岩土工程中建筑深基坑支护设计研究

发表时间:2021/5/19   来源:《城镇建设》2021年第4卷第4期   作者:黄波铭
[导读] 开展深基坑作业活动时,现场施工人员需要对周边岩层进行开挖处理。
       黄波铭
        玉林市建筑设计院  广西壮族自治区玉林市  537000
        摘要:开展深基坑作业活动时,现场施工人员需要对周边岩层进行开挖处理。在此过程中,因受到施工活动的干扰影响,岩层岩性会发生一定改变。岩层岩性发生改变时,会对建筑主体结构的稳定性以及工程质量安全造成不良影响,严重时甚至会出现安全事故。为规避不良因素对现场施工作业活动的干扰影响,应在深基坑施工作业之前,对周边地质环境以及水文环境情况进行全面勘察了解。根据勘察反馈结果,确定科学合理的支护设计方案,确保基坑开挖作业得以安全进行。
        关键词:岩土工程;深基坑支护;设计
        引言
        与其他工程相比,深基坑工程更易受到环境因素影响。地质条件较差,土质松软,开挖深基坑时会出现坍塌等问题,造成严重安全事故。同时,当前工程施工场地多为城市中心,建筑物与人口密集,一旦深基坑开挖环节出现问题,若支护工作没有做到位,也会导致周围构筑物出现不均匀沉降等现象,严重影响居民生活质量。因此,为有序开展深基坑支护工程,需设计出更详尽、科学的设计方案,有效规避施工期间出现风险事故。
        1深基坑支护重要性
        在深基坑支护工作开展时,深基坑设计工作直接影响岩土工程的建设安全性。深基坑设计工作开展前,设计人员应对项目进行全面考察,了解项目建设的基本要求,保证深基坑支护设计方案的针对性与可行性。在实际设计工作开展时,地质环境、气候环境、施工场地等都会对支护工作开展造成影响。为保证深基坑项目的整体施工建设可靠性与安全性,支护设计人员开展支护设计时应突出对设计细节的控制,保证深基坑项目的支护设计方案的可操作性。
        2岩土工程中建筑深基坑支护设计策略
        2.1选择深基坑支护设计方案
        岩土工程中建筑深基坑支护,主要目的是保护基坑,应确保基坑在建设的过程中不会坍塌。在设计建筑深基坑支护时,需要确定支护结构,具有一定的强度和稳定性要求。勘察场地土层特点,根据项目所需要的深度,选择相适应的支护形式。对支护形式的选择,需要考虑建筑工程的大小尺寸、形状,建筑工程附近及其地下水条件,施工时间、方法、工艺等,对支护形式的影响因素。确定深基坑支护形式后,需要确定基坑支护围护结构和支撑体系。支护围护结构是针对建筑工程存在的地下水问题所建设的隔水帷幕。支撑体系是为了防止建筑工程在建筑的过程中,由于基坑难以承受建筑使用材料导致工程出现安全隐患。可根据上述叙述内容,完成建筑基坑支护施工,其中,需要计算基坑支护土压力、最小嵌固深度、围护结构长度、围护桩内力与变形等参数,完成建筑深基坑支护设计。
        2.2支护结构变形设计计算
        岩土工程开发建设过程中,为保证深基坑项目建设的可行性与安全性,应对深基坑支护结构变形进行科学合理的设计,主动规避支护结构空间的位移问题,保证岩土工程深基坑项目建设开发的可行性。通过对支护结构变形设计优化,可主动规避外界因素对支护结构的变形影响,推动深基坑项目安全可靠建设。当岩土工程进行深基坑项目支护方案设计时,设计人员需要具备预见性思维,对可能影响支护结构的相关因素进行全面考量,并开展科学严谨的支护结构变形计算工作。依据相关勘察地质数据信息评估支护结构方案的安全性与可行性;依据真实可信的计算数据资料评估深基坑支护结构方案的可行性。为保证评估工作开展的客观性与科学性,设计人员可构建深基坑项目模型,依据仿真模型对支护结构方案进行可行性论证,若发现相关设计隐患,设计人员应及时对支护结构进行调整修正,主动规避支护结构设计风险,保证深基坑支护设计方案的可行性与安全性。
        2.3深基坑支护动态设计
        通过对以往岩土工程深基坑项目支护设计工作进行分析可知,设计人员主要基于深基坑项目的结构荷载进行支护结构设计,该设计工作的开展可保障深基坑项目结构设计的稳定性,满足诸多深基坑项目的支护设计工作要求。

但在对该设计方案进行分析后发现,项目结构荷载的支护结构设计在使用时存在一定功能缺陷,影响了深基坑项目建设的可行性与安全性。另外,部分岩土工程建设过程中,无法直接应用结构荷载设计理念。在深基坑支护设计工作开展时,应完善并优化设计理念与设计模式,保证岩土工程整体建设的可行性。为此,设计人员可建构动态设计体系,根据实际深基坑支护工作开展中反馈的数据信息,分析支护工作开展的可行性与合理性,确保深基坑项目支护工作开展的质量与效果。如部分深基坑支护项目设计时,为充分发挥出动态设计工作优势,可基于岩土工程深基坑项目相关数据建构对应支护模型,保证支护设计动态工作开展的质量与效果。在动态支护体系运行下,可不断促进深基坑支护设计工作规范化发展,为未来深基坑支护设计工作开辟新方向,促进我国岩土工程整体建设。
        3实例验证
        3.1工程概况
        本项目为本地某建设项目地下室基坑。基坑周长约260米,-1F,开挖深度约5.5m,局部为集水坑,开挖深度7.5m。基坑东面为在建住宅小区,南面为现有城市次干道道路,西面为现有多层建筑,北面为本项目场地,较空旷。
        3.2地质水文概况
        场地内地层结构较复杂,依据地质调查、钻探揭示,地层由新至老依次由第四系人工填土层(Qml)、第四系坡积层(Qdl)、第三系粉砂岩。区域内地质条件复杂多变,岩石风化程度不一。地下水主要赋存于第四系土层中,为弱透水层。地下水主要受大气降雨周边地表水补给,测得地下水水位高程约为91.5m。地下水对施工影响不大。
        3.3基坑支护结构设计
        根据设计地下室底板高程、底板厚度确定基坑开挖深度,再结合围护结构所处平面位置地层情况、基坑周边环境等因素,在基坑四周分段并确定相应的支护结构剖面形式。
        (1)西面AB段长约61.5m,基坑高约5.5m,基坑距用地红线(围墙)约4.25m。顶部为高7F建筑(距离基坑底约5.5m、基坑顶3m;独立基础,基础埋深约1.5m)。基坑侧壁岩土层主要为素填土、粉质黏土、强风化砂岩。该段设置φ1000单排悬臂钢筋混凝土桩。
        (2)西面BC段长约27.5m,基坑高约5.5m,基坑顶距用地红线1.0m。南面CD段长约32.5m,基坑高约5.5m,基坑顶距用地红线2.5m。基坑侧壁岩土层自上而下主要为强风化粉砂岩、中风化粉砂岩。设置1:0.45放坡+喷锚支护。
        (3)东南面DE段长约10.5m,基坑高约5.5m,坑壁岩土层主要为素填土。顶部无构筑物,设置φ1000单排悬臂钢筋混凝土桩+1:1放坡+喷锚支护。
        (4)东面FG段长约60m,基坑高约5.5m。岩土层主要为素填土、粉质黏土。该段设置1:0.7坡率喷锚+φ127钢管桩。
        (5)东南面JHG段长约65m,基坑高约5.5m,坑壁岩土层主要为素填土、粉质黏土。顶部无构筑物,设置1:1放坡+喷锚支护。
        经项目竣工效果体现,本基坑支护稳定性良好,满足规范需求,取得较好的社会效应成果。
        结语
        总而言之,深基坑支护设计与岩土勘察工作基本上可以视为一项集成复杂性与系统性于一体的工作内容。在正式勘察设计过程中,现场施工人员应该主动承担起自身的工作重任,坚持按照科学合理的施工设计原则,对深基坑支护设计与岩土勘察技术涉及到的要点内容进行统筹规划与合理落实。
        参考文献
        [1]张会新.温州厚填土深基坑支护设计分析[J].广东土木与建筑,2020,27(7):68-71.
        [2]陈明雄.北京和平村项目基坑支护设计与工程实践[J].施工技术,2020,49(13):73-75,80.
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