巖土勘察地質(zhì)工程基坑支護設(shè)計
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摘要：基坑支護是巖土工程中非常重要的要一環(huán)，基坑支護的施工質(zhì)量直接影響整個巖土工程的施工質(zhì)量，因此基坑支護技術(shù)的發(fā)展能夠顯著提高巖土工程的施工質(zhì)量。文章對基坑支護的重要性以及特點進行分析，并給出相關(guān)的施工措施，以供同行參考。
隨著我國城市化的不斷發(fā)展，各種公共基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)廠房以及小區(qū)住宅等數(shù)量在不斷增加。巖土勘察是整個工程項目的前期工作，基坑支護是工程質(zhì)量的重要前提，只有將巖土勘察與基坑支護相結(jié)合，才能使施工項目的質(zhì)量得到有效的保障，以確保建筑的安全性與穩(wěn)定性。
1巖土勘察中基坑支護的重點內(nèi)容
根據(jù)實際用途的不同可將基坑支護分為深基坑支撐系統(tǒng)、深基坑擋水系統(tǒng)。在實際的工程施工過程中，較大面積的施工場所，有利于基坑支護工作的開展；如果施工場所面積有限，則需要利用基坑支護技術(shù)進行施工。
1.1深基坑支護技術(shù)
深基坑支護技術(shù)主要是防止在施工過程中出現(xiàn)地下結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，為施工過程提供一個穩(wěn)定的施工環(huán)境。排樁支護主要應(yīng)用于坡度支護防護，是深基坑支護技術(shù)中常用的一種方式，在施工過程中經(jīng)常用到，其主要由支護樁和防滲帷幕組成。排樁支護是應(yīng)用鉆孔注樁的技術(shù)，因此在一些比較深的基坑支護中也能夠使用，通常都是應(yīng)用在巖土地質(zhì)中地下兩三層的地方，目的是保護基坑的側(cè)壁。鉆孔注樁技術(shù)經(jīng)濟實惠，并且對周圍的環(huán)境污染也較小，因此這被廣泛應(yīng)用于基坑支護建設(shè)。
1.2深基坑工程的特點
從區(qū)域性、綜合性、環(huán)境效應(yīng)這三個方面來闡述深基坑工程的特點：其一，區(qū)域性。因各地巖土性質(zhì)各異、地質(zhì)條件復(fù)雜，深基坑開挖要因地制宜，具體問題需具體分析；其二，綜合性。深基坑工程涉及的環(huán)節(jié)繁多，且會受到多種復(fù)雜因素的相互影響；其三，環(huán)境效應(yīng)。深基坑工程施工中，必然會引起周圍環(huán)境發(fā)生改變，對周圍的建筑物、地下水位等會造成一定影響。
2巖土勘察的重要性及技術(shù)分析
2.1巖土勘察的重要性
巖土勘察是整個工程項目的第一步，是項目的基礎(chǔ)性工作。在施工之前對整個施工地形進行勘測，主要是指對施工場所的地質(zhì)進行分析、評估，將數(shù)據(jù)整理匯總，再統(tǒng)籌進行施工工期安排。由于巖土勘察涉及的專業(yè)比較廣泛，綜合性較強，工作難度較大，需要各行各業(yè)的專業(yè)人員參與。若在巖土勘察階段出現(xiàn)問題，將會對后續(xù)的施工造成巨大影響，從而影響施工工期甚至整個工程質(zhì)量。
2.2巖土勘察技術(shù)分析
巖土勘察是一個非常重要且復(fù)雜的工程，在進行巖土勘察時應(yīng)從地質(zhì)環(huán)境、巖土結(jié)構(gòu)兩方面進行分析。深基坑工程受周邊地質(zhì)環(huán)境影響較大，為了確保深基坑的施工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)在施工之前對周邊地質(zhì)環(huán)境進行充分的調(diào)查，避免地質(zhì)環(huán)境對深基坑的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響；巖土結(jié)構(gòu)分析則比較復(fù)雜，主要有巖土土質(zhì)分析、巖土結(jié)構(gòu)分析、軟化分析等，在進行巖土工程施工之前應(yīng)當(dāng)對施工場所的巖土進行嚴格的檢驗，以保證后續(xù)基坑施工的安全性與穩(wěn)定性，從而保證基坑的施工質(zhì)量。
3巖土勘察及基坑支護設(shè)計要點
3.1巖土工程條件
巖土勘測是深基坑支護建設(shè)的重要保障。只要通過嚴格的巖土勘測檢驗，對整個施工的巖土成分、巖土結(jié)構(gòu)有充分的了解與認識，才能制訂出符合當(dāng)?shù)厍闆r的深基坑施工方案，有效保證深基坑的施工質(zhì)量。因此，若想保證深基坑支護的穩(wěn)定性，對巖土進行勘測是必不可少的。在進行巖土工程勘測時，應(yīng)對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件與土壤狀況進行分析，對整個地質(zhì)結(jié)構(gòu)與巖土成分、結(jié)構(gòu)有一個較為全面的認識，從而保證后續(xù)的深基坑支護工作順利進行。
3.2施工現(xiàn)場環(huán)境條件
施工現(xiàn)場環(huán)境是影響深基坑支護建設(shè)的重要因素，因此，需要重點考慮所處的施工環(huán)境是否可以建設(shè)深基坑支護?？杉訌妼κ┕がF(xiàn)場環(huán)境的評估力度，借助各種先進的勘察設(shè)備，對勘察數(shù)據(jù)進行科學(xué)合理的分析，并形成勘察報告，以確保整個施工工段能夠順利進行，使整個工程質(zhì)量得到有效的保障。加強對施工現(xiàn)場環(huán)境的評估力度，借助各種先進的勘察設(shè)備，對勘察數(shù)據(jù)進行科學(xué)合理的分析，并形成勘察報告，之后根據(jù)實際的深基坑設(shè)計要求對整個施工過程進行合理的安排，以保證整個施工工段能夠順利完成，并使整個工程質(zhì)量得到有效保障。
3.3基坑設(shè)計力學(xué)參數(shù)
基坑支護的可靠性與穩(wěn)定性受施工地區(qū)的地形地貌、巖土結(jié)構(gòu)以及土壤黏度等影響，因此，要求在進行基坑支護設(shè)計時設(shè)計人員要充分進行力學(xué)性能分析。在進行基坑支護施工時能夠準(zhǔn)確預(yù)測可能出現(xiàn)的問題，特別是對于進行巖土開挖時可能出現(xiàn)的問題，要提前做好預(yù)防工作，以防止在施工過程中出現(xiàn)大面積塌方。整個基坑的力學(xué)參數(shù)是非常重要的，不同深度土壤的黏度不同，隨著基坑深度的不同，土體的壓力也不盡相同，應(yīng)該通過合理調(diào)節(jié)基坑支護結(jié)構(gòu)，并采用先進的基坑支護方法，保證其力學(xué)性能的準(zhǔn)確性與可靠性，從而提高基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
3.4深基坑支護設(shè)計的空間問題
在進行深基坑支護挖掘時，常出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)的問題，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是進行基坑深挖的空間有限。對于基坑長度較長、深度較大的基坑支護更是如此，為避免在基坑支護開挖時出現(xiàn)這種空間效應(yīng)，基坑設(shè)計者應(yīng)當(dāng)遵循平面應(yīng)變的設(shè)計原則，通過有效改變基坑支護的部分結(jié)構(gòu)來減少這種因空間有限而產(chǎn)生的滑坡現(xiàn)象。
3.5施工材料隨意堆放問題
當(dāng)基坑支護完成以后，施工單位開始進行其他工程的作業(yè)，在進行作業(yè)時為了方便施工，在基坑的四周隨意堆放施工材料，例如，在基坑周圍堆放水泥、鋼筋甚至機械設(shè)備等。大量材料的堆放會對基坑的穩(wěn)定性帶來較大的影響，甚至因基坑失穩(wěn)而產(chǎn)生安全事故。因此，當(dāng)基坑支護完成以后，施工管理人員應(yīng)當(dāng)對基坑周圍進行管控，防止施工人員隨意在基坑周圍堆放施工材料，避免基坑邊坡承受過大的壓力，強化邊坡的支護作用，防止邊坡滑移的現(xiàn)象發(fā)生。
4深基坑支護設(shè)計存在的問題
4.1設(shè)計不合理
通過上文分析可知，在進行深基坑施工時主要受周邊環(huán)境及巖土結(jié)構(gòu)的影響，因此在進行基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)對這兩方面有一個較為全面的認識。在實際的設(shè)計過程中，設(shè)計人員沒有對前期獲得的數(shù)據(jù)進行詳細的匯總與整理，而采用單一性的方法來進行基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此未能充分考慮復(fù)雜的周邊環(huán)境與巖土結(jié)構(gòu)，對深基坑支護產(chǎn)生了不好的影響；此外，沒有對基坑支護的特殊位置進行詳細的標(biāo)注，從導(dǎo)致在施工過程中沒有對特殊位置采取相應(yīng)的特殊處理措施，這些部位往往受力較大或易失穩(wěn)，這也會對整個基坑支護的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。
4.2設(shè)計人員專業(yè)素養(yǎng)有待提高
深基坑支護的設(shè)計是一個比較龐大的工作，其工作量比較大，需要設(shè)計人員相互溝通共同完成。然而，在實際的基坑支護設(shè)計階段，負責(zé)力學(xué)設(shè)計的人員往往將力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計好以后直接交給下一個設(shè)計人員，設(shè)計人員之間的彼此交流較少，對于哪一部分是力學(xué)的薄弱點，哪一部分受力較大，標(biāo)注不明確，從而導(dǎo)致設(shè)計存在缺陷。此外，對最終的設(shè)計圖紙會審不嚴格，嚴重影響后續(xù)的深基坑支護的施工情況。
5深基坑支護設(shè)計存在的問題解決方案
隨著我國建筑行業(yè)的不斷增加，對深基坑支護的要求也越來越高，因此在實際施工時要想提高深基坑支護的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)采用以下的方式進行適當(dāng)?shù)恼摹?/p>
5.1健全設(shè)計方案，加強設(shè)計監(jiān)督
在深基坑支護設(shè)計階段，應(yīng)當(dāng)對巖土勘察的結(jié)果進行詳細的數(shù)據(jù)分析，并且保證設(shè)計階段的所有準(zhǔn)備工作已經(jīng)落實到位，特別是對施工場所周邊的環(huán)境問題，以及巖土結(jié)構(gòu)、成分、軟化性已有全面的認識。把控好這些影響設(shè)計的關(guān)鍵因素，有利于后期的設(shè)計階段工作的順利開展，提高深基坑支護設(shè)計圖紙的合理性。
5.2提高設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)，加強團隊溝通交流
企業(yè)應(yīng)當(dāng)定期安排專業(yè)培訓(xùn)并對設(shè)計人員進行考核，設(shè)立明確的獎罰制度，對考核未通過的設(shè)計人員給予一定的處罰。目的是使其明白專業(yè)知識在基坑支護中的重要作用。在基坑支護設(shè)計階段，不同的設(shè)計人員承擔(dān)不同的設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計人員基本上都是獨立工作的，因此容易產(chǎn)生因溝通不到位而產(chǎn)生的設(shè)計不合理問題。對此，設(shè)計團隊?wèi)?yīng)當(dāng)加強彼此的溝通，對設(shè)計中非常重要的部位進行特殊標(biāo)記，并在轉(zhuǎn)交給下一個設(shè)計人員時進行詳細說明，以避免因溝通交流而產(chǎn)生設(shè)計不合理問題。
5.3提高施工人員的操作水平
施工人員施工是否規(guī)范也直接影響了基坑支護的質(zhì)量。因此，對施工人員進行崗前培訓(xùn)考核必不可少，同上述設(shè)計人員的專業(yè)培訓(xùn)考核一樣，也要設(shè)立明確的獎罰制度，對于通過考核并且施工質(zhì)量較為優(yōu)秀的員工進行適當(dāng)?shù)莫剟睿瑢κ┕み^程中操作不規(guī)范，施工質(zhì)量不合格的員工予以相應(yīng)的懲罰，目的是讓施工人員認識到規(guī)范操作在基坑支護中的重要性。
5.4加大對施工材料的檢驗力度
施工材料是否符合設(shè)計要求對基坑支護的施工質(zhì)量有著顯著的影響。在施工前應(yīng)對鋼筋、混凝土的進行力學(xué)試驗，檢驗其性能是否符合施工要求。例如，對于混凝土而言，應(yīng)通過試驗檢查配比是否合理，混凝土凝固后是否會產(chǎn)生裂紋，以及混凝的抗壓強度是否達標(biāo)；對于鋼筋而言，應(yīng)當(dāng)進行力學(xué)性能抽樣檢測，主要測其抗拉強度、屈服強度、斷后延伸率以及抗沖擊性能，以保證整個施工過程中的材料符合設(shè)計要求。通過對上述幾方面的改進可以大幅提高施工效率，從而為施工單位帶來巨大的經(jīng)濟效益。
6結(jié)束語
綜上所述，在巖土勘察及基坑支護設(shè)計時應(yīng)當(dāng)進行全面的調(diào)研，巖土勘察中主要勘測巖土結(jié)構(gòu)、土壤黏度以及周邊環(huán)境等因素，在基坑支護設(shè)計時應(yīng)當(dāng)注重設(shè)計的力學(xué)性能、原材料質(zhì)量以及設(shè)計員的整體素養(yǎng)等問題。此外，還應(yīng)注重對施工人員的培訓(xùn)工作，使其在施工時能夠規(guī)范操作，由此保障基坑支護的可靠性與穩(wěn)定性，促進巖土勘察工程質(zhì)量的不斷提升。
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[3]張鵬.基于巖土勘察的地質(zhì)工程基坑支護設(shè)計[J].世界有色金屬,2019(20):252+254.
作者：劉鵬程 單位：河南理工大學(xué)
