對(duì)巖土工程勘察中深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)問題的幾點(diǎn)探討

■楊?yuàn)Z 賴輝庭

（廣東省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)廣東惠州516008）

對(duì)巖土工程勘察中深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)問題的幾點(diǎn)探討

■楊?yuàn)Z 賴輝庭

（廣東省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)廣東惠州516008）

深基坑作為現(xiàn)代建筑基礎(chǔ)工程中不可缺少的工程之一，其穩(wěn)定性對(duì)基礎(chǔ)施工具有重要的意義。本文主要針對(duì)巖土工程勘察中深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過程中存在問題和解決對(duì)策做詳細(xì)的介紹。

巖土工程 深基坑支護(hù) 設(shè)計(jì)問題

1 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算不符合實(shí)際受力

根據(jù)筆者多年巖土工程勘察及施工經(jīng)驗(yàn)可知，在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，從理論上評(píng)價(jià)深基坑設(shè)計(jì)的安全程度過于保守，安全程度過高；但是若降低支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全系數(shù)則又不滿足規(guī)范的要求，與工程實(shí)際情況存在一定的差距。同時(shí)，深基坑側(cè)壁土體穩(wěn)定性呈動(dòng)態(tài)分布，隨著時(shí)間的積累，土體變形加大，且土中水分蒸發(fā)，其穩(wěn)定性降低，易出現(xiàn)過大變形。

1.2 選擇力學(xué)參數(shù)

在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需重視土壓力的變化情況。在基坑開挖施工過程中，側(cè)壁土體情況出現(xiàn)一定程度的變化，土體的力學(xué)性質(zhì)也發(fā)生一定改變，例如，土體的內(nèi)摩擦角、粘結(jié)性、含水率等，這就給土壓力計(jì)算增加了難度。因此，在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，土體的力學(xué)性質(zhì)成為未知變量。例如，土體的內(nèi)摩擦角相差大于等于5度時(shí)，土壓力則出現(xiàn)明顯的差異，給土體開挖施工增加了危險(xiǎn)。

1.3 開挖基坑空間效應(yīng)

在深基坑施工中，其長(zhǎng)邊中部區(qū)域，其邊坡的穩(wěn)定性較差，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)坍塌危害。因此，在基坑設(shè)計(jì)中，需要充分考慮空間問題，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)與開挖空間相互適應(yīng)，滿足基坑穩(wěn)定性要求。

1.4 土體取樣問題

在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，需要重視基坑土體的取樣工作，它可以有效地確保支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全，滿足土體力學(xué)的基本要求。一般情況下，在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，需要鉆取土樣，分析土體結(jié)構(gòu)的物理性能。但是在鉆孔取樣時(shí)，帶有隨機(jī)性，這就給土體取樣分析結(jié)果增加了不確定性。

1.5 未明確邊坡堆載

在深基坑支護(hù)、開挖完成后，則開始進(jìn)行后續(xù)施工。但在實(shí)際工程施工中，受施工場(chǎng)地的限制，在基坑附近堆放重物，例如大型機(jī)械、水泥設(shè)備、砂石料等，這就增加了基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)危險(xiǎn)的可能性。因此，在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中需要充分考慮附近堆載對(duì)基坑側(cè)壁的影響。

1.6 場(chǎng)地綜合因素

在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，存在較多的因素。例如，地下水位對(duì)基坑側(cè)壁穩(wěn)定性的影響，需要在基坑設(shè)計(jì)中考慮降水和排水要求，但是降水和排水處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致側(cè)壁土體出現(xiàn)變形過大問題。

2 針對(duì)基坑設(shè)計(jì)存在問題的解決方案

2.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)的新類型

為了提高深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要注重對(duì)新型支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，研發(fā)出新的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，加強(qiáng)基坑邊坡的穩(wěn)定性和安全性。例如，雙排樁支護(hù)形式、樁基與擋土墻結(jié)合形式等，提高基坑側(cè)壁土體的穩(wěn)定性，確保深基坑施工安全、可靠。

2.2 改善傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念

我國(guó)經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的基坑設(shè)計(jì)、施工，在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并建立了豐富的地質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，并基本掌握了巖土變化對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力性能的影響規(guī)律，這些經(jīng)驗(yàn)為建立深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新理念做好了準(zhǔn)備。但是目前階段，各國(guó)對(duì)于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍處于探索中，未建立支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于土壓力根據(jù)庫(kù)倫定律，而對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算采用等值梁理論。這就使深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際受力存在一定的偏差。因此，現(xiàn)階段，需要改變傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)荷載法計(jì)算理論，采用施工監(jiān)測(cè)的信息反饋與設(shè)計(jì)優(yōu)化相互配合，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可靠度。

2.3 建立基坑變形控制的新方式

在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用極限平衡原理，它的分析過程是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。可是，該理論應(yīng)用在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，僅可以確保支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，無法滿足其剛度。因此，在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅需要考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度問題，還需要充分考慮結(jié)構(gòu)的剛度問題，建立支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制標(biāo)準(zhǔn)，并將空間結(jié)構(gòu)換算成平面受力體系，提高計(jì)算的精度。

2.4 重視支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究工作

在實(shí)際工程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)施工中積累了大量的技術(shù)資料，可是缺乏精確的數(shù)據(jù)信息，不能進(jìn)行準(zhǔn)確的原因分析。任何理論都是建立在試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，因此，為提高深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要加強(qiáng)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究。可以建立大型實(shí)驗(yàn)室，模擬基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的變形情況，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為建立支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論做基礎(chǔ)。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

某建筑工程深基坑平面尺寸140 m×75m，建筑面積8000m2，分為三棟單體建筑結(jié)構(gòu)，地下兩層，負(fù)一層標(biāo)高-3.85m，負(fù)二層標(biāo)高-7.56m，其基坑開挖平均深度為7.7m，

3.2 工程地質(zhì)特征

根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，該基坑從上向下土質(zhì)分別為：雜填土、粘土、淤泥、淤泥質(zhì)粘土等，各土層的巖土工程指標(biāo)如表1所示：

表1 深基坑土質(zhì)基本狀況

3.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

根據(jù)本工程基本特點(diǎn)，對(duì)基坑劃分為三個(gè)區(qū)域，分別開挖深度為7.6m、7.9m、8.5m。

其各個(gè)分區(qū)內(nèi)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案為：

一區(qū)（深度7.6m）：支護(hù)結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁，樁徑為720mm，樁長(zhǎng)度為23.5m，樁間距850mm；

二區(qū)（深度7.9m）：支護(hù)結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁，樁徑為760mm，樁長(zhǎng)度為24.5m，樁間距950mm；

三區(qū)（深度8.5m）：支護(hù)結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁，樁徑為800mm，樁長(zhǎng)度為25m，樁間距1000mm；

樁身采用C25混凝土，在支護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)置兩道內(nèi)撐，支撐布置標(biāo)高為-6.35m、-1.5m。

4 結(jié)論

綜上所述，在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需充分考慮側(cè)壁土體的可變性，加強(qiáng)新型支護(hù)結(jié)構(gòu)研發(fā)、重視試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為提高深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性做準(zhǔn)備。

[1]陳繼光.基于Vague-Fuzzy理論的深基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)應(yīng)用 [J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2011（11）.

[2]周罕，曹平.軟土地區(qū)城市深基坑支護(hù)方案優(yōu)選的模糊層次分析法 [J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（09）.

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-271-1