巖土工程深基坑支護的設計及施工問題研究

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

　　關鍵詞：巖土工程;深基坑支護;設計;施工問題

　　1   巖土工程深基坑支護設計與施工問題的重要性

　　由于環(huán)境的復雜性和地質的多樣性，深基坑支護設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方案。通過對基坑支護設計和施工的研究，為設計人員提供了一個指導性方向和技術支持，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合設計圖紙和現(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。

　　深基坑支護技術已在工程領域廣泛應用，其作為地下結構施工的安全保障是設計的重點和難點。基坑支護除了保證地下結構的安全，還須保證基坑周邊環(huán)境的安全，這就需要設計人員具備扎實的專業(yè)基礎知識和較高的專業(yè)技術要求。只有詳細的了解項目的地質情況和周邊環(huán)境，設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量，保證工程的經濟效益。

　　2   深基坑支護設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場地特征

　　在深基坑支護工程進行設計前，要對深基坑周邊的地質和環(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計。地質報告作為支護結構設計的重要依據(jù)，必須根據(jù)試驗數(shù)據(jù)提供可靠的技術參數(shù)，真實、準確地反應土層的變化情況。在勘察階段中，勘探孔一般是在滿足規(guī)范的前提下結合當?shù)氐刭|進行布置，但是由于地質分布不均勻，個別勘探孔不能反應土層的分布情況，進而影響了基坑支護在局部位置選用的結構形式不合理。

　　2.2   設計與施工之間存在差異

　　深基坑支護設計是指導施工的技術工作，基坑支護設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條件復雜或場地情況與原設計不符，從而導致施工頻頻出現(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和設備的要求是比較低的，但是在進行邊坡的支護環(huán)節(jié)，則對施工技術要求較高，這兩部分工作在難度上的差異，往往會導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，這導致邊坡支護在后期的施工中出現(xiàn)質量問題，不僅影響整個工程的質量，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

　　3.1   土釘墻支護技術

　　該技術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)定的結構。在土釘邊坡面上，一般是鋪設鋼筋鐵絲網或者鋪設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。該支護技術有非常嚴格的施工要求，即支護的坡面土質必須非常均勻，土質較硬最好，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，或者經過人工降水之后的普通粘性土、粘性沙土及粉土中應用，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，使用了大量土釘對沿線選定的土質進行了加固，實驗證明，在土質均勻路段使用該技術，墻體的加固效果非常好，而且該施工技術在使用的場地環(huán)境上來看也沒有太大的要求，大小都可以，這也就使得相關的費用支出能夠得到很好的控制。該施工技術也有使用“禁區(qū)”，一般不能在含水量非常高的土質中使用該技術，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，同時，自穩(wěn)能力較差的軟土中也不能使用該技術，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，短時間內可能會出現(xiàn)大范圍坍塌的現(xiàn)象。

　　3.2   鋼板樁內支撐支護體系

　　鋼板樁是工廠成品，其自身強度和質量有可靠的保證。其自身剛度和抗彎承載力比一般鋼筋混凝土支護結構小，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。深基坑支護設計除了考慮支護結構的承載力和穩(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，而且鋼板樁內支撐支護施工方便，施工工期短，在工程上被廣泛應用。設計時，鋼板樁的規(guī)格與長度應通過對支護結構的內力、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

　　該技術也有非常明顯的優(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中使用該支護技術的大約占到了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、雜質或者垃圾進行，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，但是，該支護技術特有的優(yōu)勢和經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，避免人力、財力和物力的損失，目前，地下連續(xù)墻支護技術已經在國內外相當數(shù)量的地下施工中發(fā)揮了應有的作用，效果也非常理想。

　　3.4   選擇合理的力學技術參數(shù)

　　力學技術參數(shù)的選取對于巖土工程深基坑支護結構的安全性具有很重要的作用。合理選擇力學技術參數(shù)，才能保證深基坑支護結構的合理性和經濟性。而對于深基坑支護的設計人員來說，可以通過力學參數(shù)的合理選擇來讓設計方案更加接近于實際，從而使整個支護結構體系在安全而又經濟。巖土工程中的深坑支護結構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，支護結構也會發(fā)生一些變化，為了保證支護結構的穩(wěn)定性，設計人員需要提前考慮到各種因素的影響，根據(jù)實際的土質情況，及時的采取應對的策略，才能從根本上保證建筑工程的質量。

　　4   結束語

　　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，在準確、全面把握各種支護技術特點基礎上，結合建筑的不同特點，進而選擇合適的支護技術，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。