岩土工程施工中深基坑支护问题研究 陈磊鑫

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:陈磊鑫
[导读] 摘要:深基坑支护工程是岩土工程施工中重要的内容,相关人员需要注重对岩土工程现场的全面勘察,以及时获得准确的施工数据,并再此基础上进行深基坑支护设计施工,保证施工质量,以此可以发挥深基坑支护工程在岩土工程中保证质量安全的关键作用。
        重庆蜀通岩土工程有限公司  重庆市  401147
        摘要:深基坑支护工程是岩土工程施工中重要的内容,相关人员需要注重对岩土工程现场的全面勘察,以及时获得准确的施工数据,并再此基础上进行深基坑支护设计施工,保证施工质量,以此可以发挥深基坑支护工程在岩土工程中保证质量安全的关键作用。鉴于此,本文主要分析岩土工程施工中深基坑支护问题。
        关键词:岩土工程;深基坑支护;问题
        1、引言
        深基坑支护技术决定着工程建设是否可以顺利进行,然而岩土的质量却决定着工程质量的好坏,因此进行实际操作的同时,更要格外重视岩土的质量和周围的环境,为深基坑支护工作打好基础做好准备。在与此同时,也可以有效保障施工人员的生命安全,因此,研究岩土工程深基坑处问题是对工程建设质量有利的。
        2、岩土工程施工中深基坑支护问题分析
        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;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。
        3、常用的深基坑支护施工技术
        3.1、混凝土灌注桩支护
        在排桩式中比较常用的一种技术是混凝土灌注围护桩支护技术,在使用该技术进行建设时,不存在振动噪声等环境危险,不存在土壤挤压现象,对周边环境几乎不产生影响。由于墙身的强度和刚度都比较大,所以支护的稳定性比较好,并且不会出现严重变形的现象。混凝土灌注桩支护施工的质量与整个基坑的安全有直接的关系,所以在具体施工过程中,一定要针对每个环节制定安全合理的施工措施,确保支护工作在质量方面达到预期的效果。
        3.2、锚杆支护
        在一些地表工程中,可以使用锚杆支护进行相应的加固作业,常见的地表工程有隧道、岩土、以及边坡深基坑等。在对杆柱进行制作时要使用木件以及金属件等材料,一般情况下杆柱会被打入到相应的钻孔中,例如洞室周围岩体或者是地表岩体,此时,该结构能够起到很好的补强、组合梁、以及悬吊等效果。支撑体在一定程度上会受到一定的拉力,而锚杆支护能够使相应的拉力增强,这样能够保证其稳定性和强度良好,从而使相关工作更加高效地开展。
        3.3、组合型支护
        在开展相应的支护作业时,如果深基坑内部的环境条件比较复杂,那么可以采用组合的方式来开展支护工作,这样能够很好地保证支护结构的优势。土钉墙可以与预应力锚索、水泥土搅拌桩、微型注浆桩等进行组合,水泥土墙和灌注桩可以进行组合。排桩和土钉墙的组合是比较常用的一种支护结构方式。
        4、对策
        4.1、力学参数问题应对措施
        针对力学参数问题导致深基坑支护结构计算不准确的问题。首先,加大勘察精度,保证土质结构、土质系数等数据准确性,其次,明确力学参数,最后,保证计算出的深基坑开挖的参数的准确。本文设计出基坑支护设计参数一览表如表1所示。
        4.2、支护结构变形问题处理措施
        针对岩土工程深基坑支护结构变形问题的处理方法是在正式施工前,建立有效的有限元模型,结合现实情况下的地质因素,进行土质稳定系数计算,最后根据稳定系数,设计防变形方案。土质稳定系数计算公式如下:
       
        式中:R—抗滑力(N);T—滑动力(N)。当Fs=1此时土体处于极限平衡状态。
        防变形方案一般从以下6点着手:(1)增加围护结构和支撑的刚度;(2)增加围护结构的入土深度;(3)加固基坑内被动区土体——加固方法有抽条加固、裙边加固及二者相结合的形式;(4)减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖支撑时间;(5)基坑开挖过程中随挖随锚喷桩间混凝土,并按设计位置架设钢管支撑;(6)加强岩土工程深基坑支护监控。以上方案,可以根据土质稳定系数结果进行自由优化。
        表1 岩土工程深基坑支护设计参数一览表
       
        4.3、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。同时,要注意保持钻机的稳固性和水平标准。初步完成钻机安装作业后,需要借助测锤和水平尺实施校验。其次,应注意科学埋置护筒,确保埋入深度在一米以上,然后,要用黏土进行回填与夯实加固,避免地表水深入。第三,灌注桩排桩支护施工技术。结合岩土工程桩基支护施工状况及施工建设要求等,重视柱列式灌注桩排桩支护技术的引入及作用发挥,可在疏排及密排这两种设计方案的指导下,增强支护方案应用效果,并通过对高压注浆方式使用方面的思考,给予桩基支护施工水平提升及岩土基础结构性能可靠性增强等科学保障,更好地体现出支护施工技术的潜在应用价值。
        5、结束语
        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。
        参考文献:
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        [2]潘凯.岩土工程施工中深基坑支护问题研究[J].中国标准化,2019(16):106-107.
        [3]温树锦.试论岩土工程施工中深基坑支护问题[J].西部资源,2019(03):98-99.
        [4]辛雪琼,毕吉嵩.岩土工程施工中深基坑支护问题探究[J].科技风,2019(06):109.
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