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摘要:針對(duì)常用排水管道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,該文從不同角度對(duì)設(shè)計(jì)方法和施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。研究主要包括工程勘察的取樣、支護(hù)方案中參數(shù)的確定、基坑位移的有效控制等方面。從設(shè)計(jì)角度提出了有效可行的解決方法和策略,并給出了相應(yīng)的優(yōu)化措施。同時(shí),從施工管理角度給出了施工時(shí)應(yīng)遵從的施工流程及需要注意的施工關(guān)鍵要點(diǎn),為管道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工提供了參考。
關(guān)鍵詞:排水管道;基坑支護(hù);位移控制
為了保證常用排水管道正常、平穩(wěn)地運(yùn)行,設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中要加強(qiáng)對(duì)管道基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的重視,保證人民用水的穩(wěn)定性和持續(xù)性,推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展。常用排水管道的基坑支護(hù)往往影響到整個(gè)基坑的施工質(zhì)量。國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者運(yùn)用平面解析法或者有限元方法模擬了基坑支護(hù)的過(guò)程[1-2],并提出了支護(hù)結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題。常見(jiàn)的問(wèn)題主要集中在基坑排水、地基變形沉降、周?chē)ㄖ锓€(wěn)定性等方面[3]。設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合工程實(shí)際情況,給出具有針對(duì)性的解決措施,科學(xué)合理地進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作,有效解決了相關(guān)問(wèn)題,保證排水管道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
1常用排水管道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題
1.1取樣問(wèn)題
市政工程在設(shè)計(jì)前,必須按要求進(jìn)行巖土工程勘察,反映出地質(zhì)信息,查明不良條件,為設(shè)計(jì)與施工提供必要條件。在常用排水管道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工條件的勘察和了解,并且要做好完善的取樣工作,保證設(shè)計(jì)方案與實(shí)際相符。在設(shè)計(jì)之前,工作人員要進(jìn)行鉆探取樣,根據(jù)樣本的物理特征和物理標(biāo)準(zhǔn)來(lái)開(kāi)展后續(xù)的設(shè)計(jì)工作,在取樣工作完成后,需要對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)性的確定。在進(jìn)行工程取樣的過(guò)程中,相關(guān)工作人員要提高勘察的準(zhǔn)確度。然而,在實(shí)際的管道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前,相關(guān)工作人員并未做好完善的取樣工作,樣本檢測(cè)的結(jié)果不具有一定的代表性,無(wú)法為后續(xù)的設(shè)計(jì)、施工提供重要的資料支撐。如果可以以這樣的取樣結(jié)果直接進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不僅會(huì)影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性,還會(huì)埋下極大的安全隱患,嚴(yán)重減少了結(jié)構(gòu)的安全性。
1.2參數(shù)問(wèn)題
管道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水平荷載主要考慮地面荷載和基坑外側(cè)水土的作用力。以懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)為例,其水土壓力作用如圖1所示;地面荷載作用如圖2所示。
1.2.1主動(dòng)土壓力
1.2.2地面荷載作用下的土中附加應(yīng)力圖中:h為基坑深度(m);hwa為基坑外地下水位至主動(dòng)土壓力強(qiáng)度計(jì)算點(diǎn)的距離(m);hwp為基坑內(nèi)地下水位至被動(dòng)土壓力強(qiáng)度計(jì)算點(diǎn)的距離(m);pak為主動(dòng)土壓力強(qiáng)度值(kPa);ppk為被動(dòng)土壓力強(qiáng)度值(kPa);Za為基坑外地面至附加應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)的距離(m);la為支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度(m);q0為均布附加荷載值(kPa)。其中,土體重度、黏聚力、內(nèi)摩擦角、地下水位、地面荷載情況及支護(hù)要求等都是影響支護(hù)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。因此,設(shè)計(jì)人員需要對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行良好的把控和分析,提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性。然而,在實(shí)際情況下,部分參數(shù)會(huì)存在數(shù)據(jù)缺失或失真的可能性,這必然會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與實(shí)際情況具有一定的偏差,嚴(yán)重影響后續(xù)工程的有序進(jìn)行。為次,設(shè)計(jì)人員要對(duì)以往的案例進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)類(lèi)似的工程進(jìn)行全面的研究,這樣才能更好地進(jìn)行參數(shù)的研究和分析,使基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作更加準(zhǔn)確可靠。
1.3位移問(wèn)題
常用排水管道工程主要在城鎮(zhèn)區(qū)域,周邊環(huán)境條件復(fù)雜,包括既有建筑物、地下管線(xiàn)、隧道、道路以及橋梁等。因此,基坑支護(hù)不僅要保證基坑質(zhì)量和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,還要嚴(yán)格控制周?chē)馏w的變形以及基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移,確保鄰近建(構(gòu))筑物和基坑自身的安全與正常使用。根據(jù)基坑安全等級(jí)的不同,基坑位移應(yīng)有有效控制。根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和工程經(jīng)驗(yàn),無(wú)具體要求時(shí),一級(jí)基坑水平位移不宜大于0.002h,二級(jí)基坑最大水平位移不宜大于0.004h,三級(jí)基坑最大水平位移不宜大于0.006h。在進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員需要綜合性的考慮位移和基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘察及了解,構(gòu)建三維計(jì)算模型,制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。實(shí)際上,由于影響位移的因素較多,設(shè)計(jì)人員會(huì)面臨非常大的工作量,如果對(duì)一些細(xì)節(jié)性的問(wèn)題沒(méi)有進(jìn)行有效的把控,那么在后續(xù)施工中仍會(huì)出現(xiàn)位移問(wèn)題。
2解決常用排水管道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的策略
2.1提升設(shè)計(jì)管理水平
在進(jìn)行常用排水管道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),相關(guān)工作人員的設(shè)計(jì)水平和工作素質(zhì)是影響設(shè)計(jì)方案科學(xué)性和合理性的重要影響因素。在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要加強(qiáng)設(shè)計(jì)優(yōu)化和管理,對(duì)基坑支護(hù)方案進(jìn)行全方位的審查,結(jié)合實(shí)際情況對(duì)設(shè)計(jì)方案的要點(diǎn)及可能存在的問(wèn)題進(jìn)行多方面的分析和檢測(cè),考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件,形成完善的設(shè)計(jì)體系,從而在整體上提高基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的效果與質(zhì)量。同時(shí),設(shè)計(jì)人員還需要根據(jù)實(shí)際的建造情況和設(shè)計(jì)要求,對(duì)原有的支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化,從而使支護(hù)設(shè)計(jì)和實(shí)際情況相符,提高后續(xù)施工的安全性。近些年來(lái),隨著B(niǎo)IM技術(shù)的發(fā)展,此項(xiàng)技術(shù)被廣泛運(yùn)用于排水管道的基坑支護(hù)設(shè)計(jì),有利于管網(wǎng)保護(hù),為后續(xù)設(shè)計(jì)、施工提供便利。
2.2加強(qiáng)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程的監(jiān)管
在以往設(shè)計(jì)的過(guò)程中,由于某些細(xì)節(jié)性的問(wèn)題常被忽略,這就容易造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的疏漏,嚴(yán)重的會(huì)影響后續(xù)施工和工程安全。因此,需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的監(jiān)管,明確設(shè)計(jì)職責(zé),保證工程質(zhì)量。對(duì)于較為常見(jiàn)的邊坡變形和地向管道變形,工作人員要定期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察,了解周邊環(huán)境影響。如果遇突發(fā)問(wèn)題,或是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)不符時(shí),設(shè)計(jì)人員需及時(shí)調(diào)整及優(yōu)化方案。結(jié)合實(shí)際情況,對(duì)容易產(chǎn)生變形的因素進(jìn)行多方位的了解,確定好各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù),運(yùn)用計(jì)算模擬,從而使設(shè)計(jì)方案更加準(zhǔn)確適用、安全可靠。結(jié)合已竣工的項(xiàng)目,對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,為后續(xù)工程奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.3提高質(zhì)量與安全的控制
常用排水管道基坑支護(hù)工程需更加注重位移控制。支護(hù)結(jié)構(gòu)位移反映自身結(jié)構(gòu)工作狀況,是監(jiān)控基坑、周邊管線(xiàn)和建構(gòu)筑物安全的重要數(shù)據(jù)。在基坑支護(hù)工程施工過(guò)程中,盡量采用先進(jìn)的施工工藝與設(shè)備,充分發(fā)揮監(jiān)測(cè)功能,完善突發(fā)的應(yīng)急預(yù)案,提高工程質(zhì)量與安全控制。建議設(shè)立監(jiān)測(cè)報(bào)警機(jī)制,確定水平位移報(bào)警值,一級(jí)基坑為30mm,二級(jí)、三級(jí)基坑為60mm,且報(bào)警值不應(yīng)大于位移控制限值。基坑支護(hù)工程的質(zhì)量很大程度上影響著整個(gè)排水管道的施工質(zhì)量及后期使用。因此,在進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工時(shí),必須嚴(yán)格控制基坑開(kāi)挖和支護(hù)技術(shù),確?;淤|(zhì)量與安全,維護(hù)排水管道的正常運(yùn)行。
3結(jié)語(yǔ)
在常用排水管道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,由于諸多因素的影響,存在較多的問(wèn)題,這嚴(yán)重影響了設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性。因此,為了提高支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性,設(shè)計(jì)人員要樹(shù)立現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念,加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察和了解,并且應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)方案不斷進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化,從而使基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工能夠有序的進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
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作者:陳辰 單位:南京市市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司