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岩土地质工程中桩基础及深基坑施工问题分析潘财生

发表时间：2021/8/10 来源：《建筑科技》2021年9月上作者：潘财生

[导读] 岩土工程属于一种以土木工程为基础的技术体系，在一般情况下，建筑物的地基应该能够满足其自身承载力及在某一变形沉降量之下的要求，岩土工程中维护体系稳定的主要工艺为桩基础和地基的承载力及沉降计算，二者均已经具有较为成熟的理论基础

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摘要：岩土工程属于一种以土木工程为基础的技术体系，在一般情况下，建筑物的地基应该能够满足其自身承载力及在某一变形沉降量之下的要求，岩土工程中维护体系稳定的主要工艺为桩基础和地基的承载力及沉降计算，二者均已经具有较为成熟的理论基础，同时工程实践较为丰富且其质量能够对建筑物质量产生重要影响，所以必须对其进行深入探究。
关键词：岩土地质；桩基础；深基坑
        桩基础是用承台板或承台梁将若干个已经沉入土中的单桩与顶部进行联系的一项基础，对其进行应用的目的是使上部建筑物荷载传递至深处的具有较大承载力的土层上，以对软弱地基进行处理，并提升地基承载力。因为桩基具有较高的承载力，同时沉降量相对较小且更加均匀，所以在多种类型的工程或多种地质条件中均可进行应用，特别是适用于软弱地基的重型建筑物，由此，桩基础在软土地区沿海地区的应用十分广泛。
        对桩基础进行设计的主要原则为经济适宜、安全合理，如果天然地基难以满足建筑物对于沉降或者承载力的要求，即可以针对“桩基础”以及“地基加固”两个方案开展对比分析，在天然地基承载力基本能够满足地基沉降偏大情况时，可以考虑在其中设置部分桩基础，以对沉降进行控制，以保障其具有适宜的刚度、强度和耐久性。
        从总体上来看，以下几个方面的情况适合应用桩基础：（1）荷载较大而地基上部的土层较为软弱，同时适合的地基持力层处于较深的位置，而人工地基或浅基础在经济或技术方面难以实现；（2）河床冲刷较为严重，河道中存在冲刷深度难以计算以及不稳定等情况，如果采用浅基础施工，则不仅施工困难，还难以保障基础安全；（3）当人或是结构物对于不均匀沉降情况具有较高的敏感性时，应将桩基础穿过松软土层，促使荷载能够传输至坚实土层，以减少沉降情况并保障沉降的均匀；（4）若施工水位较高或地下水位较高，使用桩基础可以降低施工难度，对于可液化的地基，应用桩基础可以提升其抗震能力，而桩基础对可液化土层进行穿越，并深入到下部的稳定密实土层之中，则有利于缓解或消除由地震产生的危害；（5）在上层软弱土层较厚的情况下，桩底将难以落实于坚实土层，也就需要应用更长、更多的桩对荷载进行传递，由此，桩基础的沉降大、稳定性差，若覆盖层较薄，则易导致桩基础稳定性不佳[1]。
        1 岩土工程中深基坑支护的特点
        1.1 会受到多种因素的干扰和影响
         一般情况下岩土工程施工的影响因素较多，其中影响最大的是岩土工程地质的结构比较复杂，在施工过程中会受到岩土地质结构的影响，对施工的稳定性产生影响。这就需要进行深基坑支护，但在进行深基坑支护施工的过程中也会受到岩土地质结构中渗流、岩石强度等因素的影响，造成深基坑支护坍塌，因此在岩土地质地区进行深基坑支护施工时，须对这些影响因素进行充分的考虑。岩土地质中的土壤和岩石会对深基坑支护施工的结构产生不稳定的影响，甚至在个别土壤中发生流砂问题，从而对深基坑支护的稳定性产生很大的破坏作用。
         1.2 支护的条件复杂
         和其他地区的施工技术相比，深基坑支护技术的施工非常复杂，施工条件和环境都较差，从而加重了深基坑支护技术施工的难度，所以需对岩土工程深基坑支护进行严格控制。而施工单位也需对施工技术和施工质量进行严格把控，这就需深基坑支护技术工作人员和设计人员对施工周围的环境进行充分的了解和控制，这样才可在施工的过程中减少不必要的麻烦和安全问题，保障深基坑支护的施工质量。

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         1.3 施工的安全风险比较大
        一般在施工中，深基坑支护技术只是临时性施工，在使用结束后需进行拆除，深基坑支护的作用是为保障岩土工程施工的安全性和质量。但在实际的岩土工程施工过程中因多种因素的影响，使岩土工程施工存在一些安全性问题，针对这些安全问题就需采取深基坑支护技术进行解决，提高施工的安全性和稳定性。而在岩土地区进行深基坑支护也会存在一些安全问题和质量风险，且还可能出现安全事故，这些都会直接影响工程的施工质量和安全。
         2 基坑工程
        建筑基坑也就是为开展建筑物基础建设以及地下室施工而进行开挖的地面以下的空间，此类临时性的坑井均可称为“基坑”，开挖基坑的主要目的为提供施工空间，保障基础砌筑作业可以完全根据设计施工。为了保障基坑施工以及主体地下结构不受到损坏，应开展相应的支护工程，包括勘察、设计、施工等，所以基坑工程具有较强的综合性，且通常深度至少为5m，周围环境、地质条件以及地下的管线，均能够对其产生影响。并且，当前设计计算理论相对不成熟，所以在施工过程中在一定程度上依赖于施工人员的工作经验[2]。
        深基坑施工过程中的技术水平以及施工质量能够对工程整体的安全性产生重要影响，所以在施工之前，必须首先开展科学合理的设计工作，完善相关的管理措施，以保障施工过程中的各个环节均得到有效监控，同时提升施工过程中的安全性[3]。
        根据近几年的情况来看，深基坑的深度不断增加，应用合理的支护技术极为重要，总体上，基坑支护工程主要具有以下几个方面的特点：（1）在建筑不断向高层化方向发展的同时，基坑的深度越来越大；（2）基坑的面积越来越大，长度和宽度在100m以上的基坑数量越来越多，在一定程度上导致支护体系的建立难度提升；（3）若地基土较软、水位较高或是存在其他较为复杂的场地条件，开挖基坑的过程中则易出现基坑失稳、土体滑移、基坑隆起、桩体变位以及支护结构漏水等多方面不良情况，可能导致地下结构地下管线以及周围的建筑物均受到严重的不利影响[4];(4）岩土性质变化莫测，在地层中，水文条件、埋藏条件均具有显著的复杂性和不均匀性特点，导致勘察工作所获取的数据不具有良好的完整性，难以对土层整体情况起到概括作用，也就导致基坑设计及施工工作难度增加[5];(5）在旧城改造工程不断发展的过程中，基坑的施工条件均相对较差，也就易在多个相邻施工场地之间起到相互影响和相互制约的作用，同时协调工作难度较大；（6）基坑施工耗时较长，时常需要经历数次不同的气候，同时存在一定程度的重物堆放、场地加载等不良因素，导致施工过程中的安全系数较低，也就不利于基坑稳定性的提升[6]。
        3 结语
        目前人们对于建筑的安全性越来越重视，但高层建筑物的桩基础和深基坑方面易出现质量问题，从而造成重大经济损失，因此必须对岩土工程中的桩基础以及深基坑的质量进行有效控制。
参考文献
[1] 曲世才.岩土结合地质条件下深基坑工程的施工技术分析[J].砖瓦世界，2020(6):45.
[2] 徐盼龙，王连平.岩土结合地质条件下深基坑工程施工技术探讨[J].河南建材，2019(5):30-31.
[3] 唐素阁.基坑开挖对邻近建筑桩基础承载性能的影响研究[D].郑州：郑州大学，2013.
[4] 孙岳.基坑开挖对既有桩基础影响的数值分析[D].大连：大连理工大学，2007.
[5] 李辉.深基坑邻近建筑物的加固方法及加固机理研究[D].西安：西安科技大学，2011.
[6] 黄志文.大型旋挖钻机设计中几个问题的讨论[J].建筑机械（上半月），2010(8):60-62,65.