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      關(guān)于巖土工程勘察深基坑支撐設(shè)計(jì)方案探討

      2022-07-31 12:51:26葛瑞
      建筑與裝飾 2022年14期
      關(guān)鍵詞:排樁支撐體系深基坑

      葛瑞

      安徽水安建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 安徽 合肥 230601

      引言

      在城市化建設(shè)進(jìn)程日益推進(jìn)的背景下,基礎(chǔ)建設(shè)速度加快,對(duì)施工質(zhì)量安全提出更高要求的同時(shí),也使不同類型的基坑施工工藝融合、優(yōu)化。為保證巖土工程整體質(zhì)量安全,需要根據(jù)深基坑情況以及周圍條件落實(shí)相應(yīng)的支護(hù)體系,而在深基坑優(yōu)化設(shè)計(jì)中,勘察數(shù)據(jù)是重要依據(jù)。因此,探討此類勘察方案是必要的。

      1 分析勘察深基坑支撐設(shè)計(jì)對(duì)巖土工程的意義

      在我國(guó)建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展的情況下,巖土工程向高層化的方向發(fā)展,基坑需要承載的負(fù)載力越來(lái)越大,若是基坑無(wú)法提供有力支撐,不僅對(duì)巖土工程質(zhì)量和安全性造成影響,甚至還會(huì)影響后續(xù)投用效果。但是通過(guò)以勘測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)開展深基坑支撐設(shè)計(jì),并規(guī)劃科學(xué)的勘察深基坑支撐設(shè)計(jì)方案,能夠有效加強(qiáng)巖土工程整體的安全穩(wěn)定性。一般情況下,巖土工程是高層建筑物,基坑深度較大,若是基坑設(shè)計(jì)和施工不合理,可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的安全問題。但是通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)深基坑支撐體系,并對(duì)其進(jìn)行勘察,能夠通過(guò)全面、準(zhǔn)確的勘察數(shù)據(jù)優(yōu)化深基坑支撐設(shè)計(jì),為支護(hù)施工作業(yè)的有序、高效展開提供保證。除此之外,通過(guò)勘察深基坑支撐設(shè)計(jì),還可以滿足當(dāng)前日益提高的工程施工質(zhì)量要求,從施工方面迎合市場(chǎng)發(fā)展需求,充分發(fā)揮支撐體系結(jié)構(gòu)對(duì)基坑相關(guān)施工作業(yè)安全展開的意義作用,穩(wěn)固巖土工程地基,從而促進(jìn)整個(gè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。

      2 探討基于巖土工程的勘察深基坑支撐設(shè)計(jì)方案

      2.1 深基坑支撐設(shè)計(jì)需求

      深基坑支撐設(shè)計(jì)需要以周圍環(huán)境為基礎(chǔ),需要兼顧整個(gè)深基坑和周圍建筑物的安全性,即保證深基坑承載能力極限滿足施工安全質(zhì)量要求。通過(guò)開展深基坑支撐設(shè)計(jì),并對(duì)其進(jìn)行勘察,通過(guò)最終得到的勘察數(shù)據(jù)結(jié)果可以進(jìn)一步保證深基坑處于穩(wěn)定狀態(tài),降低安全事故發(fā)生概率,而有關(guān)周圍建筑物的影響,主要是保證深基坑的變形可控性。對(duì)于設(shè)計(jì)施工而言,變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)踐可以監(jiān)測(cè)到支撐體系構(gòu)件的變形和應(yīng)力數(shù)據(jù),以此便于相關(guān)工作人員測(cè)量、把控其唯一變化。在對(duì)勘察方案進(jìn)行設(shè)計(jì)前,需要落實(shí)以下四個(gè)關(guān)鍵工作,明確深基坑支撐設(shè)計(jì)需求,從而更好判斷勘察結(jié)果。

      第一,防護(hù)深基坑周圍建設(shè),即便變形量較小,也要實(shí)施控制措施,滿足一級(jí)深基坑需求。第二,若是周圍不存在建筑物,那么對(duì)于位移量的把控主要將重點(diǎn)落在深基坑穩(wěn)定性上,即滿足二級(jí)深基坑標(biāo)準(zhǔn)。第三,參照一級(jí)深基坑變形進(jìn)行對(duì)比分析,將位移量控制在30mm以下,若是基坑深度較大,水平位移量要在0.3%的深基坑深度以下。第四,對(duì)于深基坑而言,最大水平位移值控制在30~50mm范圍內(nèi)即可,但是由于環(huán)境等多種影響因素,為進(jìn)一步避免地面裂隙的出現(xiàn),應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)控制位移值的目標(biāo),并將信息反饋給相關(guān)部門,加強(qiáng)組織監(jiān)測(cè)與管理。

      2.2 深基坑支護(hù)技術(shù)形式

      通常狀況下,較為常用的基坑支撐體系包括排樁與混凝土、排樁與鋼支撐以及水泥擋土墻等,在建設(shè)行業(yè)不斷發(fā)展下,深基坑深度和范圍不斷上升,這提高了深基坑相關(guān)作業(yè)的危險(xiǎn)性。深基坑支撐主要為基坑開挖以及周圍建筑環(huán)境的安全性提供保證,支護(hù)技術(shù)的選擇直接關(guān)系到最終的安全質(zhì)量,這也是巖土工程勘察深基坑支撐設(shè)計(jì)方案的重點(diǎn)內(nèi)容。因此,需要掌握多種深基坑支撐形式,以此保證支撐加工體系實(shí)效性的發(fā)揮。

      第一,設(shè)計(jì)巖土工程深基坑支撐體系時(shí),可以使用土釘釘入土體的技術(shù)形式,作為最為常見的深基坑支撐設(shè)計(jì)方案之一,在落實(shí)該技術(shù)形式時(shí),相關(guān)施工人員需要明確基坑具體范圍,并在其邊坡土體上將土釘釘入土中,實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍土體的有效加固。在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中,主要使用細(xì)釘開展作業(yè),基于勘察數(shù)據(jù)保證土釘距離的合理性,保證在完成作業(yè)后可以形成嚴(yán)密的支護(hù)結(jié)構(gòu),從而保證支撐有效性[2]。

      第二,地下墻的支撐技術(shù)形式。當(dāng)巖土工程的深基坑超過(guò)10m時(shí),可以使用地下墻支撐技術(shù)形式保證周圍土體與建筑的穩(wěn)定性與安全性。在使用該支撐技術(shù)形式時(shí),施工人員需要在地下修剪墻體,該墻體為連續(xù)結(jié)構(gòu),能夠很好對(duì)邊坡土地形成防護(hù)作用。即便基坑深度較高,地下墻也可以很好的抑制住沉降程度,而基坑深度10m的情況往往在規(guī)模較大的工程項(xiàng)目中,所以,該技術(shù)形式的主要應(yīng)用場(chǎng)景為大型項(xiàng)目。

      第三,排樁技術(shù)形式。開展巖土工程深基坑支撐設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí),排樁也是較為常見的一種支護(hù)形式,在落實(shí)該技術(shù)作業(yè)時(shí),施工人員需要先開挖孔樁,之后灌注排樁。由于建設(shè)事業(yè)的高速發(fā)展,所以排樁組成材料也愈加豐富,目前具有多元化的特征,比如,施工人員可以使用混凝土鋼板作為深基坑支撐排樁。實(shí)際施工過(guò)程中,施工人員需要綜合分析巖土工程實(shí)際環(huán)境和建設(shè)情況,這是因?yàn)榇祟惞こ痰乃牡刭|(zhì)會(huì)產(chǎn)生較大作用力,進(jìn)而對(duì)排樁質(zhì)量造成影響。因此,為實(shí)現(xiàn)排樁材料的科學(xué)選擇,相關(guān)施工人員應(yīng)綜合分析并科學(xué)評(píng)價(jià)深基坑的環(huán)境條件和地質(zhì)條件,從而利用勘察數(shù)據(jù)保證巖土工程深基坑支撐體系的有效性。

      第四,攪拌樁技術(shù)形式。該技術(shù)形式主要是在深基坑周圍通過(guò)一系列施工流程形成攪拌的樁體結(jié)構(gòu),從而改善周圍土體結(jié)構(gòu),保證巖土工程深基坑的安全穩(wěn)定性。一般情況下,攪拌樁的組成成本是水泥、軟土和石灰等,其中,軟土材料具有較強(qiáng)的粘合性,通過(guò)將其加入到攪拌材料中,通過(guò)將其注入土體中并攪拌均勻,可以待其凝固后形成高強(qiáng)度的樁體結(jié)構(gòu),借助改善土體成分與結(jié)構(gòu)的方式增強(qiáng)巖土工程深基坑的抵抗能力。通常狀況下,該技術(shù)形式下的攪拌樁具有較大的埋藏深度,最深可達(dá)60m,所以符合大多數(shù)巖土工程深基坑支撐設(shè)計(jì)需要。值得注意的是,樁基礎(chǔ)所使用的黏土規(guī)格以及加固深度與巖土工程深基坑具體深度有關(guān)。以某巖土工程為例,該工程為工業(yè)建筑物,深基坑寬度、深度和長(zhǎng)度分別為25m、17m和100m,整體占地面積較為狹小,且基坑水平流線起伏較大。同時(shí),周圍存在建筑,多為居民樓,因此,需要落實(shí)深基坑支撐體系,并以巖土工程勘察數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),開展深基坑支撐設(shè)計(jì)。在該參數(shù)與施工環(huán)境下,由于基坑深度為17m,所以采用飽和性黏土即可,將加固深度控制在20m左右[3]。其中,三軸攪拌機(jī)施工全程如圖1所示:

      圖1 三軸攪拌機(jī)施工過(guò)程

      2.3 監(jiān)測(cè)工作

      巖土工程中的勘察深基坑支撐設(shè)計(jì)方案主要目的是保證支撐體系設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性,以及為后續(xù)支護(hù)作用的發(fā)揮提供有效保證。因此,在此類方案中,還需要規(guī)范落實(shí)監(jiān)測(cè)工作,通過(guò)信息數(shù)據(jù)分析掌握基坑設(shè)計(jì)和施工中的實(shí)際情況,分析出現(xiàn)的偏差,及時(shí)糾正,保證工程安全、高效推進(jìn)。方案中的監(jiān)測(cè)工作,相關(guān)工作人員應(yīng)以前期設(shè)計(jì)規(guī)劃方案為基礎(chǔ)展開,明確相關(guān)單位部門以及員工的職責(zé),做好責(zé)任觀念、安全保護(hù)意識(shí)、質(zhì)量觀念等方面的教育培訓(xùn),避免因不必要的失誤對(duì)基坑施工造成影響,尤其要防止基坑滑坡等現(xiàn)象。此外,為實(shí)現(xiàn)對(duì)塌方情況的有效防控,基坑開挖作業(yè)開展過(guò)程中應(yīng)落實(shí)針對(duì)性的支護(hù)措施,即綜合考慮工程周邊的水文情況、地理?xiàng)l件以及人文環(huán)境,記錄并整理基坑開挖數(shù)據(jù)受到的具體影響,從多個(gè)方面保證巖土設(shè)計(jì)施工的順利開展。另外,還應(yīng)結(jié)合施工操作手冊(cè)以及相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙,從各個(gè)方面解析支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用成效以及影響因素造成的最終結(jié)果與范圍,找出問題原因,提前制定防控措施,以此保證深基坑支撐技術(shù)運(yùn)用的實(shí)效性。

      2.4 影響因素及優(yōu)化

      由于巖土工程整個(gè)開展過(guò)程中周圍環(huán)境相對(duì)較差,所以在進(jìn)行深基坑支護(hù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)勘察時(shí),可能會(huì)受到環(huán)境等多個(gè)因素的影響,主要影響因素有:第一,外部環(huán)境影響因素。該方面主要是指周邊環(huán)境、技術(shù)人員的施工能力以及深基坑支撐體系選擇的科學(xué)合理性等,在方案中應(yīng)綜合考慮這類影響因素,最大化地降低基坑支撐體系發(fā)生的變化;第二,地質(zhì)影響因素,比如地下水影響因素,會(huì)弱化巖土層的物理力學(xué)性質(zhì),從而影響巖土工程深基坑支撐的設(shè)計(jì)與建造;第三,支撐變形因素。開展實(shí)際支撐作業(yè)時(shí),相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況加強(qiáng)施工區(qū)域的管理能力,降低地下水位波動(dòng)情況,避免支撐體系變形,最大化減少負(fù)面作用。此外,在優(yōu)化巖土工程深基坑支撐設(shè)計(jì)時(shí),可以采取以下措施:

      第一,優(yōu)化深基坑支撐設(shè)計(jì)。在地下連續(xù)墻支撐技術(shù)形式下,為增強(qiáng)防護(hù)構(gòu)造的完整性和科學(xué)性,相關(guān)人員要進(jìn)一步把控土層和水位的變化情況,從而增強(qiáng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)效性。若是使用攪拌樁支撐技術(shù),由于攪拌樁體構(gòu)造主要在基坑周邊,且使用水泥等原料,具有較強(qiáng)的支護(hù)效果,所以,在巖土工程勘察深基坑支撐設(shè)計(jì)方案中,要靈活使用支撐體系,甚至綜合使用支護(hù)技術(shù),從而更好適應(yīng)工程周邊環(huán)境,發(fā)揮穩(wěn)定的支護(hù)作用。

      第二,落實(shí)全過(guò)程質(zhì)量控制。由于巖土工程的深基坑支護(hù)作業(yè)施工環(huán)節(jié)較為復(fù)雜,且環(huán)節(jié)質(zhì)量相互影響,一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題會(huì)影響整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此,在勘察方案中,還應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)施工質(zhì)量的監(jiān)督與控制,保證按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)開展作業(yè),嚴(yán)格遵守相關(guān)要求,且結(jié)合前期調(diào)研數(shù)據(jù),在充分了解周邊環(huán)境的基礎(chǔ)上實(shí)施。此外,支護(hù)施工人員應(yīng)積極配合土方開挖工作,回填作業(yè)開始前要檢查支護(hù)結(jié)構(gòu),在其完好無(wú)損、各項(xiàng)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求的前提下進(jìn)行,從而避免對(duì)深基坑支護(hù)體系穩(wěn)定性和安全可靠性造成影響[4]。

      3 結(jié)束語(yǔ)

      綜上所述,深基坑支撐體系作為保證巖土工程安全、高效推進(jìn)的重要基礎(chǔ),所以需要基于勘察數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)支護(hù)體系,并對(duì)其進(jìn)行監(jiān)察,從而保證勘察方案能夠充分發(fā)揮作用。在規(guī)劃該方案時(shí),需要結(jié)合工程實(shí)際情況以及各項(xiàng)影響因素,靈活選擇支護(hù)體系,做好支撐設(shè)計(jì)優(yōu)化工作,從而提高巖土工程整體質(zhì)量與安全水平。

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