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摘要:随着经济的发展高层建筑迅速兴起,加快了深基坑支护技术的发展进程,由于岩土深基坑工程施工比较复杂,既要挡土又要挡水,还要控制变形,同时又要便于施工。影响基坑稳定性的因素有很多。所以,我们应认真总结既有经验,深入实际情况分析调查,由多方案对比择优选用,根据理论知识结合实际经验进行分析,预测出基坑施工对周围环境的影响情况。因此,还要在施工中加强监控时,及时发现问题,随时改进施工措施以及应变措施,确保达到基坑支护工程的预期要求。
关键词:岩土工程;深基坑支护;技术
1.深基坑支护技术介绍
中国幅员广阔,地质环境杜洋,岩土工程的差别也较为显著,这种差异具体表现为岩体和土地的强度不同,压缩性能不同,应力性能也不同,因而岩土工程具有较为显著的区域性特点。受不同地质环境的影响,岩土施工存在各种问题,因而施工参数、施工工艺都要随之调整。此外,岩土工程施工还必须对地基进行处理,对基坑进行维护,因而必须注重对深基坑支护技术的提升。
2.岩土工程深基坑支护施工技术
2.1排桩支护
排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻(冲)灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度,但各桩之间的连系差必须在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连接,为了防止地下水并夹带土体颗粒从桩间孔隙流人(渗入)坑内,应同时在桩间或桩背采用高压注浆,设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施,或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工简便,可用机械钻(冲)孔或人工挖孔,施工中不需要大型机械,且无打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害,成本较地下连续墙低。
2.2深层搅拌桩支护技术
深层搅拌桩施工,主要以水泥、石灰等原材料作为固化剂,将软土与固化剂进行强制性搅拌,通过产生的物理反应、化学反应等,提高软土硬接的整体性,同时确保块体、桩体等稳定性。深层搅拌桩支护技术,大多以格栅形式为主,如果基坑为二级基坑或者三级基坑,并且基坑深度在7m之内,如果坑边到红线之间保持一定的距离,则更适宜采用该种方法;由于水泥性质的特殊性,具有不透水特征,因此既可以挡土、又可以挡水,防渗效果良好。深层搅拌桩以重力结构为主,凭借自身重量对侧向力进行抵抗,以确保稳定性;一般可以在基坑中进行机械挖土,便于地下结构施工,工艺简单、成本低廉。
2.3钢板桩支护
钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成,把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙,被广泛应用于挡土和挡水。目前钢板桩常用的截面形式有U形、Z形和直腹板形。钢板桩由于施工简单而应用较广,但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动,对周围环境影响很大,因此在人口密集建筑密度很大的地区,其使用常常会受到限制,而且钢板桩本身柔性较大,如支撑或锚拉系统设置不当其变形会很大,所以当基坑支护深度大于7m时,不宜采用。同时由于钢板桩在地下室施工结束后需要拔出,因此应考虑拔出时对周围地基土和地表土的影响。
2.4锚杆支护技术
锚杆支护技术采取主动形式,对岩土进行稳定加固;其中以锚杆作为主体工具,将锚杆的一端深入到稳定的岩土中,另一端则采取支护结构进行连接,同时施加一定的预应力。通过杆体中形成的受拉力,对地层深部潜能进行充分调动,以此实现基坑稳定性。另外,由于锚杆支护的适用性较强,因此一般不会受到基坑深度的影响,并且可以和多种多样的支护结构共同使用,如土钉墙、排桩支护等,但是锚杆支护技术不能在有机质土中应用。
2.5土钉墙施工技术
采取土钉墙施工技术,对土体稳定性提出较高要求,只有具备良好的自稳能力,才能确保工程的顺利开展。与其他形式的桩墙支护技术相比,可有效节约工期、降低成本;另外,土钉墙支护技术可以结合工程实际情况,节省桩体、墙体等占用面积;但是从以往工程经验来看,往往由于水的作用对土钉墙造成破坏,因此土钉墙施工中应该做好降水处理,并且不能作为挡水结构使用。
2.6地下连续墙施工技术
由于地下连续墙的整体刚度良好,同时具有止水、防渗漏等作用,因此在地下水位以下的砂土、软粘土等地层或者施工环境较为复杂的情况下,采用连续墙支护技术更为适用。当前,该技术已经在国内外工程得到广泛运用。随着我国科学技术的不断发展以及施工技术、施工机械等运用,地下连续墙已经在挡土围护结构中发挥作用,并且可以构建主体结构侧墙体系,如果采取有效的支护方法,可避免软土地层发生变形问题。
3.优化深基坑支护施工技术的方案
3.1选取符合科学原理的深基坑支护模式
在岩土工程中的深基坑支护施工前期,工程人员应切实依照施工标准,详细判定深基坑中坑壁被破坏的情况,根据基坑破坏程度依次对其进行等级排列。同时,依据深基坑中坑基安全系数,结合坑基四周环境,在精准测量坑基深度的基础上,调查当地工程地质、水文环境,提前观测好当地施工气候来做好施工前的准备工作,通过以上种种因素,规划出科学的基坑支护形式。
3.2全面监控岩土工程挖掘工作
岩土工程中的深基坑支护工作通常选用的是机械开掘的模式。在基坑开掘工作前期,工程人员应切实规划基坑支护模式,在一定程度上减少水的需求,建立健全的基坑挖掘策略并且跟机械人员做好施工前的协调工作。在工程开展中期,相关工程技术人员应做好全方位的工程监控,就基坑挖掘的深度以及基坑坑壁坡度进行全面规划,有效防止开挖过度的情况出现。而对选用土钉墙支护的深基坑来说,应精确地运算出基坑开掘深度,按部就班,在上一层土钉墙支护施工完成以后才开始进入到下一段工程的开掘工作。对于土质较为松软的基坑来说,其应选用均衡的分层开掘方式,确保层高维系在1m以下。而针对于自然放坡的基坑来说,坑壁的坡度是支护工程控制的关键内容。倘若实际操作中的基坑深度与设计图纸中的基坑深度不一致时,应确切按照工程需求调节基坑上空的开挖线,确保坑壁坡率达到工程标准。
3.3搞好支护结构的现场监测
支护结构的监测是防止支护结构发生坍塌的重要手段。在支护结构设计时应提出监测要求,由有资质的监测单位编制监测方案,经设计、监理认可后实施。监测方案应包括监测目的、监测项目、测试方法、测点布置、监测周期、监测项目报警值、信息反馈制度和现场原始状态资料记录等内容。监测项目的内容有:基坑顶部水平位移和垂直位移,基坑顶部建(构)筑物变形、沉降观测等。监测项目的选择应考虑基坑的安全等级、支护结构变形控制要求、地质和支护结构的特点
3.4全程控制基坑支护施工质量
岩土深基坑支护施工重点是过程控制,我们须严控施工过程管理,按设计方案进行施工,确保施工质量。施工前,需先熟悉当地地质资料、施工设计图纸及施工周围环境。此外,确保降水系统工作正常,施工中不得随意更改锚杆长度、位置、数量、型号、加强筋范围、钢筋网间距、放坡系数等,变更方案必经专家评审。基坑支护要与挖土配合,分段分层开挖和分段分层支护。开挖土方顺序和方法须与设计一致,遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”,均衡开挖,对称开挖,缩小土体开挖扰动范围,缩短基坑开挖卸荷后无支撑暴露时间,利用土体自身开挖中位移控制能力。深基坑开挖中防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土,如有异常,立即停工并查明原因进行补救。
4.结语
岩土工程的深基坑支护技术设计多方面的知识,既包括物理、材料,又涵盖地质和建筑,具有极强的系统性和综合性。对岩土工程而言,深基坑支护施工影响巨大,不但影响工程的质量和工期,还会影响到周围环境和土质,是岩土工程顺利施工的基础和保障。因此必须高度重视,强化管理,不断提升。
参考文献:
[1]王维广,朱俊波.浅谈深基坑结构设计及施工要考虑的因素及问题[J].黑龙江科技信息,2011(05):17-19.
[2]王建清.探讨岩土工程施工中深基坑支护问题的分析[J].科技风,2010(22).