术应用研究 吴剑兵

发表时间:2021/1/12   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:吴剑兵 陈亚舟
[导读] 摘要:当前,工程的深基坑支护作业施工存在一定的安全风险,为了进一步降低安全事故,如塌方事故等的发生,在开展岩土工程的基坑开挖作业时,一定要采取专业、有效的支护支撑。
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        摘要:当前,工程的深基坑支护作业施工存在一定的安全风险,为了进一步降低安全事故,如塌方事故等的发生,在开展岩土工程的基坑开挖作业时,一定要采取专业、有效的支护支撑。在开展岩土工程的基坑支护设计时一定要综合地质条件、周边环境、工程特点、开挖深度等多方面的条件,只有这样才能确保基坑支护的结构强度达标,符合岩土工程的施工实际需求。
        关键词:软土地质条件、深基坑支护、施工技术、应用
        一.当前深基坑支护技术的主要类型
        1.1土钉墙支护技术
        为保证深基坑壁的土层稳定,可以根据土钉和土墙的具有摩擦力的特性采用土钉墙支护施工技术。在具体施工中,要先准确了解施工现场的深基坑环境和土质状况,并结合施工需要,将土钉的强度和拉力提升到合适的程度,以确保土钉能够牢牢地稳定住深基坑壁和自身结构。之后,进行科学的试验,确保施工安全。与此同时,为确保后续施工的安全,保证后续施工能够满足深基坑支护要求,还应控制好水泥砂浆的比例以及外加剂的数量,同时标明土钉支护的孔深、土钉支护的深度以及钻机长度。
        1.2地下连续墙技术
        地下连续墙技术是当前建筑施工中应用比较广泛的一种深基坑支护技术。相对于其他技术,其有着突出的优点,防渗效果较好,整体强度刚性大,适用于地下水水位较高、砂土和软黏土的土质环境。地下连续墙既可以作为建筑物地下结构的主体结构侧墙,又可以作为挡土结构,支撑性很好,稳定性极佳,在一定程度上可以避免软土层出现变形问题。地下连续墙施工首先要先由挖槽机械挖出一定长度的槽段,并根据建筑工程的边缘轴线,沿着泥浆护壁开挖。其次,槽段挖至标定的深度后,清理落下的泥渣,再将预先做好的钢筋骨架放入挖好的槽段中。最后是浇筑混凝土,即在槽段内,通过导管由下至上浇筑混凝土,待达工程设计规定的高度后,一个槽段就算施工完成。如此反复,四周做好连接,即完成地下连续墙施工。
        1.3排桩支护技术
        在诸多深基坑支护技术中,排桩支护技术较为繁琐,主要是在布置钻孔、挖孔及柱列式灌注桩时,做好挡土,使其以密集的形式进行排列。这种支护技术在实际使用中具有较好的刚度,其基坑深度多在7—15米之间,比较适合软弱土层,但该技术接头的防水性较差,如果采用这种技术,排桩支护技术不能兼做主体结构。
        1.4深层水泥搅拌桩支护技术
        深层水泥搅拌桩支护技术是采用机械设备搅拌水泥和软土基,通过充分搅拌而出现的物理反应进而实现硬化,最终获得理想的强度,实现对深基坑支护的目的。该技术中主要的固化剂就是水泥。深层水泥搅拌桩支护技术的支护结构具有良好的整体性和强度。但对施工有一定要求,如坑深要小于6米。
        1.5钢板桩支护技术
        该技术较为简单,采用的钢板桩带有特殊的装置,在深基坑中,可以通过钢板上的特殊锁扣实现连接,从而构成一堵环绕四周的钢板桩墙。因为该技术具有施工简单、技术要求低、可以反复使用等优点而被建筑企业广泛采用。但该技术也有缺点,如需要做好防水处理,且该结构会出现变形进而影响地基,因此在使用中要特别慎重。
        二.软土地质基坑支护结构设计存在的问题
        2.1支护结构设计计算与实际受力不符
        一般情况下进行基坑支护结构的有效计算,,需要应用极限平衡理论,,这种理论主要是智能保持静态平衡的状态下的一种土体物理学参数。那么在进行基坑施工时,由于参数会发生改变,极限平衡理论会有着一些不符之处。极限平衡理论又是静态平衡设计,这种情况下容易对土体动态平衡的变化不敏感,进而导致整体的强度下降,失去了其原本的稳定性以及安全性。


        2.2土体的物理力学参数选择不当
        我国岩土工程在进行工作时,工作环境较为复杂,那么正确地进行基坑支护工作可以减少问题的发生。对于基坑支护结构来说,它能够承担的承载力是其稳定性的基础。在进行实际的工程施工时,土压力计算工作非常艰巨,根据当前的公式根本无法正确得出有效的土体物理学参数。那么在这种复杂的参数当中,对其它的有效数据也没有办法进行准确的计算,在这种情况下,采用支护结构设计十分关键。为了更好的加强土体物理学数据的精准度要对深基坑支护结构进行严格的设计,若是在施工过程中参数不符,那么设计将会与实际有所不符,将导致事故发生。一般情况下,基坑进行开挖时,要保障土体的内摩擦角相差保障土体的内摩擦角相差55度度。
        三.软土地质深基坑支护的应用研究
        3.1掌握施工具体要求
        在开展软土地质深基坑支护时,要进一步掌握其施工要点,根据施工具体要求,明确设计的侧重点,对重点问题进行有针对性的处理和防治。这样不仅可以大大提高岩土工程的地基承载力,还能提高岩土工程整体的安全性。在开展基坑支护时,要对基坑的深度、宽度、标高等核心数据进行明确,同时支护的施工要尽量与基坑的开挖协同一致,加强对现场施工环境的有效调研,从而对周围环境的不稳定因素进行预防控制,进一步提高基坑设计方案的科学性、合理性。
        3.2开展支护结构试验
        试验是岩土工程基坑支护设计的重要一环,只有通过科学、系统的结构试验才能确保设计理论数据的完整性,积累相应的实验经验,哪怕实验结果不如人意,也可以通过对不利实验结果数据的总结,走出一条创新、有效的新路子。岩土工程的支护结构试验主要可以分为两个部分:一是位于实验室的模拟实验;二是处于施工场地的现场实验。只有结合两者的数据,才能确保实验数据的系统性、完整性、全面性。虽然岩土工程基坑支护结构试验需要一定资金的支撑,但是这一项投入是必要且有效的,一旦实验取得良好的成果就可以为后续的基坑支护作业提供有效的数据支撑,让后续施工变得高质高效,确保工程的支护结构满足相应的工程需求。
        3.3研究新型支护结构计算方式
        随着科学技术的不断发展,岩土工程基坑支护的结构形式也呈现出多样化的特征,如一些组合拱帷幕、双排桩、土钉墙,以及预应力钢筋混凝土多控板等得到有效的应用。在对这些新的基坑支护结构进行建模计算时,要综合考量的影响因素也更多、更复杂,因此需要积极研究新型的基坑支护结构计算方式,提高计算的精准度和正确性,BIM三维立体建模技术在岩土工程基坑支护结构计算中的使用可以大大提高计算的成效,让相关数据以可视化、动态化、立体化的形象呈现,同时其具备的碰撞检测功能,能够让基坑支护的结构设置更合理、有效。
        3.4土方开挖技术
        深基坑土方开挖技术的管理也是深基坑支护施工技术管理中的重要管理内容。在软土地质条件下,相关的挖土人员在进行具体施工的过程中,应该注重对土方周围及地表的动态监测,发现问题立即停止挖土并进行有效地分析和解决问题,还要掌控好挖土的深度和质量,如果开挖的土方数量较小,则会造成深基坑支护施工中的不合理,土方数量过大又会对周围的环境造成影响;还要注意在不同地质情况下的土方开挖情况,比如在软土层中应该控制好深基坑的深度,太深很可能打破土体本来的平衡,造成深基坑的坍塌事故的发生,严重影响深基坑的质量和施工人员的生命安全,只有控制好深基坑支护施工技术管理中各个施工环节,才能有效完成深基坑支护工程的预定目标。
        结语:
        综上所述,深基坑的支护施工质量关乎整个建筑的地基建设,对建筑的影响非常关键。软土地质不同断面采用不同支护形式的组合支护技术,很好解决了在膨胀土及软土地质条件下的深基坑施工,地下水位变化及各项技术指标均控制在允许范围内。
        参考文献
        [1]赵延喜 涉泥岩工程技术条例研制的若干问题研究[D] 南宁:广西大学2006.
        [2]张来安 复杂条件下基坑施工对周边环境及支护结构的影响[J] 施工技术2018(8):82-86.
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