基于岩土勘察的地质工程基坑支护设计研究论文_肖尹亮

中南大学地球科学与信息物理学院 湖南长沙 410000

摘要:随着我国经济水平的不断提升,我国对于工程建设的投入在不断的增加,尤其是岩土工程建设投入了很大的精力,而基坑支护设计对于工程的建设能够起到很重要的作用。基于此,本文笔者就岩土勘察的地质工程基坑支护设计进行简要阐述。

关键词:岩土勘察;地质工程;基坑支护设计

1 岩土勘察的地质工程基坑支护设计现状

1.1 选择的力学参数不合理

岩土工程基坑支护结构的稳定性,受该地区的地形地貌等因素影响较大,要求设计人员加强力学分析,准确预测出岩土工程开挖环节可能出现的问题,提前制定出针对性的预防对策。设计人员要合理选择力学参数,由于不同深度土体的摩擦角与黏聚力存在差异,设计人员需要准确计算土体压力,调整基坑支护结构,并科学选择基坑支护工艺,不断提高基坑支护结构的安全性能。

1.2 深基坑空间效应问题突出

在建设工程基坑支护开挖环节,经常出现边坡失稳现象,产生这一现象的主要原因是基坑开挖引发的空间效应问题。若工程基坑长度较大,则开挖空间效应问题越突出。为了保证基坑开挖效应一致,要求基坑支护设计者遵守平面应变的设计原则,改进基坑支护结构,从根本上减少空间效应问题的发生。

1.3 边坡堆载现象严重

基坑支护结构施工结束后,大部分的施工单位为了缩短施工周期,通常会在基坑四周堆放水泥与钢筋等作业材料,使得基坑支护结构出现失稳现象,严重的还会引发大规模安全事故。为了减少边坡堆载现象的出现,基坑支护设计人员要加强支护设计,并主动与施工单位沟通,禁止在基坑边坡四周堆放大量作业材料,避免基坑边坡承受过大压力,强化边坡支护效果,减少边坡坍塌现象的发生。

2 地质工程基坑支护设计要点研究

2.1 运用先进的基坑支护设计理念,合理选择基坑支护设计参数

建设行业的迅猛发展,一些新技术与新的设计理念不断涌现,特别是最近几年,建筑工程深基坑支护技术不断改进,一些先进的基坑支护设计理念应运而生。基坑支护设计者要收集大量信息,并结合基坑支护结构特点,进行基坑支护受力分析,科学选择基坑支护设计参数,有效提高建筑基坑支护结构的稳固性。基坑支护设计方案制定所需岩土参数具体如表1所示。

表1 基坑支护设计工作所需岩土参数

通过运用先进的基坑设计理念,并构建相应的反馈系统,可以保证建筑深基坑支护设计方案更加完善。由于岩土工程结构比较复杂,在一定程度上会增加基坑支护设计难度,因此,基坑支护设计人员还要根据该地区的环境特点,包括地形地貌条件,合理运用基坑支护设计理念,调整原有的设计思路,从而保证基坑支护设计方案得到高效实施。为了保证基坑支护设计工作的有序开展,做好岩土勘察工作特别重要,勘察人员需要运用先进的勘察技术,获得准确的勘察数据,为基坑支护设计提供精确数据。设计人员结合岩土勘察报告,确定基坑开挖边线,并合理选择土层参数,确定不同剖面土层参数,然后对基坑垂直支护体系进行建模,如果基坑有内支撑,设计人员可以采用启明星软件进行设计,通过在不同的剖面中准确输入各个土层参数,确定基坑深度,计算出基坑周围荷载,从而确定最终的基坑垂直支护模式,可以选择旋挖桩或者地连墙模式。

2.2 妥善解决基坑开挖空间效应问题,提高基坑支护的稳定性

为了保证基坑支护空间效应问题得到有效解决,施工单位与基坑支护设计人员应进行有效沟通,在保证基坑支护施工质量的基础之上,有效缩短基坑支护施工周期,降低基坑支护施工成本。基坑支护设计人员要结合施工场地的具体情况,加强基坑变形设计,并准确预测出基坑变形范围,根据施工场地的地质条件,包括外界气候环境特点,有针对性地改进原有设计方案。基坑支护设计人员还要深入到施工场地进行全面勘察,做好相应的检测工作,收集大量的数据信息,对既有的基坑支护设计方案进行调整。如果基坑支护施工环节出现变形,会对周围建筑产生较大影响。因此,基坑支护设计人员要明确基坑变形控制值,具体数据如表2所示。

表2 基坑变形控制数值

基坑支护结构要具有较好的安全性与稳定性,在设计工作中,设计人员还要结合具体的施工要求,尽量缩短施工周期。结合《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—2012)中的相关规定得知,基坑支护设计过程中,设计人员可以采用承载能力极限状态方法与极限状态方法进行设计,并结合基坑等级,合理选择安全系数。如果构件抗力和外力比值比安全系数大,则可以判断该结构比较安全,能够满足施工要求。基坑支护工程属于临时工程,在设计工作之中,设计人员要适当加强安全设计,由于不同地区的地形地貌存在很大差异,设计人员要结合岩土工程勘察数据,加强理论分析,制定出合理的基坑支护设计方案,并做好后续的优化工作。基坑支护工程的造价比较高,施工技术比较复杂,涉及范围特别广泛,设计人员还要从造价角度进行有效分析,结合基坑支护工程施工中可能遇到的难题,制定出完善的处理对策。同时,基坑支护设计人员要根据周围建筑物,包括地下构筑物的埋设情况,进行多角度分析,减小外界因素对基坑支护产生的影响,保证基坑支护设计方案得到良好实施。

2.3 科学调整基坑支护设计方案,减少边坡堆载现象的出现

一般来说,基坑支护设计方法主要分为三种,分别是常规的设计方法、弹性地基梁设计方法与有限元设计方法等。其中,常规设计方法主要运用极限平衡理论进行设计,对岩土质量要求比较高。基坑支护设计人员要根据实际情况,科学选择设计方法。

计算机技术的飞速发展,有限元法应用越来越广泛,特别是在深基坑支护设计中,取得较好的应用效果,可以有效减少基坑失稳现象的出现。有限元法利用原有的计算数据,合理确定基坑支护结构体系的强度,包括深层位移与侧向位移等,并结合不同类型的开挖工况,进行模拟施工,准确预算处基坑开挖过程中所发生的变化。设计人员要科学选择计算模型,结合土体应力,确定最终的计算参数,从而保证基坑支护设计方案更加完善。

基坑支护方式主要分为两种,分别是支挡方式与放坡方式,支挡方式分为悬臂式与重力式,而放坡方式主要包括自然放坡与土钉墙。通常来讲,设计人员要结合基坑支护变形情况,在满足安全施工要求的基础上,选择经济性较好的支护方式,针对支挡方式与放坡方式来讲,放坡开挖方式的经济性更好。设计人员要根据工程所在地区的地质条件,包括周围建筑物特点,合理选择基坑支护方式。

结束语

综上,我们要合理选择基坑支护设计参数、妥善解决基坑开挖空间效应问题,提高基坑支护的稳定性、科学调整基坑支护设计方案,减少边坡堆载现象的出现等,可以保证基坑支护结构更加稳定。

参考文献:

[1]赵毅.岩土工程中深基坑支护问题及对策[J].世界有色金属,2018(23) :275-276.

[2]燕朝阳.基于岩土工程中的深基坑支护设计问题和对策探讨[J].城市建设理论研究 ( 电子版 ),2018(03) :102-103.

[3]袁永学.岩土工程深基坑支护施工中的问题及对策探讨[J].科技创新导报,2018,15(03) :56-57.

论文作者:肖尹亮

论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期

论文发表时间:2020/4/14

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