岩土工程深基坑支护技术的应用探析论文_周韬

岩土工程深基坑支护技术的应用探析论文_周韬

周韬

江苏省核工业二七二地质大队 江苏南京 210000

摘要:深基坑工程是岩土工程的重点与难点工作,勘察数据的准确与否直接对深基坑支护方案和建筑安全重大影响。本文介绍了岩土工程深基坑支护技术结构作用与勘察内容并探讨了岩土工程深基坑支护技术的应用要点。

关键词:深基坑支护;参数;稳定性

一、岩土工程深基坑支护技术结构作用与勘察内容

深基坑场地的地质条件和周围环境是支护方案的决定因素,根据支护结构的设置目的,一般要求其同时具备三方面的作用,即:挡土作用,保证基坑周围未开挖土体的稳定;控制土体变形作用,保证与基坑相邻的周围建筑物和地下管线在地下结构施工期间不因土体向坑内的位移而受到损害;截水作用,保证施工作用面在地下水位以上。因此深基坑支护结构的设计就少不了强度计算、稳定和变形验算、基坑内外土体的稳定性验算和地下水的控制设计,这些都是与勘察息息相关的,需要勘察单位(部门)提供详细的数据资料。

二、岩土工程深基坑支护技术的应用

(一)充分了解待建项目概况

了解待建建筑物的性质、规模、结构类型及特点、高度、最大跨度、荷载及等及地基允许变形具体情况,可能采用的基础型式及预计基础埋置深度等;还应对待建项目工程周边环境状况进行调查:查明邻近建筑物规模特征、高度、与待建工程的距离,基础形式,埋置深度等,必要时可到档案馆查阅相关具体资料;在城市地下管网密集分布区,可通过地理信息系统或其他档案资料了解管线的类别、平面位置、埋深和规模,必要时应采用有效方法进行地下管线探测。

(二)明确勘察目的

深基坑除查明场地的地层结构与成因类型、分布规律,提供各土层的物理力学性质指标及地下水的类型埋藏条件外,还应注重了解场地土层在水平和垂直方向的变换,尤其需要查明软土和粉土夹层或交互层的分布特征,基坑支护设计施工所需的有关参数;水文地质条件,提供基坑地下水治理设计所需的有关资料;对待建场地的岩土工程特性作出分析和评价,为设计和施工提供资料完整、真实准确、建议合理的勘察成果文件,为深基坑工程设计和施工提供可靠的地质资料。

(三)深基坑岩土勘察的布置技术

在对深基坑岩土进行勘察时,对属于是软质岩石的深基坑,要根据深基坑稳定性做出勘察深度。因此,在对深基坑进行岩土勘察时,要对深基坑侧壁的稳定性以及支护设计进行科学合理的计算。通常,在对岩土进行勘察时,可以将基坑开挖的深度的1.5到2倍进行考虑从而作为勘察的深度。当对岩土进行勘察时,会被狭小的场地所限制,那么就要按照场地的条件进行岩土勘察,并且要对深基坑开挖的边界进行有效的调查和研究,同时也做好对深基坑资料收集的工作。在对岩土进行勘察时,主要是利用钻探的方法为主要勘察手段,并要对工程地质做好调查工作。

(四)对深基坑侧壁岩石工程特性的分析

首先要对岩石受到不同程度的风化情况从而造成岩石所带埋的深度以及厚度;同时也要将岩石受到均匀连续的风化所形成的特性进行分析。另外也要将岩石在受到不同程度的软化从而形成的带埋深度以及厚度进行分析,最后就是要对岩石的特征进行全面有效的分析,主要是要判断岩石是否具有断裂构造、破碎带、侵入的岩体和岩脉以及软弱夹层等部分。另一方面,在对深基坑侧壁岩石的工程特性进行分析时,必须要将岩石节理缝隙所呈现的发育程度以及产生的原因状况,岩石分布危险滑动面以及软弱夹层的工程特性等方面所呈现的参数进行有效的计算,从而判断出岩土的工程特性。

(五)岩土设计参数的选用问题

岩土设计参数的选用对支护设计方案选型和经济性有很大的影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于目前多数未针对基坑工程设计的要求进行基坑勘察,设计时所需的岩土参数值只能是采用地基勘察报告值,主要的设计参数如土的抗剪强度指标,地基勘察报告中绝大多数是采用天然快剪试验方法,试验值又依赖于试验样品的取样方法、数量、试验方法等因素的制约,而相关规范要求的试验方法应采用三轴剪(UU,CU)。设计时采用不同的试验方法提供的C、φ值,其计算结果也相差较大。如某项目位于海口西海岸,基坑距海边约20m,开挖深度约6 m,地面下约13 m深度 范围内的地层由粉细砂、细砂混粘性土构成,其下为火山岩,场地地下水位埋深约1.5m。勘察提供的砂土抗剪强度经验值C=0,φ=20°,渗透系数经验值K=3×10-2cm/s。支护方案设计采用了高压旋喷桩墙挡土止水,并设两道钢筋锚杆,直立开挖。由于工期原因建设方倾向于放坡开挖,设计人提出要求进行设计阶段的补勘,补勘结果表明该层砂土只是上层部位稍松散,其他部分以砂混粘性土为主,具有一定的胶结性,且渗透性较差。根据标贯和静探测试提供的抗剪强度经验值为C=12kPa,φ=28°,支护方案改为放坡开挖,坡面用锚喷网方式支护,仅在临海一侧设置两排轻型井点降水,外围再设管井配合降排水,支护顺利完工。

当遇上岩石基坑时,岩体的产状和结构面的抗剪强度也是基坑支护设计的重要参数之一,应根据场地的地质构造、岩体特征、风化情况、基坑开挖深度等,进行详细勘察,提供实用于深基坑支护所需要的力学指标。特别是当岩石结构面向基坑内倾斜,其倾角小于开挖坡角且大于内摩擦角时,基坑支护应根据结构面的抗剪强度进行支护处理。目前基坑工程支护设计应用一般建筑基础的地基勘察资料,土层的抗剪强度指标有些情况存在着依据资料缺失,有些情况存在提供的土层抗剪强度指标适用性的缺失。给基坑支护工程带来了安全隐患,是造成某些工程事故发生的原因之一。我们应该遵守现行的《岩土勘察规范》第4.8.4条中所规定的:“在受基坑开挖影响和可能设置支护结构的范围内,应查明岩土分布、分层提供支护设计所需要的抗剪强度指标,土的抗剪强度试验方法,应与基坑工程设计要求一致,符合设计采用的标准,并应在勘察报告中说明。”

(六)设计坑支护设计方案的选择

近年来,高层建筑的数量不断增多,相应的深基坑工程也不断增多,对支护设计方案也有了更高的要求。现如今,随着市场化的深入,勘察设计正不断的向着规范化发展,目前采取的是招投标制,所以,如何让设计方案拥有更强的市场竞争力是设计人员所面临的首要问题。若要支护设计方案能够成功,必须要确保方案的安全性、实用性和经济性,所以设计方案的选型是重中之重。

首先,总体方案的选择根据工程本身的要求和本地区条件,包括侧壁安全等级、基坑支护形式选择和设计、地下水控制、施工方案、临边防护、坑壁支护、排水措施、坑边荷载、上下通道、土方挖、基坑支护监测、作业环境、环境保护,统筹结合各方面的要求,而尽可能的在安全性与经济性两方面找到结合点。在具体的施工设计当中,不同的季节,不同的地域等因素,对施工效果的影响很大,要注意考虑工程中可能出现的不利情况,要用动态的眼光去设计和选择方案,不能仅仅参考纸面上的参数,根据实际情况,需要进行加强的方面一定要及时进行,防止出现安全问题,最后,在进行方案选择时,特别是在比较复杂而又没有工程案例可以参考的情况下,可以邀请相关领域的权威人士进行咨询,听取他们的意见,当地有其他类似的工程进行时,可以适当的加以参考,从而学习成功的经验,避免已经出现过的错误。

若基坑附近无建筑物或市政设施,地下水水位高、水量大并且有较厚的砂层,则可以选择较为经济的降水方案。若放坡空间大、土质优良,则可选用坡率法进行支护。若放坡空间优先、土质良好,则可以选用土钉墙支护法,这种方法经济实用且稳定性强。若基坑地下水水位深,坡体开挖范围中无砂层时,则不需要降水措施。若开挖过程中,某部分有砂层出落现象,则可以联系周围实际情况在这一段的坡顶采取止水措施。

参考文献:

[1]李川.深基坑工程勘察设计中的问题及措施[J].城市建设理论研究(电子版),2014年1期.

[2]马晓莉,蔡晋亮,邵水松.对萧山软土深基坑有关勘察问题的探讨[J].四川建筑,2012年2期.

论文作者:周韬

论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿

论文发表时间:2016/4/1

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