岩土勘察技术及深基坑的支护设计

岩土勘察技术及深基坑的支护设计

北京城建勘测设计研究院有限责任公司天津分公司天津300384

摘要:我国建筑行业正处于飞速发展时期,各类建筑不断兴起。由于土地资源有限,为了缓解土地供需矛盾,我国近年来建设了大量高层建筑。在进行高层建筑施工过程中,要尤其注意基础质量的安全。建筑工程的基础质量决定了工程的总体质量。基础必须要有强大的承载力,才可以确保高层建筑的整体安全。本文从深基坑支护中岩土勘察的重要性分析出发,分析了岩土勘察技术的应用要点,具体论述了现阶段我国常用的深基坑支护技术,以期能为我国岩土勘察与深基坑支护技术的发展提供一些参考。

关键词:岩土勘察技术;深基坑支护设计

引言:近年来,建筑行业作为我国国民经济发展的支柱型产业,其建设数量与建设规模都不断增大,并且逐渐向着纵向空间发展,对工程项目的施工质量、施工安全和施工进度都提出了更高的要求,在工程项目施工过程中,深基坑支护项目较为复杂,且项目的变动性也相对较大。为了保证深基坑支护设计的科学性和合理性,需对地理环境进行分析,做好岩土勘察设计工作,并进行精密计算。本文对深基坑支护设计与岩土勘察技术之间的相关性进行分析和研究。

1深基坑支护中岩土勘察的重要性

1.1提升深基坑支护的质量和安全

在实际的施工中,通常需要在前期岩土勘察阶段就做好深入的研究与分析,将岩土勘察数据作为控制基坑开挖与后续施工的指导依据,避免盲目开挖,确保岩层不被破坏,使深基坑施工条件趋于理想,提升支护安全水平。同时根据岩土勘察数据,施工人员可预估深基坑施工中可能存在的各种影响因素,提前做好应对预案,并对地下水做好处理,切实保障施工质量和安全。

1.2优化深基坑支护设计施工方案

全面、准确的岩土勘察数据能够为深基坑支护设计方案的优化提供可靠的数据支持,并且对于后期建设有着积极的促进作用。

2岩土勘察技术的分析与应用

2.1勘察技术的分析

岩土勘察工作内容主要包括:环境调查、岩性分析、岩层性质分析、勘察技术与方案。

(1)环境分析。深基坑工程常会受到外部环境的制约。为了深基坑工程的顺利建设,要在施工前对基坑周遭环境进行勘察,确保深基坑工程的稳定性和围护工程位移的工程特性。[2]

(2)岩性分析。岩性分析主要包括:岩层风化情况、软化程度、断裂构造、节理描述。可通过所得数据,对深基坑开挖地区的地质进行全面了解。

(3)岩层分析。岩层分析是勘探岩土层的基本性质。主要通过勘察岩层的分布特征、地下水特征、地质表面特征和对岩层的力学性分析等。根据所勘测的数据对土层进行综合性分析,可将所获得数据做为深基坑支护设计的审计依据,该数据还可对支护结构的稳定性和内力分布情况进行分析。

(4)勘察技术。勘察技术是深基坑工程建设过程中的基础技术措施。可利用岩土勘察工作获取的数据,分析深基坑的稳定性。在勘察过程中要尽量扩大勘探范围,选择合理的勘探地点。为保障数据的可靠性,勘探深度尽量达到深基坑开挖深度的2倍左右。

2.2勘察技术的应用

深基坑建设中,岩土勘察技术主要包括:水文地质勘察和物理指标参数两个方面。勘测人员需要按照工程特点和地质条件选择合理的岩土参数,并对参数的可靠性与有效性进行合理评价。另外还需统计静力触探、标准贯入、十字板剪切等试验数据。对收集完成的数据进行分析、比较,取最优值作为物理指标参数。水文地质勘探主要是为了实现对岩层土壤黏性的分析。通过抽水实验对沙土进行测定,并对其影响半径进行计算。水文地质勘探还包括,对深基坑工程开挖范围内和附近的地下水层进行勘探,内容主要包括地下水位、水位埋深度、含水厚度、分布情况。可通过水文勘测获取深基坑开挖水位和含水层的渗透系数;造成深基坑流砂、管涌的原因等。为了保障基坑施工安全,必须采取有效降水措施。在降水工程施工过程中要注意保护好周边建筑不受影响,选择合理的降、排水方案。

3深基坑支护设计

3.1深基坑搅拌支护技术

深基坑搅拌技术是当前应用最广泛的支护技术之一。该技术是利用软土与水泥之间的物化反应达到硬化支护结构、提升支护强度的目的。深基坑搅拌技术的应用,一方面是为了避免沉降等不良现象的出现,另一方面则是防止水分侵蚀,为深基坑的稳定性提供了可靠的保障。该技术在搅拌时,首先需要将水泥等固化剂添加到软土中,然后进行搅拌,并且保持匀速,确保物化反应的全面进行。另外,还有一些注意事项需要施工人员加强重视:

(1)在基坑深挖之后必须及时进行清理,防治挖出的土方对周围建筑环境产生不良影响。

(2)在使用搅拌技术时,要确保深基坑的深度。

(3)在施工过程中需要加强质量管理,确保问题能够被及时发现并处理,保障深基坑支护的质量和安全。[3]

3.2锚杆支护技术

锚杆支护是以主动支护形式达到支护效果的技术。该技术在应用时,首先需要将锚杆工具打入岩土中,然后将另一端连接在支护装置上,并施加一定的预应力,就可以达到加固深基坑的目的,具有良好的支护效果。锚杆支护技术在众多支护技术中,有着独特的应用优势,主要表现在它有很强的环境适应性,不会受到深基坑深度的影响,基于此,该技术也在岩土工程深基坑支护施工中得到了较为广泛的应用。需要注意的是,锚杆支护技术也有一定的支护限制,即锚杆支护不适用于含有机质较多的土质。

3.3地下连续墙技术

为了实现支护作用,在地下连续墙施工过程中,要使用钢筋混凝土墙壁。应首先确定基坑周边的轴线位置;确定沟槽的深度、长度;保证吊放钢筋笼的质量与稳定性。在钢筋笼吊放完成并确保其稳定后进行混凝土浇筑,形成钢筋混凝土墙壁。地下连续墙的主要作用是挡水、截水、防渗、承重。

3.4土钉支护技术

土钉支护技术主要为了提高深基坑支护结构的稳定性。是以土钉做为主要受力构件的边坡支护技术。为了保证土钉拉力和强度,在应用土钉支护技术时,要严格遵守深基坑支护施工标准,必须根据实际情况制定相应的施工方案。还应在第三方机构鉴证下进行土钉支护的拉拔试验。要保证施工所用混凝土的合理配比,并在施工前计算好土钉支护的孔深。

4基坑支护的设计方法

目前,在基坑支护设计中被普遍采用的是有限元法、弹性支点法以及等值梁法等。有限元法能预测及模拟的范围较广,包括地基隆起、地层移位、支护桩变形、周围地面沉降等的预测及模拟,但在实际的工程中被应用的频率不是太高,主要因为土体本身的复杂性,无法准确得出土体参数。弹性支点法的前身是弹性基梁法,在几种方法中弹性支点法是最接近于实测结果的,因为此法不仅考虑到了支点的刚度,还考虑到了土体的应力及变形等情况。等值梁法的特点是概念明确且较为直观的方法,但这种方法并不适用于复杂基坑的设计,因为此法不仅忽略了在施工过程中支护结构的受力状态受到结构内力和位移变化的影响情况,还忽视了周围环境与支护结构相互间的影响及支护桩的变形可能会对侧压力带来的影响等问题。本工程各个条件不是过于复杂,因此选择等值梁法,同时进行抗倾覆稳定性的验算、抗渗流稳定性的验算、整体稳定性的验算以及抗隆起稳定性的验算,便能满足工程的需要。[1]

结语

岩土勘察工作是深基坑支护设计的基础保障。在工程开展前进行勘察工作时,要根据勘察要点和注意事项进行严格勘探,根据所掌握的勘察资料进行深基坑的支护设计。深基坑支护是保证建筑工程稳定性的基础,优秀的深基坑支护设计与施工,可以对建筑工程的总体质量与安全提供充分保障

参考文献

[1]李国杰,肖瞳,韩子晔.关于深基坑的支护设计与岩土勘察技术探讨[J].江西建材,2016(02):240-241.

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