地基处理和基坑支护在淤泥中的复合应用研究论文_虞奎

地基处理和基坑支护在淤泥中的复合应用研究论文_虞奎

无锡市水利设计研究院有限公司 江苏省无锡市 214000

摘要:地基处理和基坑支护的措施有很多种,其中在淤泥地质项目中单纯的采用基坑支护措施是不能满足基础稳定要求的。本文阐述的是一种地基处理措施与基坑支护相互配合而保障施工顺利进行的思路,同时采用必要的保护措施来防止出现失稳的情况,并获得了一定的效果。

关键词:地基处理;基坑支护;淤泥;复合应用

一、地基处理中基坑支护类型

1.1边坡挖掘

所谓的边坡挖掘就是利用挖掘机按照规定的要求和方法对边坡进行开挖。这种开挖方式效率较高,但是在使用时对周围环境与地质有一定的限制,比如说针对砂性土或者可塑性较强的粘土就可以很好的进行挖掘工作,而在土层性质较硬的地区采用这一方式效果不佳;其次机械挖掘会对周围的建筑产生一定的影响,所以这一挖掘方式适用于空旷的场地。

1.2土钉围墙

所谓的土钉围墙就是利用土钉的固定作用对墙板进行有效的加固,从而增加墙面的重力,形成较为坚固的重力挡墙。墙板的形成主要是通过自然土体和喷射混凝土面板的结合形成的;用土钉对墙板尽心加固。

1.3悬臂维护

悬臂维护最主要的就是利用钢结构的稳定性形成稳固性较好的基坑支护,比如说钢筋混凝土桩、钢板桩以及混凝土板桩等,利用这些稳定的结构对地基形成良好的支护,从而为整个地基结构的稳定提供保障。

1.4重力式挡土墙

所谓的重力式挡土墙就是利用重量来抵抗内力和外力的入侵,这里所说的重量主要是支护结构自身的重量,这一方式不仅可以有效抵抗外力的侵袭,还大大降低了施工成本。

二、工程项目基坑的形式

坑基的支护主要包括挡土体系和止水体系两个主要部分,支护结构所承担的主要是土体的压力和水的压力,起到的作用是挡土和挡土的作用。常见的支护形式主要有放坡开挖、简易支护、悬臂式围护、土钉墙围护等。悬臂围护的结构通常采用的是钢筋混凝土的排桩、钢板桩、钢筋混凝土板桩等构成围护结构;重力围护结构则是通过深层水泥搅拌桩重力式围护;内支撑式围护结构是围护结构体系和内支撑系统构成,围护结构通常采用的是钢筋混凝土排桩和地下连续墙式结构作为支护主体,内支撑采用的形式有水平和斜向支撑;拉锚式围护结构由围护结构和锚固结构系统构成,其主要起到支撑作用的是锚固体系,主要的形式有锚杆、拉锚等。

在基坑支护结构主要是为了保护基坑的稳定,而深基坑支护工程所涉及的学科较多,地质力学、建筑学、土工力学等都成为了支护结构工程的重要参考依据,是一个复杂的系统工程。其复杂的程度远远要大于永久性的地基工程结构和建筑的上部结构。因为土工力学发展的水平有限,土体的某些性质无法达到定量描述的程度,同时在地质土体性质分析中因为计算因素而进行了架设,因此容易造成支护结构出现计算和实际参数的差异,因此在支护结构构成后往往会因为某些原因造成破坏,因此容易引发基坑事故。

基坑支护的结构破坏包括了强度破坏和稳定性破坏,主要的表征为支护结构产生位置较大的迁移、支护结构产生变形或者破坏、基坑塌方或者滑坡、基坑周围的道路出现塌陷或者相邻的建筑设施变形等,甚至会影响周围建筑的倒塌等。这些破坏变形所引发的情况会直接影响建筑稳定、地下结构、人员安全等。

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三、在淤泥地质条件下进行地基处理和基坑支护所存在的问题

3.1由于淤泥土质的特性,基坑支护结构的嵌固力较小,无法与土体产生摩擦力,保证支护结构的稳定性,容易导致支护结构的变形以及坍塌;

3.2坑基的结构,不能得到准确有效的测评准则进行评估;

3.3由于土体的自身压力较大,其抗性变能力以及负载性能较弱,容易由于自身的重力作用而发生形变,导致支护结构的作用未能发挥;

3.4淤泥土质的持力性能较差,不符合维持地面建筑持力层的标准。

四、基坑处理与维护措施在淤泥中的复合应用

4.1基坑处理设计

按照工程的实际情况,结合工程前期勘察的结果,从经验上对淤泥地质的处理和支护经验对其采用的是复合支护的技术手段。具体的情况如下:

4.1.1复合支护形式

当基坑开挖后使得淤泥容易产生流动,引发支护结构滑动和失效,因而在进行合理的挡水和挡土的结构设置时,应采用深层搅拌水泥墙、连续墙以及钢板桩为设计主体,并加以高强度的水泥来设置搅拌墙,从而进行复合的处理;基于淤泥本身的承载力和抗变形能力较差,以至于在开挖后由于失去侧向力的限制而在自重的作用下会产生变形,所以,在对支护结构进行选择时,应注重提高竖向的承压力;另外,淤泥因为没有足够的摩擦阻力和嵌固力,因此选用支撑式体系的支护结构不仅可以大大的提高支护结构的稳定性和主动应力,还可以避免对被动土压结构体系的单纯依靠。

4.1.2合理的结合

综合考虑淤泥地质的情况下,将场地条件下的地基处理和基坑支护结构有机的结合起来,以此来获取最佳的组合,是复合措施的形成途径;经过研究相关的工程因素,从而利用深层水泥搅拌桩来进行地基处理和基坑支护的复合措施,从而完成对淤泥的处理。

用深层水泥搅拌对淤泥进行处理,是按照承载的能力和震陷的要求进行设计、施工的;同时对底部采用壁式布桩的方式,来满足嵌固的能力;并且利用此方法对基坑的土体进行维护,应将复合土体的结构看做一般的重力挡土墙。

为了防止复合土体结构因变形而导致支护变形、失效,在定量的距离内就在搅拌桩内增加了钢管,并在基坑顶部将增加的钢管桁架作为支撑,且在其底部设置了内部支撑结构,从而形成整个结构的支护体系。

4.3结构保护措施

采用复合支护的方案设定后,因为在实践中有一个工程项目也采用了同样措施而出现了建筑物失稳的情况,同时也对周围的建筑产生到了一定的负面影响,因此在具体施工的实施前针对此种情况进行了反复的研究和商讨,主要的争议出现在两个方面,一方面是因为沉积区的淤泥有机物含量较高,主要体现的是流塑状性质明显,深层的水泥搅拌桩不容易成桩,并且已经有很多的失败案例,因此使用应慎重;一种思路认为因地制宜的是最佳的选择施工方式的思路,只要利用良好的勘察、设计、施工措施来保证施工的质量就可获得较好的效果;同时深层水泥搅拌法在该场地上经过试验是可以获得成功的,是一个可以在此项目内进行推广的施工措施,不能因为以往的不利因素而停止使用。而且此项施工技术从经济性、施工方便等方面可以获得最佳的效果。

综合上面的两种意见,项目在采用复合处理措施的时候进行了一定的保护措施设计,即在施工的过程中增加必要的保护措施对整个施工过程进行维护以此保证施工的质量和稳定性。具体的措施如下:施工前对水泥桩的配合比进行试验,确定合理的喷粉量和适应的添加剂,以此保证成桩的质量和效率;其次基坑的顶部设置钢管的桁架作为主体结构的支撑结构,此种支撑结构在基坑出现一定的位移是方能采用,以此降低土压对整个支护结构的影响,防止淤泥造成支护结构的变形和结构性失效;最后,为了防止复合土体支护结构出现变形和开裂,从而引发结构的失效,在施工中要求如果出现裂缝就应立刻采用水泥浆进行填充,进而固结保证其结构的稳定。

结束语:

对于地基处理和基坑支护措施的复合应用,主要是指在像淤泥中这样的软土地质情况下,将地基处理固结措施与基坑支护措施相结合,从而达到稳定地基的作用,所以,在淤泥这样的地质条件下,用常规的基坑处理措施是无法满足其复杂的地质情况以及流动性强的建筑需求的,因此,就需要基坑支护措施的配合来达到提高地基稳定性的目的。

参考文献:

[1]游芳.水泥搅拌桩支护墙在淤泥基坑中的应用.水利科技与经济,2011,(09).

[2]吴文鑫,蔡春梅.浅析厚淤泥层中钻孔灌注桩施工.中国农村水利水电,2011,(08).

[3]沈礼斌.关于深基坑支护设计问题的探讨.四川建材,2010,(04).

论文作者:虞奎

论文发表刊物:《防护工程》2019年12期

论文发表时间:2019/8/30

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