劉代憲
(福州市建筑設(shè)計院)
試析軟土地基中深基坑設(shè)計與處理
劉代憲
(福州市建筑設(shè)計院)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,建筑工程的施工難度越來越高,在施工環(huán)境日益復(fù)雜的今天,建筑工程的深基坑施工質(zhì)量對于整個工程項目的順利完工具有重要意義。合理的深基坑施工設(shè)計與科學(xué)的施工處理技術(shù),不僅能夠確?;邮┕さ捻樌M行,而且能夠延長建筑產(chǎn)品的使用壽命。本文從軟土地基深基坑概述、軟土地基中的深基坑設(shè)計,以及軟土地基中深基坑的施工處理技術(shù)三方面進行了詳細的敘述。
軟土地基;深基坑;設(shè)計;處理
當(dāng)前,城市人口不斷增加,用地日益緊張,建筑工程的需求量在人們對生活質(zhì)量高度追求的基礎(chǔ)上逐漸增大。深基坑施工作為建筑施工的重要組成部分,在整個建筑工程中的重要性顯而易見。由于受地質(zhì)條件的影響,軟土地基深基坑施工項目越來越多,施工單位要想確保施工質(zhì)量,就必須要加強施工場地地質(zhì)條件與水文條件的分析,科學(xué)設(shè)計施工方案,將先進的施工處理技術(shù)應(yīng)用其中。
所謂軟土地基,即由軟土構(gòu)成的土層地基。專業(yè)領(lǐng)域?qū)④浲恋鼗x為,其是一種由細小顆粒組成的較松的土質(zhì),其中細小顆粒包括粉土等;其是一種粘性土;或者其是一種構(gòu)成松散、空隙較大的有機土質(zhì)。軟土地基有一個共同的特點,即對上層建筑的承載力比較差,很容易出現(xiàn)下陷。因此,在具體的工程項目施工過程中,工作人員不能夠僅靠定義判斷地基類型,還應(yīng)該對工程規(guī)模、深基坑種類進行分析,并結(jié)合動量守恒定律進一步完成軟土基的設(shè)計與處理工作。假如是開挖深度大于5m的基坑,如果在工程施工過程中,地質(zhì)條件與地下管線的判定都比較復(fù)雜,很可能導(dǎo)致旁邊建筑受到影響,那么工作人員仍然需要進一步落實軟土地基工程的深基坑施工處理。
2.1支護結(jié)構(gòu)設(shè)計
支護結(jié)構(gòu)設(shè)計是軟土地基中深基坑施工過程中必須要用到的設(shè)計。深基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要受地上土層壓力與地下水壓影響,一旦支護結(jié)構(gòu)無法滿足地基環(huán)境與受力條件,就會出現(xiàn)深基坑墻體向基坑內(nèi)移動的現(xiàn)象,進而導(dǎo)致基坑變形,破壞了深基坑的周圍環(huán)境。工作人員在設(shè)計深基坑支護的過程中,應(yīng)該要大力支持合理的支護技術(shù),要提前控制支護結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的變形情況,并且要科學(xué)判斷變形是否合理,進而加以控制,最終保證高質(zhì)量的工程,避免深基坑過度受力。
2.2深基坑地下水的處理設(shè)計
2.2.1深基坑的降水影響
在深基坑開挖工作進行時,要對基坑內(nèi)的地下水加以抽取,雖然能夠降低水位,但是很有可能出現(xiàn)地表下沉的情況,同時導(dǎo)致深基坑墻體也出現(xiàn)水平方面的位移。因此,工作人員必須要進一步加強降水的監(jiān)督與管理,采取行之有效的預(yù)防措施。
2.2.2深基坑的地下水滲流影響
事實上,深基坑內(nèi)的降水與深基坑周邊的降水是有一定的差異的,水體差距比較大,這就導(dǎo)致了引流現(xiàn)象的發(fā)生。與此同時,地下水施工反作用會作用在土體顆粒上,促使其發(fā)生一定程度的變形,這就是所謂的滲流力。當(dāng)滲流力較強時,土顆粒就會產(chǎn)生位移,甚至?xí)霈F(xiàn)諸如管涌、流土等災(zāi)害,造成的災(zāi)害一旦嚴重,就很可能出現(xiàn)深基坑內(nèi)部整體失穩(wěn),最終破壞了建筑整體。
2.3土方開挖的設(shè)計
軟土地基中的深基坑土方開挖過程中,工作人員使用的支撐體系應(yīng)該是圓拱形的鋼筋,充分發(fā)揮鋼筋的受壓特性,以確??傮w支撐區(qū)域超過3/4以上,同時還能夠給日后的其他機械工作提供良好的便利條件。
2.4深基坑的變形監(jiān)測設(shè)計
深基坑的變形監(jiān)測設(shè)計的具體工作為:①工作人員要全面觀測地下水的抽排現(xiàn)象,從中測算出深基坑方位的最大變形,以及側(cè)向變形的度數(shù);②工作人員也要測算出變形存在的差異,如果樁頂?shù)闹顾∧皇怯伤鄶嚢铇吨谱鞫桑敲醋冃蔚慕嵌冗€會更大。因此,深基坑的變形監(jiān)測設(shè)計需要設(shè)計人員從全方位考慮。
3.1科學(xué)分析場地地質(zhì)條件
軟土地地基施工的場地地質(zhì)條件主要包括兩個方面,即基坑涉及到的地基土層特征與場地的地下水分布。以某工程項目的軟土地基深基坑為例,對其施工場地的地基土層特征進行了詳細的分析,包括雜填土、粉土、砂土,以及地下水情況等。
雜填土是一種土層濕、松,粉土含量高的土質(zhì),其內(nèi)含有很多雜物,部分土質(zhì)呈黑色,具有明顯的臭味,并且成流塑質(zhì)狀;粉土是一種上層密實、下層松散的土質(zhì),土質(zhì)相對較黑,含有少量云母片或者貝殼,粉土土質(zhì)沒有光澤,容易被撕碎,缺乏可塑性;砂土是一種濕度大、密度強的土質(zhì),含有一定量的氧化鐵與云母片,摻雜少量粉砂或砂質(zhì)土,砂土土質(zhì)無光澤,搖振反應(yīng)相當(dāng)迅速,土質(zhì)的韌性較低。此外,在分析場地地質(zhì)條件時,還需要對場地地下水的情況展開分析,該工程項目的場地地下水主要分為承壓水與潛水兩層。承壓水位于水體下層,潛水位于水體上層。由此可見,該工程項目的施工場地地質(zhì)土層主要是粉土,而且地下水的含量非常豐富,對地基施工有較大的影響。
3.2合理設(shè)計深基坑圍護方案
軟土地基深基坑的施工難度比較大、危險性高,工作人員在對其設(shè)計時,不僅需要科學(xué)的場地地質(zhì)分析,更需要結(jié)合工程項目的實際情況,依照合理的設(shè)計原則,進而制定出有效的深基坑圍護方案。
軟土基的深基坑圍護施工仍然需要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況進行靈活處理。比如在施工中常見的土釘墻現(xiàn)象,工作人員可以用鉆土機對其拆除,并根據(jù)實際需要進行合理圍護,只有完成了土釘墻的拆除,才能夠進一步完成深基坑的圍護設(shè)計。與此同時,工作人員要繼續(xù)設(shè)計具體的放破與排樁墻,選擇合適的剖面圍護措施,確定是否選擇鉆孔樁加拉錨、加內(nèi)支撐,以及懸臂支護等。在工程施工的過程中,為了能夠保證深基坑的順利開挖,坑內(nèi)可以采用井管降水的策略,同時確定合理的放破系數(shù),科學(xué)處理高差現(xiàn)象。
3.3合理選擇深基坑支護技術(shù)
深基坑工程主要有三種支護方式,即懸臂式支護、重力式擋土墻支護,以及混合式支護。懸臂式支護主要應(yīng)用于地質(zhì)條件較好,基坑開挖深度小的深基坑工程,支護結(jié)構(gòu)能夠深入到位于深基坑底部的巖體或土體之中,進而通過巖體或土體的支撐作用穩(wěn)固整個深基坑支護結(jié)構(gòu)。重力式擋土墻支護是一種借助自身重力實現(xiàn)壓力支護平衡的支護方式?;旌鲜街ёo,又稱為錨桿支護,在混合式支護結(jié)構(gòu)中,需要向支護結(jié)構(gòu)與深基坑噴射混凝土,再與錨桿相互作用,構(gòu)成一個整體。
3.4科學(xué)應(yīng)用防水技術(shù)
地下水的處理問題是深基坑設(shè)計有處理的重要問題,地下水處理得當(dāng)能夠給整個工程建設(shè)奠定堅持的基礎(chǔ)。要想深基坑工程的施工質(zhì)量與國家各項建筑標準相符合,遇到地下水位相對較高,或地下水位頻繁變化的深基坑工程,工作人員必須要先完成深基坑的降水操作,在進行降水工作時,經(jīng)常出現(xiàn)諸如流沙與管涌的問題。因此,在處理地下水問題時,必須要采用科學(xué)的防水技術(shù),做好特殊問題的應(yīng)急預(yù)案準備。
3.5加強施工檢測與評價
軟土基深基坑對地面的承重力比較差,在施工時具有很高的危險性。因此,在日常的工程項目施工過程中,工作人員需要對施工過程進行嚴格的檢測與評價,以確保工程的順利進行。
在對整個工程項目進行檢測時,一旦遇到問題,必須要及時處理。在項目工程檢測過程中,工作人員需要追蹤處理軟土基問題,可以根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)全面分析各項數(shù)據(jù),科學(xué)判斷深基坑與周邊環(huán)境的關(guān)系,進而充分發(fā)揮出檢測工作對工程施工問題的預(yù)測作用,保證工程施工的順利進行。在工程項目的施工過程中,工作人員要積極采用信息化處理技術(shù),實時跟蹤工程施工進度,以信息化為支撐調(diào)整工程施工,同時提高深基坑施工質(zhì)量。
軟土地基中深基坑工程受到多種因素的影響,具有非常高的危險性。深基坑工程設(shè)計的是否成功在很大程度上是由其是否適應(yīng)工程地質(zhì)條件與周圍環(huán)境決定的。影響深基坑工程的因素是不斷變化的,合理的深基坑工程設(shè)計要想能夠順利施工,必須要加強施工檢測,獲取到動態(tài)的信息。因此,工作人員必須要加強分析深基坑開挖檢測的數(shù)據(jù),針對開挖方案提出合理建議,及時預(yù)報可能施工過程中可能出現(xiàn)的危險,進而提高深基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,確保施工場地周邊環(huán)境的安全。
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