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【摘 要】 当前基坑工程专业是一门实用性及经验性很强的学科,在实际施工中面临着基坑越来越深的趋势,尤其是在环保要求逐渐提高的今天,我们需要以更加严谨的科学态度来对待深基坑支护问题。本文主要对岩土工程中深基坑支护相关问题进行了简要分析。
【关键词】 岩土工程;基坑支护;优化
当今,大城市的高层建筑风声云起,由于施工场地周边的建(构)筑物、道路、地下管道等环境不能因为施工而造成破坏,导致施工环境极为复杂。深基坑支护不仅要保证基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路的安全和正常使用,保证主体地下结构的施工空间,更严重影响着建筑工人的生命财产安全,一旦失事,势必会造成巨大的损失。
基坑支护类型一般分为支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土墙和放坡等几种,深基坑支护选用较多的为支挡式结构,一般由挡土结构(桩、墙)和支撑(或拉锚)两部分组成。各类支护结构的详细分类和各自的适用条件可参见《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)。
一、岩土工程深基坑支护工程中的主要问题
一个基坑支护工程一般包括支护结构系统、土方开挖、地下水控制、基坑监测、周边环境保护等几个主要组成部分,当前在岩土工程的深基坑支护工程当中存在的较多的问题有以下几点。
1、支护结构选型不当:支护结构选型应根据基坑开挖深度、土的性状及地下水条件、基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构失效的后果、主体地下结构和基础形式及其施工方法、基坑平面尺寸及形状、支护结构施工工艺的可行性、施工场地条件及施工季节、经济指标、环保性能和施工工期等因素,通过对比选择,确定安全可靠、技术可行、施工方便、经济合理的支护结构方案。一些设计施工单位由于业主的经济、工期等要求,冒险轻率地套用一种支护结构,结果问题多多,事故隐患很大,容易造成工程事故。
2、基坑水的控制措施不当。水是深基坑工程安全的大敌,多数深基坑工程事故是由于水的原因造成的,基坑水的控制包括地表水和地下水。地表水控制包括基坑周边地面硬化、排水沟、坡面泄水孔、基坑周边地下雨污水管的排查处理及邻近河道水的截流防渗等。如不作地面硬化设置排水沟泄水孔,遇到大雨时,轻者冲刷坡面土,威胁周边环境,重者冲垮支护结构。基坑周围的给水、雨污水等地下管道可能年久失修,基坑的开挖很容易造成管道水的渗漏,如不提前妥善保护处理,会给基坑工程造成很大的麻烦。地下水控制一般包括止水帷幕及降水。高水位地区的基坑开挖,如果不做止水帷幕,或者止水帷幕的设计未考虑基坑的地质条件和不同开挖深度未穿透含水层或止水帷幕漏水,在基坑内大量降水,引起基坑周围地面沉陷,使周圍建构筑物、道路及地下管线等下沉、开裂甚至破坏,造成基坑事故。
3、边坡的支护以及土层的开挖存在有不配套的现象。由于深基坑支护项目往往需要滞后相当长的一段时间,所以在运用当中还需要采取搭设支架或者是二次回填等形式来完成施工项目。在一般的情况之下由于土方工程的技术含量较低并且施工的组织形式简便易行,管理也比较容易,而深基坑支护技术的含量更高,施工组织复杂严谨并且工序繁多,所以需要由不同的施工团队来分别完成各自任务,这样就导致了协调管理不力、施工不配套的状况,往往土方施工团队为了抢进度,开挖的顺序非常混乱,尤其是在阴雨季节的施工当中,难以进行有效的协调,最后为深基坑支护施工带来了巨大影响。
4、锚杆失效。在岩土工程之中深基坑支护施工也存在有锚杆土钉受力设计不达标以及注浆不到位等严重的情况。一般情况之下深基坑支护施工技术所使用的锚杆直径应当为100至150毫米,孔深需要至少在五米以上,如果对于周边的地质环境研究不深入、对土质情况研究不到位,成孔施工不保证质量,部分严重情况还会导致孔洞的坍塌,会导致土孔内部的残渣对后期的注浆质量形成巨大的影响。另外在注浆以及配料的过程当中随意性比较强,充盈度不达标,也将对深基坑支护结构施工质量产生深远的影响,对基坑的安全也是巨大的威胁。
二、深基坑支护方案优化
1、选取合理的深基坑支护方案
在岩土工程中的深基坑支护设计施工前期,工程人员应切实依照施工标准,详细判定深基坑中结构被破坏的情况,根据基坑破坏后果影响程度确定其安全等级,确定设计变形要求。同时,依据深基坑中坑基安全系数,结合坑基四周环境,在精准测量坑基深度的基础上,调查当地工程地质、水文环境,提前观测好当地施工气候来做好施工前的准备工作,与业主、施工方充分沟通了解工期要求、场地平面布置等施工条件,根据以上工作,通过对比选择,确定安全可靠、技术可行、施工方便、经济合理的支护方案。设计中计算分析考虑全面,避免漏项,并且应考虑各种不利条件下的工况,保证深基坑工程的安全。
2、加强控制地表水
在进行岩土工程深基坑支护施工之前,应对工程实际情况进行充分了解,尤其摸清管网布局状况,以免在施工中对管网产生破坏作用,引发不必要的麻烦;为了避免地表水进入到坑壁土体中,应该利用混凝土将基坑四周地面进行硬化封闭处理,并在工程现场设置临时排水系统;合理组织施工用水、雨水、地下水等排放,对于降水沉砂池以及坑边积水等,需要做好防水处理,避免形成渗漏;如果坑壁采取挂网喷砼支护结构施工方法,需要进行泄水孔的设置,以此减少护壁内侧的土体压力,降低土体的含水率;另外,还应注意的是,泄水孔呈梅花状布局,间距设置在2-3m范围内为宜。
3、严格控制地下水
地下水控制包括降水和止水,降水的主要方法有管井、真空井点、喷射井点及集水明排,止水的方法主要有水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷或摆喷注浆帷幕、地下连续墙或咬合式排桩等。在地下水控制中,详细和准确的掌握工程地质、水文地质资料,了解地下水的分布(分层)、性质(是否属承压水、渗透系数及其水头等)是正确确定地下水控制方案的基础。对于重要的工程,一般应采用现场抽水试验来确定和优化方案。止水帷幕的质量检验一方面可通过钻孔取芯和触探法进行检测判定,必要时采用土方开挖前通过试抽观察周边水位变化情况来判定;另外也可通过施工过程的工程监测,根据止水的整体效果,即在防止漏水、管涌或减少基坑位移方面的效果来加以评定。 4、全面监控岩土工程开挖工作
岩土工程中的深基坑支护工作通常选用的是机械开掘的模式。在基坑开掘工作前期,建立健全的基坑开挖策略并且跟机械人员做好施工前的协调工作。在工程开展中期,相关工程技术人员应做好全方位的工程监控,就基坑开挖的深度以及基坑坑壁坡度进行全面规划,有效防止开挖过度的情况出现。而对选用土钉墙支护的深基坑来说,应精确地运算出基坑开掘深度,按部就班,在上一层土钉墙支护施工完成以后才开始进入到下一段工程的开掘工作。对于土质较为松软的基坑来说,其应选用均衡的分层开掘方式,确保层高维系在1m以下。而针对于自然放坡的基坑来说,坑壁的坡度是支护工程控制的关键内容。倘若实际操作中的基坑深度与设计图纸中的基坑深度不一致时,应确切按照工程需求调节基坑上空的开挖线,确保坑壁坡率达到工程标准。
5、提高施工管理水平保证施工质量
许多基坑工程事故主要是由于施工管理水平低施工质量差引起的,因此提高施工管理水平保证施工质量是把基坑开挖与支护技术提高到一个新水平的必要条件。基坑施工要建立严格管理制度措施,加强现场技术管理人员的培训教育,提高技术管理水平,加强作业人员上岗技能培训,落实作业人员技术交底。施工时,严格按设计图施工,不随意改变设计意图,严格遵守施工程序,操作规程,提高施工质量。
6、完善好基坑支护的现场监测
建立完善的支护监测制度是有效防范基坑坍塌的重要措施,在进行基坑支护设计前期,工程人员应切实提出监测标准,聘用优质的监测团体制定出系统的监测策略,在上报设人员、监理工程师确认完成以后方可进行施工。就岩土工程中的监测方案而言,大体上涵盖了支护监测目标、支护勘探项目、支护测验方案、监测运作周期以及监测信息反馈等等。就监测项目大体内容而言,通常包括了深基坑上空的水平位移以及垂直位移模式的监测、基坑顶部建筑物是否已被破坏以及基坑土质升降情况等的监测。对于基坑的监测工作,工程人员应着重注重基坑项目策划工作,全面分析基坑安全指数,根据地质条件、支护结构特点,完善监测的企划工作。就对监测单位的具体要求来说,其需要定时的向施工单位或者是监测机构汇报工程监测情况,倘若监测结果没有达到理想状态,甚至超出了工程可以承受的范围时,应立即告知设计、施工或者是建设单位,详细分析工程中遇到的困难,有效调节工程结构,规避工程事故,从而更好地促进岩土工程支护施工工作的完成。
三、结束语
在岩土工程运作中,其深基坑技术的使用是一项具有相当强的操作性的工程任务,就目前施工情况来看,基坑的开挖深度呈现出日渐延深的发展态势,特别是现代环保意识不断加强的现代社会,相关工程人员应以相对严谨的态度来建立基坑支护,以便能够达到高质量的施工效果。
参考文献:
[1]陈林靖,戴自航.深基坑內撑式支护结构计算的综合刚度和双参数法[J].岩土力学,2010,(3).
[2]王维广,朱俊波.浅谈深基坑结构设计及施工要考虑的因素及问题[J].黑龙江科技信息,2011,(25).
[3]林涛,金堂.对建筑工程中的岩土工程勘察技术分析[J].中国新技术新产品,2011,(07).
【关键词】 岩土工程;基坑支护;优化
当今,大城市的高层建筑风声云起,由于施工场地周边的建(构)筑物、道路、地下管道等环境不能因为施工而造成破坏,导致施工环境极为复杂。深基坑支护不仅要保证基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路的安全和正常使用,保证主体地下结构的施工空间,更严重影响着建筑工人的生命财产安全,一旦失事,势必会造成巨大的损失。
基坑支护类型一般分为支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土墙和放坡等几种,深基坑支护选用较多的为支挡式结构,一般由挡土结构(桩、墙)和支撑(或拉锚)两部分组成。各类支护结构的详细分类和各自的适用条件可参见《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)。
一、岩土工程深基坑支护工程中的主要问题
一个基坑支护工程一般包括支护结构系统、土方开挖、地下水控制、基坑监测、周边环境保护等几个主要组成部分,当前在岩土工程的深基坑支护工程当中存在的较多的问题有以下几点。
1、支护结构选型不当:支护结构选型应根据基坑开挖深度、土的性状及地下水条件、基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构失效的后果、主体地下结构和基础形式及其施工方法、基坑平面尺寸及形状、支护结构施工工艺的可行性、施工场地条件及施工季节、经济指标、环保性能和施工工期等因素,通过对比选择,确定安全可靠、技术可行、施工方便、经济合理的支护结构方案。一些设计施工单位由于业主的经济、工期等要求,冒险轻率地套用一种支护结构,结果问题多多,事故隐患很大,容易造成工程事故。
2、基坑水的控制措施不当。水是深基坑工程安全的大敌,多数深基坑工程事故是由于水的原因造成的,基坑水的控制包括地表水和地下水。地表水控制包括基坑周边地面硬化、排水沟、坡面泄水孔、基坑周边地下雨污水管的排查处理及邻近河道水的截流防渗等。如不作地面硬化设置排水沟泄水孔,遇到大雨时,轻者冲刷坡面土,威胁周边环境,重者冲垮支护结构。基坑周围的给水、雨污水等地下管道可能年久失修,基坑的开挖很容易造成管道水的渗漏,如不提前妥善保护处理,会给基坑工程造成很大的麻烦。地下水控制一般包括止水帷幕及降水。高水位地区的基坑开挖,如果不做止水帷幕,或者止水帷幕的设计未考虑基坑的地质条件和不同开挖深度未穿透含水层或止水帷幕漏水,在基坑内大量降水,引起基坑周围地面沉陷,使周圍建构筑物、道路及地下管线等下沉、开裂甚至破坏,造成基坑事故。
3、边坡的支护以及土层的开挖存在有不配套的现象。由于深基坑支护项目往往需要滞后相当长的一段时间,所以在运用当中还需要采取搭设支架或者是二次回填等形式来完成施工项目。在一般的情况之下由于土方工程的技术含量较低并且施工的组织形式简便易行,管理也比较容易,而深基坑支护技术的含量更高,施工组织复杂严谨并且工序繁多,所以需要由不同的施工团队来分别完成各自任务,这样就导致了协调管理不力、施工不配套的状况,往往土方施工团队为了抢进度,开挖的顺序非常混乱,尤其是在阴雨季节的施工当中,难以进行有效的协调,最后为深基坑支护施工带来了巨大影响。
4、锚杆失效。在岩土工程之中深基坑支护施工也存在有锚杆土钉受力设计不达标以及注浆不到位等严重的情况。一般情况之下深基坑支护施工技术所使用的锚杆直径应当为100至150毫米,孔深需要至少在五米以上,如果对于周边的地质环境研究不深入、对土质情况研究不到位,成孔施工不保证质量,部分严重情况还会导致孔洞的坍塌,会导致土孔内部的残渣对后期的注浆质量形成巨大的影响。另外在注浆以及配料的过程当中随意性比较强,充盈度不达标,也将对深基坑支护结构施工质量产生深远的影响,对基坑的安全也是巨大的威胁。
二、深基坑支护方案优化
1、选取合理的深基坑支护方案
在岩土工程中的深基坑支护设计施工前期,工程人员应切实依照施工标准,详细判定深基坑中结构被破坏的情况,根据基坑破坏后果影响程度确定其安全等级,确定设计变形要求。同时,依据深基坑中坑基安全系数,结合坑基四周环境,在精准测量坑基深度的基础上,调查当地工程地质、水文环境,提前观测好当地施工气候来做好施工前的准备工作,与业主、施工方充分沟通了解工期要求、场地平面布置等施工条件,根据以上工作,通过对比选择,确定安全可靠、技术可行、施工方便、经济合理的支护方案。设计中计算分析考虑全面,避免漏项,并且应考虑各种不利条件下的工况,保证深基坑工程的安全。
2、加强控制地表水
在进行岩土工程深基坑支护施工之前,应对工程实际情况进行充分了解,尤其摸清管网布局状况,以免在施工中对管网产生破坏作用,引发不必要的麻烦;为了避免地表水进入到坑壁土体中,应该利用混凝土将基坑四周地面进行硬化封闭处理,并在工程现场设置临时排水系统;合理组织施工用水、雨水、地下水等排放,对于降水沉砂池以及坑边积水等,需要做好防水处理,避免形成渗漏;如果坑壁采取挂网喷砼支护结构施工方法,需要进行泄水孔的设置,以此减少护壁内侧的土体压力,降低土体的含水率;另外,还应注意的是,泄水孔呈梅花状布局,间距设置在2-3m范围内为宜。
3、严格控制地下水
地下水控制包括降水和止水,降水的主要方法有管井、真空井点、喷射井点及集水明排,止水的方法主要有水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷或摆喷注浆帷幕、地下连续墙或咬合式排桩等。在地下水控制中,详细和准确的掌握工程地质、水文地质资料,了解地下水的分布(分层)、性质(是否属承压水、渗透系数及其水头等)是正确确定地下水控制方案的基础。对于重要的工程,一般应采用现场抽水试验来确定和优化方案。止水帷幕的质量检验一方面可通过钻孔取芯和触探法进行检测判定,必要时采用土方开挖前通过试抽观察周边水位变化情况来判定;另外也可通过施工过程的工程监测,根据止水的整体效果,即在防止漏水、管涌或减少基坑位移方面的效果来加以评定。 4、全面监控岩土工程开挖工作
岩土工程中的深基坑支护工作通常选用的是机械开掘的模式。在基坑开掘工作前期,建立健全的基坑开挖策略并且跟机械人员做好施工前的协调工作。在工程开展中期,相关工程技术人员应做好全方位的工程监控,就基坑开挖的深度以及基坑坑壁坡度进行全面规划,有效防止开挖过度的情况出现。而对选用土钉墙支护的深基坑来说,应精确地运算出基坑开掘深度,按部就班,在上一层土钉墙支护施工完成以后才开始进入到下一段工程的开掘工作。对于土质较为松软的基坑来说,其应选用均衡的分层开掘方式,确保层高维系在1m以下。而针对于自然放坡的基坑来说,坑壁的坡度是支护工程控制的关键内容。倘若实际操作中的基坑深度与设计图纸中的基坑深度不一致时,应确切按照工程需求调节基坑上空的开挖线,确保坑壁坡率达到工程标准。
5、提高施工管理水平保证施工质量
许多基坑工程事故主要是由于施工管理水平低施工质量差引起的,因此提高施工管理水平保证施工质量是把基坑开挖与支护技术提高到一个新水平的必要条件。基坑施工要建立严格管理制度措施,加强现场技术管理人员的培训教育,提高技术管理水平,加强作业人员上岗技能培训,落实作业人员技术交底。施工时,严格按设计图施工,不随意改变设计意图,严格遵守施工程序,操作规程,提高施工质量。
6、完善好基坑支护的现场监测
建立完善的支护监测制度是有效防范基坑坍塌的重要措施,在进行基坑支护设计前期,工程人员应切实提出监测标准,聘用优质的监测团体制定出系统的监测策略,在上报设人员、监理工程师确认完成以后方可进行施工。就岩土工程中的监测方案而言,大体上涵盖了支护监测目标、支护勘探项目、支护测验方案、监测运作周期以及监测信息反馈等等。就监测项目大体内容而言,通常包括了深基坑上空的水平位移以及垂直位移模式的监测、基坑顶部建筑物是否已被破坏以及基坑土质升降情况等的监测。对于基坑的监测工作,工程人员应着重注重基坑项目策划工作,全面分析基坑安全指数,根据地质条件、支护结构特点,完善监测的企划工作。就对监测单位的具体要求来说,其需要定时的向施工单位或者是监测机构汇报工程监测情况,倘若监测结果没有达到理想状态,甚至超出了工程可以承受的范围时,应立即告知设计、施工或者是建设单位,详细分析工程中遇到的困难,有效调节工程结构,规避工程事故,从而更好地促进岩土工程支护施工工作的完成。
三、结束语
在岩土工程运作中,其深基坑技术的使用是一项具有相当强的操作性的工程任务,就目前施工情况来看,基坑的开挖深度呈现出日渐延深的发展态势,特别是现代环保意识不断加强的现代社会,相关工程人员应以相对严谨的态度来建立基坑支护,以便能够达到高质量的施工效果。
参考文献:
[1]陈林靖,戴自航.深基坑內撑式支护结构计算的综合刚度和双参数法[J].岩土力学,2010,(3).
[2]王维广,朱俊波.浅谈深基坑结构设计及施工要考虑的因素及问题[J].黑龙江科技信息,2011,(25).
[3]林涛,金堂.对建筑工程中的岩土工程勘察技术分析[J].中国新技术新产品,2011,(07).