岩土工程中的深基坑支护设计方法
王鹰 刘红超
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王鹰 刘红超,. 岩土工程中的深基坑支护设计方法[J]. 中国设计,20224. DOI:10.12721/ccn.2022.157114.
摘要: 当前,我国岩土工程在建设阶段所面临的问题与影响因素较多,极易在现场施工阶段遇到阻碍,还需各部门明确自身工作内容与职责,采用精细化管理模式在细节上严格把控,把工作重心调整到深基坑支护设计方面,探究深基坑支护设计对岩土工程施工作业成效的影响,必须保证设计方法科学、合理,增强工程结构可靠性,才能符合岩土工程建设与质量验收要求。
关键词: 岩土工程;深基坑支护;设计方法
DOI:10.12721/ccn.2022.157114
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一、岩土工程中深基坑施工的特点

在深基坑检测技术应用初期,需要对工程本身进行详细的土体测量。在这些数据中,土壤基本属性的测量是关键问题之一。在深基坑探测技术的实际应用中,如果土壤测量不准确,不能真实地反映出土壤的真实属性特征,可能直接导致测量数据误差过大,这对现实情况很重要,在实际应用中会产生大量物理干扰。此外,在测试各种土压力时,应充分利用与压力有关的试验技术和原理。

二、岩土工程中深基坑支护施工存在的问题

(一)深基坑开挖的空间利用不合理

对于建筑企业来说,在挖掘深基坑前,深基坑挖掘空间既要严格执行但又可变。如果施工方没有遵照图纸要求挖掘深基坑,或者在出现误差,将会影响后期建筑施工,阻碍工程顺利进行。根据我国大多建筑单位深基坑施工情况发现,不能合理处理深基坑挖掘空间利用问题,是影响深基坑支护施工的主要因素。有的单位在施工时,经常会出现螺栓支撑结构与有偏差的情况,而且偏差比较大。一般情况下,偏移发生在深基坑较长区域,而深基坑短区的移动不是很明显。同时,深基坑的深度和坑形也会间接影响到建筑的稳定性。如果施工单位没有按照图纸挖出有效的深基坑,将直接影响螺栓支撑结构的稳定性,进而对工程的整体质量产生影响。

(二)存在应变控制问题

现有的基坑工程方法大都属于强度控制范畴,从保护基坑下的工程稳定性入手。在对软土或周边环境要求较高的基坑工程中,变形往往占主导地位,要确保周围环境没有破坏性影响,应变控制在基坑工程中尤为重要。随着计算机的普及,有限元法可以模拟复杂的施工过程,但目前的连续有限元法由于其本构关系仍在发展中,难以准确掌握反映地基应力应变关系的结构模型和计算变量,无法准确计算支护结构与地基的位移。

(三)施工人员专业素质水平较低

随着科技的飞速发展,在实际的施工过程之中,通常会引进一些先进的施工技术,目前我国的基层施工人员普遍文化水平较低,无法熟练地运用各种先进的施工技术。这就需要建筑企业加强对基层施工人员的技术培训,确保施工现场所引用的各种先进技术、设备得到充分的使用,达到提升施工效率的目的。同时还需要对基层的施工人员进行设计知识方面的培训,有利于在施工过程中发现施工现场与图纸之间的差异,及时与现场监察人员进行沟通,避免施工过程与施工设计不符的现象发生。

三、岩土工程施工中深基坑支护技术

(一)钢板桩支撑

深部基坑施工,为了确保施工安全,管理人员必须按照规范的要求,对施工全过程进行严格管理。根据施工实际情况,施工方案的随意变更是客观存在的,违反规范的施工行为也普遍存在,从而导致工程质量下降,施工安全得不到保障。导致这一状况的根本原因在于施工管理不力。所以当前的主要任务就是细化安全管理。基坑开挖初期,施工企业应充分利用已有的经验,确保选择的施工工艺是最合适的,施工单位要做好施工方案的编制工作,对具体流程和详细设计进行详细审查。可采用热轧型钢与钢板桩通过锁紧或钳口连接,最终形成桩壁。现有桩型以U形、Z形、直腹形为主,施工简单,抗水性强。但是这种方法也有缺点,就是不适于人员密集的场所,钢柱板弹性较大,易变形,甚至使基础变形。

(二)混凝土灌注桩支护

分析岩土工程中深基坑支护要点,混凝土灌注桩支护是较为重要的支护方式之一,主要是其自身的优势较突出,能在整个施工作业阶段进行无振动、无挤土、无噪音施工,不会对周围环境及群众日常生活、生产造成不良影响,并保证各项工作能有序实施,显著提升工作效率与质量。再加上混凝土灌注桩支护的刚性较大,壁强度突出,成为较常用的支护方式之一,应用此支护方式能保证岩土工程结构的稳定性,不易产生变形。

(三)排桩支撑技术

当地基深度低于天然地下水位时,地基处理中经常遇到地下水处理问题。根据基坑开挖和基础板结构施工的要求,降水应达到以下效果:通过脱水及时疏浚开挖范围内的地下水,使其固结,从而提高土体强度和自稳定性;防止开挖面土体失稳。地下水处理的可行方法有很多,可分为止水法和排水法。止水法,即通过有效手段在基坑周围形成止水帷幕,阻止基坑外地下水,止水方法相对昂贵,施工难度大;排水法是从基坑中去除地表水和地下水。井点降水简单易掌握。是一种行之有效的现代化施工方法。所谓排桩支护,就是将钢筋混凝土孔交替放置于灌注桩之间,形成排桩支护,具有很强的支护效果。一般而言,排水方式主要有分离式和相切式2种,为保证强度,应采用混凝土盖梁连接。另外,桩间或桩后应进行高压灌浆,搅拌桩和防水墙应形成。因此,含土粒的地下水不会通过桩间缝进入基坑。

四、提升岩土勘察工作质量和基坑支护施工质量的实践方案

(一)岩土勘察工作流程规范化

岩土勘察工作的质量直接决定着质量,所以必须要对岩土勘察工作的整个过程做出科学合理的计划和规范,以达到更加规范和科学化的勘察。勘探的工作流程必须从签订合同阶段开始,之后再进一步延伸至施工完成阶段,具体的工作流程图。对于勘测试验的结果准确性也应该重视一下,因为除了实地调查以外,还必须进行大量的室内实验并进行大数据分析佐证,以提升勘测资料的准确性。另外,还必须加强了建设工程管理,具体的管理方法包括原始资料管理、建设项目评估与管理。

(二)优化设计理念

近年来,我国科研人员在岩土深基坑支护工程技术应用领域内进行了长期的努力与深入研究,以及对我国岩土工程地形变化规律的准确把握,岩土工程深基坑支护技术的设计己经逐渐成熟。目前我国在支护结构的设计中还未完全建立一套统一的结构技术设计规范和测量标准,因此可以通过对整个支护桩的动力检验和测量计算,有效规避了其在设计过程中的一些偏差,同时最大程度上减少支护桩在实际施工过程中的一些缺陷。

(三)在施工过程中实时观测和监测

在施工设计中,重点主要集中在对基坑的边坡变形以及对周围建筑物和地下水管线路的影响等情况,经过实时、细致的观察,会使相关的技术人员对土方的支护和开掘具有更深一步的认识,以期能够更加有效地对工程施工进行对比和分析,判断实际施工设计过程中是否对土方的设计和施工方案之间有所偏差或存在其他异常。

结束语

综上所述,深基坑支护作为现代岩土工程中的重要一环,在施工开始之前,相关的施工人员应该着重对施工现场进行全面的勘察,并将勘察所得的数据进行汇总、分析。在数据的基础之上再进行深基坑支护的设计与施工,这对于确保工程质量起着十分重要的作用。

参考文献

[1] 李江波.岩土工程勘察对深基坑支护施工的影响研究[J].工程与建设,2020:98-99.

[2] 梁平.岩土工程深基坑支护的影响因素及防治措施研究[J].建材与装饰,2018:95-96.