关于岩土工程深基坑支护设计与施工技术措施的研究

2016-08-22左辉

地球 2016年3期

关键词：深基坑岩土基坑

■　左辉

（广东省环境地质勘查院广东广州510080）

关于岩土工程深基坑支护设计与施工技术措施的研究

■左辉

（广东省环境地质勘查院广东广州510080）

随着我国社会经济的快速发展，我国的建筑行业也得到了广阔的发展空间。建筑工程规模与数量的增大使得建筑工程的质量要求也就更为严格。在建筑工程中，岩土工程是十分重要的组成内容之一，直接影响着建筑工程的整体安全。岩土工程的施工质量是保证建筑工程的长久使用的基础。基于此，本文针对岩土工程深基坑支护施工技术上存在的问题进行了简要阐述，并提出几点个人看法，仅供参考。

岩土工程深基坑支护设计与施工技术措施分析

前言：在岩土工程中，深基坑支护设计与施工技术是热点的研究方向之一。深基坑支护通过不同的措施来实现挡土、挡水以及支撑等功能。由于各个工程的地质环境情况千差万别，因此在实际施工中要结合具体的实际情况来确定采用何种支护措施。深基坑支护技术随着建筑行业的迅猛发展得到了快速的进步，但是依然不可避免的存在着一系列的问题，这样也就给施工的质量产生了一定的影响，增加了安全事故发生的机率。因此不断完善深基坑支护施工技术有着十分重要的意义。

1　岩土工程中深基坑支护设计与施工技术存在的问题

现如今，随着我国信息技术的不断发展，深基坑支护结构发生了一系列的变化，但是在实际中依然存在许多的问题，这样也就影响了最终的施工效果。

1.1岩土参数不准确

在岩土工程施工中，深基坑支护结构的受力直接来自于周边的岩土体和水体，其受力情况直接影响着质量与安全。岩土力学本身是一种带有经验性质的不精确科学，实测的岩土参数只能代表测试体在测试时的状态，并不能精确的大而化之的代表更大空间范围、更长时间过程内岩土体的状态，计算出的岩土参数更是只能当做参考值。我国地质情况比较复杂，仅仅是采用单一的库伦朗肯理论并不能解决全部问题，更重要的是要结合经验来确定最终的支护方案。通过相关调查可以看出，如果内摩擦角相差5°，所产生出的主动土压力就会呈现出不同的效果。开挖以后，内聚力也就会发生变化并且由于支护结构与施工工艺上的不同，使得土体力学的参数也就不同[1]。笔者以为，短期内岩土力学的发展方向依然是经验和计算并重。

1.2空间效应上存在问题

通过各地实例可以看出，在深基坑中，坑壁位移具有两边较小、中间较大的特点。这样也就使长边的深基坑边坡很容易出现不稳定的现象，造成空间问题的出现。对于传统的深基坑支护结构设计来说，这并不是设计所考虑的因素之一。因此对于细长的深基坑的支护结构施工，更需要按照信息化施工的要求设计应变的方案，及时调节支护结构，从而满足开挖空间的要求。

1.3取样不完整

在设计深基坑结构的过程中，勘察工作是重要的一环。因为土样具有多变性与复杂性的特点，因此如果不能完整的采取土样，就可能会出现支护结构的设计不能满足实际情况的状况[2]。由于每个钻孔都代表了其附近一段范围内的土层，是典型的以点代面，因此要严格按照规范的要求进行布孔、钻孔和取样，以此来保证支护结构设计的相对准确。并且这样可以从实际上减少工作量，同时还可以降低造价。

1.4支护结构计算模型与实际受力上存在差异性

就我国目前的深基坑支护结构计算来说，主要是依靠极限平衡理论来进行的，从理论上来讲，深基坑支护结构是满足极限理论计算的要求的，但是实际情况的复杂性造成了实际受力上存在着一定的差异。。

2　深基坑支护类型与设计

2.1类型

在岩土工程中，各种管线与建筑物施工之前都必须要先进行开挖。当基坑达到一定深度时便不能直接进行放坡开挖，而是要采用支护的方式来进行基坑开挖。传统的岩土工程中，深基坑开挖工程一般是采用了钢板桩支护加上井点降水，这样就可以满足比较简单的施工工序。但随着基坑深度的不断扩大，就必须采用其他新的支护方式。下面对支护结构进行分类简述。

2.1.1挡土结构

在挡土系统中主要包括了：钢板桩、地下连续墙、排桩等，会同坑前被动土压力加固体，共同抵抗坑外土所产生的压力。

2.1.2挡水结构

在挡水系统中主要包括了：旋喷桩以及水泥搅拌桩等，可以有效避免发生外部渗水的现象[3]。同时在较浅的基坑中，这些结构也可以起到一定的挡土作用。

2.1.3支撑结构

在支撑系统中主要包括了：钢筋混凝土和钢的组合支撑、钢筋混凝土内支撑、钢结构内支撑等。这样可以较好的对基坑侧壁产生维持结构稳定的侧向力，避免出现基坑侧壁发生位移的现象。

2.2设计

2.2.1深层搅拌桩支护

此种支护主要以水泥与石灰等材料为主，通过桩机进行对固化剂和土层进行深层搅拌，通过固化剂与软土相结合所产生的反应来促使软土实现硬结，并形成强度较高的水泥搅拌桩。

2.2.2排桩支护

此种支护主要是利用钢板桩以及灌注桩等，通过设计出连续咬合的灌注桩支护来完成支撑和止水的任务。

2.2.3地下连续墙支护

此种支护主要是针对深度在10米以上，对环境要求较高的工程。因为地下连续墙支护具有刚度强与整体性能好的特点，因此可以避免对环境产生太大的影响。

图1　地下连续墙施工工艺

2.3土钉墙支护

此技术是一种原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法。它能合理利用土体的自稳能力，将土体作为支护结构不可分割的部分，在安全的前提下能做到造价较低。

3　深基坑支护施工技术的措施

3.1完善岩土工程深基坑支护施工的设计理念

随着我国深基坑支护施工技术的快速发展，支护结构也得到了相应的进化，这样也就促使了我国的深基坑支护结构设计水平更加的完善。此外由于我国在支护结构设计上还没有实行统一的规范，因此大部分还是采用朗肯理论与库伦理论来进行确定的，而支护桩则采用等值梁法进行计算的，这样就可以有效避免出现施工方法与设计上的缺陷。但是对于朗肯理论来说，会与计算结果出现一定的差异，因此也就造成了经济性与安全性的不足。所以新时期下的深基坑支护结构施工技术必须要建立在实际生产施工基础上，通过引进国外的一些先进的设计理论，来转变传统施工中的弊端[4]。

3.2通过增强变形的观测力度来保证施工的顺利进行

通过对实际数据进行有效观测，来了解设计中的应用情况。同时还可以根据相应的偏差分析来保证施工的顺利进行。通过对偏差进行分析，还可以及时了解深基坑是否发生变形，这样可以便于施工人员在实际施工中调整相关参数，控制好施工的部位。另外在施工中，为了保证数据的及时与有效，就要求观测人员要在实际施工中及时分析出问题存在的原因，并设计出相应的方案，以此来保证施工的顺利进行。对于一些工程量较大以及比较复杂的基坑工程来说，则要要靠专家进行有效论证，以此来减少危险的发生，保证施工过程的安全。

3.3增强施工的质量

在岩土工程的实际施工中，必须要控制好施工环节，一旦发生问题，则要立即进行补救，保证施工的顺利实施。在实际施工中，要严格根据施工组织设计和施工图纸，实现精细化的管理与控制，保证施工的质量。在施工过程中要求施工人员要掌握好施工的流程，制定出准确的施工目标，遵循有效的深基坑开挖原则，严格按照施工图纸来进行施工，并且遵循信息化施工的原则，一旦发现地质情况与设计不符，便需要及时联系设计进行变更。