巖土工程深基坑支護的設(shè)計及施工問題研究

摘    要：深基坑支護設(shè)計對指導(dǎo)巖土工程施工具有重要意義，設(shè)計人員須對施工場所周邊環(huán)境、地下管線及場地地質(zhì)進行全面的勘探和調(diào)查，獲得準確可靠的技術(shù)參數(shù)作為指導(dǎo)設(shè)計的依據(jù)，以確保工程的安全質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：巖土工程;深基坑支護;設(shè)計;施工問題

　　1   巖土工程深基坑支護設(shè)計與施工問題的重要性

　　由于環(huán)境的復(fù)雜性和地質(zhì)的多樣性，深基坑支護設(shè)計過程中受較多的因素約束。為確?；又ёo方案的安全性和可行性，需要設(shè)計人員熟悉掌握現(xiàn)場情況，充分考慮施工過程中可能出現(xiàn)的不利工況并制定安全合理的技術(shù)方案。通過對基坑支護設(shè)計和施工的研究，為設(shè)計人員提供了一個指導(dǎo)性方向和技術(shù)支持，為項目的順利實施提供方案性的參考。項目實施過程中施工單位可結(jié)合設(shè)計圖紙和現(xiàn)場環(huán)境進行分析，提前制定好施工組織方案，根據(jù)實際的施工條件和施工環(huán)境采用更加合理的施工工藝，從而能夠提高整個施工過程的工作效益。

　　深基坑支護技術(shù)已在工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其作為地下結(jié)構(gòu)施工的安全保障是設(shè)計的重點和難點?；又ёo除了保證地下結(jié)構(gòu)的安全，還須保證基坑周邊環(huán)境的安全，這就需要設(shè)計人員具備扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和較高的專業(yè)技術(shù)要求。只有詳細的了解項目的地質(zhì)情況和周邊環(huán)境，設(shè)計出科學安全合理的方案，才能夠防止基坑工程安全事故的發(fā)生，提高深基坑支護施工的質(zhì)量，保證工程的經(jīng)濟效益。

　　2   深基坑支護設(shè)計與施工存在的問題

　　2.1   深基坑支護勘察資料不能全面反應(yīng)場地特征

　　在深基坑支護工程進行設(shè)計前，要對深基坑周邊的地質(zhì)和環(huán)境條件進行勘探，從而確保能夠因地制宜地進行深基坑支護設(shè)計。地質(zhì)報告作為支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)，必須根據(jù)試驗數(shù)據(jù)提供可靠的技術(shù)參數(shù)，真實、準確地反應(yīng)土層的變化情況。在勘察階段中，勘探孔一般是在滿足規(guī)范的前提下結(jié)合當?shù)氐刭|(zhì)進行布置，但是由于地質(zhì)分布不均勻，個別勘探孔不能反應(yīng)土層的分布情況，進而影響了基坑支護在局部位置選用的結(jié)構(gòu)形式不合理。

　　2.2   設(shè)計與施工之間存在差異

　　深基坑支護設(shè)計是指導(dǎo)施工的技術(shù)工作，基坑支護設(shè)計的目的是為了保證施工安全有序地進行。但是因為施工場地的地質(zhì)條件復(fù)雜或場地情況與原設(shè)計不符，從而導(dǎo)致施工頻頻出現(xiàn)突發(fā)情況。

　　2.3   土層開挖與邊坡支護缺乏一致性

　　在進行深基坑支護的施工中，首先要進行的就是深基坑的挖掘工作，這部分工作對施工技術(shù)和設(shè)備的要求是比較低的，但是在進行邊坡的支護環(huán)節(jié)，則對施工技術(shù)要求較高，這兩部分工作在難度上的差異，往往會導(dǎo)致土層開挖以及邊坡支護缺乏一致性，最終影響深基坑支護的總體質(zhì)量。很多工程企業(yè)在進行巖土工程施工之中，為了節(jié)省施工成本，提高施工效率，往往會在邊坡支護上進行省略，這導(dǎo)致邊坡支護在后期的施工中出現(xiàn)質(zhì)量問題，不僅影響整個工程的質(zhì)量，同樣也危及著施工人員的生命安全。

　　3   巖土工程深基坑支護施工技術(shù)

　　3.1   土釘墻支護技術(shù)

　　該技術(shù)是指將特制的土釘支護到基坑邊坡的土體當中，土體堅固度會被進一步強化，以此對土體形成二次加固，進而形成更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。在土釘邊坡面上，一般是鋪設(shè)鋼筋鐵絲網(wǎng)或者鋪設(shè)鋼筋混凝土形成混凝土加固板面，從而與墻體中的土釘形成整體加固墻面。該支護技術(shù)有非常嚴格的施工要求，即支護的坡面土質(zhì)必須非常均勻，土質(zhì)較硬最好，最好是在地下水位之上，避免土釘長時間浸泡在水中出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，或者經(jīng)過人工降水之后的普通粘性土、粘性沙土及粉土中應(yīng)用，例如，在2003年天津地鐵施工建筑中，在靠近市區(qū)的施工路段中就大量使用了土釘墻支護技術(shù)，使用了大量土釘對沿線選定的土質(zhì)進行了加固，實驗證明，在土質(zhì)均勻路段使用該技術(shù)，墻體的加固效果非常好，而且該施工技術(shù)在使用的場地環(huán)境上來看也沒有太大的要求，大小都可以，這也就使得相關(guān)的費用支出能夠得到很好的控制。該施工技術(shù)也有使用“禁區(qū)”，一般不能在含水量非常高的土質(zhì)中使用該技術(shù)，或者在明顯低于地下水位中使用，在南方降雨量較大的地區(qū)巖土工程中一般是不選擇土釘墻支護技術(shù)，同時，自穩(wěn)能力較差的軟土中也不能使用該技術(shù)，如果使用，會使得原有的墻體更加松動，反而會使支護效果大大降低，安全隱患風險會增加，短時間內(nèi)可能會出現(xiàn)大范圍坍塌的現(xiàn)象。

　　3.2   鋼板樁內(nèi)支撐支護體系

　　鋼板樁是工廠成品，其自身強度和質(zhì)量有可靠的保證。其自身剛度和抗彎承載力比一般鋼筋混凝土支護結(jié)構(gòu)小，因此對于深基坑支護，鋼板樁不宜采用懸臂式支護形式。鋼板樁適用于黏性土、粉性土、砂性土、淤泥等貫入度較小的土層，不宜用于卵石、碎石等堅硬土層。深基坑支護設(shè)計除了考慮支護結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性要滿足規(guī)范要求外，還需要考慮基坑的防水問題。鋼板樁剛好能同時解決支護穩(wěn)定性和防水兩方面的問題，而且鋼板樁內(nèi)支撐支護施工方便，施工工期短，在工程上被廣泛應(yīng)用。設(shè)計時，鋼板樁的規(guī)格與長度應(yīng)通過對支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形計算和穩(wěn)定性驗算進行確定。

　　3.3   地下連續(xù)墻支護技術(shù)

　　該技術(shù)也有非常明顯的優(yōu)點，既至水效果非常理想，由墻體連續(xù)組成，剛性效果突出，噪音非常小，尤其是適合在居民住宅區(qū)，承載能力強，適用于高層、超高層建筑，在許多沿海大型城市中該技術(shù)受到廣泛歡迎。據(jù)不完全統(tǒng)計，在當前沿海城市建筑深基坑支護技術(shù)中使用該支護技術(shù)的大約占到了80%以上，在國外，很多摩天大樓、別墅建筑群等都選擇地下連續(xù)墻進行支護，支護效果受到了實踐和歷史的充分檢驗。由于該支護技術(shù)處在地下環(huán)境中，除了施工前期，之后對周邊環(huán)境、建筑物等的影響都非常有限，它的這些特點，使得其有非常明顯的抗?jié)B性，普通降水所產(chǎn)生的水分或者地下水很難對其滲透，墻體的干燥性能還好保證，且隨著時間的流逝，還能防止其他土質(zhì)、雜質(zhì)或者垃圾進行，通過水泥漿進行灌注后實現(xiàn)了全封閉、無縫隙防護，且地下連續(xù)墻由于墻體之間的相互支持力量，使得墻體的整體抗壓效果非常多，承受的基本壓力明顯的高于其他支護技術(shù)，但是，該支護技術(shù)特有的優(yōu)勢和經(jīng)濟性只在特定深度或者特殊條件下的基坑工程中才能得到實現(xiàn)，因此，在支護技術(shù)選擇上，必須對建筑的基本類型等充分考慮再決定選用何種技術(shù)，避免人力、財力和物力的損失，目前，地下連續(xù)墻支護技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外相當數(shù)量的地下施工中發(fā)揮了應(yīng)有的作用，效果也非常理想。

　　3.4   選擇合理的力學技術(shù)參數(shù)

　　力學技術(shù)參數(shù)的選取對于巖土工程深基坑支護結(jié)構(gòu)的安全性具有很重要的作用。合理選擇力學技術(shù)參數(shù)，才能保證深基坑支護結(jié)構(gòu)的合理性和經(jīng)濟性。而對于深基坑支護的設(shè)計人員來說，可以通過力學參數(shù)的合理選擇來讓設(shè)計方案更加接近于實際，從而使整個支護結(jié)構(gòu)體系在安全而又經(jīng)濟。巖土工程中的深坑支護結(jié)構(gòu)也并不是一直都能穩(wěn)定不變的，隨著時間的推移，由于各種不確定因素的影響，支護結(jié)構(gòu)也會發(fā)生一些變化，為了保證支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)計人員需要提前考慮到各種因素的影響，根據(jù)實際的土質(zhì)情況，及時的采取應(yīng)對的策略，才能從根本上保證建筑工程的質(zhì)量。

　　4   結(jié)束語

　　隨著各種類型建筑的出現(xiàn)，巖土工程的重要性進一步提升，為了保證這些高層建筑在施工和保證后續(xù)的穩(wěn)定安全，必須根據(jù)巖土工程的地形、周邊環(huán)境、地下水位等選擇合理的深基坑支護技術(shù)，在準確、全面把握各種支護技術(shù)特點基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑的不同特點，進而選擇合適的支護技術(shù)，確保巖土工程及后續(xù)的安全性、穩(wěn)定性切實得到有效保證。