软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究论文_景浩

软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究论文_景浩

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摘要:在深基坑工程施工广泛应用于建筑工程过程中,对于基坑变形的研究和控制工作的要求也越来越严格。在软土地区的深基坑施工过程中,深基坑的设计和实际施工结果之间更会发生差异较大的情况,因此在软土地区深基坑施工过程中,必须做到全程控制,从而确保施工工程的质量。

关键词:软土地区;深基坑施工;全程控制

在软土地区的深基坑设计施工过程中,采用相对保守的设计方案,往往会对后期的施工过程造成不必要的影响,在后期采用成本高昂的加固措施,也不一定能确保基坑周边和自身的变形范围维持在安全限度之内,因此在软土地区的深基坑施工中,必须采用全程控制的方案,确保整体工程质量达到主体工程的施工要求。

1、软土地区深基坑变形特征

根据地质检测的结果,软土地区的土质多是以黏土淤泥性质的土质为主,在这种土质中,水的含量大大超过了其他的土质结构,因此造成整体的土质松软。在这种地质条件下进行深基坑作业,会造成支护结构严重缺乏稳定性,甚至失去支撑作用,影响工程质量和工程进度。在基坑施工的边缘位置发生位移的情况下,会造成中间部位下陷,边缘位置向外突出[1]。这种情况尤其会在长方形的基坑的长边一侧表现明显。因此在施工过程中,必须对位移现象进行实时观察和监测,采取对应的处理措施,从而提高工程施工质量。

2、变形现象和原因分析

在深基坑施工过程中,由于土方开挖的影响,开挖面的上层土质压力被卸载,以此引起下部的土体会出现不断上移的现象,在开挖结构不断深入的情况下,两侧会产生较大的压力差,从而使围护结构朝着内部方向发生位移,导致土体变形。在软土地区施工过程中,对于这种位移现象有着较高的要求,对于不同的位移现象,必须深入研究和分析,从而确定合理的对策。

2.1 围护结构产生变形

在基坑开挖过程中,围栏内侧的压力会随着施工进度的进展逐渐减弱,而在外侧压力的作用下,岩土压力就会失去原来的平衡状态,逐渐使墙体发生变形和位置变化。在对悬壁进行围护的结构中,墙体还会发生侧向变形,其变形一般是从基坑底部的某一个点的位置开始,以三角形的状态向外延伸。最终导致墙体腹部向上凸起。在软土区域,围栏结构会对坑外的土质结构起着阻拦作用,如果其结构发生变形,就会造成坑外的地表不断向下沉降,深层的土体不断变动。

2.2 地表发生沉降

基坑开挖作业完成以后,周边的土地由于失去支撑作用,在一定的时间内会保持在临空的状态,使原有的结构无法保持平衡。原有土体在应力的作用下,会出现滑动,从而发生再一次的沉降。

2.3 基坑底部产生回弹和隆起

由于在基坑开挖过程中,土质结构的垂直方向的应力突然发生变化,必然会影响基坑底部土质,以此产生回弹和隆起现象。具体来来说,其发生原因主要有以下几个方面:第一个原因是由于基坑底部土质的自重应力被消除,造成的土体回弹。第二个原因是基坑边缘的土质在自重的作用下,对土体产生挤压产生的隆起。由于软土地区的土质结构具有各种不同的特性,其所产生的回弹和隆起状态也具有各种不同的情形。

3、基坑作业过程中的影响因素

3.1 基坑深度和宽度的因素

基坑深度和宽度的因素,对于围护结构的变形会产生直接性的影响。随着开挖进程的持续进行,围护结构受到的作用力也会越来越大,墙体所产生的弯曲度也会越来越大。在施工进行中,要根据实际变形情况做好防护措施,及时增加支撑结构,确保基坑施工的安全。

3.2 开挖作业与支撑进行的顺序

目前随着基坑作业项目的不断增多,其作业方式也有着多种不同。但在局部开挖作业中,只有先撑后挖和先挖后撑两种方式。先撑后挖是先进行结构围护,然后进行开挖工作。先挖后撑则是对土方进行开挖之后,再进行围护结构的施工。一般情况下而言,先挖后撑不仅会使围护结构的作用不佳,而且在施工过程中会有一定程度的不安全因素存在,这种方式已经很少采用。

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3.3 空间效应因素的影响

在基坑开挖过程中会产生一定的空间效应,也就是主动土与被动土在作业过程中,由于受力的不一致,从而产生相反的或者相一致的水平位移。在垂直与基坑的方向,处于底层的维护机构会产生最大幅度的水平位移。在基坑的边缘位置,拐角位置和中间位置的位移会有很大差异。空间效应的作用会随着开挖范围的不断扩大而逐渐降低。

3.4 其他因素的影响

软土地区的深基坑作业,由于其土质的不同特点,在开挖过程中,还会受到其他方面因素的影响。一是周边搭建的临时性建筑和施工材料的堆放,会对支护结构产生一定的作用力,因而造成支护结构受到的外力增加而变形。二是机械设备采用反铲挖土的方式进行作业时,会产生瞬间的巨大作用力,超出支护结构所能承受的压力。三是在作业过程中,受到施工技术水平的影响,机械设备不可避免的与支护结构之间发生触碰,也对产生作用力。四是开挖速度过快的情况下,土体的位移会由此发生剧烈变化,甚至还有可能产生滑坡现象。五是在相邻基坑之间,在不同工序进行的过程中,会产生不同的作用力,从而产生不同的影响。

4、基坑变形的控制措施研究

4.1 科学设定开挖方式

在进行软土区域深基坑设计时,要严格考察周边的地质概况,对基坑周边的土质做以详细分析,再结合施工现场的实际情况,从而选定科学的开挖方式。针对基坑开挖的形状不同,可以采取环形支撑、分层开挖、对称开挖、边缘同步开挖等不同的作业方式,从而提高施工过程中的安全性[2],降低开挖成本。

4.2 采取合理的加固措施

当施工条件无法达到开挖要求时,必须对坑边和底部的软土层进行适当的加固。对于坑外侧的土质,可以采用阶梯形加固的方式,对下方进行重点加固。对于侧壁则可以从下至上采用分条加固的方式,必要的情形下,还要进行注浆作业,从而确保墙体不会产生变形,保障施工条件达到要求。

4.3 关注时空效应的影响

在深基坑施工过程中,时空效应是时刻存在的,因此在施工过程中,要做好开挖和支撑之间的相互环节,及时进行第一道支撑作业。通常情况下,是在挖去中间一块之后,就要做好支撑作业,然后再对周边进行施工,这样可以有效的减少支撑时间,提高工作效率。

4.4 做好基坑排水工作

在软土地区,地下水对基坑施工的影响因素更加明显,在施工过程中需要根据设计要求和现场实际情况做好地下水的处理。在采取降低和隔离地下水等排水过程中,还要注意做好防渗工作。在必要的情况下,可以对坑底进行必要的加固工作。

4.5 实施动态监测

深基坑施工的设计土质是静态的,但是其施工过程是动态的。在施工过程中,土质结构,支护结构和土体变形等各方面的因素都在时刻发生在不同的变化。因此必须采用相应的电子设备和信息化手段,对施工过程中各种应力的变化做好监测工作[3],根据现场的实际情况做好施工方案的调整,确保施工的安全性。

5、结束语

在深基坑施工过程中,对于变形的研究和控制,对于确保施工过程中安全性具有重要的作用,对于软土地区尤是如此。目前随着深基坑项目在我国的大型建筑中出现的越来越多,进一步加强这方面的研究,降低施工风险和施工成本,提升工程施工质量,创造更多的经济效益和社会效益,是每位工程参与者应有的贡献。

参考文献

[1]孙仲贤.软土地基超大深基坑支护工程施工研究[J].工程技术研究,2019,4(02):64-65.

[2]许利东,曹慧,陈明,奚晶.深厚软土地区深基坑环形内支撑设计研究[J].施工技术,2018,47(S4):227-229.

[3]奉桂芳.某软土地层深基坑围护结构变形估算方法研究[J].施工技术,2018,47(21):1-4+8.

论文作者:景浩

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/17

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