江苏省地质矿产局第五地质大队 江苏徐州 221004
摘要:工程设计人员在现代水利、建筑等工程的项目中几乎都会面临深基坑支护设计的问题。深基坑支护设计指的是一项操作较复杂、操作技术要求很高且涉及方面较广泛的工作。设计人员根据不同的地质条件对基坑工程的基本要求进行深入了解,对与施工场地的水文地质条件、工程地质以及周边的环境条件都要提前掌握,然后基于工程项目建设的需要制定出科学、合理的设计方案,这些对于深基坑支护系统施工和建筑物质量的保障都有非常重要的作用,因此应该得到重视。
关键词:不同地质条件;深基坑;支护;设计;探究
基础工程建设最基本的保障就是深基坑工程,因为设计深基坑是非常艰难的一项任务,支护设计必须具有非常专业的技术人员进行勘查和规划,才能有效完成。因为地区的不同,深基坑工程的支护设计也会面临不同的地质条件,所以说在设计深基坑的支护方面,地质条件的变化也会使深基坑支护的设计发生变化。
一、深基坑支护的类型
站在深基坑支护功能的角度来看,深基坑支护可以被分为三类,分别是挡土系统、挡水系统与支撑系统。其中挡土系统指的是用支护墙或者支护排桩来使深基坑避免外界的压力,通常情况下比较常见的就是深层水泥搅拌桩和钢板桩还有钻孔灌注桩等技术,其中的挡水系统的主要作用就是阻挡外界渗进来的雨水,关键的方法是旋喷桩和深层水泥搅拌桩;所谓的支撑系统指的是保障深基坑不收移位的侵害而造成危险,此结构的作用主要是将整个基坑支撑住。
二、深基坑支护设计的要点
1、在支护结构变形方面的计算
因为外界因素的干扰,深基坑支护在施工的过程中都会产生结构的变形,这就要求在设计深基坑支护过程中将外界导致支护结构变形的因素计算在内。在计算支护结构变形的时候,设计人员应该取几次勘测结果的平均值进行计算,这样才能保证数据的准确性,以便制定出有效的应急方案。
2、对于支护结构强度的设计
在设计深基坑支护的过程中,最为主要的问题就是设计支护结构的强度。设计深基坑的时候要考虑深基坑所能承受的各个方面的因素,还有我国对于支护结构强度的标准来进行设计。工程的使用年限与质量都与支护结构的强度设计有直接的联系,所以说,为了保障支护结构的强度能够符合工程的实际要求,深基坑支护的设计人员要根据施工现场具体的地质条件对其进行严格考察,再进行深基坑支护设计。深基坑工程一般都是土下作业,在深基坑支护的设计中,必须将挖土施工作为重点。在进行土下作业的时候,因为危险系数较大,所以对于工人技术水平和安全防范意识有很高的要求,因此为了保证工程能够有效完成,工程管理者应该制定科学、完善的施工设计,例如在施工方案的设计中突出具体的权责人员,对于整个施工过程加大监督力度。
3、基于不同地质条件的深基坑支护设计
深基坑支护需要考虑不同地区的地质条件来进行设计。因此为了保障支护设计的科学性与合理性,设计人员在深基坑支护设计的过程中,要根据不同地质条件的特性进行设计。不同地质条件的深基坑支护设计重点有:(1)对于淤泥质粘土地质条件的深基坑支护设计。在大湖泊附近一般都会出现淤泥质粘土,都是由河流带来的淤泥而导致的,这样的土层压缩性比较高,抗剪能力不是很高。在这样的地质条件下,深基坑支护设计人员一定要注重挖掘工具的使用及操作,而且还必须在开始施工之前制定相关的应急措施。在使用挖掘机来进行挖土的时候,其最多能挖十米,超过了此标准,在施工的时候就会产生安全的隐患。(2)在遇到软土地质条件时深基坑支护的设计。砂质黏土、淤泥质黏土以及粉质黏土组成了软土,这样的土质一般会在常年下雨与湿度比较高的地区经常出现。在我国,对软土深基坑支护的设计方面,一般包括支点式、悬臂式以及圆筒式的支护,这样的结构与其他的结构相比有其显著的优势。因为软土的土质比较软,所以在设计深基坑支护的过程中一定要考虑到其强度与硬度,在遇到过于松软的土质的时候,应该对其进行加固,以保障深基坑足够稳固。(3)深基坑支护设计在填土地质条件下的应用。填土属于所有的地质中最为复杂的一种地质条件,在我国很多区域都有填土不够均匀、压缩性太高的现象。一般情况下填土层下水分为两层水,分别是上层滞水与上层潜水。将深基坑支护技术应用到填土地质中的时候应该采取一定的措施,先排除土层的存水,这样才能够保障施工工人能够安全施工。除此之外最为重要的就是这种土质中地下水的防护工作。(4)将深基坑支护设计运用到砂土地质条件下。在我国的西北部由于气候比较干旱,因此很多地区都存在砂土地质。这类地质一般分为两种,分别为密实性较好和密实性较差。如果使用密实性较好的砂土,就必须在使用前进行加压密处理;如果使用密实性较差的那种砂土,就需要采用表层压实法来做初步的加固,在施工的过程中,使用混凝土与钢板桩来进行分层支护。(5)对于复合地质的深基坑支护设计。目前我国分布最多的地质就是复合地质,在这样的地质下,可以对于一个确定的岩土层在基坑挖掘范围内进行相对应的支护设计。这种方法的使用是最为普遍的,如果在不知道哪种土质的时候,就可以使用这种办法进行进一步判断。
三、钻孔灌注桩组合内支撑的基坑支护
1、工程概况
某项目工程的基坑平面尺寸为141m*119m,基坑深度为8.2m,地下车库基坑6.2m,局部电梯坑部位是9.5m。基坑位于市政道路旁边,周围市政管线较为密集。
2、基坑支护方案
此基坑支护设计,使用钻孔灌注桩结合内支撑体系以及水泥搅拌桩止水帷幕,并且在深坑里面将随你搅拌桩用动土来进行加固。灌注桩的嵌固深度为10.8~12.3m之间,冠梁截面尺寸在1200mm*800mm,而环梁的截面尺寸为1400mm*800mm,详见图1。
图1 某基坑支护平面及剖面图
3、施工技术的主要措施及实施效果
(1)在施工过程中通常情况下都是先挖浅坑,再挖深坑的顺序,并按照对称开挖的原则,在挖浅坑的时候,深坑的冠梁部位会出现向外位移的现象,而且深坑从开始挖到结束,冠梁也会随着坑的深度而转向坑内位移,因此这样就可以控制这个部位的最大位移量。(2)在冠梁外侧的5m之外的路面设置沉降观测点大概十多个,一般情况下将沉降量设置为35mm,都在警戒范围内,角部沉降小于中部,这样才能与设计相对应。(3)水平位移随着深坑的开挖深度不断增加,拆撑前的位移最大值一般为42mm,而设计计算的位移最大值为46mm,两者非常接近。(4)对于钢筋应力的变化情况使用设置钢筋的方式对其进行检测,环梁的最大应力一般在30Mpa以内波动,弯矩一般保持的80~90KN.m以内,支撑梁的应力变化一般控制在30Mpa以内,计算出的轴立保持在550~3000KN,这与设计计算的初值非常接近。
四、不同地质条件的深基坑支护设计技术的科学发展
随着我国经济的不断发展,科学技术也得到了相应的发展,不同地质条件下深基坑支护设计技术已经取得了很大的成就,而且在以往的实践过程中设计出了一套科学、合理的设计理论。只是由于国际科学技术的不断发展,我国在不同地质条件下深基坑支护设计与世界设计相比的话,还有一定的差距。由此可见,我国的不同地质条件下深基坑支护设计技术必须坚持科学发展的理念,不断完善,不断借鉴外国先进的、成功的科学技术。
从近几年的发展形势可见,我国越来越重视国家的基础建设,因此建筑行业得到了很大的发展空间,深基坑工程的施工地点一般都在外部,且都是在条件非常艰苦的环境中进行施工的。由于科技的进步,我国传统的对深基坑支护的设计早已不能适应不同地质条件的深基坑支护设计,因此一定要及时对其进行更新和调整。对不不相同的地质条件下深基坑支护的设计必须坚持科学的发展观,以及不断创新的建设理念。
不同地质条件下设计深基坑支护是一项非常繁琐且难度非常高的工作,所以这就对设计人员的专业水平以及综合素质有很高的要求,设计人员必须注重日常生活中知识与经验的积累,不断学习、不断创新,发挥自身最大的潜能,积极学习国外先进理论,不断提高自身的技术水平。不同地质条件深基坑支护设计能够得到科学的发展,能够促进我国建筑行业更好、更快的发展,并且对于我国提高国民经济,以及市场经济的发展有着巨大的影响以及意义。
五、结语
随着我国房地产事业的不断发展,为了我国的土地资源能够充分得以利用,就出现了很多的高层建筑以及地下室,这样的形势下,人们越来越重视深基坑工程的支护设计。因为各个地区的地质条件的差异,深基坑支护设计也存在很多的不同之处,因此设计人员必须根据具体的施工地区的地质进行深基坑支护的设计。为了满足深基坑设计的要求、确保我国深基坑工程得到不断完善,我国必须要加大对设计人员的系统培训力度,增加与国外先进技术的交流,并能够合理借鉴。
参考文献:
[1]赵松宇,魏翰林.浅谈现代建筑工程中深基坑支护设计的重点与难点[J].建筑行业学报,2007(01).
[2]王学成,赵门英,吴思宁.浅析不同地质条件深基坑支护设计中应注意的问题[J].吉林建筑工程学院学报,2008(01)
论文作者:李忠宝,宗元春
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签:深基坑论文; 地质论文; 条件论文; 基坑论文; 工程论文; 深坑论文; 设计人员论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;