巖土工程深基坑支護主要問題及防治措施

海豐縣工程地質(zhì)勘察公司

摘要：巖土工程作為建筑設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，需要我們進行相關(guān)措施的應(yīng)用，促進基坑支護工程系統(tǒng)的內(nèi)部各個環(huán)節(jié)的有效協(xié)調(diào)，促進其綜合效益的提升，以滿足實際工作的需要，滿足市場經(jīng)濟體制的深入發(fā)展的需要。本文主要對當(dāng)前存在的主要問題進行分析，并提出一些相關(guān)的改進措施。

關(guān)鍵詞：降水；涌砂；邊坡穩(wěn)定；深基坑支護

一、巖土工程深基坑支護技術(shù)

1.1 深基坑深層攪拌樁支護結(jié)構(gòu)

它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑通過深層攪拌機械，將固化劑和軟土機型呢強制攪拌，由于固化劑和軟土之間會產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，進而使軟土固結(jié)成一個具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的樁體，然后利用攪拌樁作為巖土工程深基坑的支護結(jié)構(gòu)。其施工流程如圖 1 所示。水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)對各種成因的飽和粘性土都和適宜，包括淤泥質(zhì)土、淤泥、粉質(zhì)粘土和粘土等，加固的深度比較深，可達到至 50～60m。由于深層攪拌樁的抗拉強度要比抗壓強度小的多。故比較適用于巖土工程不太深的基坑，一般是在 5～7m。

圖 1 深層攪拌樁施工流程圖

1.2 深基坑地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)

地下連續(xù)墻作基坑的支護結(jié)構(gòu)將用在軟土層中深基坑開挖，且開挖的深度大于 10m、地下管線以及周圍相鄰的建筑的沉降和位移有較高的要求時，其施工方案如圖 2 所示。地下連續(xù)墻深基坑支護結(jié)構(gòu)具有一下優(yōu)點：①墻體整體剛度大、整體性能好，沒有較大的結(jié)構(gòu)和地基變形，可以在超深的支護結(jié)構(gòu)使用；②對各種地質(zhì)條件都適用，尤其是碰到砂卵石地層或者或是風(fēng)化巖層時，如果利用鋼板樁的施工難度大時，可采用地下連續(xù)墻深基坑支護結(jié)構(gòu)；③連續(xù)墻深基坑支護結(jié)構(gòu)對環(huán)境的影響很小，缺點是造價高、廢漿液不容易處理。

圖 2 地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)施工方案

1.3 深基坑排樁支護結(jié)構(gòu)

排樁主要包括以下幾種：鋼板樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁樁、人工挖孔樁以及鉆孔灌注樁等，其支護形式主要包括以下幾種：①柱列式排樁支護：當(dāng)深基坑的邊坡土質(zhì)比較好、地下水位也不是太高的情況下，可采用土拱作用，支護結(jié)構(gòu)選用稀疏的鉆孔灌注樁或挖孔樁；②連續(xù)排樁支護：土拱在軟土中很難形成，因此支護樁應(yīng)保證連續(xù)密排，在支護樁間進行注漿進行防水；同樣也可以利用鋼板樁或者鋼筋混凝土預(yù)制樁樁密排。③組合式排樁支護：在軟土地區(qū)且地下水位又比較高的情況下，可采用鉆孔灌注樁排樁與水泥攪拌樁防滲墻組合的形式。對于開挖深度小于 6m的基坑，當(dāng)不能夠利用重力式深層攪拌樁的情況下，可采用直徑為600mm 的密排鉆孔樁，然后用樹根樁進行防護，還可以打入鋼板樁或者預(yù)制混凝土預(yù)制樁，在預(yù)制樁后注漿進行防滲，在頂部設(shè)置支撐和圈梁；對于開挖深度在 6～10m 之間的深基坑，常采用直徑為 800～1000mm 之間的鉆孔樁，后面加注漿或深層攪拌樁進行防水，并設(shè)置 2～3 道支撐進行防護；對于開挖深度大于 10m 的深基坑，可利用地下連續(xù)墻加支撐的支護方法，也可采用直徑在 800～1000mm 之間的大直徑鉆孔樁加深層攪拌樁防水，并設(shè)置多道支撐進行支護，圖 3 為連續(xù)墻加支撐維護結(jié)構(gòu)。

圖 3 連續(xù)墻加支撐維護結(jié)構(gòu)

二、巖土工程深基坑支護存在的問題

2.1 深基坑土體的取樣缺乏整體性

在進行巖土工程深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，工程設(shè)計人員應(yīng)先進行地基土層的取樣分析，這樣在設(shè)計前僅能夠獲得比較合理的地基土體物理力學(xué)指標(biāo)。搜集詳細的巖土工程的地質(zhì)勘察資料，但對獲得的分析土樣任具有一定的隨機性和不完全性。

2.2 沒有選擇恰當(dāng)?shù)纳罨拥鼗馏w的物理力學(xué)參數(shù)

巖土工程深基坑支護結(jié)構(gòu)的安全度和其承擔(dān)的土壓力有這緊密的關(guān)系，由于巖土工程地質(zhì)性質(zhì)復(fù)雜多變，在對深基坑支護結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，不能夠準(zhǔn)確的選用地基土體的物理力學(xué)參數(shù)，造成深基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

2.3 深基坑支護結(jié)構(gòu)的實際受力和設(shè)計受力不符

深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計采用的是極限平衡理論，因此在實際工程建設(shè)中時常會出現(xiàn)土體被破壞的現(xiàn)象，開挖后的實際工程土體并不是處于靜力平衡狀態(tài)而是處在動態(tài)平衡狀態(tài)，在深基坑支護結(jié)束設(shè)計的過程中時，沒有綜合考慮考慮施工荷載，或荷載的取值不恰當(dāng)，造成的結(jié)果是開挖后土地變的松弛，和實際地面受力有很大的出入，就使使支護結(jié)構(gòu)很容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象。

2.4 深基坑土層的開挖和邊坡的支護不協(xié)調(diào)

巖土工程深基坑在土層開挖的科技含量在巖土工程深基坑支護施工中是相對比較低的一中施工環(huán)節(jié)，不但施工操作比較簡易，而且很容易進行施工管理。然而巖土工程深基坑邊坡支護就需要比較嚴格的施工操工藝，同樣這也給施工管理工作帶來一定的難度。在巖土工程深基坑支護施工的過程中，很多土方施工企業(yè)一味的縮短施工工期，提高其經(jīng)濟效益，而忽略了深基坑支護工程施工的質(zhì)量。還有一些施工企業(yè)為了縮短進度在雨天還進行深基坑的施工，出現(xiàn)這些問題的主要原因在于深基坑的土層開挖和邊坡支護不能協(xié)調(diào)將進行，在進行深基坑施工過程中缺乏兩項的綜合性，缺乏及時的施工交流。另外，在巖土工程深基坑施工管理方面，缺乏施工的動態(tài)化和信息化管理，同樣這樣是當(dāng)前巖土工程深基坑支護施工中亟待解決的問題。

三、巖土工程深基坑支護工程的防治措施

3.1 巖土工程深基坑支護的基本要求

（1）提高亞巖土工程深基坑圍護體系的安全度以及擋土作用，保持深基坑坑周圍邊坡的穩(wěn)定；

（2）無論是在深基坑施工階段還是竣工后，要確保深基坑附近的建筑物、地下管線的安全，無嚴重的損壞現(xiàn)象；

（3）在深基坑開挖的過程中，當(dāng)遇到有地下水的時候，應(yīng)及時的采取降水、排水措施。保證深基坑邊坡的穩(wěn)定、方便開挖。當(dāng)承壓水的水頭壓力過大時，很有可能出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象，引起深基坑地基土的開裂。

3.2 深基坑支護方案的選擇

工程技術(shù)人員在對深基坑設(shè)計中就應(yīng)該對各種因此進行充分的考慮，主要包括以下幾個方面：水文地質(zhì)條件、地下線和周邊管線、；降排水條件、基坑承擔(dān)的荷載力、設(shè)備技術(shù)要求、安全等級、施工時間、支護結(jié)構(gòu)的選擇和使用期限、經(jīng)濟合理、技術(shù)效果等。作為工程設(shè)計人員，要對這些因素進行綜合的考慮，合理選擇深基坑支護方案。

3.3 深基坑支護的設(shè)置原則

（1）根據(jù)周邊環(huán)境條件有針對性的選擇支護方案，保護環(huán)境，不妨礙施工。

（2）結(jié)合工程所在地的實際情況，盡量使用熟練的技術(shù)進行設(shè)計。

（3）要滿足深基坑的穩(wěn)定、變形情況、荷載的大小。保證深基坑本身及周邊建筑物的安全。

3.4 深基坑支護應(yīng)急現(xiàn)象采取的措施

3.4.1 創(chuàng)新深基坑支護施工設(shè)計理念

隨著技術(shù)的不斷改進，巖土工程深基坑的施工技術(shù)水平也在不斷的完善，然而就當(dāng)前我國巖土工程深基坑支護而言尚缺乏統(tǒng)一的深基坑支護結(jié)構(gòu)施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，很大施工企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的“等值梁法”進行支護樁計算，這些傳統(tǒng)的理論方法得出的結(jié)論和深基坑支護施工中的實際受力狀況有很大的差距，使得深基坑支護存在很大的不安全性，因此必須對我國巖土深基坑支護施工設(shè)計理念及方式進行全面的創(chuàng)新，應(yīng)時俱進、大膽的借鑒國外優(yōu)秀的深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計理念和手段進行巖土工程深基坑支護設(shè)計，從而對我國深基坑支護設(shè)計水平進行不斷的不斷完善。

3.4.2 在深基坑支護施工過程中實時進行觀測和監(jiān)測

這個過程主要是對地下管道的變形情況、深基坑邊坡的變形情況以及周圍建筑影響情況進行觀測。通過實時觀測充分的了解土方的開挖和支護，對實際情況和設(shè)計方案之間存在的差異進行仔細的分析，進而可以對設(shè)計參數(shù)和方案進行及時的調(diào)整。另外，加強對深基坑支護工程施工的監(jiān)測，同時完善深基坑監(jiān)測的警報系統(tǒng)，防止安全事故或突發(fā)事件的發(fā)生，保證深基坑施工的安全。此外，為了能夠在突發(fā)事故后及時進行處理，還應(yīng)建立巖土工程深基坑支護工程的應(yīng)急預(yù)案，最大化的減少突發(fā)事故造成的人員傷亡和經(jīng)濟的損失。因此，施工單位應(yīng)綜合考慮施工環(huán)境和施工條件，制定一份科學(xué)有效的深基坑開挖支護的應(yīng)急預(yù)案，從根本上控制工程安全事故的發(fā)生，盡量減少工程事故造成的危害和損失。

3.4.3 對深基坑支護的施工質(zhì)量進行全程的控制

過程控制是巖土深基坑支護施工質(zhì)量控制的重點所在，一旦在工程施工的過程控制環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題，事后在進行糾正和補救都是非常困難的。因此施工單位對深基坑的施工過程必須進行嚴格的控制管理，嚴格按深基坑的設(shè)計方案組織施工，確保深基坑施工的質(zhì)量。在工程進行施工前，管理人員和施工人員都應(yīng)熟悉工程所在地的工程地質(zhì)資料，工程施工設(shè)計圖紙的意圖以及工程施工現(xiàn)場周圍的環(huán)境，除此之外，還用做好工程降水系統(tǒng)，確保降水系統(tǒng)在施工過程能夠正常工作，在施工過程中施工單位不得隨意的更該放坡系數(shù)、錨桿位置、型號、長度、數(shù)量、加強筋范圍、鋼筋網(wǎng)間距等，必須更改設(shè)計方案時應(yīng)經(jīng)設(shè)計單位認可后經(jīng)專家評審?fù)ㄟ^后執(zhí)行。

四、結(jié)束語

在巖土工程深基坑支護設(shè)計與施工的過程中，由于深基坑工程的復(fù)雜性和很強的風(fēng)險性，因此，在進行實際施工過程中，施工人員應(yīng)嚴格的進行管理和控制，對影響深基坑支護結(jié)構(gòu)的各種因素進行綜合考慮，參照成功的經(jīng)驗，嚴格按照相關(guān)的工程要求，從工程的安全性、經(jīng)濟性、可靠性對巖土工程深基坑工程進行控制，保障巖土工程深基坑支護的施工質(zhì)量和效益。

參考文獻：

[1]邵開勝，王廣超，陳玉茹.深基坑工程存在的主要問題及對策[J].煤炭科技，2010.

[2]吳穎奕.試論巖土工程基坑支護的重要性.世界華商經(jīng)濟年鑒·城鄉(xiāng)建設(shè)，2013.

[3]王凱.地質(zhì)條件下巖土工程中深基坑的施工技術(shù)淺談[J].大科技·科技天地，2011.

[4]王建清.探討巖土工程施工中深基坑支護問題的分析[J].科技風(fēng)，2010.

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式中是芯樣試件混凝土抗壓強度換算值的平均值（MPa），精確至0.1MPa；是混凝土抗壓強度推定上限值（MPa），精確至0.1MPa；

是混凝土抗壓強度推定下限值（MPa），精確至0.1MPa；

k1，k2 是推定區(qū)間上限值系數(shù)和下限值系數(shù)，可按DG/TJ 08-2020-2007附錄E查得。

是芯樣試件換算抗壓強度樣本的標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。

和所構(gòu)成推定區(qū)間的置信度宜為0.85，和之間的差值不宜大于5.0MPa和0.10兩者的較大值。

3.3 芯樣強度的影響因素

⑴端面平整度對強度的影響：

端面不平，會降低強度，向上凸起比向下凹引起的應(yīng)力集中更大，影響更大，應(yīng)控制在第100mm長度內(nèi)不得大于0.1mm。

⑵端面與軸線之間垂直度偏差對強度的影響偏差過大，降低強度。垂直度偏差應(yīng)控制在20以內(nèi)。

⑶芯樣含有鋼筋的影響原則： 不允許存在垂直于受壓面的鋼筋，如有鋼筋盡可能靠近試件端部。每個試樣內(nèi)最多只允許含有二根直徑小于10mm的鋼筋，且與軸線基本垂直不外露。

⑷芯樣尺寸和高徑比的影響：

芯樣直徑應(yīng)大于或等于粗骨料最大粒徑的三倍，至少不小于二倍，芯樣直徑小而粗骨料粒徑大的芯樣強度的離散性大。高度與直徑均為100mm的芯樣與邊長為150mm的立方體試塊受壓時應(yīng)力分布 較為一致，強度接近。

4結(jié)束語

綜上所述，三種混凝土強度檢測方法中回彈法和超聲回彈綜合法檢測手段簡便，對結(jié)構(gòu)完全沒有損傷，適于大面積采用以獲得大量信息，鉆芯法對結(jié)構(gòu)有局部損傷，卻是目前構(gòu)件內(nèi)部狀況直觀檢驗和強度評定的最好方法。半破損鉆芯法不受齡期和碳化深度影響，以直接鉆芯進行軸向抗壓強度為標(biāo)準(zhǔn)，故直觀、可靠，非破損檢測方法測試方便、測試數(shù)據(jù)量多、信息大的特點，充分利用兩種方法的各自長處，取長補短。使檢測結(jié)果更為可靠、費用更低。

參考文獻：

[1]中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會.鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程（CECS 03：2007）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007，4-12

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)（GB/T50344-2004）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004，23-28