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工程建设中深基坑的支护与岩土勘察技术探讨

2022-04-07叶腾飞贾同福周龙茂

工程与建设 2022年1期
关键词:岩土土层深基坑

叶腾飞, 贾同福, 周龙茂

(东华理工大学勘察设计研究院,江西 抚州 344000)

0 引 言

当基坑深度超过5.0 m时,可将此基坑作为深基坑,此种类型基坑的稳定性相对较差,需要通过后期支护处理进行结构稳定性加强[1]。为了提高深基坑支护施工的效果,本文将以某在建工程为例,开展工程区域地质岩土勘察与支护施工工艺的研究。

1 工程建设中的岩土勘察技术

1.1 布置岩土勘察点与钻探取样

工程建设与施工前,需要对作业现场环境进行岩土勘察,由于勘察的项目相对较多,涉及现场钻探、取样等作业环节,需要相互配合才能完成。为了满足工程基坑支护需求,在勘察过程中,需要根据工程占地面积与规模,在拟建区域设置至少20个勘察点,调整并控制每个勘察点之间的距离在10~25 m。

在进行勘察时,应由专业的地质勘察人员,进行拟建工程的现场考察,并根据考察结果进行针对性的土质取样,将取样的结果带回实验室,进行化学检测,分析土壤中与岩层中是否含有可对工程施工造成影响的不稳定因素。

在完成前期相关工作的基础上,选择合适的钻探设备与仪器,进行拟建工程现场的勘察作业[2]。为了让取样结果更符合岩土勘察需求,此次勘察作业选择的仪器型号为XY—150,此设备的孔径为120 mm,可实现对粉土层下层地质样本的获取,在勘察过程中,结合泥浆护壁完成对岩土的开口处理。

1.2 基于触探试验的岩土密实度分析

在完成对岩土的开口处理后,需要先使用重锤检测法,进行拟建工程现场的探触检测,控制检测仪器探头的直径为70 mm,可旋转的锥角为90°,按照自由落锤的方式,将重量为60 kg的锤体从指定高度下落,记录锤击数,将10 cm作为一个贯入单位。

当确保拟建工程岩土层通过重锤检测实验后,结合实验数据可以初步掌握岩土层的力学性能与整体结构稳定性[3]。考虑到岩土层中的粉土密实度适中,塑性指数<10,粒径>0.07 mm,因此,可通过上述实验,对勘察的粉土进行密实度分析。密实度划分标准见表1。

表1 岩土密实度划分标准

按照上述方式,对岩土密实度进行划分,并统计结果,将此结果作为岩土勘察结果,当数据统计量较大时,可使用计算机设备作为辅助设备,对统计的数据进行综合分析,导出分析的结果,将其作为标准结果。

2 工程建设中深基坑的支护

2.1 基坑支护设计参数

考虑到构成工程建设基坑侧壁的土层普遍存在稳定性不高的问题,在上述勘察结果的基础上,采用放坡,各土层的坡度比分别为:素填土层1∶1.3;粉质黏土层1∶1.5;黏土夹卵砾石层1∶0.7。针对坡面层采用土钉挂网的方式对其进行处理,根据施工区域中深基坑的岩土密实度,得出基坑支护设计参数,见表2。

表2 基坑支护设计参数表

按照上述参数设计要求对基坑支护进行设计,并针对上层滞水问题,采用明排的方式进行处理。同时,在实际施工过程中,必须将项目委托给具有相应资质等级的施工单位,在施工时充分考虑到施工场地的岩土条件、地下水运动特征等因素的影响,以及深基坑侧壁土层的稳定性。

2.2 深基坑支护工艺流程

在确定基坑支护设计参数后,结合土钉墙完成对深基坑的支护。其具体流程为:放线→开挖→边坡修整→锚杆结构放置→浆液浇筑→编网喷混凝土→下一土层开挖。在对深基坑结构进行支护施工前,对周边连接结构进行放样处理,完成对其基本参数的测量,并确定其具体施工条件,将检验结果绘制成表格的形式上报。在对深基坑结构进行土体开挖时,还应当完成二次复合放样[4]。在针对具体工程建设项目进行土体开挖时,需要确保其与支护工作相互协同,严格按照支护施工进度设计方案实施。同时,在开挖时需要保证其效率符合支护整体进度需要,确保在支护施工时间范围内,合理完成开挖,以此按照上述方式实现对深基坑的合理支护。

3 对比实验

完成对该技术的理论设计后,为了进一步探究该技术在工程建设当中的应用效果,选择以江西省某工程建设项目作为依托,针对该工程项目当中的深基坑结构进行支护,并开展一系列岩土勘察工作。已知该项目中,深基坑的南北方向长度为132.6 m,东西方向长度为121.4 m,开挖深度为13.2 m。该工程项目所在区域的年平均降水量为623.24 mm,深基坑工程拟建场地为Ⅱ类场地环境。在工程场地当中存在1条泄洪沟结构,将深基坑整体分为A区和B区。A区采用本文上述提出的技术,B区采用传统技术。该工程区域深基坑土层信息参数见表3。

表3 工程区域深基坑土层信息参数表

结合表3中数据,分别利用两种技术实现对项目深基坑的支护和岩土勘察,在此基础上,使用抗倾覆弯矩测量设备,对测量过程中“被动土压力对支护结构”的抗倾覆弯矩,及“主动压力对支护结构”的弯矩进行针对性测量,将二者比值作为支护结构的安全系数。将两种技术应用下的A区和B区对应位置上支护结构的安全系数做好记录,并绘制成如图1所示。

图1 两种技术应用对比图

根据表1实验结果分析得知,本文技术应用后,各个支护结构的安全系数均在0.8以上;而传统技术应用后,各个支护结构的安全系数均未超过0.4。已知安全系数越高,则支护结构的抗压能力越强、稳定性越强,反之同理。因此,通过对比实验的方式能够证明,新的技术可行性更高,并且能够进一步保证整体工程建设质量。

4 结束语

本文以某在建工程为例,采用岩土勘察的方式,对工程拟建区域的地质环境参数进行了调查,并在完成作业后,根据现有数据的支撑,进行深基坑支护的研究,为了确保本文设计的支护施工方案具有实用性,在此基础上,设计了对比实验,对工程支护结构进行安全检测,经过实验检测,证明采用本文支护方法建设的深基坑支护结构,可提高基坑整体的安全性,使工程达到一种相对理想的效果。

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