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岩土研究院

岩土工程中对于基坑支护工程的一些问题探讨

406 2021-02-02 15:18:19

岩土工程

近年来,随着城市建筑工程的不断进行,基坑支护作为建筑地基的基础逐渐得到重视。受到各种因素的影响,岩土工程中基坑支护技术的应用还存在着多种问题。为确保基坑支护工程的稳定性和安全性,需要针对存在的问题采取有效的解决措施。

1、岩土工程中基坑支护存在的问题

1.1、超挖、欠挖现象较为严重

在基坑支护工程施工过程中,超挖、欠挖现象比较常见,这些现象的出现影响了工程质量。分析超挖、欠挖的现象的原因,主要与施工人员操作不规范有直接关系,即施工人员,尤其是机械操作人员的操作技术水平低下是造成以上现象的主要原因。机械操作人员在操作机械开挖后,由于受到施工条件的限制,其开挖有一定难度要求。若操作人员的技术达不到一定水准或欠缺责任意识,极易出现边坡表面不平整、顺直度不规则等质量不达标现象。从而造成施工质量低下,并加大施工量,从而影响施工进度。

1.2、实际施工与施工设计间存在较大差异

在进行基坑支护工程建设前,为施工提供参照标准和依据,一般需要对基坑支护工程做规划和设计。但在实际施工过程中,普遍存在不按施工设计进行,与设计脱离的现象。如深层搅拌桩的水泥没有按照设计标准进行配置,导致掺量不足,对水泥土的支护强度造成不利影响,并易使水泥出现裂缝现象,影响施工质量。

分析实际施工与施工设计存在较大差异的原因,主要有:⑴施工企业一味追求速度和利润最大化,在施工过程中偷工减料、赶进度、强行施工等,在施工过程中频频出现质量问题。⑵施工设计人员设计的方案欠妥。由于施工设计方案都是按照假设施工设计的,因此,不能排除设计人员在设计中存在方案不切实际或不妥的地方。如一些设计人员受传统设计模式的影响,在设计中没有对基坑开挖施工进行空间问题处理设计,还沿用传统的以平面应变问题的模型。导致在实际施工中难以按照设计方案进行。综上所述,造成实际施工与施工设计脱节现象的原因,设计人员、施工人员均负有相关责任。

1.3、土层开挖与边坡支护间存在不配套现象

一般而言,土方的开挖技术含量较低,对其进行管理也较为简单。与之相反,挡土支护的技术含量和管理水平要求比较高。在实际施工过程中,这两项内容都是由专业队伍负责完成的,并签订了2个平行的施工合同,但这给具体实施带来一定难度。例如土方开挖方为赶进度或者拖延工期,在管理上比较混乱。有些施工单位不顾及挡土支护施工所需要的工作面,尤其是雨期,留下的操作界面难以进行接下来的支护施工操作,致使支护工期未能按时按进度完成。

2、岩土工程中基坑支护工程的改进措施

2.1、加强设计理念的更新

在基坑技术的发展上,我国已经具备了一定的技术能力,并且在支护结构受力变化的规律上有了初步的认识。这种技术能力的掌握和认识的存在,有利于基坑支护结构的合理设计,为其提供一定的理论基础。但是,目前我国并没有形成比较统一的设计规范,主要还是采用传统的“等值梁法”、库伦理论或朗肯理论进行相应的设计和计算。在这种理念计算出来的结果与实际的情况往往相差比较大,不利于工程建设的质量和安全建设。因此,在今后的基坑支护设计中,要逐渐地形成以施工监测为主导,进行动态信息反馈的新的设计体系,彻底地改变传统的设计理念。

2.2、积极寻找新型的机构计算方法

随着高层建筑的发展,新的支护结构不断的出现,并有效地应用到实际的工程建设中。比如钢板桩、低下连续墙等支护结构的使用,促进了土钉、双排桩和旋喷土锚等支付结构型式的产生。但是,对于这些新支护结构的相关计算和设计并没有形成统一的理论,加强其计算和设计方法的研究,仍然是一个非常重要的问题。

2.3、采用新的设计方法控制变形

我国在进行基坑支护工程机构设计时,采用的主要是极限平衡原理,这是一种简便实用的设计方法。在这种原理的指导下,所设计出来的基坑支护结构可以满足结构在强度上的要求,但是不能够有效地体现支护结构刚度上的要求。因此,为了避免由于结构刚度而造成相应的事故,应当采用新的设计方法控制变形。相关的设计人员应当对控制变形的标准、空间效应变化成地面超载等问题进行进一步的研究。

2.4、加强基坑支护的技术研究

加强基坑支护技术的科研研究,对提高基坑支护技术具有重要作用。众所周知,试验数据的准确性对科研质量的优劣有重大影响。因此,应加大对基坑支护结构的变形、内力的实测和研究,积累相关的实测数据。同时,总结不同地质条件和水文条件下的施工工艺经验,形成一定区域一定条件内基坑设计的标准,并将已有的定性经验形成定量的计算方法,真正提高基坑支护的设计及施工质量。

3、工程实例

以单彩山的例子对岩土工程中基坑支护工程中存在的问题进行分析。通和易居花园基坑工程处在合肥市东至路和贵池路交叉口东南地方,位于城中村内,往北接壤贵池路,向东邻近长江花园小区,西接东至路,有着复杂的周围环境。该工程包括高层商住楼地上32层、高层商住楼四栋,有两层地下,剪力墙结构,6个月的基坑使用期,二级安全等级。

3.1基坑支护方案

锚杆形式支护采取人工挖孔桩加两排预应力,基坑开挖深度是9.65m,桩长为15m,桩距是1.8m,桩径为900mm,锚杆钢筋φ25,150mm的孔径,混凝土强度等级为C30。

其实从理论计算上桩锚支护结构是安全性是相当高的,可是实际情况应该重视各种因素对基坑支护的影响。

(1)雨水天气的接连不断,使得桩锚支护结构的水平位移不断增大,当位移到10mm时,与基坑周边临近的贵池路旁边有较大的裂缝出现。分析其原因是因为桩后土体中有雨水渗入,流失从基坑开挖面开始,逐渐增大的主动土压力使地表下沉,最后比较大的裂缝就产生了。

(2)因为贵池路边较大裂缝出现,从裂缝渗入大量的地表水进入到桩后的土体里,仅仅3天时间内其变形量累计已经达到17mm,水平位移速率已经快跟预警速率相同,如此对基坑的安全来说是个非常的威胁,因此可以看出基坑支护结构中地表水的影响是不容小觑的。不管是支护结构开始起作用还是土方回填后以及这之间的过程中都应该重视“水”的管理与控制,如压密注浆与止水帷幕等等。

(3)理论计算出的较大的本处基坑安全系数,实际上接近贵池路的该支护段有大量的动荷载在该支护结构上作用,同时又有大量的雨水,以致支护结构产生安全存在隐患,并没有理论上存在的较高的安全系数。因此应该将天气情况与临近基坑周边的有效荷载情况考虑到基坑支护设计中。

(4)正是因为原有的桩锚支护结构理论计算(只是计算支护结构的稳定性和强度)与目前的基坑支护工程实际存在着较的差距,所以建立起的计算方法应依据变形量控制理论。

(5)实践发展的桩锚支护结构的工程要超前越理论研究,目前指导实践的理论越来越凸显它的脆弱,用理论的方法在基坑支护工程事故的找出缘由又十分困难,这就提出了对该种支护结构加大试验研究的要求,以期望理论指导实践。

结语

总之,岩土工程基坑的施工存在一定的风险,地质条件变化多样,工程建设的相关管理者应当在结合所在地工程建设的经验上,按照一定的要求和理念进行基坑支护工程的施工,根据特定的工程要求和条件进行综合考虑,做出安全可靠经济的包括围护结构及支护体系土方开挖降水地基加固监测和环保的整体施工方案。


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