基于巖土勘察的地質(zhì)工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

張才兵

摘 要：近年來(lái)，隨著社會(huì)發(fā)展，我國(guó)的建筑行業(yè)的要求不斷提高。現(xiàn)階段，基坑支護(hù)是巖土工程中非常重要的要一環(huán)，基坑支護(hù)的施工質(zhì)量直接影響整個(gè)巖土工程的施工質(zhì)量，因此基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展能夠顯著提高巖土工程的施工質(zhì)量。文章對(duì)基坑支護(hù)的重要性以及特點(diǎn)進(jìn)行分析，并給出相關(guān)的施工措施，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：巖土勘察;基坑支護(hù);地質(zhì)工程

引言

目前，巖土工程中建筑工程發(fā)達(dá)，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)出行和住宿的要求不斷提高。巖土工程中建筑支護(hù)設(shè)計(jì)需要不斷優(yōu)化。目前，國(guó)內(nèi)外正在進(jìn)行深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的研究。19世紀(jì)70年代，國(guó)外有學(xué)者提出土壓力計(jì)算方法，此后，眾多學(xué)者在這一計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，不斷研究土之間的摩擦力、極限平衡。20世紀(jì)50年代，對(duì)基坑方面問(wèn)題進(jìn)行了研究。20世紀(jì)70年代，將數(shù)值模擬引入基坑設(shè)計(jì)中。隨著建筑工程高度的增加，基坑的深度在不斷增加，20世紀(jì)90年代以后，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始重視深基坑的支護(hù)安全，研究出了放坡開(kāi)挖、土層錨桿、懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)支撐體系、復(fù)合支護(hù)形式等技術(shù)。

1深基坑支護(hù)概述

1.1深基坑支護(hù)的重要性

在深基坑支護(hù)工作開(kāi)展時(shí)，深基坑設(shè)計(jì)工作直接影響巖土工程的建設(shè)安全性。深基坑設(shè)計(jì)工作開(kāi)展前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全面考察，了解項(xiàng)目建設(shè)的基本要求，保證深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的針對(duì)性與可行性。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作開(kāi)展時(shí)，地質(zhì)環(huán)境、氣候環(huán)境、施工場(chǎng)地等都會(huì)對(duì)支護(hù)工作開(kāi)展造成影響。為保證深基坑項(xiàng)目的整體施工建設(shè)可靠性與安全性，支護(hù)設(shè)計(jì)人員開(kāi)展支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)突出對(duì)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的控制，保證深基坑項(xiàng)目的支護(hù)設(shè)計(jì)方案的可操作性。

1.2 深基坑支護(hù)的差異性

由于巖體工程建設(shè)的特殊性，在工程進(jìn)行深基坑支護(hù)處理時(shí)，需限定在一定施工范圍內(nèi)，因此巖土工程的深基坑項(xiàng)目建設(shè)具有一定的差異性。為保證深基坑支護(hù)工作開(kāi)展可行性與合理性，支護(hù)設(shè)計(jì)工作人員開(kāi)展具體工作前，需要對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行實(shí)地考察，并全面掌握巖土工程開(kāi)發(fā)建設(shè)的要求，保證后續(xù)工程設(shè)計(jì)工作開(kāi)展的科學(xué)性。

2深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.1設(shè)計(jì)不合理

通過(guò)上文分析可知，在進(jìn)行深基坑施工時(shí)主要受周邊環(huán)境及巖土結(jié)構(gòu)的影響，因此在進(jìn)行基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)這兩方面有一個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)前期獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的匯總與整理，而采用單一性的方法來(lái)進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此未能充分考慮復(fù)雜的周邊環(huán)境與巖土結(jié)構(gòu)，對(duì)深基坑支護(hù)產(chǎn)生了不好的影響;此外，沒(méi)有對(duì)基坑支護(hù)的特殊位置進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)注，從導(dǎo)致在施工過(guò)程中沒(méi)有對(duì)特殊位置采取相應(yīng)的特殊處理措施，這些部位往往受力較大或易失穩(wěn)，這也會(huì)對(duì)整個(gè)基坑支護(hù)的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。

2.2支護(hù)結(jié)構(gòu)空間效應(yīng)的評(píng)價(jià)不科學(xué)

通過(guò)對(duì)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析可知，巖土工程深基坑開(kāi)發(fā)建設(shè)時(shí)，支護(hù)工作出現(xiàn)失穩(wěn)問(wèn)題，主要是由于深基坑空間位移產(chǎn)生的影響。部分巖土工程進(jìn)行深基坑項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，并沒(méi)有針對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)進(jìn)行科學(xué)且全面的評(píng)估，僅給予深基坑足夠的水平支撐力，沒(méi)有使深基坑空間結(jié)構(gòu)得到穩(wěn)定，導(dǎo)致后續(xù)巖土工程建設(shè)過(guò)程中，深基坑空間出現(xiàn)失穩(wěn)變形問(wèn)題，直接影響深基坑項(xiàng)目建設(shè)的可行性與安全性。為此，巖土工程深基坑項(xiàng)目開(kāi)展支護(hù)工作設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要對(duì)平面支護(hù)效果進(jìn)行評(píng)估，還需要對(duì)深基坑的空間位移變化進(jìn)行考量，合理調(diào)整深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案，保證深基坑空間位移得到有效控制，為后續(xù)巖土工程開(kāi)發(fā)建設(shè)鋪墊安全基石。

2.3設(shè)計(jì)人員專業(yè)素養(yǎng)有待提高

深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)是一個(gè)比較龐大的工作，其工作量比較大，需要設(shè)計(jì)人員相互溝通共同完成。然而，在實(shí)際的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)階段，負(fù)責(zé)力學(xué)設(shè)計(jì)的人員往往將力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好以后直接交給下一個(gè)設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)人員之間的彼此交流較少，對(duì)于哪一部分是力學(xué)的薄弱點(diǎn)，哪一部分受力較大，標(biāo)注不明確，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)存在缺陷。此外，對(duì)最終的設(shè)計(jì)圖紙會(huì)審不嚴(yán)格，嚴(yán)重影響后續(xù)的深基坑支護(hù)的施工情況。

3巖土勘察及基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1巖土工程條件

巖土勘測(cè)是深基坑支護(hù)建設(shè)的重要保障。只要通過(guò)嚴(yán)格的巖土勘測(cè)檢驗(yàn)，對(duì)整個(gè)施工的巖土成分、巖土結(jié)構(gòu)有充分的了解與認(rèn)識(shí)，才能制訂出符合當(dāng)?shù)厍闆r的深基坑施工方案，有效保證深基坑的施工質(zhì)量。因此，若想保證深基坑支護(hù)的穩(wěn)定性，對(duì)巖土進(jìn)行勘測(cè)是必不可少的。在進(jìn)行巖土工程勘測(cè)時(shí)，應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件與土壤狀況進(jìn)行分析，對(duì)整個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)與巖土成分、結(jié)構(gòu)有一個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)，從而保證后續(xù)的深基坑支護(hù)工作順利進(jìn)行。

3.2支護(hù)結(jié)構(gòu)變形設(shè)計(jì)計(jì)算

巖土工程開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，為保證深基坑項(xiàng)目建設(shè)的可行性與安全性，應(yīng)對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，主動(dòng)規(guī)避支護(hù)結(jié)構(gòu)空間的位移問(wèn)題，保證巖土工程深基坑項(xiàng)目建設(shè)開(kāi)發(fā)的可行性。通過(guò)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形設(shè)計(jì)優(yōu)化，可主動(dòng)規(guī)避外界因素對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形影響，推動(dòng)深基坑項(xiàng)目安全可靠建設(shè)。當(dāng)巖土工程進(jìn)行深基坑項(xiàng)目支護(hù)方案設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要具備預(yù)見(jiàn)性思維，對(duì)可能影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)因素進(jìn)行全面考量，并開(kāi)展科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)變形計(jì)算工作。依據(jù)相關(guān)勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)信息評(píng)估支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的安全性與可行性;依據(jù)真實(shí)可信的計(jì)算數(shù)據(jù)資料評(píng)估深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的可行性。為保證評(píng)估工作開(kāi)展的客觀性與科學(xué)性，設(shè)計(jì)人員可構(gòu)建深基坑項(xiàng)目模型，依據(jù)仿真模型對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行可行性論證，若發(fā)現(xiàn)相關(guān)設(shè)計(jì)隱患，設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整修正，主動(dòng)規(guī)避支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，保證深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的可行性與安全性。

3.3明確巖土層基本性質(zhì)

科學(xué)實(shí)行巖土層勘察工作基本上可以視為全面了解巖層分布特征、力學(xué)性質(zhì)以及地下水文等工程性能的主要手段。在正式勘察工作過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該從上述工程性能因素方面入手，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件以及地質(zhì)條件等內(nèi)容進(jìn)行綜合分析與判斷。根據(jù)分析反饋結(jié)果確定支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，為支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與內(nèi)力分布情況提供良好的數(shù)據(jù)支持。需要注意的是，深基坑施工作業(yè)期間容易對(duì)周邊環(huán)境造成擾動(dòng)性影響。

3.4提高施工人員的操作水平

施工人員施工是否規(guī)范也直接影響了基坑支護(hù)的質(zhì)量。因此，對(duì)施工人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)考核必不可少，同上述設(shè)計(jì)人員的專業(yè)培訓(xùn)考核一樣，也要設(shè)立明確的獎(jiǎng)罰制度，對(duì)于通過(guò)考核并且施工質(zhì)量較為優(yōu)秀的員工進(jìn)行適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，對(duì)施工過(guò)程中操作不規(guī)范，施工質(zhì)量不合格的員工予以相應(yīng)的懲罰，目的是讓施工人員認(rèn)識(shí)到規(guī)范操作在基坑支護(hù)中的重要性。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在巖土勘察及基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全面的調(diào)研，巖土勘察中主要勘測(cè)巖土結(jié)構(gòu)、土壤黏度以及周邊環(huán)境等因素，在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注重設(shè)計(jì)的力學(xué)性能、原材料質(zhì)量以及設(shè)計(jì)員的整體素養(yǎng)等問(wèn)題。此外，還應(yīng)注重對(duì)施工人員的培訓(xùn)工作，使其在施工時(shí)能夠規(guī)范操作，由此保障基坑支護(hù)的可靠性與穩(wěn)定性，促進(jìn)巖土勘察工程質(zhì)量的不斷提升。

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