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        建設(shè)深基坑工程時巖土工程勘察的重點探析

        2021-12-20 09:29:02楊小艷
        西部資源 2021年3期
        關(guān)鍵詞:勘察巖土工程深基坑

        楊小艷

        摘要:本文結(jié)合實踐主要對深基坑工程建設(shè)過程中巖土工程勘察的有關(guān)問題進行詳細(xì)的分析與探討。首先對巖土工程勘察的重要性進行闡述,明確深基坑工程建設(shè)中巖土工程勘察的重要性,分析了深基坑工程中巖土工程勘察存在的主要問題,最后對設(shè)計坑支護結(jié)構(gòu)以及深基坑支護系統(tǒng)分類和深基坑設(shè)計進行了探討,希望能為深基坑工程發(fā)展起到一定的借鑒與參考作用。

        關(guān)鍵詞:深基坑;巖土工程;勘察

        伴隨經(jīng)濟社會發(fā)展,各種工程建設(shè)項目日漸增多,特別是深基坑工程獲得了巨大發(fā)展,同時對深基坑工程的質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格。在保證深基坑工程質(zhì)量的過程中,巖土工程勘察占據(jù)十分重要的地位,是確保深基坑工程質(zhì)量的關(guān)鍵。所以,必須要對深基坑工程巖土工程勘察工作給予充分重視,明確深基坑工程的勘查重點,科學(xué)制定勘察方案,確保勘察效率與質(zhì)量,為深基坑工程質(zhì)量提供保障。

        1.巖土工程勘察的重要性

        第一,在工程建設(shè)過程中,巖土工程勘察是工程建設(shè)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。不同地區(qū)有著不同的地質(zhì)條件,為了確保工程建設(shè)的順利進行,提高工程建設(shè)質(zhì)量,應(yīng)當(dāng)在工程建設(shè)工作開展時間,對工程建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)情況展開全面細(xì)致的勘察工作,在結(jié)果中將當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境特點全面地反映出來,并以此為前提,科學(xué)合理地進行工程設(shè)計工作,避免在設(shè)計工作中出現(xiàn)問題,對工程質(zhì)量造成不利影響。

        第二,加強巖土工程勘察,對于確保工程安全有著非常重要的現(xiàn)實意義。倘若工程建設(shè)之前沒有進行詳細(xì)全面的巖土工程勘察工作,易導(dǎo)致工程建設(shè)施工過程當(dāng)中,或者工程建設(shè)完成之后在使用階段引發(fā)一些安全事故。加強巖土工程勘察,將此項工作落到實處,有更好的指導(dǎo)工程建設(shè)設(shè)計單位以及建設(shè)施工單位全面了解與掌握工程建設(shè)區(qū)域的巖土工程情況以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況等,全面準(zhǔn)確地判斷工程建設(shè)區(qū)域潛在的各種安全隱患,在工程設(shè)計與建設(shè)過程中,采取相應(yīng)的措施有效提高防范水平,控制和減少安全隱患。在工作實踐中發(fā)現(xiàn),由于一些巖土工程勘察工作實際,未嚴(yán)格按照巖土工程勘察要求,科學(xué)合理地開展巖土工程勘察工作,以至于安全事故頻繁發(fā)生,這些事故出現(xiàn)之后,不僅造成的經(jīng)濟損失相當(dāng)巨大,而且還會危及人們的生命安全,對社會也會形成較大的負(fù)面影響。所以,為了更好地保證工程建設(shè)質(zhì)量,必須要對巖土工程勘察工作給予充分重視,了解和掌握巖土工程勘察的重要性,并采取切實有效的措施加強巖土工程勘察。

        第三,加強巖土工程勘察工作,能夠有效提高工程經(jīng)濟效益。工程建設(shè)與發(fā)展過程當(dāng)中,無論是由于設(shè)計上的不足還是引發(fā)安全事故,對于工程建設(shè)的持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展都會造成巨大的負(fù)面影響,帶來的經(jīng)濟損失也是相當(dāng)巨大的,這樣一來便會影響工程建設(shè)經(jīng)濟效益。在工程建設(shè)過程當(dāng)中出現(xiàn)設(shè)計不合理或者安全事故,首要體現(xiàn)在工程會出現(xiàn)不同程度延期,這就導(dǎo)致無法在期限要求下如期完工,增加經(jīng)濟成本,經(jīng)濟效益也會受到很大影響。同時巖土工程勘察工作對于指導(dǎo)工程建設(shè)各項決策的順利實施提供著重要的依據(jù)作用,只有保證勘察效率和質(zhì)量,確??辈鞌?shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和全面性,才能作為重要依據(jù)為工程建設(shè)設(shè)計、施工、材料、機械設(shè)備以及人員投入等各個方面提供詳實的參考,投資規(guī)模科學(xué)確定,倘若巖土工程勘察為充分落到實處,極易引發(fā)投資不合理的情況出現(xiàn),必定會影響經(jīng)濟效益。

        2.巖土工程勘察中深基坑支護技術(shù)分析

        2.1深基坑支護結(jié)構(gòu)

        就我國的巖土工程勘察而言,深基坑工程建設(shè)過程當(dāng)中主要的支護結(jié)構(gòu),主要包括重力式支護結(jié)構(gòu)、柱列式支護結(jié)構(gòu)、板柱式擋墻結(jié)構(gòu),還有土層錨桿、沉井結(jié)構(gòu)等。以下簡要探討深基坑支護結(jié)構(gòu)。對于工字鋼樁支護結(jié)構(gòu)而言,屬于一種粘性土砂條件下應(yīng)用較為普遍的結(jié)構(gòu)方式。在很多深基坑施工過程當(dāng)中,都是利用大型工字鋼進行支護,利用沖擊式打樁機進行打樁,把工字鋼沿著深基坑設(shè)計的邊線向地下打入,保持中間距離在1m~1.2m范圍上,之后再對深基坑進行開挖作業(yè)。在開挖深基坑時,應(yīng)當(dāng)將水平木板(50mm厚)插入其中,遮擋樁間土體,保證深基坑處于相應(yīng)深度之后,還應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的設(shè)置錨桿、腰梁以及橫撐等,鋼梁、鋼管與橫撐共同組合構(gòu)成,利用大型槽鋼和工字鋼設(shè)計腰梁。深基坑施工過程中,如果面對較高的地下水位,還必須要落實人工降水措施,與工字鋼鋼樁支護結(jié)構(gòu)共同配合進行施工,由于這些支護結(jié)構(gòu)在具體施工過程當(dāng)中,施工的噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于環(huán)境保護相關(guān)法律規(guī)定限值大小,所以必須在距離居民點較遠(yuǎn)的工程中進行應(yīng)用。

        二是鋼板樁支護結(jié)構(gòu)。這種支護結(jié)構(gòu)和工字鋼樁結(jié)構(gòu)非常類似,在一些地鐵工程深基坑工程施工過程當(dāng)中應(yīng)用比較多,利用這種支護結(jié)構(gòu),具有很多的優(yōu)點,首先具有很高的強度,而且連接樁與樁之間隔水效果非常的明顯,可以重復(fù)性應(yīng)用。對于鋼板樁而言,有U形斷面,同時還有Z形斷面。在地鐵設(shè)計和工程建設(shè)施工時,倘若基坑較大,可以利用帷幕式構(gòu)造確保支護結(jié)構(gòu)垂直性,以便更好地進行施工。

        三是深層攪拌樁支護結(jié)構(gòu)。這種支護結(jié)構(gòu)在深基坑工程施工過程當(dāng)中也有著普遍的應(yīng)用,利用攪拌機械拌和水泥的基礎(chǔ)以及石灰等,起到良好的支付與擋土作用,一般而言,攪拌樁在此類支護結(jié)構(gòu)當(dāng)中會設(shè)置成格柵形,也可利用連續(xù)搭接設(shè)置成止水帷幕。

        2.2深基坑的設(shè)計

        在設(shè)計深基坑過程當(dāng)中,控制基坑地下水,進行施工監(jiān)測,或者設(shè)計基坑內(nèi)外涂體穩(wěn)定性以及支護結(jié)構(gòu)強度變形,都必須在全面詳實的數(shù)據(jù)資料參考下進行。設(shè)計深基坑工程過程當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)通過下面幾個方面提供資料,首先要保證巖土工程勘察報告的全面性和完整性,從中獲取參考數(shù)據(jù)信息。同時還應(yīng)當(dāng)了解與掌握建筑物結(jié)構(gòu)總平面圖,設(shè)計圖和工程用地紅線圖等相關(guān)信息資料。還需要了解和掌握工程建設(shè)區(qū)域建筑結(jié)構(gòu)平面圖,結(jié)構(gòu)圖以及工程埋深、荷載信息,還需要了解工程施工區(qū)域道路、地下管線管網(wǎng),通訊管線等各種信息,明確深基坑工程支護結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。

        3.工程實例

        3.1工程概況

        擬建建筑物為高層建筑,主要包括住宅樓、地下車庫、商業(yè)樓,地上住宅樓為33層,有三層分布在地下,達(dá)到16.5m的基礎(chǔ)埋深,結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)為樁基基礎(chǔ),商業(yè)樓分為地上和地下兩部分,地上、地下分別為6層、3層,采用框架結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)埋深為16.5m。有3層為地下車庫,為框架結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)屬于筏片基礎(chǔ),基坑長寬為180m×220m。

        3.2巖土工程條件分析

        此次勘察工作,其范圍和深度,不但要保證基坑側(cè)壁穩(wěn)定性,同時還應(yīng)當(dāng)滿足支付穩(wěn)定性計算以及支護設(shè)計,同時還應(yīng)當(dāng)確??茖W(xué)合理的估算高層建筑基底壓力,壓縮層深度與抗震評價深度的。

        對工程地質(zhì)條件清楚了解與掌握,正確合理的設(shè)置基坑支護方案,更好的指導(dǎo)施工工作的有序開展,控制和減少安全事故的發(fā)生,充分考慮土層具有的性質(zhì)特點和水位變化特征,對基坑支護方案科學(xué)選擇,對施工工藝以及相應(yīng)的設(shè)備準(zhǔn)確確定。

        3.2.1完成工作量

        此次勘察工作的開展,共設(shè)計鉆孔56個,取土鉆孔為26個,同時貫穿孔也為26個,水位測量孔為4個。進行波速試驗的鉆孔為6個。開展靜力觸探試驗孔為8個。對于控制性勘探孔而言,其深度控制在80.0m;一般勘探孔保持在20.0m~70.0m的深度范圍。

        3.2.2地層巖性

        依照野外鉆探和室內(nèi)土工試驗獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),此次勘察過程當(dāng)中,在勘探范圍以及深度之內(nèi),主要包括的場地地基巖性有12層之分,主要包括雜填土、素填土、粉質(zhì)黏土夾中砂、粉土、中粗砂、粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、中砂、粉質(zhì)黏土、中粗砂。

        3.2.3地下水

        工程擬建區(qū)域具有較高的水位,具有較深的基礎(chǔ)埋深,在勘察實際,對于4個勘察點進行選擇,運用套管護壁,并在底板隔水層周圍與紅黏土相結(jié)合,進行搗實封堵,來對地下水位分層測定,具體操作過程當(dāng)中存在較大的難度,所以在鉆探過程當(dāng)中也為鉆探分成水位測定具有較大的技術(shù)難度,實際操作過程當(dāng)中存在很大的困難,對地下水位準(zhǔn)確地進行測量,是對基坑降水方案制定的重要前提與基礎(chǔ)。

        工程場地地下水第一層屬于潛水,主要在第②1層粉土內(nèi)進行存賦,靜止水位埋深達(dá)到3.6m~4.6m,以及775.90m~776.32m標(biāo)高。承壓水是第二層地下水主要特點,主要在第③2層中砂與第⑤層中粗砂內(nèi)賦存,部分缺失于④層粉土,致使③2層和⑤層彼此貫通。②1層粉土與③1層粉質(zhì)黏土屬于隔水層,⑥層粉質(zhì)黏土是隔水底板。4.7m~7.0m的承壓水頭,773.62m~775.47m的高程??辈檫^程中已經(jīng)進入豐水階段,依照相應(yīng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn),伴隨季節(jié)性的改變,水位有一定幅度改變,主要保持在0.5m~1.0m范圍之間,依照水頭試驗手段即室內(nèi)試驗,根據(jù)6.0×10~4cm/s選取滲透系數(shù),筆者認(rèn)為必須要結(jié)合現(xiàn)場測試試驗確定滲透系數(shù),井孔抽水試驗抽水井為1個,觀測井為2個,可獲得滲透系數(shù)。

        4.評價的重點

        4.1周圍環(huán)境分析

        評價周圍環(huán)境,對于基坑支護方案選擇,并對維護結(jié)構(gòu)位移情況進行確定,控制基坑穩(wěn)定安全系數(shù)有著非常重要的參考作用,詳細(xì)的調(diào)查研究,獲取相應(yīng)的資料信息,掌握基坑外圍具體情況,對于相鄰建筑物和地下設(shè)施狀況信息資料展開全面地收集和整理。

        對場地周圍的地下管線,輸水管道,排水管道,煤氣管道,水暖管道等詳細(xì)調(diào)查與研究,同時調(diào)查研究有線電視,電信等基坑四周電力管線,比這些情況全面了解與掌握之后,準(zhǔn)確的確定基坑開挖施工方案。

        對基坑場地周邊建筑情況全面的調(diào)查與研究,了解其具體位置,結(jié)構(gòu)特點還有基礎(chǔ)埋深等各方面的情況,更好的指導(dǎo)基坑支護方案的順利實施,確定基坑施工工藝,以免施工過程當(dāng)中導(dǎo)致周圍建筑出現(xiàn)變形,引發(fā)矛盾問題。

        4.2基坑邊坡穩(wěn)定性分析

        加強基坑邊坡穩(wěn)定性勘察工作,能夠更加全面的獲取有關(guān)信息數(shù)據(jù),確保邊坡穩(wěn)定性,勘察工作實際應(yīng)當(dāng)利用鉆探技術(shù),對土樣質(zhì)量嚴(yán)格控制,并利用土工試驗室,對獲得的粉土土樣開展剪切試驗,針對這些粉質(zhì)黏土開展了三軸剪切,針對砂類土開展了休止角試驗,借助試驗數(shù)據(jù)進行詳細(xì)的分析與研究工作,對于基坑支護巖土數(shù)據(jù)進行獲取,提供更加全面的信息數(shù)據(jù)更好的分析基坑邊坡的穩(wěn)定性。

        依照場地巖土工程實際,對于抗剪切強度標(biāo)準(zhǔn)值進行確定過程中,砂類土統(tǒng)一將休止角提出。第①2層φ水下= 39.0°;第②2層φ水下= 38. 0°;第③1層φ水下= 40.0°;第④2層φ水下= 39.0°。上述信息數(shù)據(jù),對于分析研究基坑邊坡穩(wěn)定性,并進行相應(yīng)的計算是十分重要的,充分考慮工程建設(shè)區(qū)域具體的地質(zhì)情況與周邊環(huán)境,勘查工作的開展必須要基坑支護方案建議提供出來,通過研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)當(dāng)采取的方案應(yīng)當(dāng)是在地下5.0m通過1∶1的坡度進行放坡開挖,以上部分支護過程中,通過土釘墻進行支護,以下部分通過灌注樁加錨索方式進行支護,深層水泥攪拌樁將三管擺噴防滲墻聯(lián)合應(yīng)用,設(shè)置止水帷幕。通過相應(yīng)的計算,最終選擇這一方案進行支護。

        4.3地基基礎(chǔ)方案分析

        擬建工程屬于高層建筑,有地下車庫、商鋪和住宅樓等相連,因荷載不同,樁基基礎(chǔ)類型及長度選擇存在一定長度。

        在實際鉆探工作,應(yīng)當(dāng)通過鉆探取樣以及波速測試以及靜力觸探和標(biāo)貫試驗等各種原位測試手段,針對土樣進行常規(guī)以及高壓固結(jié)試驗,并進行三軸快剪,砂樣進行顆粒分析以及水下、水上休止角等各種試驗。

        對于外業(yè)信息進行全面的分析與研究,對統(tǒng)計土工試驗成果資料進行試驗,對于各類樁型的設(shè)計參數(shù)以及樁端持力層進行精準(zhǔn)提供,保證樁基基礎(chǔ)安全性與經(jīng)濟性。

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