摘要:随着社会的发展,我国的岩土工程建设的发展也有了改善。为满足城市人口生产、生活的需要,建筑规模逐渐扩大,由低层建筑逐渐向多高层建筑发展。高层建筑相比低层建筑,能够提供更多的空间,但施工过程中的风险也随之增大。岩土工程中深基坑支护施工是其中最重要的环节,主要作用是保证地下结构施工及基坑周边环境的安全。随着高层建筑的发展,对其深基坑支护施工要求越来越高。然而,受技术、人员与周围环境的限制,如今的基坑支护仍然存在很多问题,无法满足建筑设计的需求,因此针对岩土工程深基坑支护施工主要问题,有针对性地提出对策具有重要的现实意义。
关键词:深基坑工程;岩土工程勘察;重点分析
引言
结合实际工作经验可以发现,深基坑工程在展开的过程中,往往需要在相对复杂的自然环境下进行,并且由于各地地质环境的差异,也使得深基坑施工需要面对大量的不确定因素。为此,就要基于岩土工程勘察的科学利用,定制出一个良好的基坑工程施工方案,从而保障工程施工的质量与效率。
1深基坑工程岩土工程勘察的意义
在深基坑工程中,通过展开岩土工程勘察,可以实现对当前工程项目质量的有效保障与控制。对于工程项目的实际展开而言,其在施工过程中的整体质量,往往会受到项目所在区域地质条件的影响,并且每个地区的地质条件往往都具有明显的差异。为此,就要通过深入且细致的调查来了解当地的地质条件,从而在施工的过程中,能够根据地质环境的特点以及相关内容依据,来完成对工程内容的设计,从而防止因地质因素的影响,导致当前工程的整体质量无法得到控制。同时,对于工程项目的展开而言,安全是一个最为重要的问题,通过详细的岩土勘察,来明确当前工程项目面临的实际环境情况,可以帮助设计与施工建设单位采取更具有针对性的措施来进行相关安全工作的展开,防止施工过程中产生安全施工问题,消除施工过程中的常见安全隐患,以及时防范因地质因素导致的安全问题,避免因发生施工事故而带来的经济损失与负面社会影响。另外,对于深基坑岩土工程勘察来说,通过其展开与相关效用的充分发挥,可以实现对当前工程经济效益的充分提升。这是由于,工程勘察工作能够实现对工程安全事故以及工程设计问题的有效规避,从而防止当前工程项目经济效益的下滑。而且根据工程勘察的结果来进行工程建设过程中各项施工内容的安排与决策,能够令施工过程中材料、技术、设备等方面的应用与选择更加符合当前工程项目的需求,实现工程项目整体质量的提升,并进行更加合理的人员安排,以确保工程项目能够在合同规定的工期内完成,保障工程项目的整体效益。
2岩土工程深基坑支护施工主要问题
2.1力学参数问题
岩土工程深基坑支护是用于支护垂直岩土坡的桩、墙、支撑或错杆等组成的支护结构。支护结构会受到土壤压力的作用,而土壤压力与土壤地质情况有直接关系,岩土力学参数会直接影响支护结构的设计方案,使得施工受到制约和影响,尤其是在一些地质情况较为复杂的地点进行建筑工程施工时,支护结构的建造也会变得越加复杂。不同地方的岩土组成不同,因此其黏聚力、含水量、内摩擦等力学参数也不相同,且这些参数随着施工对地质的破坏,也会发生相应的变化,因此这些不确定性因素会直接影响支护结构真实承载力计算的准确性。力学参数确定问题是岩土工程深基坑支护施工面临的最主要也是最难以解决的问题之一。
2.2支护结构变形问题
变形表现为两个方面:水平变形和竖向变形。当基坑开挖较浅时,支挡结构的变形主要为向基坑方向的水平变位,地表也随之变形,随着开挖深度的增加,土体自重应力的释放增加,地表变形的范围增大,变位增大;同时,支护结构墙体有所上升或下沉,使插入坑底深度发生变化。支挡结构水平变位的大小,主要取决于基坑的宽度、开挖深度、地层的性质、支挡结构的刚度和入土深度。基坑的暴露时间、设置锚杆的及时性和位置、或锚杆施加预应力对减少支挡结构的变位起重要作用。受到土壤压力作用,先搭建的支护结构可能会发生变形,导致后续深基坑支护施工无法顺利进行,整体支护结构失效,风险性提高。
2.3支护墙漏水问题
支护墙是岩土工程深基坑支护结构中的重要组成部分,起到支撑作用。基坑支护结构处于地下,有的甚至直接处在地下水源附近,而地下土壤中会含有一定的水分,导致支护墙长期处在潮湿的环境中,一旦支护墙施工存在问题,很容易产生渗漏水的情况。而渗漏水会极大破坏墙体强度和降低支撑能力,一旦超过某个临界点,支护墙就会坍塌,导致整个支护结构分崩离析。
3深基坑工程岩土工程勘察的重点
3.1勘察要求
在进行岩土工程勘察时,首先要确定好勘察的深度和范围,以场地周围岩土工程的具体环境为基准。坑口外勘察点必须设置在坑口边界的两倍作用范围之内。对于复杂程度较高的地方,其与地基的距离应在10~15m之间;对于一般复杂的地方,其与地基的距离应在15~30m之间;对于简单的地方,其与地基的距离应在30~50m之间。勘探岩土工程项目,往往以能更精确地研究基坑周围岩土状况及物理力学基本性质等为主要目标,以此作为基坑支护设计方案的具体实施依据。通过数据采集和调查专项工作的有效实施,需要掌握基坑开挖范围和基坑周边基坑的基本类型、储层状况、地下水补给情况、各种影响因素、水位变化、径流情况等。与此同时,需要测量含水层半径和渗透性系数等参数,分四次实施时若地下水水位发生变化,是否影响基坑支护结构和周围环境等,并根据这些具体问题制定相应的控制措施。
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3.2明确勘察目的
为了提高深基坑工程中岩体工程勘察专项工作的科学性和有效性,勘察技术人员需要注重对该建筑物的结构特征、各项参数的认识等。除了野外调查外,调查技术人员还需要收集和查阅各部门的资料。在深基坑工程施工中进行岩土工程专项勘察工作,需要对施工场地地层结构进行全面了解,有效探查其地下水位的具体分布和变化情况,在垂直和水平方向深入了解土层的实际变化情况。在调查过程中,技术人员需要特别注意的是,对软土夹层的实际分布特征及其在基坑支护施工中的各项技巧等进行了详细的调查。在水文地质全部资料收集完备之后,需要对施工现场岩土工程的基本特征进行科学分析,以便为深基坑工程设计和后期施工建设提供完整的数据资料信息,便于提高深基坑工程施工建设的科学合理性。
3.3编制纲要
在深基坑工程勘察中,编制专项勘察工作大纲,是该项工程最关键、最容易被忽视的工作内容,施工单位应确定勘察大纲编制机制。深基坑工程专项勘察工作大纲,是为具体勘察工作有效开展而编制的一份基层指导性文件,对于深基坑工程专项勘察工作的高效推进具有一定的保障作用。在制定深基坑工程专项岩土工程勘察工作大纲时,首先要以对工程项目设计方案和地质环境的全面认识为基准,以岩土工程专项勘察工作为主视角,并根据在建工程项目的特点和场地工程条件等因素,确定编制深基坑工程专项岩土工程勘察组织方案。
3.4布置勘察工作
由于场地条件的不同,基坑工程勘察的范围深度也有所不同,一般而言,勘察深度应为开挖深度的二倍或三倍。若部分碎石土和岩层在开挖过程中比较坚硬,则可根据沿途的具体类别,适当降低开挖深度。测量时平面范围要比开挖深度大一倍至两倍。若开挖部位位于深厚软土区,则可适当增加测量范围和测量深度。对软土地区进行勘测,必须穿越软土地层。目前我国建筑行业对岩土勘察的方法已有较多的应用,在此过程中,一般采用钻探和静触法。
4施工技术措施
4.1强化施工质量
岩土工程中,加强工程质量监管,做好过程控制是保证深基坑支护施工质量的关键,通过严格的管理控制措施,及时发现施工环节中存在的隐性、显性问题,及时采取应对措施进行纠正补救。对此,首先要加强管理者的监管意识,从管理层加强管理制度,确保施工中严格依照设计方案执行,将管理工作落到实处,提高工程质量。施工前,需要充分做足准备,施工人员需要详细阅览图纸,并熟悉施工流程,依照地质资料、施工环境、图纸等科学、合理规划施工进程,确保岩土工程深基坑支护的顺利完成。岩土工程施工时,需要明确目标、了解任务,摆放好锚杆位置,型号、数量、长度设计合理,适当增加放坡系数、扩张钢筋范围等,保证对工程的审核。坚持深基坑支护、岩土工程开挖分段、分层进行。将设计方案、土方具体开挖方法、开挖顺序等有效结合,依照相关原则,避免出现违规开挖的情况,影响工程质量,从根本上提高深基坑支护工程施工质量。
4.2加强变形观测力度
深基坑支护的主要变形观测包括:基坑边坡变形观测、地下管线变形观测、周边建筑变形观测等。通过具体观测相关数据,对岩土工程支护设计中土方开挖的具体情况进行详细了解。实际施工中土方支护设计的具体情况,可通过偏差分析进行了解,进而及时掌握土方开挖沉降与深坑土体变形影响。施工过程中,需要及时修改设计偏差数据,尽早采取应对措施,确保施工作业的顺利进行。
4.3优化设计理念
我国岩土工程不断发展,深基坑支护技术发展空间巨大,在支护工程设计理念中,需要随着岩土变化与实际支护结构承受力,调整转变规律,促使深基坑支护结构设计进一步完善。受到我国实际情况影响,目前,尚无统一的设计规范,一般根据库伦理论与郎肯理论确定实际土压分布情况,且引用“等值梁法”计算支护桩,避免实际设计与施工方法存在的不足。但受限于郎肯理论影响,实际计算结果存在不同,导致支护设计存在安全性与经济性问题。在当前情形下,需要以生产施工实际情况为基准,制定深基坑支护设计方案,将国内外先进理念引入国内设计理念中,摆脱传统方法的制约,建立现代化信息动态设计体制。
4.4强化支护施工质量
第一,施工前准备。施工前需落实设计、方案选择、单位分包等方面的准备。设计工作与施工质量存在密不可分的关系,需加强重视。需选择有经验的设计人员对施工现场进行详细考察,获取有效数据后充分结合周围建筑和地下管网系统,设计出合理的施工计划,后对设计院进行仔细考量,避免出现工程问题。第二,施工细节控制。支护桩施工、锚杆施工和土方开挖均需注重细节控制。施工前需对基坑开挖深度、场地标高进行复合调查,确定周边建筑物的基础类型及道路资料。如施工期间发现工程工况、场地布置、地质条件不符合设计等问题,应进行及时调整。支护桩为人工挖孔桩,以钢筋混凝土制作护臂。该工序须严格控制成孔清孔和钢筋笼的制作,确保桩的质量。锚杆后需灌浆,安装钢腰梁、钢台座和钢垫板,直至满足设计要求。第三,施工检查要点:①深基坑围护。围护需根据设计需求、深度及环境确定施工方案,施工方案制订后交由总工程师审批,审批后经总监理工程师核实,待全部合规后方可施工;②地下水位。轻型井点抽水使地下水位降低到基坑底以下1m左右。专人负责抽水工作,24h监管并做好记录。施工期间不可间断排水;③挖深基坑土方时需多台机器,间隔应大于10m,逐层挖土;④深基坑应规范管理踩踏事件,固定好阶梯及支撑靠梯,安置安全栏杆;⑤吊运土方时需确定工具是否牢靠;⑥深基坑挖土时需保持适当距离;⑦雨季及坑四周应落实排水措施,防止雨水流入深基坑;⑧深基坑回填土时需做好分层夯实;⑨深基坑施工阶段需监管工序签收等细节。
结语
综上所述,深基坑施工前对环境与周围区域的勘察可提高基坑建筑质量。本文就勘察技术、现存问题及对策进行相应分析,但亦存在些许疏漏和片面观点,望相关技术人员可综合采纳本文意见,积极实地考察验证本文内容,确保文中各点能为技术人员服务,解决实际问题。——论文作者:汤虎
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