摘要:深基坑支护工程是非常特殊的一类工程构筑物,它的特殊性在于具有复杂性、可变性和临时性的特征。在深基坑工程设计之前,对该工程所在环境和周围区域地质资料进行全面分析和调查是提高深基坑支护设计质量的关键。
关键词:深基坑工程;岩土工程;勘察重点
深基坑支撑设计随着地质条件和周边环境的复杂性,设计难度也越来越大。这也就需要重点结合岩土工程勘察结果进行重点解读,了解并熟悉相应的参数指标,结合具体的计算理论和方法进行控制,确保其支撑结构的稳定性,使工程能够顺利的进行。
一、深基坑工程岩土工程勘察的重点
1了解建筑工程基本情况
为了有效提高深基坑工程岩土工程勘察工作的科学性,技术人员应该充分了解建筑物的性质、结构特点以及其他参数。深基坑工程岩土工程勘察工作需要彻底了解施工现场的地层结构,探查地下水水位以及分布情况。技术人员尤其需要注意,一定要探查明确软土夹层的分布特点以及基坑支护施工中涉及到的相关参数。技术人员应该搜集完善的水文地质资料,对施工现场的岩土工程特点进行科学分析,为深基坑工程的设计和后续施工提供完善准确的资料文件。
2合理布置勘察方案
基坑工程勘察的范围和深度应该根据场地条件和设计要求确定,勘察深度宜为开挖深度的2.5倍,软土地区的勘察点深度则应该能穿透软土层。目前我国建筑行业中存在多种方法可以对岩土工程进行勘察,钻探及静力触探试验等都是现在比较常用的勘察方法。
3明确勘察场地地质条件
勘察深基坑土质是岩土工程勘察工作的重点,只有做好这项工作,才能采用比较科学的勘察方法和支护方法。不同的土质需要使用不同的勘察方法。一般来说,软土层对勘察工作的要求要更高。基坑开挖后,对新鲜的、未扰动的岩土直接观察,并与勘察报告核对。
4评价基坑边坡的稳定性
评价基坑边坡的稳定性主要是为了最大限度确保深基坑边坡在施工过程中不会出现滑坡或者塌方的情况。基坑边坡稳定性的高低主要是由于基坑中土体质量与摩擦力来决定的。如果土颗粒之间的摩擦力比边坡上土的重力要大,基坑边坡发生滑坡的几率就比较小。通常情况下,基坑边坡在遇到极端恶劣的天气时,就比较容易发生滑坡甚至塌方。暴雨的来临会大幅度降低整个基坑边坡的抗剪强度,一旦边坡受到强大力的影响,就极有可能会出现滑坡、塌方。深基坑施工中存在诸多不确定因素,技术人员在整个过程中无法顾及到所有的细节,所以,在深基坑开挖之前一定要全面了解基坑的土体,将发生事故的可能性尽量降到最低。评价深基坑边坡稳定的时候应该充分考虑到岩土工程的内外部条件,否则就会影响勘察数据的准确性。
二、案例分析
1、工程概况
该工程主要由4幢悬托钢框架+落地核心筒办公楼、2幢框架+核心筒结构办公楼、配套商业裙房及公共服务设施用房组成。
2、岩土工程勘察工作的重点
本工程基坑开挖深度约18.0m,属一级基坑,为满足基坑设计需要。主要采用钻探取土、静力触探试验、十字板剪切试验、注水试验、扁铲侧胀试验、标准贯入试验、承压水观测、室内土工试验等综合勘察手段。承压水头曲线见下图。
第⑦层承压水头埋深—时间关系曲线(CY2孔,标高4.00m)
3、地质条件分析
⑴基坑围护
基坑开挖影响范围内涉及的土层有①1、①3-1、①3-2、②3、④、⑤1、⑤3、⑥、⑦1、⑦2-1层,基坑坑底位于第④层层底或⑤1层层顶中。其中①1层杂填土土质松散,开挖时容易坍塌,场地内杂填土较厚,应加强围护措施;①3-1层、①3-2层粘质粉土(江滩土),土质松散,在水动力等外力作用下有产生流砂及管涌等不良地质条件,局部夹淤泥质土,对基坑开挖不利;④层为淤泥质土,土质较软,易产生蠕变和剪切破坏;⑤1、⑤3层土呈软塑状,土质偏软,对基坑开挖不利。
开挖时采取相应的围护及预防措施,尤其要止水、隔水、降水。根据拟建场地周边环境及现有施工经验,本工程基坑围护结构采用地下连续墙,埋设深度通过对坑底土的稳定、抗倾覆、抗管涌等验算项目后确定,围护结构支撑体系采用数道钢筋混凝土水平支撑,同时辅以降、排水措施。
⑵基坑降水
本工程基坑开挖过程中,基坑降水主要包括浅层潜水控制和深层承压水控制。
对于浅部潜水,由于场地地下水埋藏较浅,基坑施工阶段应进行相应的降、排水措施,可采用喷射井点、管井等方法降水,降水深度为基坑底面下0.5m~1.0m左右。
对于深部承压水,本场地第⑦层承压含水层顶板埋深约28.0m,经计算,第⑦层承压水存在突涌的可能性,施工时采取降水减压措施。
拟建场地周边环境比较复杂,基坑深度较深。由于基坑开挖周期较长,承压水降水的周期也较长,为了减小承压水控制对周围环境的影响,严格根据开挖工况控制承压水头的高度,做到在保证基坑安全的前提下少抽水,体现“按需减压降水”的设计精神;并应在技术经济对比分析的前提下,适量增加隔水帷幕的埋置深度,严格保证隔水帷幕的防渗性能。
⑶基坑回弹
本工程基坑开挖深度较大,坑底置于第④层或⑤1层土中,开挖时坑底土体会有一定的回弹,应注意土体回弹对基坑支护结构、地下管线等产生的不利影响,同时应注意土体回弹可能引起的桩基拉裂问题。为减少基坑回弹,可通过对承压水减压措施减少回弹量。本次对基坑开挖影响范围以内第④层、⑤1层、⑤3层土进行回弹试验测定了回弹模量、回弹指数和高压固结试验测定了回弹指数,用以基坑开挖坑底隆起变形计算。回弹实验统计值详见下表。
回弹模量、回弹指数成果一览表
⑷基坑监测
施工期间为确保基坑周围结构及周边环境的安全,必须对基坑进行监测,监测内容包括以下项目:1)水平垂直位移量测:对围护墙顶、立柱顶端、坑底回弹、地下管线及邻近构筑物的水平位移及沉降进行监测;2)测斜:在围护墙内及墙后土体内埋设测斜管进行测斜;3)支撑内力测试:每道支撑选择主要受力杆件量测轴力;4)地下水位观测:布置坑内、坑外地下水位观测井;5)围护墙侧向土压力监测;6)对周边道路进行专项监护工作。做到信息化施工,以确保周围建(构)筑物的安全和施工的顺利进行。
4、基坑围护设计参数
基坑围护设计参数主要包括:含水量、重度、抗剪强度峰值(直剪固快)、直剪慢剪(粉性土或砂土)、静止侧压力系数、无侧限、十字板试验、三轴固结不排水(粘性土)、回弹模量、渗透系数。基坑围护所需的地质参数建议值见下表:基坑围护参数表
三、结语
在深基坑工程岩土工程勘察中,对勘察技术相关工作人员的综合素质要有较高的要求,不仅要求技术人员掌握相关勘察规范的要求,还要求技术人员有一定的基坑围护设计方面的知识,这样提出的基坑围护设计参数才能满足设计要求。
参考文献:
[1]孙殿英。深基坑工程岩土工程勘察的重点探究[J].世界有色金属,2017(08)
[2]吴意谦。潜水地区地铁车站深基坑降水开挖引起的变形研究[D].兰州理工大学,2016
[3]王巧玲。基于深基坑工程岩土工程勘察技术的探究[J].价值工程,2018(04)
论文作者:王朝广
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/13
标签:基坑论文; 深基坑论文; 岩土论文; 工程论文; 工程勘察论文; 土质论文; 深度论文; 《基层建设》2019年第9期论文;