基于巖土工程深基坑支護(hù)技術(shù)的實(shí)踐分析

和錫鳳

鄭州中核巖土工程有限公司 河南 鄭州 450002

引言

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑樓層高度與日俱增，而為了保證上層建筑的穩(wěn)定，就需要增加基坑的開挖深度，基坑支護(hù)的要求越來(lái)越細(xì)致，想要做好生基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作，就需要詳細(xì)的基坑土質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)。深基坑工程勘察工作是保證后續(xù)針對(duì)施工作業(yè)進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)方案確認(rèn)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也是在后期確保施工安全順利的基礎(chǔ)保障，能夠通過(guò)具體數(shù)據(jù)直到后續(xù)施工，避免一些潛在的事故因素被激發(fā)。我國(guó)房建行業(yè)目前正由中高層建筑朝高層建筑發(fā)展的趨勢(shì)，這主要是由于當(dāng)前我國(guó)城市土地面積緊缺，可用于房建開發(fā)的面積與市場(chǎng)需求相比相對(duì)較小，為了確保有足夠的住房建筑用地面積，就只能夠開發(fā)高層建筑，而與普通的房建工程相比，高層建筑對(duì)于基坑的穩(wěn)定性有更高的要求。

1 建筑工程巖土勘察的主要任務(wù)

巖土勘察工作主要是對(duì)所在區(qū)域的粘土性質(zhì)和場(chǎng)地類型進(jìn)行評(píng)估確認(rèn)，進(jìn)行地震效應(yīng)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)建筑地震等級(jí)。在進(jìn)行巖土勘察過(guò)程中須有針對(duì)性地對(duì)建筑地區(qū)涉及的地震設(shè)防區(qū)域的類型以及地質(zhì)條件進(jìn)行細(xì)致的區(qū)分，以更好的指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員對(duì)不同地區(qū)的地質(zhì)情況有更深入全面的了解，以便做出針對(duì)性的設(shè)計(jì)作業(yè)。地震效益評(píng)價(jià)是沿途勘察的主要任務(wù)，會(huì)對(duì)施工圖設(shè)計(jì)和施工組織都會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的影響，如果建筑工程的抗震等級(jí)能力能達(dá)到6級(jí)，那么其抗震性和抗形變能力就比較強(qiáng)，則在進(jìn)行巖土勘察時(shí)，勘查人員是需要進(jìn)行正常的地質(zhì)勘察工作即可，如果建筑工程本身的抗震等級(jí)較弱，那么就需要其建設(shè)在地基水平更好的地質(zhì)條件上。對(duì)此類對(duì)象進(jìn)行嚴(yán)肅勘測(cè)，需要做好地基加固和彈性防震等施工措施。同時(shí)還要對(duì)地下水的基本情況進(jìn)行探查，不同的巖石結(jié)構(gòu)和類型對(duì)于地下水的防滲透能力存在很大的區(qū)別，如果在勘察過(guò)程中沒(méi)有對(duì)地下水分布區(qū)域和所處位置進(jìn)行準(zhǔn)確的捕捉，那么在后期施工過(guò)程中很容易出現(xiàn)地基施工工藝選擇不當(dāng)而導(dǎo)致的滲水情況，進(jìn)而導(dǎo)致地基沉降和建筑物不穩(wěn)定等現(xiàn)象，因此在進(jìn)行沿途勘察時(shí)，必須將地下水的所處位置，地下土質(zhì)條件，抗?jié)B透能力，都?xì)w于巖土勘察工作內(nèi)容。需對(duì)地下水巖土結(jié)構(gòu)的滲透等級(jí)以及地下水所處的相對(duì)位置，地下水中內(nèi)含的化學(xué)成分地下水類型進(jìn)行逐一的勘察和記錄。除以上2點(diǎn)之外，巖土勘察作業(yè)還能夠?yàn)樯罨又ёo(hù)提供數(shù)據(jù)支持，幫助施工管理人員確定合適的基坑支付方案，做好施工前的各項(xiàng)技術(shù)準(zhǔn)備，為保證深基坑開挖過(guò)程的安全，需要有準(zhǔn)確的勘察數(shù)據(jù)予以支持，這樣才能夠?qū)φ麄€(gè)工程的形變和承載力進(jìn)行量化分析。

2 基于巖土工程深基坑支護(hù)技術(shù)的實(shí)踐分析

2.1 做好施工前期勘察工作 在正式實(shí)施巖土工程深基坑支護(hù)作業(yè)前，需要落實(shí)好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，避免給巖土工程支護(hù)設(shè)計(jì)施工建設(shè)埋下隱患。在此期間，需要做好三方面的工作:第一，重視對(duì)施工區(qū)域周圍環(huán)境的全面勘察，了解基層設(shè)施、管道及管線預(yù)留位置等，并進(jìn)行及時(shí)記錄，從而為深基坑施工支護(hù)作業(yè)的高效開展提供專業(yè)支持。與此同時(shí)，要提取具備代表性的土樣，做好樣品質(zhì)檢工作，根據(jù)質(zhì)檢結(jié)果設(shè)計(jì)完善的支護(hù)方案。第二，加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察，了解深基坑所在區(qū)域的水位變化及補(bǔ)給狀況，滿足施工支護(hù)計(jì)劃安全實(shí)施要求。第三，做好施工區(qū)域的巖土勘察工作，設(shè)立好一定數(shù)量的勘察點(diǎn)，并將切實(shí)有效的檢測(cè)工作落實(shí)到位，確保巖土工程深基坑支護(hù)施工狀況良好性。其次，在設(shè)計(jì)支護(hù)樁施工方案的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)施工環(huán)境和巖土結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確計(jì)算力學(xué)參數(shù)，設(shè)計(jì)最合理的樁型，準(zhǔn)確計(jì)算樁截面與長(zhǎng)度，盡量避免給支護(hù)樁使用功能造成負(fù)面影響，確保支護(hù)樁的承載力能滿足實(shí)際需求。在具體設(shè)計(jì)工作中，必須謹(jǐn)遵巖土工程施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求與支護(hù)樁的作用，堅(jiān)持實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性原則，合理規(guī)劃圓形、矩形或者多邊形樁。與此同時(shí)，要準(zhǔn)確把握三方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn):第一，結(jié)合同一類設(shè)計(jì)資料和專業(yè)設(shè)計(jì)理論知識(shí)，依據(jù)施工區(qū)域狀況，準(zhǔn)確定位單樁的承載力，以此加強(qiáng)樁基礎(chǔ)在巖土工程施工建設(shè)中的承載能力。第二，初步完成樁基礎(chǔ)施工設(shè)計(jì)作業(yè)后，應(yīng)自己核對(duì)樁的數(shù)量及其所在位置，做好數(shù)量編號(hào)工作。與此同時(shí)，應(yīng)充分利用信息技術(shù)精確計(jì)算復(fù)合樁的承載力，采用三維空間來(lái)驗(yàn)算分析樁頂?shù)淖饔眯?yīng)。第三，設(shè)計(jì)師應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)灌注樁和預(yù)制樁，結(jié)合施工成本、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和施工標(biāo)準(zhǔn)要求選用合適的類型。

2.2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案 綜合考察現(xiàn)場(chǎng)的周邊環(huán)境、地下管網(wǎng)及巖土層組合等條件，根據(jù)建設(shè)單位對(duì)基坑支護(hù)工程的具體要求，為盡可能避免基坑開挖對(duì)周圍道路、地下管線及建筑物的影響，本著"安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行，方便施工"的原則，經(jīng)過(guò)細(xì)致分析、計(jì)算和方案比較，最終確定排樁+土釘墻+管井降水的支護(hù)方案。設(shè)計(jì)方案如下:AB剖面:位于基坑?xùn)|面，安全等級(jí)為一級(jí)。地下室外墻邊線距離用地紅線最近處約為11.2m，紅線外為城市道路。此段采用放坡+排樁(坑內(nèi)加固土)進(jìn)行圍護(hù)處理。整平地面至樁頂按1∶1.5自然放坡，坡高1.5m，坡面采用素噴混凝土支護(hù)，采用Φ1200@1600旋挖圍護(hù)樁，樁長(zhǎng)為10.7m，嵌固深度為7.0m，樁頂設(shè)置冠梁。BC剖面:基坑?xùn)|面，安全等級(jí)為一級(jí)。地下室外墻邊線距離用地紅線最近處約為10.6m。紅線外為城市道路。此段采用放坡+排樁進(jìn)行圍護(hù)處理。整平地面至樁頂按1∶1.5自然放坡，坡高1.5m，坡面采用素噴混凝土支護(hù)，采用Φ800@1200旋挖圍護(hù)樁，樁長(zhǎng)為10.7m，嵌固深度為7.0m。CD剖面:基坑北面，安全等級(jí)為二級(jí)。地下室外墻邊線距離用地紅線最近處約為24.7m。此段采用土釘墻進(jìn)行圍護(hù)處理。整平地面至樁頂按1∶1.5自然放坡，坡高5.2m，坡面采用土釘墻支護(hù)，土釘為鋼管土釘。DE剖面:基坑西面，安全等級(jí)為二級(jí)。地下室外墻邊線距離用地紅線最近處約為7.0m。紅線外為幼兒園及高層住宅。此段采用放坡+排樁進(jìn)行圍護(hù)處理。整平地面至樁頂按1∶1.5自然放坡，坡高1.5m，坡面采用素噴混凝土支護(hù)，采用Φ800@1200旋挖圍護(hù)樁，樁長(zhǎng)為10.7m，嵌固深度為7.0m。EA剖面:基坑北面，安全等級(jí)為二級(jí)。地下室外墻邊線距離用地紅線最近處約為11.1m。此段采用土釘墻進(jìn)行圍護(hù)處理。整平地面至樁頂按1∶1.5自然放坡，坡高5.2m，坡面采用土釘墻支護(hù)，土釘為鋼管土釘。

2.3 改善深基坑開挖工藝 在巖土工程樁基礎(chǔ)施工作業(yè)中，必須按照標(biāo)準(zhǔn)要求做好樁基礎(chǔ)布置工作。一般情況下，須采取一柱一樁的模式來(lái)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)，對(duì)于變形縫處理工作，應(yīng)將其設(shè)置于樁結(jié)構(gòu)最佳位置，必要時(shí)需采用兩柱合用一樁的設(shè)計(jì)方法，需要注意的是，在采用這種方法時(shí)應(yīng)力保上面柱子的合力作用點(diǎn)和樁基的中心位置一致。同時(shí)，要確保巖土層非擠密樁的樁間距不小于0.5米。在設(shè)計(jì)群樁時(shí)，應(yīng)做好三角樁、矩形樁與梅花樁的布局工作，在布局過(guò)程中，要力保中心能重合于上部結(jié)構(gòu)力的作用點(diǎn)。其次，要借助模量來(lái)衡量群樁所受彎矩較大的方向與其所彎曲的截面是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。在為單列樁設(shè)計(jì)條形承臺(tái)時(shí)，如果該樁沒(méi)有橫向分支，就要合理計(jì)算其長(zhǎng)度以及與之相關(guān)的連系梁。對(duì)于剪力墻和柱子等位置，應(yīng)設(shè)計(jì)好橢圓樁基礎(chǔ)。與此同時(shí)，必須全面改善深基坑開挖施工技術(shù)，準(zhǔn)確把握施工設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從測(cè)量放線、切線分層開挖、修坡、土層預(yù)留等方面入手，加強(qiáng)機(jī)械開挖施工技術(shù)使用，并通過(guò)對(duì)坑底寬度檢查及是否到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高方面的思考，完成好基坑開挖施工作業(yè)。其次，施工技術(shù)人員應(yīng)科學(xué)使用分層臺(tái)階式放坡開挖方式以增強(qiáng)基坑開挖施工安全性。與此同時(shí)，應(yīng)充分考慮鄰近建筑物的實(shí)際情況，控制好其與深基坑開挖施工區(qū)域的距離及坡度，并對(duì)坑底是否存在裂隙、暗溝等進(jìn)行充分考慮，從而提高深基坑開挖施工質(zhì)量。同時(shí)，應(yīng)減少開挖后深基坑的暴露時(shí)間，避免對(duì)坑底產(chǎn)生擾動(dòng)作用，給予深基坑高效施工更多的技術(shù)支持，為后續(xù)施工作業(yè)開展創(chuàng)造有利的條件。此外，應(yīng)注意規(guī)范土方開挖施工技術(shù)。通常，在土方開挖中，必要時(shí)刻適宜采用盆式開挖方式。通常，第一步土方開挖的深度相對(duì)較小，是1.45米，當(dāng)?shù)谝坏纼?nèi)支撐體系中的混凝土強(qiáng)度高于80%，就可以進(jìn)行第二步土方開挖。第三步土方開挖繼續(xù)運(yùn)用盆式開挖技術(shù)，開挖深度通常是5.80m，依然要分兩次開挖。

結(jié)語(yǔ)

在建筑工程施工中，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與巖土工程勘察技術(shù)是關(guān)鍵，對(duì)保證基坑工程安全施工具有重要意義。必須采用合理的勘察技術(shù)，準(zhǔn)確勘察巖土特性，為深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。優(yōu)秀的基坑設(shè)計(jì)不但能保證施工的安全，還能為建設(shè)方節(jié)省基坑支護(hù)費(fèi)用，促進(jìn)建設(shè)工程行業(yè)健康發(fā)展。