巖土工程勘察中深基坑支護應用

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［摘要］在當前巖土勘察的施工過程中，深基坑支護保障了施工人員在施工中面臨的安全問題，使施工安全和施工可靠性得到了保障。深基坑支護技術的應用增強了當前施工的方式，為施工人員提供了便捷又完善的安全防護體系，也使巖土勘察工程更加高效便捷。本文首先說明了深基坑支護與巖土勘探技術的重要性，然后分析了巖土工程勘察中深基坑支護技術存在的問題及巖土工程勘查中深基坑支護施工技術方法，最后結合具體工程案例分析了巖土工程勘察中深基坑支護技術的應用。

［關鍵詞］巖土工程；勘察；深基坑；支護

1深基坑支護與巖土勘探技術的重要性

隨著現(xiàn)代城市人口的不斷增長，為了緩解居住壓力以及社會需求的矛盾，城市中的高層建筑數(shù)量不斷增長。高層建筑施工質量對于工程項目有著較大的影響。因此在施工階段要尤其重視基礎設施的建設，需要確保地基擁有良好的穩(wěn)定性與承受能力，從而確保高層建筑的安全。因此需要重視深基坑施工環(huán)節(jié)，尤其要重視支護設計與施工的科學性與可行性，因此需要重視前期準備環(huán)節(jié)中的巖土勘探工作。深基坑支護主要是為了確?；又苓叺陌踩约暗叵率┕さ陌踩?，主要是通過在基坑側壁安裝支護檔案來穩(wěn)定施工周邊環(huán)境，預防坍塌事故的發(fā)生。在實際深基坑支護設計中，最關鍵的要素是現(xiàn)場巖土環(huán)境，其對于深基坑支護施工具有直接影響，因此施工單位以及相關責任人需要做好前期調查工作，明確基坑周邊的地質和水文環(huán)境條件，全面掌握巖土工程的實際情況并制定科學可行的設計方案。深基坑支護需要根據(jù)周圍環(huán)境進行設計，并且對地質條件有著較高的要求，且周圍地質與水文環(huán)境會對深基坑施工質量有著直接的影響，因此巖土勘探工作具有重要的現(xiàn)實意義，需要采用先進的勘探技術與設備進行檢測，并選擇符合地質環(huán)境的施工技術，盡可能減少各種不良因素。

2巖土工程勘察中深基坑支護技術存在的問題

2.1深基坑支護中的問題分析

深基坑支護施工質量對于工程整體建設質量具有直接影響，但是現(xiàn)階段深基坑支護施工過程中仍舊存在著較多的問題，主要集中在以下幾方面。①施工材料質量不過關：施工材料對于施工質量具有較大的影響，其作為工程建設的基礎要素，在施工中具有重要的作用，不少施工單位為了節(jié)省費用而使用劣質的材料，這會導致基坑施工質量下降。②施工操作不合理：目前施工人員多為農(nóng)民工，缺乏專業(yè)的培訓體系，專業(yè)水平參差不齊且經(jīng)常出現(xiàn)設備操作有誤的情況，尤其是在后期施工以及關鍵環(huán)節(jié)施工中，對施工人員能力的要求也不斷升高，可能會放大這一問題，對于整體施工質量造成了較大的影響。③施工監(jiān)管不嚴：現(xiàn)在很多工程的監(jiān)管部門沒有做好現(xiàn)場監(jiān)督管理工作，從而導致各種安全事故頻發(fā)。

2.2巖土勘察工程存在的問題

巖土勘察工程中主要存在的問題便是勘察信息數(shù)字化程度較低。如今信息技術的發(fā)展非常迅速，在各行各業(yè)中都得到了很快的發(fā)展，在信息化發(fā)展的過程中實現(xiàn)更高水平的發(fā)展也是必然，巖土勘察工程也不例外。而鉆探勘察、井探、物探和槽探這幾種比較原始的勘探方式在如今依舊被廣泛采用。雖然我國當前科技發(fā)展水平很迅速，且已經(jīng)生產(chǎn)出了更多效率更高的科技產(chǎn)品，可在巖土勘察工程中信息化水平還是比較低的，很多數(shù)字化科技產(chǎn)品都沒能得到很好的使用。這主要因為兩種情況，一是施工單位為了節(jié)省成本，方便快速施工，所以很少采取這種高額耗費的高科技產(chǎn)品，二是大部分施工人員沒有使用過此類設備，缺乏基本的操作常識。對于這種情況，企業(yè)應該為了工程質量著想，積極使用各種高新技術設施，加強施工人員專業(yè)知識操作水平，避免因為這一點而影響到整個施工效果。

3巖土工程勘查中深基坑支護施工技術方法

3.1護坡樁施工技術

護坡樁施工是深基坑支護中常用的技術，護坡樁的實施要與施工場地的具體情況相結合。首先，要借助螺旋鉆井機，打孔、預定深度等操作一次完成施工，之后實施灌注水泥漿施工，灌注完成后進行自下而上的按壓，注意按壓的順序要保證正確。最后進行測量，保證水泥漿液澆灌后深度與施工方案中的標準要求相同，這時可提出鉆桿，完成護坡樁施工。

3.2土釘支護施工技術

土釘支護是深基坑支護中十分常用的支護手段，通過實施土釘支護，深基坑的邊坡能夠得到有效加固。土釘墻支護本質上是一種土體加筋的技術，根據(jù)加筋的材質不同，一般有鋼管土釘和鋼筋土釘兩種形式。與錨桿的主動受力方式不同，土釘墻屬于被動型受力，并且是全長受力方式，首先要在邊坡面上懸掛鋼筋網(wǎng)片，之后進行噴射混凝土，進而形成面層。土釘墻的施工穩(wěn)定性極好，便于施工，并且經(jīng)濟性較好，便于成本控制。但是土釘支護技術的實施會受到土質的限制，如果場地的土質不合格，那么就無法應用土釘支護技術。

3.3鋼板樁圍護結構

鋼板樁具有施工快捷的顯著特點，鋼板樁施工要在定位放線、挖溝槽、安裝導梁之后進行。鋼板樁的剛度和強度都是非常強的，并且具備重復利用的特性。但是鋼板樁抗彎折能力不強，因此實際施工中常常設置圍檁和支撐來幫助其對抗土體施加的壓力。除此之外，鋼板樁也不能有效止水，對水和土體小顆粒缺乏阻擋作用，因此遇到地下水位較高的情況，就要設置相應的隔水措施，這使得鋼板樁在淺基坑中的應用較多。如果在較深基坑中應用鋼板樁，則需要設置成雙排或者多排鋼板樁的形式，從而增強鋼板樁的承載能力。

3.4地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻支護是利用特制的成槽機械，沿著地下結構的邊墻，在具備泥漿護壁的前提下開挖成一定長度的溝槽，再將制作好的鋼筋籠放入挖好的槽段內，接著通過導管對該槽段灌注混凝土，形成地下連續(xù)墻其中一個單元墻段，最后再將各墻段連接起來，地下連續(xù)墻就形成了。地下連續(xù)墻的支護方式最大的優(yōu)點便是整體性好，另外剛度強、止水效果佳也是其顯著優(yōu)勢，憑借這些優(yōu)勢，地下連續(xù)墻在多種復雜的深基坑中也能收到很好的應用效果，可靠性極好。但是這種支護方式的成本是比較高的，對環(huán)境也可能造成比較大的污染。

3.5土層錨桿施工應用

土層錨桿是利用“壓水鉆進”的原理進行施工的，清孔工作完成后邊可以進行土層錨桿施工，之后可開展出渣、鉆進等工序的施工，這樣深基坑的施工便能完成。除此之外，結合施工場地具體情況，可以考慮螺旋鉆桿施工來進行成孔操作。只有成孔施工完成后，才能安放拉桿，一般錨桿的長度在30mm左右為宜，需要注意的是，拉桿要進行除銹處理，否則會影響拉桿的使用效果。土層錨桿施工中，要格外考慮施工現(xiàn)場的地質條件，地下水的弱酸性會影響土層錨桿的施工效果，因此要調整水灰比，一般水灰比在0.4為宜，還可以添加一定量的磺酸鈣，其能夠有效防止水泥出現(xiàn)泌水和干縮的病害。

4巖土工程勘察中深基坑支護技術的應用

4.1工程概況

本研究主要結合某建筑工程項目案例，科學分析了巖土勘察和深基坑支護技術的運用情況。此建筑工程運用了框架結構，總建筑面積約5.5×104m2，基坑開挖的深度大概是4～6m。該工程項目主要運用了土釘墻方式加以支護，基坑的開挖深度是5.67m、6.78m，有助于確保工程項目的施工安全性。當進行基坑開挖和支護以前，應該做好現(xiàn)場的巖土勘察工作，詳細了解巖土層的分布、地下水埋藏的狀況。

4.2工程項目巖土勘察技術的運用

4.2.1巖土層的分布情況分析。通過對巖土的仔細勘察之后，此工程項目場地巖土層由上至下分別是：（1）雜填土，相應厚度為0.85～1.75m，層底標高是+1.632～+3.424m，包含了黏性土、磚石及建筑垃圾等。（2）粉質黏土夾粉土，具體的厚度為1.902～3.300m，層底的標高是—0.822～+0.532m，涵蓋了黃褐色飽和粉質黏土，表現(xiàn)出可塑的狀態(tài)，含有中密濕粉土。（3）粉質黏土和粉沙層，相應厚度為3.80～7.25m，層底的標高是－9.457～－6.075m，包含了灰色飽和粉質黏土，表現(xiàn)出可塑的狀態(tài)，而粉沙層則十分松散。4.2.2地下水的埋藏狀況分析。此工程項目場地當中的基巖、粉土層均為弱透水層，雜填土地層為強透水層，而區(qū)域地下水則主要是孔隙潛水。由于場地位于山前的盆地當中，總體的地勢很低。因此，上層帶水呈現(xiàn)出十分緊缺的現(xiàn)象。筆者經(jīng)過仔細調查相關資料信息之后，從中可知，此區(qū)域的年水位平均變化幅度為1.4m。依靠勘察測定的方式，能夠獲取不同測點的穩(wěn)定水位是2.8～3.8m，而區(qū)域地下水位的具體標高是58.145～67.204m。為此，深入分析和探究地下水的埋藏狀況可謂非常關鍵，具有很大的研究意義與實施價值。

4.3深基坑支護施工

4.3.1放樣。正式實施深基坑支護以前，需要做好周邊放樣工作，結束以后，應該及時讓現(xiàn)場的監(jiān)理人員加以復核檢查。開挖深基坑以前，需要進行二次復核放樣。4.3.2保證開挖和支護施工之間的協(xié)同合作。具體的支護施工管理涵蓋了下述不同的時期。進行基坑開挖的時候，應該結合實際的施工進度，在開挖以前，組織研討協(xié)商會議，落實不同參建方的職能和責任。具體進行開挖的過程當中，應該掌握支護的進度情況，確保每一天的開挖量能夠達到相關要求。對于基坑的表面高度來說，應該和支護的豎向間距相同。第一層的開挖深度通常是第一道支護結構標高以下的22cm，隨后，每一層根據(jù)1.5m，實現(xiàn)針對開挖的有效管控，正式開挖之前需要加以分區(qū)，保證長度不超過32m。當挖至第二層時，應該借助開挖一段保留一段的方式完成支撐的任務。當挖至最后一層時，則需要達到基坑的底部位置。上一層的支護結構注漿為24個小時，使面層的砼噴射為12個小時。在養(yǎng)護工作滿足相關規(guī)定強度以后，可以開挖下一層。對于此環(huán)節(jié)而言，應避免挖機碰撞到相關支護結構。當支護結構的最后一層施工結束以后，可以進行大面積開挖施工。基于施工整體的情況來說，應該滿足平面分區(qū)與豎向分層的相關規(guī)定，并安排專業(yè)人員負責對施工現(xiàn)場的協(xié)調和管理，使支護和開挖施工管理工作得以有序進行。4.3.3土釘制作和成孔管理。參考施工現(xiàn)場、周邊環(huán)境的具體狀況，此工程項目的深基坑運用一致的支護剖面。支護一共運用了4排土釘。在這當中，第1排與地面的間距是1.5m，相應的垂直間距依次是1.7m，1.6m，1.6m，1.6m，1.5m，從上到下的土釘長度依次是7.5m，5.5m。土釘中心的拉桿是螺紋鋼筋，根據(jù)15°的規(guī)定對傾角加以管控，并且將?8@250×250mm的鋼筋網(wǎng)當成噴錨面層，同時噴射的厚度是120mm的細石混凝土，強度等級是C20。4.3.4制作鋼筋網(wǎng)。結合有關設計規(guī)定，應該做好雙向鋼筋網(wǎng)的綁扎工作，結合?8@250的規(guī)定完成雙向配筋，使鋼筋接頭錯開400mm。當鋼筋網(wǎng)制作好且錨管安裝結束以后，需要把螺紋鋼當成加強筋，實現(xiàn)針對錨管的有效連接，然后運用螺紋鋼壓緊鋼筋網(wǎng)，依靠焊接的方式，讓井字架、土釘、網(wǎng)片能夠和加強筋構成一個整體。最終科學檢查搭接的長度情況，以便符合有關設計方面的規(guī)定。4.3.5噴射混凝土。通過依據(jù)當前的相關要求加以施工管理。當開挖和修坡結束以后，需要進行混凝土的噴射施工處理，并且實現(xiàn)鋼筋網(wǎng)成型之后的一次性噴射施工。相應的混凝土強度等級是C20，石子的粒徑則處于6～14m的區(qū)間當中，并且摻加了一定量的速凝劑，把初凝時間改動到15分鐘當中。相應的混凝土配合比則是:水泥:石子:沙=1:2:2。

4.4巖土工程勘察深基坑支護設計改進措施

4.4.1創(chuàng)新工程設計方法。對深基坑的勘察過去普遍采用傳統(tǒng)的極限平衡理論，我們知道支護結構的變形是導致工程事故的主要因素，而極限平衡理論雖然能夠較為準確地計算出結構的設計強度，但是卻不能在結構剛度上進行較為準確的計算。對深基坑的邊坡和地下進行結構變形監(jiān)測一直以來都是巖土工程勘察中的重點內容，并且要及時分析土方開挖和支護設計的相關監(jiān)測數(shù)據(jù)，還要分析設計臨近建筑基礎沉降變形情況及地下管線的變形情況。如果在勘察測量中發(fā)現(xiàn)工程中存在的問題，就要立即采取合理的措施進行處理，并實時跟進設計施工，防止出現(xiàn)變形或者滑動的問題，保證施工方案的安全可靠性。4.4.2全過程控制基坑支護施工質量。深基坑支護的施工環(huán)節(jié)眾多，且環(huán)環(huán)相扣，施工流程的整體性較強，如果某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了意外，就會對后續(xù)的一系列施工造成干擾?；诖?，巖土工程勘察的深基坑支護施工中需要加強全過程施工管理控制，確保施工人員能夠按照設計要求進行施工，從而提升支護施工質量。需要注意的是，施工前要對場地地質、圖紙、周邊環(huán)境做好勘察，施工支護過程中要嚴格按照相關標準進行施工。尤其是基坑開挖施工，要按照分層開挖的要求進行施工，不得隨意變更開挖原則。在對基坑進行回填之前不能將原有支護結構破壞，否則極有可能會對支護施工的最終質量產(chǎn)生不良影響。

5結語

綜上，巖土工程勘察與深基坑支護技術的運用息息相關，因此，在施工時，應該及時發(fā)覺其中存在的問題，充分有效地處理好。同時，還應該創(chuàng)建更加完善的管理機制，給深基坑支護技術的使用提供相應的保障，創(chuàng)建更加安全的操作環(huán)境，全面地呈現(xiàn)深基坑支護技術在工程施工項目中帶來的好處，持續(xù)提升我國建筑工程的綜合質量與技術水平。

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作者:李茂智 單位:天津華勘集團有限公司