欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

岩土工程中的深基坑支护设计常见问题和改进措施

284 2020-12-09 08:57:41

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,对岩土工程周边的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。


深基坑支护设计存在的问题

  • 计算与实际承受力存在差异

现有深基坑支护结构的承受力计算方法还是以极限平衡理论为基础,而长久以来工程实施中发现,尽管在理论上部分支护结构的极限平衡理论系数能达到要求,但支护工程的受力特点较为复杂,实际中容易出现破坏。还存在部分支护结构的安全系数较低,甚至都无法满足规范的要求,但在实际工程中却能提供足够的安全保证。极限平衡理论是静态的结构理论,但实践工作中工程建筑后的基础土体保持着动态的平衡,而基础结构本身也存在一定的变化,在时间不断延长的环境下,支持强度也持续性降低,同时表现出形态的改变 。支护结构的计算不符合实际受力是深基坑支护设计的重要问题。

  • 开挖的空间效应问题处理不当

在挖基坑的实践中,支护结构位移发生的位置大多为基坑的较长边,多发于中间位置,在短边部分的位移较少。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。现有的深基坑支护结构设计并没有充分考虑深基坑开挖的空间效应问题,只是按平面应变假设来设计深基坑支护结构。

  • 没有选用合适的力学参数

深基坑支护结构能够承担的土压力的多少对其安全有很大的影响,但计算精确的土压力又存在一定的困难,因为地质情况是复杂多变的,直到现在还是在使用库伦公式或朗肯公式 。深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和粘聚力这三个参数是可变的,因此选择土体物理参数是一个十分复杂的问题。如果在设计支护结构时所取的土体力学参数不适当,再加上支护结构的实际受力也不能准确的计算出来,这就对设计结果产生了一定的影响。

  • 基坑土体取样的问题

设计深基坑支护结构时,土层取样并分析的工作是非常关键的,通过对所取土体的分析得到合理的土体物理力学指数,可以为深基坑支护结构提供设计依据。土体取样时一般是选在距离深基坑开挖区域 2 ~ 3 倍的范围内,按照要求进行勘探取样。但是通常情况下,为了减少勘探工作量和勘探费用的支出,只钻取几个孔 。由于地质构造的复杂多变,取得的土样往往是随机的、不完全的、不具有代表性,就不能反应出土体的实际情况,导致支护结构的设计不符合实际地质情况。

  • 边坡堆载的问题

施工单位为了方便施工或者施工场地的限制,在距离基坑不远的地方堆积大量的施工材料,例如钢筋、水泥等;混凝土的罐车距离基坑的上口线较近,造成安装塔吊时出现安全事故。因此设计人员如果没有考虑到这一点,就会使基坑出现较大的变形,从而造成基坑支护结构设计上的问题。


深基坑支护设计改进的措施

  • 转变传统的设计理念

在我国深基坑支护研究不断发展的支持下,积累了较多经验,同时在实际工程的计数资料集合方面也做出了不少成绩。而以这些基础研究为依据,为我国岩土支护工程结构的实际承载规律研究提供了支持。国内外至今没有一种能精确计算深基坑支护结构设计的计算方法。需要从根本上改变旧有的设计思想,抛弃传统陈旧已经不适用于现代建筑的方法,构建以实际监测数据为核心的动态反馈系统,也是现代设计工作者的主要研究目标。

  • 创建新的工程设计方法

传统设计大多选择极限平衡理论作为基础,充分发挥极限平衡理论的计算,同时结果的参考作用也较高。工程事故的原因有较多是支护结构的变形,极限平衡可以确定结构设计的强度,对工程结构的刚度不能给出确切的数据。而岩土工程的深基坑支护变形监测主要针对基坑边坡以及地下管线等,实时分析开挖土方和设计支护的监测数据,对偏差、地下管线变形、沉降变形等进行设计。在实际测量中如果发现问题,应立即处理,防止变形和滑动继续发展,设计出可靠、能保证安全的施工方案和新的变形控制设计方法。对于新的变形控制方法要重点研究支护结构变形控制的标准,空间效应转化为平面应变和地面超重的确定,还有其对支护结构的影响。

  • 全程控制基坑支护施工质量

深基坑支护施工过程中,相关的流程和环节比较多,任何一个环节出现问题后,都会对后期补救造成很大的困难,施工质量直接关系到深基坑质量。因此,必须加强对施工过程的全程化监控管理,确保施工人员严格按照设计方案进行施工,保证施工质量。在施工前,相关人员要对当地的地质、此次施工的设计图纸和施工场地周围的环境进行一定的熟悉和了解;施工时,施工人员要规范操作,禁止出现不标准操作现象。支护单位要严格遵守分层分段开挖的施工原则与土方开挖单位做好配合,实际开挖中,一旦出现异常情况就要立即停止施工并采取措施。基坑回填之前一定不能破坏支护层,避免对支护质量产生影响。


结语

深基坑支护工程是建筑工程的基础,也是岩土施工中的核心环节,是确保建筑工程整体安全的首要前提。因此在岩土工程研究中,深基坑支护设计的研究是必不可少的。只有解决了深基坑支护的现有问题,才能从根本上保证施工的安全问题,使岩土工程顺利进行,提升岩土工程整体的质量。