熊楚軍 葉磊 付彥淞
摘 要 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的問題在現(xiàn)代建筑、水利、采礦、路橋等工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中普遍存在,不同地質(zhì)條件下,設(shè)計(jì)人員要深入了解深基坑工程基本要求、場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、場(chǎng)地周邊環(huán)境條件等實(shí)際需要,從而制定出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。本文主要分析了不同地質(zhì)條件下,深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)以及需要注意的方面。
關(guān)鍵詞 深基坑支護(hù)技術(shù) 地質(zhì) 設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):P331 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1深基坑支護(hù)概述
深基坑支護(hù)是指為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全,對(duì)及周邊環(huán)境采用的的措施。深基坑工程施工事故頻發(fā),而且事故一旦發(fā)生,極易造成群死群傷,因此國(guó)家明確了深基坑支護(hù)的編制監(jiān)護(hù)細(xì)則,明確的規(guī)定了深基坑支護(hù)工程的技術(shù)要求和施工現(xiàn)場(chǎng)的要求。
2深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中常見的地質(zhì)條件
城市建設(shè)中經(jīng)常涉及的地質(zhì)條件有淤泥質(zhì)黏土、軟土(粘土),填土,砂土等。下面根據(jù)不同土質(zhì)的特點(diǎn)和對(duì)工程的影響。
(1)淤泥質(zhì)黏土。淤泥及淤泥質(zhì)土是在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積,并伴有微生物作用的一種結(jié)構(gòu)性土。就其成因看有濱海沉積、湖泊沉積、河灘沉積及沼澤沉積四種。因此淤泥質(zhì)粘土主要分布于大中型湖泊的周邊地區(qū),它的含水量接近或超過液限;孔隙比大于1,有的高達(dá)2.5,其自身特質(zhì)也決定了淤泥質(zhì)粘土抗剪能力滴、承載力低、易塌方的特點(diǎn)。
(2)軟土。軟土泛指淤泥及淤泥質(zhì)土,是第四紀(jì)后期于沿海地區(qū)的濱海相、瀉湖相、三角洲相和溺谷相,內(nèi)陸平原或山區(qū)的湖相和沖擊洪積沼澤相等靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積,并經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟粘性土,其在我國(guó)分布廣泛。軟土的生成環(huán)境決定了軟土的特性,由于其結(jié)構(gòu)性顯著處于形成初期,因此在自重作用下軟土很難壓密,這也導(dǎo)致了軟土具有天然含水量高、天 然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、 靈敏度高、擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物 理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。
(3)填土。填土是指由人類活動(dòng)而堆積的土。填土根據(jù)其物質(zhì)組成和堆填方式分為素填土、雜填土和沖填土、壓實(shí)填土四類。一般來說,填士具有不均勻性、濕陷性、自重壓密性及低強(qiáng)度、高壓縮性。
(4)砂土。砂土是指土壤顆粒組成中砂粒含量較高的土壤,砂土的保水保肥能力比較差,因此砂土中養(yǎng)分含量少,溫度變化快。此外砂土液化現(xiàn)象很普遍,砂土地層液化,使河道和水渠淤塞,道路破壞,地面下沉,房屋開裂,壩體失穩(wěn)等嚴(yán)重災(zāi)害。
3深基坑工程的技術(shù)要求和支護(hù)形式
(1)深基坑工程對(duì)技術(shù)的要求主要體現(xiàn)在三方面:控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移和坑底隆起;控制降低地下水位和控制土錨對(duì)相鄰場(chǎng)地的影響。
(2)深基坑技術(shù)支護(hù)形式有很多種,主要有擋土支護(hù)開挖,水泥土墻支護(hù),排樁、地下連續(xù)墻支護(hù),鋼板樁支護(hù),土釘墻支護(hù)和逆作拱墻等形式。在許多的支護(hù)形式中擋土支護(hù)開挖是最為經(jīng)濟(jì)的,在條件允許情況下,一般優(yōu)先選擇擋土支護(hù)開挖形式。除了當(dāng)涂支護(hù)開挖形式外,當(dāng)前逆作拱墻形式也屬于比較新的基坑支護(hù)施工方法,它具有經(jīng)濟(jì)合理、施工速度快的特點(diǎn)。
4不同地質(zhì)條件下的支護(hù)分析
深基坑支護(hù)的要點(diǎn),通常來說,有三方面的要求:支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形計(jì)算、支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、深基坑挖土施工的組織設(shè)計(jì)。因此地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)有著很大的影響,為了確保建筑的穩(wěn)定性,根據(jù)對(duì)不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析,合理設(shè)計(jì)支護(hù)方案是必要的。
(1)淤泥,淤泥質(zhì)土條件。淤泥、淤泥質(zhì)土具有承載力低、靈敏度高,壓縮性高,含水率高的特征,因此其極容易導(dǎo)致塌方等安全事故。
(2)軟土條件。在深基坑支護(hù)中,軟土是一種比較常見的地質(zhì)狀況,因此,軟土的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工在城市建設(shè)中是比較重要的問題,也是巖土工程中比較復(fù)雜和困難的問題。在軟土情況下開挖基抗很容易產(chǎn)生土體滑坡、基抗失穩(wěn)、支擋結(jié)構(gòu)嚴(yán)重漏水的問題?,F(xiàn)階段,在國(guó)內(nèi)的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中,一般是采取懸臂式、單支點(diǎn)及多支點(diǎn)式、圓筒式支護(hù)結(jié)構(gòu)。由于軟土的性質(zhì)是比較軟的,因此在軟土地質(zhì)結(jié)構(gòu)中構(gòu)建基抗支護(hù)時(shí),要特別注意深基坑的整體硬度和強(qiáng)度,保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,在必要的時(shí)候可以進(jìn)行加固設(shè)置,以加強(qiáng)穩(wěn)定性和安全性。
(3)填土條件。填土屬于壓縮性較高的土質(zhì),目前,填土的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)是比較常見的地質(zhì)條件之一。因?yàn)樘钔脸煞直容^復(fù)雜,不均勻性很大,因此在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中要根據(jù)具體的實(shí)際情況進(jìn)行一些加固設(shè)施。同時(shí)還要特別注意在施工中避免對(duì)地下水系統(tǒng)造成破壞,根據(jù)具體情況采取有效的措施來及時(shí)的排除深基坑中的存水量,避免支護(hù)系統(tǒng)腐蝕,增強(qiáng)其穩(wěn)定性和壽命。同時(shí)還需要注意基抗周壁的安全,避免安全事故的發(fā)生。
(4)砂土條件。因?yàn)樯巴疗浔旧硎谴嬖趦?yōu)劣之分的,密實(shí)性好的砂土和密實(shí)性差的砂土在基抗支護(hù)設(shè)計(jì)中所需要注意的方面又是不同的。密實(shí)性好的砂土只需稍作加密措施即可,而對(duì)已密實(shí)性差的砂土則需要進(jìn)行基礎(chǔ)防固設(shè)施建設(shè),其次在開挖時(shí)還需用混凝土或者鋼板樁來進(jìn)行加固,以確保它的穩(wěn)固性。
(5)復(fù)雜條件下。在實(shí)際情況中,一般都是幾種地質(zhì)相混合的土質(zhì),面對(duì)這種情況,深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)面臨的問題也就更加棘手。在這種情況下,要根據(jù)具體的勘測(cè)報(bào)告來進(jìn)行具體的分析,一般來說,在施工過程中,將該施工區(qū)域地質(zhì)的主要成分作為首要的解決措施來進(jìn)行。如:某地基坑開挖深度范圍內(nèi),主要是淤泥質(zhì)土,夾帶少量粉質(zhì)粘土和細(xì)砂,此時(shí),就可以用水泥土攪拌樁的方式,首先對(duì)基坑開挖周壁范圍進(jìn)行加固處理,待強(qiáng)度達(dá)到要求后再進(jìn)行基坑開挖,并分層使用鋼支撐來進(jìn)行支護(hù)。