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岩土工程施工中深基坑支护问题研究吕新平

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：吕新平

[导读] 摘要：深基坑支护直接关系到岩土工程地下结构施工及基坑周边环境的安全，主要有力学参数、支护结构变形、支护墙漏水以及管控力度不足等问题。

        新疆城乡勘察设计研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000
        摘要：深基坑支护直接关系到岩土工程地下结构施工及基坑周边环境的安全，主要有力学参数、支护结构变形、支护墙漏水以及管控力度不足等问题。
        关键词：岩土工程施工；深基坑支护；问题研究
        1导言
        提高岩土工程施工质量，维护岩土工程桩基础的稳定性，必须做好前期准备工作，设计最佳施工方案，准确把握设计要点，科学开挖深基坑，做好桩基支护工作，着重优化桩基础施工技术工艺，全方位加固桩基结构以维护桩身的安全性能。然而，在深基坑支护管理工作中尚且存在多方面的问题，主要问题包括前期勘察工作不到位，力学参数缺乏精确性，施工技术人员职业技能偏低等。
        2岩土工程深基坑支护施工主要问题
        2.1力学参数问题
        岩土工程深基坑支护是用于支护垂直岩土坡的桩、墙、支撑或错杆等组成的支护结构。支护结构会受到土壤压力的作用，而土壤压力与土壤地质情况有直接关系，岩土力学参数会直接影响支护结构的设计方案，使得施工受到制约和影响，尤其是在一些地质情况较为复杂的地点进行建筑工程施工时，支护结构的建造也会变得越加复杂。不同地方的岩土组成不同，因此其黏聚力、含水量、内摩擦等力学参数也不相同，且这些参数随着施工对地质的破坏，也会发生相应的变化，因此这些不确定性因素会直接影响支护结构真实承载力计算的准确性。力学参数确定问题是岩土工程深基坑支护施工面临的最主要也是最难以解决的问题之一。
        2.2支护结构变形问题
        变形表现为两个方面：水平变形和竖向变形。当基坑开挖较浅时，支挡结构的变形主要为向基坑方向的水平变位，地表也随之变形，随着开挖深度的增加，土体自重应力的释放增加，地表变形的范围增大，变位增大；同时，支护结构墙体有所上升或下沉，使插入坑底深度发生变化。支挡结构水平变位的大小，主要取决于基坑的宽度、开挖深度、地层的性质、支挡结构的刚度和入土深度。基坑的暴露时间、设置锚杆的及时性和位置、或锚杆施加预应力对减少支挡结构的变位起重要作用。受到土壤压力作用，先搭建的支护结构可能会发生变形，导致后续深基坑支护施工无法顺利进行，整体支护结构失效，风险性提高。
        2.3支护墙漏水问题
        支护墙是岩土工程深基坑支护结构中的重要组成部分，起到支撑作用。基坑支护结构处于地下，有的甚至直接处在地下水源附近，而地下土壤中会含有一定的水分，导致支护墙长期处在潮湿的环境中，一旦支护墙施工存在问题，很容易产生渗漏水的情况。而渗漏水会极大破坏墙体强度和降低支撑能力，一旦超过某个临界点，支护墙就会坍塌，导致整个支护结构分崩离析。
        2.4管控力度不足问题
        岩土工程深基坑支护施工由若干个环节组成，每一个环节都有可能对最后的施工质量造成影响，因此施工质量监控是施工过程中必不可少的环节。然而，当前许多工程施工的管控力度较为松散，没有设立专门的监管体系，导致监管力度不足，工程施工各个环节经常出现各种各样的问题。
        3如何确保岩土工程施工中深基坑支护安全
        3.1做好施工前期勘察工作
        在正式实施岩土工程深基坑支护作业前，需要落实好相应的准备工作，避免给岩土工程支护设计施工建设埋下隐患。在此期间，需要做好三方面的工作：第一，重视对施工区域周围环境的全面勘察，了解基层设施、管道及管线预留位置等，并进行及时记录，从而为深基坑施工支护作业的高效开展提供专业支持。与此同时，要提取具备代表性的土样，做好样品质检工作，根据质检结果设计完善的支护方案。

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第二，加强水文地质勘察，了解深基坑所在区域的水位变化及补给状况，满足施工支护计划安全实施要求。第三，做好施工区域的岩土勘察工作，设立好一定数量的勘察点，并将切实有效的检测工作落实到位，确保岩土工程深基坑支护施工状况良好性。
        3.2改善深基坑开挖工艺
        在岩土工程桩基础施工作业中，必须按照标准要求做好桩基础布置工作。一般情况下，须采取一柱一桩的模式来设计桩基础，对于变形缝处理工作，应将其设置于桩结构最佳位置，必要时需采用两柱合用一桩的设计方法，需要注意的是，在采用这种方法时应力保上面柱子的合力作用点和桩基的中心位置一致。同时，要确保岩土层非挤密桩的桩间距不小于0.5米。在设计群桩时，应做好三角桩、矩形桩与梅花桩的布局工作，在布局过程中，要力保中心能重合于上部结构力的作用点。其次，要借助模量来衡量群桩所受弯矩较大的方向与其所弯曲的截面是否符合标准要求。在为单列桩设计条形承台时，如果该桩没有横向分支，就要合理计算其长度以及与之相关的连系梁。对于剪力墙和柱子等位置，应设计好椭圆桩基础。与此同时，必须全面改善深基坑开挖施工技术，准确把握施工设计要点，从测量放线、切线分层开挖、修坡、土层预留等方面入手，加强机械开挖施工技术使用，并通过对坑底宽度检查及是否到达设计标高方面的思考，完成好基坑开挖施工作业。其次，施工技术人员应科学使用分层台阶式放坡开挖方式以增强基坑开挖施工安全性。
        3.3加强深基坑支护力度
        维护建筑深基坑支护安全，则必须注重加强支护力度。从整体结构来看，当前常用支护技术有三种：第一，深层搅拌桩支护施工技术。如果施工区域的土质为软弱粘性土且砂粒含量高，则需要对深层搅拌桩支护施工技术应用方面进行深入思考。在其实际作用发挥过程中，需要实施好这些作业流程：放好搅拌桩桩位后，将搅拌桩机移动到指定桩位，然后实施对中和调平；借助经纬仪或者吊线锤予以双向控制，保持导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0%桩长；预先拌制好适量的浆液；搅拌下沉、喷胶搅拌提升等。桩基支护施工中通过对深层搅拌桩科学使用方面的思考，有利于增强软土地基处理效果，满足粉土、淤泥质土等土质高效处理要求，为支护体系在深基坑施工中的构建及应用效果增强提供专业保障。第二，连续墙支护技术。在岩土工程桩基施工作业中，连续墙均属于地下连续墙，主要是借助槽机械沿着桩基开挖的周边轴线，在泥浆护壁的条件下，开挖一条狭长的深槽。在开挖连续墙的同时，必须注重加强桩基围护结构技术管理工作，确保钻机能够准确就位。在开展钻孔灌注桩施工之前，应该先准确实施桩位测量与放样工作。第三，灌注桩排桩支护施工技术。
        3.4优化支护桩基础施工技术工艺
        从整体结构来看，常用桩基础施工技术有五种，分别是桩基础预制技术、振动沉桩技术、钻孔灌注桩施工技术、静力桩施工技术和人工挖孔桩技术。其中，桩基础预制技术在浇筑过程中需要从顶部开始，这样方能确保施工质量。振动沉桩技术在施工过程中需要为桩基底部安置振动设备，然后通过启动该设备进行振动沉桩。不可忽视的是，该技术有一大缺点，即在施工中会产生较大的噪音，严重影响周围居民的正常休息。因此，在施工期间应注意安置消音设备，科学调整施工实际，避免在居民休息期间施工。钻孔灌注桩施工技术有三大优点，加固作用良好，施工成本低廉，噪音较小。
        4结语
        综上所述，确保岩土工程深基坑支护施工安全，确保桩基础施工质量，必须做好施工勘察作业，准确计算力学参数，设计完善的施工方案，做好深基坑开挖作业，全面优化支护施工技术，做好支护桩施工作业。
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        [4]张鹏.基于岩土勘察的地质工程基坑支护设计[J].世界有色金属，2019（20）：252+254.