岩土工程勘察中深基坑支护技术应用

岩土工程勘察中深基坑支护技术应用

【摘要】深基坑支护设计是岩土工程勘察中重要的构成部分,为避免出现基坑塌方事故,保障施工安全,在岩土工程基坑开挖当中就需要采取合理化的支护方式。针对部分潜在性挑战,采取应对性解决方式,以此避免出现不必要的问题。基于此,论文重点围绕岩土工程勘察中深基坑支护设计问题进行分析,而后提出相关的改进建议。

【关键词】岩土勘察;深基坑;支护设计

0引言

深基坑支护技术是现代建筑工艺技术当中的重要构成部分,随着我国建筑行业的快速发展,其所起到的作用也越发显著。当前该项技术在实际应用当中存在着较多的问题,大幅度降低了工程施工质量,甚至对工程造成了安全隐患。对此,在工程施工过程中,必须要严格做好深基坑支护工作,避免对周边环境造成影响,同时保证施工人员的生命安全。所以,围绕岩土工程勘察中深基坑支护问题与改进措施进行研究具有重要意义。

1岩土工程勘察深基坑支护施工存在的问题

1.1数据设计问题。当前基坑设计计算中,一般是通过库伦公式与朗肯公式来测算深基坑支护的土压力。然而由于岩土工程施工点的特殊情况,采用这种计算方式计算所得的数据通常具有一定偏差,首先岩土工程施工点中的土质与地质条件等都在一定程度上对深基坑支护土压力具有影响,然而现有土压力计算方式难以彻底掌握分析施工点地质要素,所以,计算数据的准确性受到影响;其次,在勘探取样过程中,对岩土试样有不同程度的扰动,岩土的原状结构有所改变,同时岩土试样的湿度和水分也有一定的变化,将干扰到试验数据的精准性;最后,在基坑开挖施工过程与完工之后,基坑侧壁的岩土应力状态和力学性质有所改变,所以使得深基坑支护技术计算时数据存在误差[1]。

1.2空间效能问题。对当前岩土工程深基坑支护技术应用情况来分析,深基坑空间效能问题比较突出,重点体现在基坑两边小而中间大。在岩土工程施工当中,深基坑支护技术一般是采取平面设计模式展开。然而平面设计深基坑支护技术仅仅适用于施工面积合适、长度超过宽度的基坑工程。因此,平面设计模式的深基坑支护技术并不适用于长宽相同或者长宽相差太大的基坑工程[2]。正因如此,面对不同类型的岩土工程,需要具体问题具体分析,依照岩土工程具体情况,设计适用于工程实际情况的深基坑支护方案。

1.3土石取样问题。土石取样是对工程施工场地的岩土进行取样,依照不同地基,展开土石样本对照,依照对比结果明确施工场地的土质是否满足岩土工程安全施工的条件,以此为施工的顺利推进提供基础性参考资料。然而从当前岩土工程深基坑支护技术的运用情况来分析,土石取样通常是难以全面整体地呈现施工场地岩土特性,也就导致深基坑支护技术方案设计难以完全反映施工项目全貌的真实状况[3]。所以,土石取样成为了岩土工程施工当中的主要问题之一。岩土工程土石取样必须要依照勘察行业相关施工标准和准则,最大化提高土石采样的有效性、准确性、代表性。

2岩土工程勘察深基坑支护设计改进措施

2.1确定勘察工作的目的。若想更进一步提高岩土工程勘察工作有效性,并可以全面掌握场地的具体情况,需确定勘察工作目标。在基坑工程勘察工作中,需查明施工区域中的管线分布情况,同时向相关部门获得文件资料,若要提升探测精准度,需要利用专业设备来检测地下管线;基坑工程勘察过程中,查明岩土性状不仅需要加强重视土层在垂直与水平方向上的变化,特别对软弱土层分布特征及其物理力学性质需要进行深入探讨;收集基坑支护施工有关设备参数和类似工程地质条件下成功的施工经验和具体作业方法[4]。

2.2创新滞后的设计理念。当前我国深基坑支护施工设计当中,针对支护结构设计并未形成系统的设计规范及标准,通常是采用朗肯理论与库伦理论方法来计算得出土压力计算值,同时采取等值梁法来计算支护桩的承载力,这种方法得到的设计值属于静态值,结果准确性相对较低。但是在实际当中,支护结构受力会因为受岩土具体地质条件的影响而有所不同,这就容易使计算值和实际结果间出现较大的差异,其安全性也大大降低。为切实提高支护结构设计的合理性,就需要对以往的结构设计方法加以完善,引进先进的设计理念,化解结构荷载计算方法当中存在的不足,依照对岩土工程具体情况的持续监测信息来不断改进设计方法,创造出以施工监测为重点的动态化结构设计体系[5]。

2.3创新工程设计方法。传统设计多数是选择极限平衡理论,而工程事故大多数是因为支护结构变形造成的,极限平衡能够明确结构设计强度,但无法给出工程结构刚度的准确数据。而岩土工程勘察中深基坑支护重点是对基坑边坡和地下管理等进行变形监测,对开挖土方与支护设计的监测数据进行实时分析,对邻近建筑基础偏差、地下管线水平变形及沉降变形等进行设计。当实际测量中发现问题,需要及时进行处理,实时进行动态设计,避免变形或滑动问题更加严重,设计出稳定、可靠、安全的施工方案与新的变形控制设计方法[6]。针对新的变形控制方法,注意需要对支护结构变形控制标准加强研究,将空间效应转变为确定平面应变与地面沉降,及其对支护结构带来的影响效应。

2.4全过程控制基坑支护施工质量深基坑支护施工当中,有关环节与流程较多,任何环节出现问题,都容易对后续补救造成较大难度,可以说,施工质量对深基坑质量具有直接关系。所以,需要对施工全过程加强监督管理,保障施工人员严格依照设计方案展开施工,确保施工质量。施工之前,有关人员需要对施工现场地质、施工设计图纸以及施工现场周边环境等情况加强了解;施工当中,施工人员需要严格规范操作,严禁出现不按标准施工操作情况。支护单位需要严格遵守分层分段开挖施工原则,并配合好土方开挖作业[7]。具体开挖当中,如果出现问题就应暂停施工并采取相应措施。基坑回填前不可以破坏支护结构,防止影响到支护质量。

3基坑支护设计工程实例

3.1工程概况。拟建的莲湖公馆项目地处陇南市成县城关镇西大街以南,原成县政府招待所院内,交通便利。该工程总建筑面积29321.67m2,其中,地下1层,建筑面积1172.95m2;地上27层,建筑面积28148.72m2,主体结构采用剪力墙结构,基坑开挖深度约9.0m。

3.2基坑支护设计。3.2.1支护与止水设计。根据建设单位提供的总平面布置图,基坑坑底从地下室外墙边线距排桩支护结构的距离约1.8m。支护桩长14.0m,桩径0.9m,桩中心距1.6m,嵌固深度5.0m,桩身混凝土强度为C30;桩身主筋采用HRB400钢筋(14φ25),桩身钢筋笼箍筋采用螺旋箍筋,采用HPB300钢筋,直径10mm,间距0.15m,加强箍筋为HRB400钢筋,直径18mm,间距2m。每两根支护桩之间嵌套两根旋喷桩,旋喷桩起止水作用,桩长12m,桩径0.6m,与支护桩紧密连接,每边搭接长度≥0.1m。在冠梁顶标高以下-2.0m处设置一排高压旋喷预应力锚索,锚索长度为15.0m,锚固段长度为9.0m,对应自由段长度6.0m,水平间距为1.6m,入射角15°,锚固体直径≥0.4m。选用2根20A型槽钢组合成工字形作腰梁与预应力锚杆连接。3.2.2冠梁设计排桩桩顶作冠梁,高0.6m,宽0.9m,主筋左右两侧为4根HRB400钢筋,上下为2根HRB400钢筋,直径18mm;箍筋为HPB300φ8@200(四支箍),混凝土强度为C30,保护层厚度为40mm。3.2.3角支撑设计。在基坑拐角处设置支撑,支撑采用0.5m×0.5m钢筋混凝土梁,主筋为16根φ22的HRB400钢筋;箍筋为直径φ10的HPB300钢筋,间距0.15m(四支箍),混凝土强度为C30,保护层厚度为40mm。角支撑的顶标高同冠梁顶标高相同。

4结语

综上所述,我国极为重视岩土工程工作,深基坑支护设计工作也因为采用了先进技术与合理模式,没有呈现相对严重的不足之处。今后,应对深基坑支护设计方面做进一步研究和探讨,尽可能改进当中固有的不足与问题,从而推进建筑深基坑支护技术发展。

作者:尹永川 单位:天水建筑设计院