張旭
摘要:本文闡述了巖土工程施工的特點(diǎn)、深基坑支護(hù)的類型和應(yīng)用范圍、巖土深基坑支護(hù)施工存在的問(wèn)題及巖土工程深基坑支護(hù)工程的防治措施。
關(guān)鍵詞:巖土工程;深基坑支護(hù);施工技術(shù)
隨著城市高層建筑的迅速發(fā)展,巖土工程的深基坑支護(hù)項(xiàng)目也日益增多,深基坑支護(hù)技術(shù)也逐步成熟起來(lái)。
一、巖土工程施工的特點(diǎn)
由于自然環(huán)境不同,不同地區(qū)之間巖土工程的差異性很大,巖體和土體在抗剪強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系以及壓縮性方面都有很大差異,巖土工程施工表現(xiàn)出較大的區(qū)域性。由于影響因素較多,巖土工程在施工中還會(huì)面臨各種不確定的問(wèn)題,這些不確定性的因素不僅可以導(dǎo)致施工參數(shù)的變化,嚴(yán)重的還要改變施工的工法。此外,巖土工程施工包括了地基的處理和基坑的維護(hù),很多工作都必須要在地下完成,工程施工具有隱蔽性,需要較高的檢測(cè)技術(shù)和施工技術(shù),提高工程施工監(jiān)測(cè)的質(zhì)量。
二、深基坑支護(hù)的類型和應(yīng)用范圍
(一)自立式支護(hù)
自立式支護(hù)通常用在地質(zhì)條件相對(duì)較好的施工場(chǎng)地,這種支護(hù)方式基坑內(nèi)沒(méi)有支撐,有利于機(jī)械化挖土與地下工程的施工,但是其支護(hù)樁頂?shù)乃轿灰票容^大,如果基坑較深或者地質(zhì)條件較差,那么工程造價(jià)將是相當(dāng)高的。
(二)樁錨支護(hù)
樁錨支護(hù)方式主要用于土層性較好的施工場(chǎng)地。對(duì)于一些基坑深度較大的建筑工程,巖土錨桿要有固定的參數(shù),比如軸向抗抜力不能大于等于600kN,采用二次高壓注漿等。
(三)排樁內(nèi)支撐支護(hù)
排樁一般都是鉆孔灌注樁,也有的工程用的是地下的連續(xù)墻或者是預(yù)應(yīng)力管樁。根據(jù)平面的形狀的不同,內(nèi)支撐系統(tǒng)的布置方式也有所不同,譬如水平拱圈式支撐系統(tǒng)、角撐對(duì)稱式支撐系統(tǒng)等。
(四)噴錨支護(hù)
噴錨支護(hù)是一種聯(lián)合支護(hù)型式,它將鋼絲網(wǎng)、噴射混凝土和錨桿結(jié)合在一起。這樣的支護(hù)方式主要用于人工填土和粘性土的施工場(chǎng)地,切不可用在含水豐富的細(xì)沙層和卵石層?;由疃纫∮?2米。
三、巖土深基坑支護(hù)施工存在的問(wèn)題
隨著科技的發(fā)展,深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有了很大的變化,但是在實(shí)際施工中仍舊有很多不足,主要體現(xiàn)在:
(一)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)不準(zhǔn)確
在巖土工程中,深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力大小直接關(guān)系著巖土工程質(zhì)量和安全度。因此,在地質(zhì)情況復(fù)雜多變的情況下,我國(guó)巖土工程一直采用的是庫(kù)倫和朗肯公式。對(duì)于復(fù)雜的深層坑開(kāi)挖,含水率、粘聚力、內(nèi)摩擦角都是變化的,因此,很難準(zhǔn)確的得出支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力,造成相應(yīng)設(shè)計(jì)結(jié)果不精確。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明:內(nèi)摩擦角相差5度產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力不同,開(kāi)挖之后土體凝聚力和原土體凝聚力不同。從而,導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工工藝不同,對(duì)相應(yīng)土體力學(xué)參數(shù)選擇帶來(lái)了很大的影響。
(二)空間效應(yīng)不完善
根據(jù)大量實(shí)際資料表明,深基坑坑內(nèi)位移存在著“兩邊小,中間大”的特點(diǎn),從而,長(zhǎng)邊的深基坑邊坡很容易失穩(wěn),導(dǎo)致深基坑空間問(wèn)題。傳統(tǒng)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)主要是通過(guò)設(shè)計(jì)平面應(yīng)變的方式進(jìn)行處理,對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的深基坑比較實(shí)際,對(duì)于長(zhǎng)方形或者方形的深基坑差異則比較大。因此,必須按照平面設(shè)計(jì)應(yīng)變方案,對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合適的調(diào)節(jié),從而讓開(kāi)挖的空間滿足要求。
(三)深基坑取樣不完整
在深基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),必須按照相應(yīng)地基土層要求進(jìn)行取樣分析,保證土體符合物理力學(xué)指標(biāo),從而保障支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)良好。在深基坑開(kāi)挖區(qū)域內(nèi)部,應(yīng)該結(jié)合國(guó)家開(kāi)挖指標(biāo),進(jìn)行鉆探取樣,從根本上降低勘察工作量,降低造價(jià)。由于土樣具有不完全和多變的復(fù)雜性,因此,土樣不可能完全反應(yīng)土層特性,造成支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能完全符合實(shí)際情況。
(四)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際受力存在差異
目前,我國(guó)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算主要通過(guò)極限平衡理論,和實(shí)際受力存在著很大的差異。根據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐證明:深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)從理論上講符合極限理論計(jì)算的安全系數(shù);但是,由于有的支護(hù)機(jī)構(gòu)系數(shù)比較小,不能達(dá)到相關(guān)要求。
四、巖土工程深基坑支護(hù)工程的防治措施
(一)重視變形觀測(cè),并注意及時(shí)補(bǔ)救
巖土工程中深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形觀測(cè)的內(nèi)容包括:基坑邊坡的變形觀測(cè)、周圍建筑物及地下管線變形觀測(cè)等。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)分析并及時(shí)了解土方開(kāi)挖及支護(hù)設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中的情況,分析其存在的偏差便可以及時(shí)的了解基坑土體變形狀況以及土方開(kāi)挖影響的沉降情況還有地下管線的變形情況等。對(duì)設(shè)計(jì)中存在的偏差,在下部施工中及時(shí)校正設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)已施工的部位采取恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)救和控制措施。
(二)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)理念
近年來(lái),我國(guó)在深基坑支護(hù)技術(shù)上已經(jīng)積累很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),初步摸索出巖土變化支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力的規(guī)律,為建立健全深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新理論和新方法打下了良好的基礎(chǔ)。但對(duì)于巖土深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)和施工方法仍處于摸索和探討階段,而且,目前我國(guó)還沒(méi)有統(tǒng)一的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),土壓力分布還按庫(kù)倫或朗肯理論確定,支護(hù)樁仍用“等值梁法”進(jìn)行計(jì)算。這些陳舊的計(jì)算理論所計(jì)算出的結(jié)果與深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力懸殊較大,既不安全也不經(jīng)濟(jì)。
(三)全程控制基坑支護(hù)的施工質(zhì)量
巖土深基坑支護(hù)施工重在過(guò)程控制,一旦施工過(guò)程控制環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,事后糾正和補(bǔ)救都會(huì)比較困難。因此我們必須進(jìn)行嚴(yán)格的施工過(guò)程控制管理,確保施工質(zhì)量,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)方案組織施工。工程施工前,有關(guān)人員需要熟悉當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料, 本次施工設(shè)計(jì)圖紙及施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的環(huán)境,另外,降水系統(tǒng)應(yīng)確保正常工作,施工單位在施工過(guò)程中不得隨意改變錨桿位置、長(zhǎng)度、型號(hào)、數(shù)量、鋼筋網(wǎng)間距、加強(qiáng)筋范圍、放坡系數(shù)等,設(shè)計(jì)方案變更時(shí)必須重新經(jīng)專家評(píng)審。基坑支護(hù)單位要與挖土單位緊密配合,堅(jiān)持分層分段開(kāi)挖和分層分段支護(hù)的施工原則進(jìn)行施工。土方開(kāi)挖的順序和具體開(kāi)挖的方法必須與設(shè)計(jì)的工況相一致,并遵循“開(kāi)槽支撐,先撐后挖,分層開(kāi)挖,嚴(yán)禁超挖”的原則,減少開(kāi)挖過(guò)程中土體的擾動(dòng)范圍,縮短基坑開(kāi)挖卸荷后無(wú)支撐的暴露時(shí)間,對(duì)稱開(kāi)挖,均衡開(kāi)挖,合理利用土體自身在開(kāi)挖過(guò)程中控制位移的能力。巖土深基坑開(kāi)挖的過(guò)程中應(yīng)采取措施以防止碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu),工程樁或撓動(dòng)基底原狀土,當(dāng)有異常情況發(fā)生時(shí),應(yīng)立即停止挖土,并應(yīng)立即查清原因和采取措施,巖土深基坑開(kāi)挖完成后,應(yīng)提醒建設(shè)單位盡快組織勘察,設(shè)計(jì),質(zhì)監(jiān),監(jiān)理,施工等部門進(jìn)行驗(yàn)槽,及早開(kāi)始地下結(jié)構(gòu)工程的施工,嚴(yán)禁基坑長(zhǎng)時(shí)間暴露,基坑回填前,支護(hù)層不能破壞,特別是坡腳部分。
五、結(jié)語(yǔ):
總之,加強(qiáng)對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)的研究是非常有必要的。因此對(duì)于深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格按照動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)以及信息施工的原則來(lái)進(jìn)行,及時(shí)對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整來(lái)做到理論與實(shí)踐結(jié)合。
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