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【摘要】近年來,隨著巖土工程深層坑技術的不斷發(fā)展,深層坑支護施工技術向受力結(jié)構(gòu)與水結(jié)構(gòu)結(jié)合、基坑開挖方式與支護結(jié)構(gòu)形式結(jié)合、臨時支護結(jié)構(gòu)與永久支護結(jié)構(gòu)結(jié)合的綜合方式發(fā)展,其作為工程建設中最為核心的環(huán)節(jié),直接關系著建筑物安全性,在施工中存在較大影響,如何有效解決該環(huán)節(jié)上存在的施工問題,一直是專家組討論研究的對象。以下根據(jù)我國現(xiàn)狀,簡要分析深基坑支護存在的問題,并總結(jié)相應的調(diào)整措施。
【關鍵詞】深基坑支護;安全性;巖土工程
1深基坑支護現(xiàn)狀
隨著我國綜合國力的提高,越來越多的高層建筑開始出現(xiàn),在有限的土地資源下,高層建筑是城市建筑發(fā)展的未來趨勢,在這樣的時代背景下,對基坑的安全性、穩(wěn)定性要求更為嚴格。在傳統(tǒng)巖土工程施工中,基坑技術類型單一,一般通過放坡開挖、人工挖掘方式進行,導致基坑深度有限,無法滿足時代需求與高層建筑發(fā)展趨勢。近年來,隨著深基坑支護技術的出現(xiàn),有效地解決了傳統(tǒng)基坑存在的問題,取代了傳統(tǒng)基坑,成為巖土工程的核心。目前,隨著我國建筑事業(yè)的發(fā)展,支護技術不斷更新、改進,有效地解決了強度低、工藝單一的局限性,為高層建筑施工創(chuàng)造了先決條件。但由于我國特殊國情,不同地域巖土工程特點不同,即使深基坑支護技術替代傳統(tǒng)技術,并取得較為顯著的成績,但在實際施工中同樣存在諸多問題【1】。
2深基坑支護技術
隨著深基坑支護技術的出現(xiàn),支護類型的增多,為不同類型巖土工程提供了選擇性。常用的支護技術有以下3種:1)地下連續(xù)墻支護技術。其具備防滲性良好、整體性良好、結(jié)構(gòu)剛度大、適應能力強等優(yōu)點,可應對各種復雜環(huán)境與地理條件,是一種可靠、實用的支護技術。當在軟土層實施巖土工程、地下管線、周圍相鄰建筑對位移與沉降要求較高時,一般可采用這種支護結(jié)構(gòu)。其具有可減少工程對環(huán)境的影響、對地質(zhì)條件要求低等優(yōu)點,如進入風化巖層或遇到砂卵石地層,通??刹捎眠B續(xù)墻支護技術。此外,其整體性好、剛度大,可用于超深支護技術結(jié)構(gòu),但該支護技術對灰漿液的處理工藝復雜、造價較高。2)深層攪拌支護。這種支護方式主要通過機械裝置將水泥、石灰進行攪拌,使其發(fā)生物理與化學改變,固化砂石、軟土,起到良好的防護與支護作用。這種支護方式更有利于節(jié)省資金,但技術施工過程相對較為復雜,一般對7m左右深基坑使用效果更好。3)排樁支護。通過打孔、挖柱對柱列形式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行處理,并根據(jù)提前設計的形式進行排列,最終發(fā)揮抵擋沙土的作用。該種支護方式具有工程資源節(jié)省、工程進度較快的優(yōu)點。但這種方式的不足在于必須使用混凝土帽石對2個柱子進行固定,達到整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用,預防水、沙土的進入【2】。對于工程作業(yè)中所產(chǎn)生的泥土,為避免其對支護設施造成破壞,必須遠離支護設施,以保證施工作業(yè)人員的安全。同時,為預防深基坑坍塌,作業(yè)產(chǎn)生的泥土必須遠離深基坑。深基坑支護作業(yè)支護方式,必須根據(jù)深基坑深度進行選擇,以確保支護的有效性與安全性。
3當前深基坑支護存在的不足
3.1支護結(jié)構(gòu)設計不合理
我國是通過極限平衡理論計算深基坑支護結(jié)構(gòu),但設計結(jié)果與實際受力存在較大出入。以相關工程實踐證明:從理論上講深基坑支護結(jié)構(gòu)匹配極限理論計算安全系數(shù),但在實際工程施工中,受到支護機構(gòu)系數(shù)影響,支護結(jié)構(gòu)與相關要求存在出入,無法達到相關要求。
3.2未充分進行深基坑取樣
根據(jù)相關規(guī)定,巖土工程開展中,需要對地基土層取樣,并充分分析,為深基坑支護技術提供數(shù)據(jù)支持,以確保土體滿足巖土工程相關物理學指標,為支護結(jié)構(gòu)設計做保障。同時,需要根據(jù)國家開挖指標,對深基坑進行鉆探,開挖內(nèi)部,進而降低造價,從根本上降低勘察工作量。受到土樣的復雜性特性影響,土層特性并不能完全憑借土樣評估,導致實際情況與結(jié)構(gòu)設計存在不同。
3.3空間效益差異性
深基坑坑內(nèi)位移具有中間大、兩邊小的特性,長邊深基坑坡度穩(wěn)定性相對較差,易造成空間問題。以往巖土工程中,傳統(tǒng)基坑支護結(jié)構(gòu)是以設計平面應變進行,受多種因素影響,不同形狀深基坑工程設計存在巨大差異化,對此,必須以平面設計應變方案做參考,科學、合理調(diào)節(jié)支護結(jié)構(gòu),滿足開挖空間需求。
3.4支護結(jié)構(gòu)設計不準確
巖土工程安全性與工程質(zhì)量及深基坑支護結(jié)構(gòu)壓力大小存在必然聯(lián)系,因此,在巖土工程中,我國一直采用朗肯理論與庫倫公式計算土質(zhì)復雜情況。面對復雜的深層坑開挖,易受到內(nèi)摩擦角、黏聚力、含水率等諸多因素影響,對于支護結(jié)構(gòu)實際受力極難進行估算,導致支護結(jié)構(gòu)設計參數(shù)計算與實際受力差異化。有研究指出,內(nèi)摩擦角相差5°的支護結(jié)構(gòu),承受的主動土壓力有明顯差異,開挖后土體凝聚力與原土體凝聚力不同。因此,施工工藝與支護結(jié)構(gòu)的差異會影響土體力學參數(shù)。
4施工技術措施
4.1強化施工質(zhì)量
巖土工程中,加強工程質(zhì)量監(jiān)管,做好過程控制是保證深基坑支護施工質(zhì)量的關鍵,通過嚴格的管理控制措施,及時發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)中存在的隱性、顯性問題,及時采取應對措施進行糾正補救。對此,首先要加強管理者的監(jiān)管意識,從管理層加強管理制度,確保施工中嚴格依照設計方案執(zhí)行,將管理工作落到實處,提高工程質(zhì)量。施工前,需要充分做足準備,施工人員需要詳細閱覽圖紙,并熟悉施工流程,依照地質(zhì)資料、施工環(huán)境、圖紙等科學、合理規(guī)劃施工進程,確保巖土工程深基坑支護的順利完成。巖土工程施工時,需要明確目標、了解任務,擺放好錨桿位置,型號、數(shù)量、長度設計合理,適當增加放坡系數(shù)、擴張鋼筋范圍等,保證對工程的審核。堅持深基坑支護、巖土工程開挖分段、分層進行。將設計方案、土方具體開挖方法、開挖順序等有效結(jié)合,依照相關原則,避免出現(xiàn)違規(guī)開挖的情況,影響工程質(zhì)量,從根本上提高深基坑支護工程施工質(zhì)量。
4.2加強變形觀測力度
深基坑支護的主要變形觀測包括:基坑邊坡變形觀測、地下管線變形觀測、周邊建筑變形觀測等。通過具體觀測相關數(shù)據(jù),對巖土工程支護設計中土方開挖的具體情況進行詳細了解。實際施工中土方支護設計的具體情況,可通過偏差分析進行了解,進而及時掌握土方開挖沉降與深坑土體變形影響。施工過程中,需要及時修改設計偏差數(shù)據(jù),盡早采取應對措施,確保施工作業(yè)的順利進行。
4.3優(yōu)化設計理念
我國巖土工程不斷發(fā)展,深基坑支護技術發(fā)展空間巨大,在支護工程設計理念中,需要隨著巖土變化與實際支護結(jié)構(gòu)承受力,調(diào)整轉(zhuǎn)變規(guī)律,促使深基坑支護結(jié)構(gòu)設計進一步完善。受到我國實際情況影響,目前,尚無統(tǒng)一的設計規(guī)范,一般根據(jù)庫倫理論與郎肯理論確定實際土壓分布情況,且引用“等值梁法”計算支護樁,避免實際設計與施工方法存在的不足。但受限于郎肯理論影響,實際計算結(jié)果存在不同,導致支護設計存在安全性與經(jīng)濟性問題。在當前情形下,需要以生產(chǎn)施工實際情況為基準,制定深基坑支護設計方案,將國內(nèi)外先進理念引入國內(nèi)設計理念中,擺脫傳統(tǒng)方法的制約,建立現(xiàn)代化信息動態(tài)設計體制。
5結(jié)語
目前,巖土工程深基坑支護施工技術仍存在諸多不足之處,如支護結(jié)構(gòu)設計不合理、未充分進行深基坑取樣、空間效益差異性、支護結(jié)構(gòu)設計不準確等,這些因素都會對巖土工程深基坑支護產(chǎn)生影響。因此,有必要進行強化施工措施,在未來的巖土工程深基坑支護工作中,必須以更高的標準對待,減少施工中的不足之處,提高施工質(zhì)量。
【參考文獻】
【1】馬麗珠.巖土工程中的深基坑支護設計問題及對策[J].冶金叢刊,2019(12):202-203.
【2】楊文方.巖土工程深基坑支護技術應用探微[J].中國設備工程,2017(13):210-211.
作者:郎雷亮 單位:山東建勘集團有限公司