岩土工程中深基坑支护设计方法
摘要
关键词
岩土工程;深基坑;支护
正文
绪论
岩土工程深基坑施工环境较为复杂,在项目施工中,基坑渗水、岩土崩塌等都可能对项目施工造成影响,这不仅影响了项目建设质量,而且容易造成工期延误和施工人员人身伤害等问题。基于此,有必要在深基坑施工初期阶段开展基坑支护工作。规范化开展深基坑支护设计,从源头上保证深基坑支护施工质量,推动岩土工程项目建设工作的顺利实施。
一、土层锚杆支护
土层锚杆支护技术是岩土工程深基坑支护中的常用方式,该支撑体系下,锚杆的一侧衔接支护结构,另一侧插入结构稳定的岩土中。从支护体系设计效果来看,锚杆支护技术在连接禁锢锚杆、土层灌浆的基础上,将深基坑岩土结构连接成一个整体,有效地提升了设备基坑支护设计的质量,为后期项目施工奠定了良好基础。要进一步深化土层锚杆支护技术应用水平,在初期设计阶段必须考虑以下因素。(1)土层锚杆支护设计受岩土工程建设区域环境的影响,为准确掌握岩土工程建设区域的地质、水文环境,要求开展施工区域的系统勘察,并在具体勘察中考虑岩土工程的建设结构、工程特征,然后规范化地进行工程建设区域的土样提取、参数选择和数据计算。(2)将锚杆材料规格、性能等参数纳入考虑范围,尤其是要做好钢管、钢丝等材料性能的分析,确保杆体材料能满足项目基坑支护体系建设及应用需要。(3)在土层锚杆支护细节设计层面,应从施工准备、成孔、拉杆安装、灌注、张拉锚固等环节开展锚杆支撑体系设计,并且在设计中需做好锚杆关键参数的计算分析,为后期项目施工提供有效指导。
二、土钉支护技术
岩土工程土层结构不同,在深基坑支护体系设计中必须结合土层特征,差异化地选择支护技术。譬如在地下水位较低的粘土、砂土、粉土地基中,可选择土钉支护技术进行项目基坑支护设计。就土洞支护技术而言,其不仅包括密集的土钉群,而且涉及混凝土面层和防水系统。相比于其他支护体系,土钉支护技术具有技术优越、造价低廉、施工便捷的特征。土钉支护技术要点设计包括2个方面。(1)应注重土钉支护技术应用形态的设计,先锚后喷、先喷后锚是该技术应有的2种基本形态,应结合基坑挖土特性的设计情况选择支护方式。(2)机械成孔是土钉支护施工的常用技术,在此项技术设计中,应从钻孔、注浆、安装钢筋网、喷射混凝土面等环节开展设计,通常在喷射混凝土设计中,应尽可能地使用C20混凝土,并确保喷射混凝土厚度维持在80~100mm。结合工程实际可知,深基坑土钉墙施工中,钻孔机抽出环节容易出现坍孔,应采用套管成孔和挤压成孔方式进行处理,确保土钉支护技术适应工程建设需要。另外,混凝土喷射是土钉支护技术设计的关键内容,在混凝土喷射技术参数设计中,要求采用空压机作业时,设计空压机的风量保持在9m3/min,且压力需大于0.5MPa;土钉墙孔位偏差设计中,要求孔位偏差保持在150mm以内,钻孔倾角保持在3°以内。
三、深层搅拌桩技术
就深层搅拌桩而言,其采用水泥充当固化剂,然后在深层搅拌机械的作用下,将软土或砂等与固化剂强制拌和,这样原先的软土地基将得到硬化,这对于岩土工程项目建设具有积极作用。在岩土工程深基坑支护设计中,除淤泥、砂土地质外,淤泥质土、泥炭土和粉土均可使用深层搅拌桩技术进行支护。基于该技术开展岩土工程深基坑支护设计时,应注意以下几点。(1)应系统考虑桩机定位、对中、调平设计,要求移动搅拌桩机到达指定桩位后,采用水准仪设备进行对正调平,设计搅拌桩机定位偏差保持在5cm以内,桩架的垂直度偏差不大于1%,导向架垂直度小于1.0%桩长。(2)浆液配比设计是深层搅拌桩技术设计的重要内容,其直接关系着搅拌桩成桩的质量,一般选择C42.5水泥作为固化剂,同时要求浆液水灰比控制在0.45~0.50。此外,应结合土质环境,一般设计深层搅拌桩水泥用量不少于50kg/m。在搅拌沉桩作业设计中,要求按照场地平整、桩基就位、搅拌下沉、拌制水泥浆、注浆搅拌提升、重复搅拌下沉、重复提升、关闭搅拌机、搅拌机移至下一桩位的流程进行作业。在具体作业参数设计中,设计搅拌沉桩机钻杆提升速度保持在0.5~0.8m/min,注浆泵出口压力控制在0.4~0.6MPa,实现浆液和土体充分拌和。随后规范开展桩体搭接及质量检查设计,要求桩体搭接时间超过24h时,应增加第2根桩体的注浆量,确保第2根桩体注浆量超出第1根20%。
四、地下连续墙支护技术
当岩土工程深基坑施工存在较大渗水时,可采用地下连续墙支护技术进行处理。施工实践中,基坑深度低于地下水位、岩土工程施工地点存在砂土层等问题时,均可采用该方法进行处理。从施工过程来看,地下连续墙施工的振动性较小,且墙体刚度较大,此外,其能有效提升土石项目的防渗效果,施工效果较好。在实际施工中,针对地下连续墙支护技术的应用,还应注重以下要点。(1)地下连续墙多采用混凝土浇筑施工方式,施工体量较大,可采用分层连续浇筑或推移式连续浇筑的方式进行施工。(2)在实际浇筑中,应严格遵守边浇筑、边振捣的工艺要求,要求振捣器垂直插入的深度不小于500mm,在振捣顺序管理中,按照自后向前的顺序进行施工。此外,完成地下连续墙施工后,为确保良好的施工效果,还应加强连续墙的养护管理,在养护中,严格控制墙体表面温度、湿度,确保地下连续墙整体完整性。地下连续墙养护时间应控制在14d左右,这样能有效提升防护墙的整体强度,保证岩土工程深基坑防护效果。
结束语
规范化地开展深基坑支护设计,能从源头上实现深基坑支护施工质量控制,为岩土工程项目建设奠定良好基础。只有充分认识到岩土工程水理特性和深基坑支护特征,深层次分析岩土工程深基坑支护设计的关键问题,并加强深基坑支护技术设计和设计过程方法把控,才能有效地提升深基坑支护设计水平,促进深基坑及岩土工程建设工作的有序开展。
参考文献
[1]黄煜龙.对岩土工程中深基坑支护设计的分析[J].西部资源,2021(3):72–74.
[2]肖喆.岩土工程中的深基坑支护设计问题和对策探析[J].住宅与房地产,2021(12):117–118.
[3]黄浩.岩土工程中的深基坑支护设计问题和解决研究[J].城市建筑,2021,18(9):193–195.
...