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摘要:深基坑支护结构的施工是一个综合性岩土工程的难题,因为深基坑支护结构它既涉及了变形问题,同时又包含了土建力学中典型的稳定问题和强度问题,并且还牵扯到了土与支护结构的共同作用。而岩土工程深基坑支护技术在现如今还存在一些问题。本文通过对岩土工程深基坑支护技术的研究、提出了一些对于岩土工程深基坑支护技术发展的建议,从对岩土工程深基坑支护技术的变形、稳定、强度三个方面来探讨岩土工程深基坑支护技术的发展。并同时对岩土工程深基坑支护技术的要求和步骤展开一定的讨论。
关键词:岩土工程;深基坑支护;施工技术
引言
深基坑支护是在施工过程中对地质结构进行加固保护的一种措施,对岩土工程的周边环境也有明显的保护作用。而旧有的深基坑支护设计理论中还存在一些问题,对现代建筑深基坑以及支护工程的适应性较差,还存在由于无法满足工程需求而导致深基坑事故的出现。因此对于岩土工程工作者来说,需要对深基坑设计中存在的问题进行深入挖掘,寻找合理的解决方案。
1当代深基坑支护技术发展的各种类型
1.1如何根据各种地域条件来决定深基坑支护系统
深基坑支护系统一般分为三个系统:①支撑系统:支撑系统的功能是为了防止围护结构的位移以及对围护结构侧力起着一个支撑作用。目前常见的有钢筋混凝土支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑、型钢支撑和钢管支撑这三种支撑方式。②挡土系统:挡土系统为了抵抗外土压力,一般会制作支护排桩与支护挡土墙来进行。常见的方式有水泥搅拌桩、地下墙、混凝土板桩,钻孔灌注桩等。③挡水系统:挡水系统的功能是抗外渗水,具体的方式有地下连续墙、旋喷桩水泥搅拌桩、锁扣地板桩、压密注浆等方式都可以起到抗外渗水的作用。
1.2因地制宜,运用好深基坑支护技术
深基坑支护技术的应用一般在各种地下管线和各类建筑物之中,对于一些浅基坑可以放坡开挖或者直接开挖。但这是对于平常的地形而言,如果基坑深度较深,开挖难度较大、场地狭窄的时候,相关人员在进行勘察之后应采用深基坑支护。以往的深基坑支护操作简单,难度并不算大,但是现在面对很深的基坑,传统的深基坑支护技术已经无法满足深基坑对于技术的要求。所以深基坑技术才有了上文三种突破性的发展。
2深基坑支护在岩土工程中的施工要求
2.1设计要求
深基坑支护设计在建筑工程施工过程中占据着至关重要的位置,合理的设计能够保障深基坑支护的稳定性,降低其变形性。深基坑支护技术的抗压能力和承载能力的强弱决定了深基坑结构中是否出现倾倒破坏、滑动、周围环境损坏等问题,主要在深基坑开挖过程中通过土体失去稳定和变形以及支护结构损坏而表现出来。深基坑支护设计时严格注意控制位移量,降低和预防对深基坑工程附近的建筑物产生影响。当计算支护结构变形相关数据时,需要将周围环境影响计算在内,通过控制支护结构变形来确保支护结构水平位移,因此要实施对水平位移状态进行监控。在支护工程设计中应包括支护体系选型、围护结构的承载力、变形计算、场地内外土体稳定性、降水要求、挖土要求、监测内容等,应注意避免“工况”和计算内容之间可能出现的“漏项”,从而导致基坑设计失误。
2.2技术要求
在建筑施工过程中,深基坑支护技术在应用时要根据建筑工程的占地面积、深基坑的边缘距、地质条件进行合理的结构设计,结合工程的实际情况才能利用深基坑支护技术为建筑工程安全性能提供保障。所设计的深基坑支护结构应具有防渗、支挡、加固等功能,从而提高工程的稳定性。
3深基坑支护常用施工技术分析
3.1混凝土灌注桩支护
混凝土灌注围护桩是排桩式中应用最多的一种,施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小。其质量关系到整个基坑安全,因此在施工过程中需事先落实好施工措施,严格把关每个环节,从而保证顺利施工,达到提高工程支护质量和建筑工程预期效果。
3.2锚杆支护
锚杆支护是在采场、隧道等地下洞室工程及岩土、边坡深基坑等地表工程中主要使用的加固支护方式之一。制成的杆柱主要利用聚合物件、木件、金属件等材料制造,将其打入到洞室周围岩体或地表岩体提前钻好的孔中,利用自身的特殊构造将岩体与围岩结合在一起,从而产生补强效果、组合梁效果和悬吊效果,达到支护目标。
3.3组合型支护
深基坑内部的环境条件差别很大时,可以依据实际环境使用组合型支护,最大化发挥各类型支护结构的优势。主要的组合型支护类型有:组合土钉墙和预应力锚索、组合水泥土墙和灌注桩和H型钢、组合土钉墙和微型注浆桩、组合钢筋混凝土排桩和桩间高压旋喷桩、组合土钉墙和水泥土搅拌桩等。目前主要的深基坑支护组合形式为排桩与土钉墙的组合支护结构。
3.4自立式支护
自立式支护包含悬臂式排桩支护和水泥搅拌桩挡墙支护。主要利用人工挖孔灌注桩、钻孔灌注桩等方式实现悬臂式排桩,它的深基坑内没有支撑,但是机械挖土和地下工程仍然正常运行,这也是它最大的优势所在。缺点是当基坑较深或地质条件较差时,会加大支护桩顶部水平的位移量,从而增加了工程造价和成本支出,因此悬臂式排桩支护的基坑一般在地质条件较好处施工。水泥搅拌桩挡墙支护具有和悬臂式排桩同样的优势,缺点是支护方式挡墙占据面积太大,支护强度会受到土层中的含水量和有机质含量的影响。
4当代深基坑支护技术的发展
深基坑的工作要求促使着支护技术的不断发展:随着城市化的快速推进,对于一个工程而言,深基坑支护已经显得越来越重要。
4.1施工工艺上的发展趋势
(1)土钉墙方案的大量实施,使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要,湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。
(2)基坑向着深、大、周围环境复杂的方向发展,使得深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。受地下空间所属权的限制,内支撑或新型锚杆(如可拆式锚杆、抗拔力较大的全程应力复合型锚杆)将逐渐得以推广运用。
(3)为减小基坑工程带来的环境效应(如因降水引起的地面附加沉降),或出于保护地下水资源的需要,有时基坑采用帷幕型式进行支护。除地下连续墙外,一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目前,有将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中的趋势。
(4)基坑降水时,为减小因降水引起的地面附加沉降或对邻近建(构)筑物造成的影响,可采取井点回灌技术。
(5)在软土地区,为避免基坑底部隆起、造成支护结构水平位移加大和邻近建(构)筑物下沉,可采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固,即提高支护结构被动区土体的强度的方法。
4.2信息监测与信息化施工技术。为了保护环境而加强监测。现已应用计算机监测,可以提供施工过程中支护体系及环境的受力状态及变形数据。由于信息技术及加固技术的提高,已经可以实现毫米级的变形控制。如上海香港广场工程对附近地铁隧道变形控制在7mm。
结语
深基坑支护技术是保证工程质量的重要关口,也是保证人民财产安全的重要一步,对于深基坑支护技术的发展应用,应在结合前人的基础上加以创新,在工程之中,各个建筑部门应协调合作,紧密联系在一起,并做好工作每一步。深基坑支护的工作人员应严格按照有关规定施工,力求为整个工程打下坚实的基础。
参考文献
[1]任宏亮.土钉墙施工技术在深基坑支护工程中的应用[J].山西建筑,2015(23).87-89.
[2]王新亭.基坑监测技术在深基坑施工中的应用[J].科技展望,2015(14).146-148.