巖土工程勘察中深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探究

尹永川

（天水建筑設(shè)計(jì)院，甘肅 天水 741000）

0 引言

深基坑支護(hù)技術(shù)是現(xiàn)代建筑工藝技術(shù)當(dāng)中的重要構(gòu)成部分，隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，其所起到的作用也越發(fā)顯著。當(dāng)前該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中存在著較多的問題，大幅度降低了工程施工質(zhì)量，甚至對(duì)工程造成了安全隱患。對(duì)此，在工程施工過程中，必須要嚴(yán)格做好深基坑支護(hù)工作，避免對(duì)周邊環(huán)境造成影響，同時(shí)保證施工人員的生命安全。所以，圍繞巖土工程勘察中深基坑支護(hù)問題與改進(jìn)措施進(jìn)行研究具有重要意義。

1 巖土工程勘察深基坑支護(hù)施工存在的問題

1.1 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)問題

當(dāng)前基坑設(shè)計(jì)計(jì)算中，一般是通過庫倫公式與朗肯公式來測(cè)算深基坑支護(hù)的土壓力。然而由于巖土工程施工點(diǎn)的特殊情況，采用這種計(jì)算方式計(jì)算所得的數(shù)據(jù)通常具有一定偏差，首先巖土工程施工點(diǎn)中的土質(zhì)與地質(zhì)條件等都在一定程度上對(duì)深基坑支護(hù)土壓力具有影響，然而現(xiàn)有土壓力計(jì)算方式難以徹底掌握分析施工點(diǎn)地質(zhì)要素，所以，計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受到影響；其次，在勘探取樣過程中，對(duì)巖土試樣有不同程度的擾動(dòng)，巖土的原狀結(jié)構(gòu)有所改變，同時(shí)巖土試樣的濕度和水分也有一定的變化，將干擾到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性；最后，在基坑開挖施工過程與完工之后，基坑側(cè)壁的巖土應(yīng)力狀態(tài)和力學(xué)性質(zhì)有所改變，所以使得深基坑支護(hù)技術(shù)計(jì)算時(shí)數(shù)據(jù)存在誤差［1］。

1.2 空間效能問題

對(duì)當(dāng)前巖土工程深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用情況來分析，深基坑空間效能問題比較突出，重點(diǎn)體現(xiàn)在基坑兩邊小而中間大。在巖土工程施工當(dāng)中，深基坑支護(hù)技術(shù)一般是采取平面設(shè)計(jì)模式展開。然而平面設(shè)計(jì)深基坑支護(hù)技術(shù)僅僅適用于施工面積合適、長(zhǎng)度超過寬度的基坑工程。因此，平面設(shè)計(jì)模式的深基坑支護(hù)技術(shù)并不適用于長(zhǎng)寬相同或者長(zhǎng)寬相差太大的基坑工程［2］。正因如此，面對(duì)不同類型的巖土工程，需要具體問題具體分析，依照巖土工程具體情況，設(shè)計(jì)適用于工程實(shí)際情況的深基坑支護(hù)方案。

1.3 土石取樣問題

土石取樣是對(duì)工程施工場(chǎng)地的巖土進(jìn)行取樣，依照不同地基，展開土石樣本對(duì)照，依照對(duì)比結(jié)果明確施工場(chǎng)地的土質(zhì)是否滿足巖土工程安全施工的條件，以此為施工的順利推進(jìn)提供基礎(chǔ)性參考資料。然而從當(dāng)前巖土工程深基坑支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用情況來分析，土石取樣通常是難以全面整體地呈現(xiàn)施工場(chǎng)地巖土特性，也就導(dǎo)致深基坑支護(hù)技術(shù)方案設(shè)計(jì)難以完全反映施工項(xiàng)目全貌的真實(shí)狀況［3］。所以，土石取樣成為了巖土工程施工當(dāng)中的主要問題之一。巖土工程土石取樣必須要依照勘察行業(yè)相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則，最大化提高土石采樣的有效性、準(zhǔn)確性、代表性。

2 巖土工程勘察深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)改進(jìn)措施

2.1 確定勘察工作的目的

若想更進(jìn)一步提高巖土工程勘察工作有效性，并可以全面掌握?qǐng)龅氐木唧w情況，需確定勘察工作目標(biāo)。在基坑工程勘察工作中，需查明施工區(qū)域中的管線分布情況，同時(shí)向相關(guān)部門獲得文件資料，若要提升探測(cè)精準(zhǔn)度，需要利用專業(yè)設(shè)備來檢測(cè)地下管線；基坑工程勘察過程中，查明巖土性狀不僅需要加強(qiáng)重視土層在垂直與水平方向上的變化，特別對(duì)軟弱土層分布特征及其物理力學(xué)性質(zhì)需要進(jìn)行深入探討；收集基坑支護(hù)施工有關(guān)設(shè)備參數(shù)和類似工程地質(zhì)條件下成功的施工經(jīng)驗(yàn)和具體作業(yè)方法［4］。

2.2 創(chuàng)新滯后的設(shè)計(jì)理念

當(dāng)前我國深基坑支護(hù)施工設(shè)計(jì)當(dāng)中，針對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并未形成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，通常是采用朗肯理論與庫倫理論方法來計(jì)算得出土壓力計(jì)算值，同時(shí)采取等值梁法來計(jì)算支護(hù)樁的承載力，這種方法得到的設(shè)計(jì)值屬于靜態(tài)值，結(jié)果準(zhǔn)確性相對(duì)較低。但是在實(shí)際當(dāng)中，支護(hù)結(jié)構(gòu)受力會(huì)因?yàn)槭軒r土具體地質(zhì)條件的影響而有所不同，這就容易使計(jì)算值和實(shí)際結(jié)果間出現(xiàn)較大的差異，其安全性也大大降低。為切實(shí)提高支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，就需要對(duì)以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法加以完善，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，化解結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算方法當(dāng)中存在的不足，依照對(duì)巖土工程具體情況的持續(xù)監(jiān)測(cè)信息來不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方法，創(chuàng)造出以施工監(jiān)測(cè)為重點(diǎn)的動(dòng)態(tài)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系［5］。

2.3 創(chuàng)新工程設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)多數(shù)是選擇極限平衡理論，而工程事故大多數(shù)是因?yàn)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)變形造成的，極限平衡能夠明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，但無法給出工程結(jié)構(gòu)剛度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。而巖土工程勘察中深基坑支護(hù)重點(diǎn)是對(duì)基坑邊坡和地下管理等進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，對(duì)開挖土方與支護(hù)設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對(duì)鄰近建筑基礎(chǔ)偏差、地下管線水平變形及沉降變形等進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)實(shí)際測(cè)量中發(fā)現(xiàn)問題，需要及時(shí)進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，避免變形或滑動(dòng)問題更加嚴(yán)重，設(shè)計(jì)出穩(wěn)定、可靠、安全的施工方案與新的變形控制設(shè)計(jì)方法［6］。針對(duì)新的變形控制方法，注意需要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)研究，將空間效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇_定平面應(yīng)變與地面沉降，及其對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來的影響效應(yīng)。

2.4 全過程控制基坑支護(hù)施工質(zhì)量

深基坑支護(hù)施工當(dāng)中，有關(guān)環(huán)節(jié)與流程較多，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都容易對(duì)后續(xù)補(bǔ)救造成較大難度，可以說，施工質(zhì)量對(duì)深基坑質(zhì)量具有直接關(guān)系。所以，需要對(duì)施工全過程加強(qiáng)監(jiān)督管理，保障施工人員嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)方案展開施工，確保施工質(zhì)量。施工之前，有關(guān)人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、施工設(shè)計(jì)圖紙以及施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境等情況加強(qiáng)了解；施工當(dāng)中，施工人員需要嚴(yán)格規(guī)范操作，嚴(yán)禁出現(xiàn)不按標(biāo)準(zhǔn)施工操作情況。支護(hù)單位需要嚴(yán)格遵守分層分段開挖施工原則，并配合好土方開挖作業(yè)［7］。具體開挖當(dāng)中，如果出現(xiàn)問題就應(yīng)暫停施工并采取相應(yīng)措施?；踊靥钋安豢梢云茐闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)，防止影響到支護(hù)質(zhì)量。

3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工程實(shí)例

3.1 工程概況

擬建的蓮湖公館項(xiàng)目地處隴南市成縣城關(guān)鎮(zhèn)西大街以南，原成縣政府招待所院內(nèi)，交通便利。該工程總建筑面積 29 321.67m2，其中，地下 1 層，建筑面積1 172.95 m2；地上 27 層，建筑面積 28 148.72 m2，主體結(jié)構(gòu)采用剪力墻結(jié)構(gòu)，基坑開挖深度約 9.0 m。

3.2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

3.2.1 支護(hù)與止水設(shè)計(jì)

根據(jù)建設(shè)單位提供的總平面布置圖，基坑坑底從地下室外墻邊線距排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的距離約 1.8 m。

支護(hù)樁長(zhǎng) 14.0 m，樁徑 0.9 m，樁中心距 1.6 m，嵌固深度 5.0 m，樁身混凝土強(qiáng)度為 C30；樁身主筋采用HRB 400 鋼筋（14φ25），樁身鋼筋籠箍筋采用螺旋箍筋，采用 HPB300 鋼筋，直徑 10 mm，間距 0.15 m，加強(qiáng)箍筋為 HRB400 鋼筋，直徑 18 mm，間距 2 m。

每?jī)筛ёo(hù)樁之間嵌套兩根旋噴樁，旋噴樁起止水作用，樁長(zhǎng) 12 m，樁徑 0.6 m，與支護(hù)樁緊密連接，每邊搭接長(zhǎng)度≥0.1 m。

在冠梁頂標(biāo)高以下 -2.0 m 處設(shè)置一排高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長(zhǎng)度為 15.0 m，錨固段長(zhǎng)度為 9.0 m，對(duì)應(yīng)自由段長(zhǎng)度 6.0 m，水平間距為 1.6 m，入射角 15°，錨固體直徑≥0.4 m。選用 2 根 20 A 型槽鋼組合成工字形作腰梁與預(yù)應(yīng)力錨桿連接。

3.2.2 冠梁設(shè)計(jì)

排樁樁頂作冠梁，高 0.6 m，寬 0.9 m，主筋左右兩側(cè)為 4 根 HRB400 鋼筋，上下為 2 根 HRB400 鋼筋，直徑 18 mm；箍筋為 HPB300φ8@200（四支箍），混凝土強(qiáng)度為 C30，保護(hù)層厚度為 40 mm。

3.2.3 角支撐設(shè)計(jì)

在基坑拐角處設(shè)置支撐，支撐采用 0.5 m×0.5 m 鋼筋混凝土梁，主筋為 16 根φ22 的 HRB400 鋼筋；箍筋為直徑φ10 的 HPB300 鋼筋，間距 0.15 m（四支箍），混凝土強(qiáng)度為 C 30，保護(hù)層厚度為 40 mm。角支撐的頂標(biāo)高同冠梁頂標(biāo)高相同。

4 結(jié)語

綜上所述，我國極為重視巖土工程工作，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作也因?yàn)椴捎昧讼冗M(jìn)技術(shù)與合理模式，沒有呈現(xiàn)相對(duì)嚴(yán)重的不足之處。今后，應(yīng)對(duì)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方面做進(jìn)一步研究和探討，盡可能改進(jìn)當(dāng)中固有的不足與問題，從而推進(jìn)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)發(fā)展。Q