談巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)

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【摘要】近年來(lái)，隨著巖土工程深層坑技術(shù)的不斷發(fā)展，深層坑支護(hù)施工技術(shù)向受力結(jié)構(gòu)與水結(jié)構(gòu)結(jié)合、基坑開(kāi)挖方式與支護(hù)結(jié)構(gòu)形式結(jié)合、臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)與永久支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合的綜合方式發(fā)展，其作為工程建設(shè)中最為核心的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著建筑物安全性，在施工中存在較大影響，如何有效解決該環(huán)節(jié)上存在的施工問(wèn)題，一直是專(zhuān)家組討論研究的對(duì)象。以下根據(jù)我國(guó)現(xiàn)狀，簡(jiǎn)要分析深基坑支護(hù)存在的問(wèn)題，并總結(jié)相應(yīng)的調(diào)整措施。

【關(guān)鍵詞】深基坑支護(hù)；安全性；巖土工程

1深基坑支護(hù)現(xiàn)狀

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提高，越來(lái)越多的高層建筑開(kāi)始出現(xiàn)，在有限的土地資源下，高層建筑是城市建筑發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)，在這樣的時(shí)代背景下，對(duì)基坑的安全性、穩(wěn)定性要求更為嚴(yán)格。在傳統(tǒng)巖土工程施工中，基坑技術(shù)類(lèi)型單一，一般通過(guò)放坡開(kāi)挖、人工挖掘方式進(jìn)行，導(dǎo)致基坑深度有限，無(wú)法滿足時(shí)代需求與高層建筑發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，隨著深基坑支護(hù)技術(shù)的出現(xiàn)，有效地解決了傳統(tǒng)基坑存在的問(wèn)題，取代了傳統(tǒng)基坑，成為巖土工程的核心。目前，隨著我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展，支護(hù)技術(shù)不斷更新、改進(jìn)，有效地解決了強(qiáng)度低、工藝單一的局限性，為高層建筑施工創(chuàng)造了先決條件。但由于我國(guó)特殊國(guó)情，不同地域巖土工程特點(diǎn)不同，即使深基坑支護(hù)技術(shù)替代傳統(tǒng)技術(shù)，并取得較為顯著的成績(jī)，但在實(shí)際施工中同樣存在諸多問(wèn)題【1】。

2深基坑支護(hù)技術(shù)

隨著深基坑支護(hù)技術(shù)的出現(xiàn)，支護(hù)類(lèi)型的增多，為不同類(lèi)型巖土工程提供了選擇性。常用的支護(hù)技術(shù)有以下3種：1）地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)。其具備防滲性良好、整體性良好、結(jié)構(gòu)剛度大、適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜環(huán)境與地理?xiàng)l件，是一種可靠、實(shí)用的支護(hù)技術(shù)。當(dāng)在軟土層實(shí)施巖土工程、地下管線、周?chē)噜徑ㄖ?duì)位移與沉降要求較高時(shí)，一般可采用這種支護(hù)結(jié)構(gòu)。其具有可減少工程對(duì)環(huán)境的影響、對(duì)地質(zhì)條件要求低等優(yōu)點(diǎn)，如進(jìn)入風(fēng)化巖層或遇到砂卵石地層，通?？刹捎眠B續(xù)墻支護(hù)技術(shù)。此外，其整體性好、剛度大，可用于超深支護(hù)技術(shù)結(jié)構(gòu)，但該支護(hù)技術(shù)對(duì)灰漿液的處理工藝復(fù)雜、造價(jià)較高。2）深層攪拌支護(hù)。這種支護(hù)方式主要通過(guò)機(jī)械裝置將水泥、石灰進(jìn)行攪拌，使其發(fā)生物理與化學(xué)改變，固化砂石、軟土，起到良好的防護(hù)與支護(hù)作用。這種支護(hù)方式更有利于節(jié)省資金，但技術(shù)施工過(guò)程相對(duì)較為復(fù)雜，一般對(duì)7m左右深基坑使用效果更好。3）排樁支護(hù)。通過(guò)打孔、挖柱對(duì)柱列形式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，并根據(jù)提前設(shè)計(jì)的形式進(jìn)行排列，最終發(fā)揮抵擋沙土的作用。該種支護(hù)方式具有工程資源節(jié)省、工程進(jìn)度較快的優(yōu)點(diǎn)。但這種方式的不足在于必須使用混凝土帽石對(duì)2個(gè)柱子進(jìn)行固定，達(dá)到整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用，預(yù)防水、沙土的進(jìn)入【2】。對(duì)于工程作業(yè)中所產(chǎn)生的泥土，為避免其對(duì)支護(hù)設(shè)施造成破壞，必須遠(yuǎn)離支護(hù)設(shè)施，以保證施工作業(yè)人員的安全。同時(shí)，為預(yù)防深基坑坍塌，作業(yè)產(chǎn)生的泥土必須遠(yuǎn)離深基坑。深基坑支護(hù)作業(yè)支護(hù)方式，必須根據(jù)深基坑深度進(jìn)行選擇，以確保支護(hù)的有效性與安全性。

3當(dāng)前深基坑支護(hù)存在的不足

3.1支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

我國(guó)是通過(guò)極限平衡理論計(jì)算深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，但設(shè)計(jì)結(jié)果與實(shí)際受力存在較大出入。以相關(guān)工程實(shí)踐證明：從理論上講深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)匹配極限理論計(jì)算安全系數(shù)，但在實(shí)際工程施工中，受到支護(hù)機(jī)構(gòu)系數(shù)影響，支護(hù)結(jié)構(gòu)與相關(guān)要求存在出入，無(wú)法達(dá)到相關(guān)要求。

3.2未充分進(jìn)行深基坑取樣

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，巖土工程開(kāi)展中，需要對(duì)地基土層取樣，并充分分析，為深基坑支護(hù)技術(shù)提供數(shù)據(jù)支持，以確保土體滿足巖土工程相關(guān)物理學(xué)指標(biāo)，為支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做保障。同時(shí)，需要根據(jù)國(guó)家開(kāi)挖指標(biāo)，對(duì)深基坑進(jìn)行鉆探，開(kāi)挖內(nèi)部，進(jìn)而降低造價(jià)，從根本上降低勘察工作量。受到土樣的復(fù)雜性特性影響，土層特性并不能完全憑借土樣評(píng)估，導(dǎo)致實(shí)際情況與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不同。

3.3空間效益差異性

深基坑坑內(nèi)位移具有中間大、兩邊小的特性，長(zhǎng)邊深基坑坡度穩(wěn)定性相對(duì)較差，易造成空間問(wèn)題。以往巖土工程中，傳統(tǒng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是以設(shè)計(jì)平面應(yīng)變進(jìn)行，受多種因素影響，不同形狀深基坑工程設(shè)計(jì)存在巨大差異化，對(duì)此，必須以平面設(shè)計(jì)應(yīng)變方案做參考，科學(xué)、合理調(diào)節(jié)支護(hù)結(jié)構(gòu)，滿足開(kāi)挖空間需求。

3.4支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確

巖土工程安全性與工程質(zhì)量及深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力大小存在必然聯(lián)系，因此，在巖土工程中，我國(guó)一直采用朗肯理論與庫(kù)倫公式計(jì)算土質(zhì)復(fù)雜情況。面對(duì)復(fù)雜的深層坑開(kāi)挖，易受到內(nèi)摩擦角、黏聚力、含水率等諸多因素影響，對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力極難進(jìn)行估算，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算與實(shí)際受力差異化。有研究指出，內(nèi)摩擦角相差5°的支護(hù)結(jié)構(gòu)，承受的主動(dòng)土壓力有明顯差異，開(kāi)挖后土體凝聚力與原土體凝聚力不同。因此，施工工藝與支護(hù)結(jié)構(gòu)的差異會(huì)影響土體力學(xué)參數(shù)。

4施工技術(shù)措施

4.1強(qiáng)化施工質(zhì)量

巖土工程中，加強(qiáng)工程質(zhì)量監(jiān)管，做好過(guò)程控制是保證深基坑支護(hù)施工質(zhì)量的關(guān)鍵，通過(guò)嚴(yán)格的管理控制措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)中存在的隱性、顯性問(wèn)題，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行糾正補(bǔ)救。對(duì)此，首先要加強(qiáng)管理者的監(jiān)管意識(shí)，從管理層加強(qiáng)管理制度，確保施工中嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)方案執(zhí)行，將管理工作落到實(shí)處，提高工程質(zhì)量。施工前，需要充分做足準(zhǔn)備，施工人員需要詳細(xì)閱覽圖紙，并熟悉施工流程，依照地質(zhì)資料、施工環(huán)境、圖紙等科學(xué)、合理規(guī)劃施工進(jìn)程，確保巖土工程深基坑支護(hù)的順利完成。巖土工程施工時(shí)，需要明確目標(biāo)、了解任務(wù)，擺放好錨桿位置，型號(hào)、數(shù)量、長(zhǎng)度設(shè)計(jì)合理，適當(dāng)增加放坡系數(shù)、擴(kuò)張鋼筋范圍等，保證對(duì)工程的審核。堅(jiān)持深基坑支護(hù)、巖土工程開(kāi)挖分段、分層進(jìn)行。將設(shè)計(jì)方案、土方具體開(kāi)挖方法、開(kāi)挖順序等有效結(jié)合，依照相關(guān)原則，避免出現(xiàn)違規(guī)開(kāi)挖的情況，影響工程質(zhì)量，從根本上提高深基坑支護(hù)工程施工質(zhì)量。

4.2加強(qiáng)變形觀測(cè)力度

深基坑支護(hù)的主要變形觀測(cè)包括：基坑邊坡變形觀測(cè)、地下管線變形觀測(cè)、周邊建筑變形觀測(cè)等。通過(guò)具體觀測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)巖土工程支護(hù)設(shè)計(jì)中土方開(kāi)挖的具體情況進(jìn)行詳細(xì)了解。實(shí)際施工中土方支護(hù)設(shè)計(jì)的具體情況，可通過(guò)偏差分析進(jìn)行了解，進(jìn)而及時(shí)掌握土方開(kāi)挖沉降與深坑土體變形影響。施工過(guò)程中，需要及時(shí)修改設(shè)計(jì)偏差數(shù)據(jù)，盡早采取應(yīng)對(duì)措施，確保施工作業(yè)的順利進(jìn)行。

4.3優(yōu)化設(shè)計(jì)理念

我國(guó)巖土工程不斷發(fā)展，深基坑支護(hù)技術(shù)發(fā)展空間巨大，在支護(hù)工程設(shè)計(jì)理念中，需要隨著巖土變化與實(shí)際支護(hù)結(jié)構(gòu)承受力，調(diào)整轉(zhuǎn)變規(guī)律，促使深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)一步完善。受到我國(guó)實(shí)際情況影響，目前，尚無(wú)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范，一般根據(jù)庫(kù)倫理論與郎肯理論確定實(shí)際土壓分布情況，且引用“等值梁法”計(jì)算支護(hù)樁，避免實(shí)際設(shè)計(jì)與施工方法存在的不足。但受限于郎肯理論影響，實(shí)際計(jì)算結(jié)果存在不同，導(dǎo)致支護(hù)設(shè)計(jì)存在安全性與經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。在當(dāng)前情形下，需要以生產(chǎn)施工實(shí)際情況為基準(zhǔn)，制定深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，將國(guó)內(nèi)外先進(jìn)理念引入國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)理念中，擺脫傳統(tǒng)方法的制約，建立現(xiàn)代化信息動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)體制。

5結(jié)語(yǔ)

目前，巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)仍存在諸多不足之處，如支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、未充分進(jìn)行深基坑取樣、空間效益差異性、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確等，這些因素都會(huì)對(duì)巖土工程深基坑支護(hù)產(chǎn)生影響。因此，有必要進(jìn)行強(qiáng)化施工措施，在未來(lái)的巖土工程深基坑支護(hù)工作中，必須以更高的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)待，減少施工中的不足之處，提高施工質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

【1】馬麗珠.巖土工程中的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)問(wèn)題及對(duì)策[J].冶金叢刊,2019(12):202-203.

【2】楊文方.巖土工程深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用探微[J].中國(guó)設(shè)備工程,2017(13):210-211.

作者：郎雷亮 單位：山東建勘集團(tuán)有限公司