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        巖土工程勘察中深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探究

        2021-03-31 09:33:47尹永川
        工程質(zhì)量 2021年5期
        關(guān)鍵詞:土石深基坑巖土

        尹永川

        (天水建筑設(shè)計(jì)院,甘肅 天水 741000)

        0 引言

        深基坑支護(hù)技術(shù)是現(xiàn)代建筑工藝技術(shù)當(dāng)中的重要構(gòu)成部分,隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展,其所起到的作用也越發(fā)顯著。當(dāng)前該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中存在著較多的問(wèn)題,大幅度降低了工程施工質(zhì)量,甚至對(duì)工程造成了安全隱患。對(duì)此,在工程施工過(guò)程中,必須要嚴(yán)格做好深基坑支護(hù)工作,避免對(duì)周邊環(huán)境造成影響,同時(shí)保證施工人員的生命安全。所以,圍繞巖土工程勘察中深基坑支護(hù)問(wèn)題與改進(jìn)措施進(jìn)行研究具有重要意義。

        1 巖土工程勘察深基坑支護(hù)施工存在的問(wèn)題

        1.1 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)問(wèn)題

        當(dāng)前基坑設(shè)計(jì)計(jì)算中,一般是通過(guò)庫(kù)倫公式與朗肯公式來(lái)測(cè)算深基坑支護(hù)的土壓力。然而由于巖土工程施工點(diǎn)的特殊情況,采用這種計(jì)算方式計(jì)算所得的數(shù)據(jù)通常具有一定偏差,首先巖土工程施工點(diǎn)中的土質(zhì)與地質(zhì)條件等都在一定程度上對(duì)深基坑支護(hù)土壓力具有影響,然而現(xiàn)有土壓力計(jì)算方式難以徹底掌握分析施工點(diǎn)地質(zhì)要素,所以,計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受到影響;其次,在勘探取樣過(guò)程中,對(duì)巖土試樣有不同程度的擾動(dòng),巖土的原狀結(jié)構(gòu)有所改變,同時(shí)巖土試樣的濕度和水分也有一定的變化,將干擾到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性;最后,在基坑開挖施工過(guò)程與完工之后,基坑側(cè)壁的巖土應(yīng)力狀態(tài)和力學(xué)性質(zhì)有所改變,所以使得深基坑支護(hù)技術(shù)計(jì)算時(shí)數(shù)據(jù)存在誤差[1]。

        1.2 空間效能問(wèn)題

        對(duì)當(dāng)前巖土工程深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用情況來(lái)分析,深基坑空間效能問(wèn)題比較突出,重點(diǎn)體現(xiàn)在基坑兩邊小而中間大。在巖土工程施工當(dāng)中,深基坑支護(hù)技術(shù)一般是采取平面設(shè)計(jì)模式展開。然而平面設(shè)計(jì)深基坑支護(hù)技術(shù)僅僅適用于施工面積合適、長(zhǎng)度超過(guò)寬度的基坑工程。因此,平面設(shè)計(jì)模式的深基坑支護(hù)技術(shù)并不適用于長(zhǎng)寬相同或者長(zhǎng)寬相差太大的基坑工程[2]。正因如此,面對(duì)不同類型的巖土工程,需要具體問(wèn)題具體分析,依照巖土工程具體情況,設(shè)計(jì)適用于工程實(shí)際情況的深基坑支護(hù)方案。

        1.3 土石取樣問(wèn)題

        土石取樣是對(duì)工程施工場(chǎng)地的巖土進(jìn)行取樣,依照不同地基,展開土石樣本對(duì)照,依照對(duì)比結(jié)果明確施工場(chǎng)地的土質(zhì)是否滿足巖土工程安全施工的條件,以此為施工的順利推進(jìn)提供基礎(chǔ)性參考資料。然而從當(dāng)前巖土工程深基坑支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用情況來(lái)分析,土石取樣通常是難以全面整體地呈現(xiàn)施工場(chǎng)地巖土特性,也就導(dǎo)致深基坑支護(hù)技術(shù)方案設(shè)計(jì)難以完全反映施工項(xiàng)目全貌的真實(shí)狀況[3]。所以,土石取樣成為了巖土工程施工當(dāng)中的主要問(wèn)題之一。巖土工程土石取樣必須要依照勘察行業(yè)相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則,最大化提高土石采樣的有效性、準(zhǔn)確性、代表性。

        2 巖土工程勘察深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)改進(jìn)措施

        2.1 確定勘察工作的目的

        若想更進(jìn)一步提高巖土工程勘察工作有效性,并可以全面掌握?qǐng)龅氐木唧w情況,需確定勘察工作目標(biāo)。在基坑工程勘察工作中,需查明施工區(qū)域中的管線分布情況,同時(shí)向相關(guān)部門獲得文件資料,若要提升探測(cè)精準(zhǔn)度,需要利用專業(yè)設(shè)備來(lái)檢測(cè)地下管線;基坑工程勘察過(guò)程中,查明巖土性狀不僅需要加強(qiáng)重視土層在垂直與水平方向上的變化,特別對(duì)軟弱土層分布特征及其物理力學(xué)性質(zhì)需要進(jìn)行深入探討;收集基坑支護(hù)施工有關(guān)設(shè)備參數(shù)和類似工程地質(zhì)條件下成功的施工經(jīng)驗(yàn)和具體作業(yè)方法[4]。

        2.2 創(chuàng)新滯后的設(shè)計(jì)理念

        當(dāng)前我國(guó)深基坑支護(hù)施工設(shè)計(jì)當(dāng)中,針對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并未形成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn),通常是采用朗肯理論與庫(kù)倫理論方法來(lái)計(jì)算得出土壓力計(jì)算值,同時(shí)采取等值梁法來(lái)計(jì)算支護(hù)樁的承載力,這種方法得到的設(shè)計(jì)值屬于靜態(tài)值,結(jié)果準(zhǔn)確性相對(duì)較低。但是在實(shí)際當(dāng)中,支護(hù)結(jié)構(gòu)受力會(huì)因?yàn)槭軒r土具體地質(zhì)條件的影響而有所不同,這就容易使計(jì)算值和實(shí)際結(jié)果間出現(xiàn)較大的差異,其安全性也大大降低。為切實(shí)提高支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,就需要對(duì)以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法加以完善,引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念,化解結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算方法當(dāng)中存在的不足,依照對(duì)巖土工程具體情況的持續(xù)監(jiān)測(cè)信息來(lái)不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方法,創(chuàng)造出以施工監(jiān)測(cè)為重點(diǎn)的動(dòng)態(tài)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系[5]。

        2.3 創(chuàng)新工程設(shè)計(jì)方法

        傳統(tǒng)設(shè)計(jì)多數(shù)是選擇極限平衡理論,而工程事故大多數(shù)是因?yàn)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)變形造成的,極限平衡能夠明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度,但無(wú)法給出工程結(jié)構(gòu)剛度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。而巖土工程勘察中深基坑支護(hù)重點(diǎn)是對(duì)基坑邊坡和地下管理等進(jìn)行變形監(jiān)測(cè),對(duì)開挖土方與支護(hù)設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,對(duì)鄰近建筑基礎(chǔ)偏差、地下管線水平變形及沉降變形等進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)實(shí)際測(cè)量中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,需要及時(shí)進(jìn)行處理,實(shí)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),避免變形或滑動(dòng)問(wèn)題更加嚴(yán)重,設(shè)計(jì)出穩(wěn)定、可靠、安全的施工方案與新的變形控制設(shè)計(jì)方法[6]。針對(duì)新的變形控制方法,注意需要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)研究,將空間效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇_定平面應(yīng)變與地面沉降,及其對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響效應(yīng)。

        2.4 全過(guò)程控制基坑支護(hù)施工質(zhì)量

        深基坑支護(hù)施工當(dāng)中,有關(guān)環(huán)節(jié)與流程較多,任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,都容易對(duì)后續(xù)補(bǔ)救造成較大難度,可以說(shuō),施工質(zhì)量對(duì)深基坑質(zhì)量具有直接關(guān)系。所以,需要對(duì)施工全過(guò)程加強(qiáng)監(jiān)督管理,保障施工人員嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)方案展開施工,確保施工質(zhì)量。施工之前,有關(guān)人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、施工設(shè)計(jì)圖紙以及施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境等情況加強(qiáng)了解;施工當(dāng)中,施工人員需要嚴(yán)格規(guī)范操作,嚴(yán)禁出現(xiàn)不按標(biāo)準(zhǔn)施工操作情況。支護(hù)單位需要嚴(yán)格遵守分層分段開挖施工原則,并配合好土方開挖作業(yè)[7]。具體開挖當(dāng)中,如果出現(xiàn)問(wèn)題就應(yīng)暫停施工并采取相應(yīng)措施。基坑回填前不可以破壞支護(hù)結(jié)構(gòu),防止影響到支護(hù)質(zhì)量。

        3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工程實(shí)例

        3.1 工程概況

        擬建的蓮湖公館項(xiàng)目地處隴南市成縣城關(guān)鎮(zhèn)西大街以南,原成縣政府招待所院內(nèi),交通便利。該工程總建筑面積 29 321.67m2,其中,地下 1 層,建筑面積1 172.95 m2;地上 27 層,建筑面積 28 148.72 m2,主體結(jié)構(gòu)采用剪力墻結(jié)構(gòu),基坑開挖深度約 9.0 m。

        3.2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

        3.2.1 支護(hù)與止水設(shè)計(jì)

        根據(jù)建設(shè)單位提供的總平面布置圖,基坑坑底從地下室外墻邊線距排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的距離約 1.8 m。

        支護(hù)樁長(zhǎng) 14.0 m,樁徑 0.9 m,樁中心距 1.6 m,嵌固深度 5.0 m,樁身混凝土強(qiáng)度為 C30;樁身主筋采用HRB 400 鋼筋(14φ25),樁身鋼筋籠箍筋采用螺旋箍筋,采用 HPB300 鋼筋,直徑 10 mm,間距 0.15 m,加強(qiáng)箍筋為 HRB400 鋼筋,直徑 18 mm,間距 2 m。

        每?jī)筛ёo(hù)樁之間嵌套兩根旋噴樁,旋噴樁起止水作用,樁長(zhǎng) 12 m,樁徑 0.6 m,與支護(hù)樁緊密連接,每邊搭接長(zhǎng)度≥0.1 m。

        在冠梁頂標(biāo)高以下 -2.0 m 處設(shè)置一排高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索,錨索長(zhǎng)度為 15.0 m,錨固段長(zhǎng)度為 9.0 m,對(duì)應(yīng)自由段長(zhǎng)度 6.0 m,水平間距為 1.6 m,入射角 15°,錨固體直徑≥0.4 m。選用 2 根 20 A 型槽鋼組合成工字形作腰梁與預(yù)應(yīng)力錨桿連接。

        3.2.2 冠梁設(shè)計(jì)

        排樁樁頂作冠梁,高 0.6 m,寬 0.9 m,主筋左右兩側(cè)為 4 根 HRB400 鋼筋,上下為 2 根 HRB400 鋼筋,直徑 18 mm;箍筋為 HPB300φ8@200(四支箍),混凝土強(qiáng)度為 C30,保護(hù)層厚度為 40 mm。

        3.2.3 角支撐設(shè)計(jì)

        在基坑拐角處設(shè)置支撐,支撐采用 0.5 m×0.5 m 鋼筋混凝土梁,主筋為 16 根φ22 的 HRB400 鋼筋;箍筋為直徑φ10 的 HPB300 鋼筋,間距 0.15 m(四支箍),混凝土強(qiáng)度為 C 30,保護(hù)層厚度為 40 mm。角支撐的頂標(biāo)高同冠梁頂標(biāo)高相同。

        4 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,我國(guó)極為重視巖土工程工作,深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作也因?yàn)椴捎昧讼冗M(jìn)技術(shù)與合理模式,沒有呈現(xiàn)相對(duì)嚴(yán)重的不足之處。今后,應(yīng)對(duì)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方面做進(jìn)一步研究和探討,盡可能改進(jìn)當(dāng)中固有的不足與問(wèn)題,從而推進(jìn)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)發(fā)展。Q

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