深基坑工程支護(hù)技術(shù)及地質(zhì)勘察要點(diǎn)
時(shí)間:2022-05-31 09:27:39
導(dǎo)語(yǔ):深基坑工程支護(hù)技術(shù)及地質(zhì)勘察要點(diǎn)一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
[摘要]隨著深基坑工程周邊環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜,這就對(duì)深基坑支護(hù)及施工提出新的要求,本文結(jié)合深基坑工程的特點(diǎn),分析了深基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)及實(shí)踐應(yīng)用,并對(duì)深基坑工程水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)勘察的內(nèi)容、重點(diǎn)進(jìn)行了分析。工程技術(shù)人員應(yīng)該重視深基坑工程的水工環(huán)地質(zhì)勘察工作,利用水工環(huán)勘察資料,比選制定出合適的支護(hù)方案,確保深基坑工程安全施工。
[關(guān)鍵詞]深基坑;支護(hù);勘察;工程地質(zhì);水文地質(zhì);環(huán)境地質(zhì)
隨著城市化的不斷發(fā)展,高層建筑不斷涌現(xiàn),加之地鐵等軌道交通及地下設(shè)施建設(shè)的大量應(yīng)用,建筑深基坑工程的數(shù)量急劇增加,城市深基工程作業(yè)面往往受到限制,毗鄰的建筑物和地下設(shè)施比較多,基坑的開挖往往對(duì)其產(chǎn)生影響,危及結(jié)構(gòu)的安全性及使用壽命。選擇的合理的深基坑支護(hù)方案既能保證基坑的安全施工,同時(shí)可以減小對(duì)基坑周邊環(huán)境的影響。近年來(lái),建筑深基坑工程建設(shè)環(huán)境及施工條件越來(lái)越復(fù)雜,工程人員應(yīng)更加重視深基坑工程的水工環(huán)地質(zhì)勘察工作,準(zhǔn)確掌握基坑場(chǎng)地及周邊環(huán)境的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)情況等與支護(hù)方案的選擇息息相關(guān)。
1深基坑工程的勘察特點(diǎn)分析
1.1工程地質(zhì)條件分析
工程地質(zhì)勘察的目的是查明場(chǎng)地地貌單元、地基各巖土層的時(shí)代及成因,提供地基各巖土層的物理、力學(xué)指標(biāo)及承載力等,深基坑工程具有很強(qiáng)的區(qū)域性[1],不同工程地質(zhì)條件下基坑工程差異性很大,同一工程場(chǎng)地不同區(qū)域基坑工程也可能差異。由于地質(zhì)條件復(fù)雜性、差異性,致使工程勘察取得的土層物理力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)離散性很大,用于基坑支護(hù)設(shè)計(jì)精確度很低。因此,深基坑工程設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)詳細(xì)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行勘察,通過科學(xué)的采樣,保證深基坑范圍內(nèi)各巖土層的物理、力學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)的精確性。工程技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)地情況,利用地質(zhì)學(xué)知識(shí),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提出合理的支護(hù)方案建議,分析在基坑工程施工期間可能發(fā)生的安全問題,優(yōu)化調(diào)整施工方案,從而確保深基坑工程的安全順利竣工。
1.2水文地質(zhì)條件分析
水文地質(zhì)勘察是巖土工程勘察的重要組成部分[2],在深基坑工程勘察中更應(yīng)引起工程技術(shù)員重視。近年來(lái),因地下水導(dǎo)致的基坑安全事故頻頻發(fā)生。地下水的存在,致使巖土體物理力學(xué)性質(zhì)變差,導(dǎo)致巖土體結(jié)構(gòu)被破壞、強(qiáng)度下降,當(dāng)滑動(dòng)力矩較大且抗滑力矩不足時(shí),基坑周邊土體會(huì)沿著滑動(dòng)面向基坑內(nèi)產(chǎn)生滑動(dòng)坍塌,導(dǎo)致土體與支護(hù)結(jié)構(gòu)同時(shí)失穩(wěn);當(dāng)滲透壓力達(dá)到土的浮重時(shí),地下水存在還能導(dǎo)致基坑土體滲流破壞,表現(xiàn)為流砂、管涌、突涌等形式,造成基坑底部土體破壞;地下水狀態(tài)的改變會(huì)造成地基不均勻沉降,破壞基坑周邊建筑物、地下管線等設(shè)施。深基坑工程的水文地質(zhì)勘察十分重要,工程人員須重點(diǎn)對(duì)基坑場(chǎng)地地下水狀況進(jìn)行勘察和分析,查明地下水的類型、埋藏條件及水位變化幅度等,并以此為基礎(chǔ)建立模型,進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè),制定科學(xué)有效的預(yù)防和處理措施,預(yù)防因地下水導(dǎo)致的安全事故,保證深基坑工程的安全施工。
1.3環(huán)境地質(zhì)條件分析
深基坑工程具有較強(qiáng)的環(huán)境效應(yīng),基坑的開挖會(huì)導(dǎo)致周圍巖土體應(yīng)力場(chǎng)的改變,同時(shí)會(huì)對(duì)地下水位產(chǎn)生影響,有效應(yīng)力改變會(huì)使土體產(chǎn)生變形,對(duì)毗鄰建筑物、地下管線設(shè)施產(chǎn)生影響,危及建筑物、地下設(shè)施的安全與正常使用;深基坑開挖會(huì)產(chǎn)生大量土方,處置不當(dāng)會(huì)對(duì)交通運(yùn)輸及環(huán)境產(chǎn)生不良影響。因此,工程人員除應(yīng)準(zhǔn)確掌握?qǐng)龅毓こ痰刭|(zhì)條件、水文地質(zhì)條件外,還應(yīng)對(duì)深基坑場(chǎng)地周邊環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的勘察,詳細(xì)調(diào)查深基坑周邊環(huán)境,排查基坑施工過程中可能造成的環(huán)境污染及環(huán)境破壞問題。
2深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用
2.1深基坑工程特點(diǎn)
為了保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全,需對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采取支擋、加固等保護(hù)措施[3]。深基坑工程具以下特點(diǎn):①基坑開挖深度大,巖土層相對(duì)復(fù)雜,基坑開挖深度一般超過5m,基坑側(cè)壁水土壓力相對(duì)較大;②受地下水影響較為明顯,根據(jù)不同的地質(zhì)條件,深基坑工程往往受不同類型的地下水共同影響;③基坑周邊環(huán)境復(fù)雜,支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮對(duì)周邊環(huán)境的影響。對(duì)于工程人員而言,首要目的是選擇合適的支護(hù)方案,確保深基坑施工作業(yè)的安全性以及支護(hù)方案經(jīng)濟(jì)性。實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)基坑場(chǎng)地的水工環(huán)地質(zhì)條件,比選不同支護(hù)形式,從而選擇安全、合理、經(jīng)濟(jì)的基坑支護(hù)方法。
2.2深基坑支護(hù)技術(shù)
根據(jù)工程應(yīng)用情況,深基坑工程廣泛采用的支護(hù)技術(shù)分為以下三種:①利用支護(hù)結(jié)構(gòu)拉錨或支撐提供水平方向的作用力來(lái)抵抗基坑側(cè)壁水土壓力,保證側(cè)壁巖土體的穩(wěn)定,典型的支護(hù)方式有錨桿及土釘支護(hù)技術(shù),此外鋼筋混凝土內(nèi)支撐、鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐等支護(hù)技術(shù)在深基坑工程中也得到比較廣泛的應(yīng)用;②通過支撐結(jié)構(gòu)或加固基坑側(cè)壁土體,限制基坑側(cè)壁土的變形,從而保證基坑施工安全、順利地進(jìn)行,典型的支護(hù)技術(shù)有鉆孔灌注樁、深層水泥攪拌樁、注漿加固技術(shù)等,在深基坑工程中均得到不同程度的應(yīng)用;③兼顧穩(wěn)定性及抗?jié)B性的整體支護(hù)技術(shù),其特點(diǎn)是對(duì)基坑四周采取加固措施,保證基坑側(cè)壁巖土體穩(wěn)定性的同時(shí)提高了抗?jié)B性能,包括地下連續(xù)墻、鎖扣鋼板樁、排樁支護(hù)等技術(shù),在場(chǎng)地條件限制、地層含水豐富的深基坑工程中應(yīng)用十分廣泛。
2.3深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用
深基坑工程設(shè)計(jì)應(yīng)充分利用基坑范圍及周邊的水工環(huán)地質(zhì)資料,應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的重視程度,勘察工作過程中,應(yīng)盡可能查明區(qū)域工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)情況,通過詳細(xì)的調(diào)查、規(guī)范化的外業(yè)作業(yè)、嚴(yán)格的原味測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)化取樣及進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),保證提供的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;設(shè)計(jì)人員要對(duì)勘察人員提供的水工環(huán)地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確把握,明確設(shè)計(jì)要點(diǎn),認(rèn)真進(jìn)行支護(hù)方案的比選,保證深基坑工程安全性的同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)效益;應(yīng)加強(qiáng)勘察、設(shè)計(jì)、施工等部門技術(shù)人員相互配合,加強(qiáng)施工過程管理,施工前反復(fù)核對(duì)支護(hù)及施工方案,施工過程中,如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況異常,應(yīng)及時(shí)溝通,必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充勘察,同時(shí)密切應(yīng)密切關(guān)注施工過程中地下水的動(dòng)態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)地下水滲漏、涌出或者其他隱患問題,施工、勘察及設(shè)計(jì)人員應(yīng)查明原因并立即采取相應(yīng)措施加以解決。
3深基坑工程的勘察要點(diǎn)
3.1工程地質(zhì)勘察要點(diǎn)
工程地質(zhì)勘察所提供的報(bào)告及資料,是深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工的重要依據(jù)。通常情況下,深基坑工程勘察會(huì)與主體工程的勘察同步進(jìn)行,考慮到深基坑支護(hù)工程的特點(diǎn),應(yīng)專門對(duì)深基坑的工程地質(zhì)勘察工作提出要求。3.1.1明確勘察要求深基坑工程地質(zhì)勘察的目的是給支護(hù)設(shè)計(jì)和施工提供詳細(xì)的巖土工程資料,進(jìn)行深基坑工程巖土勘察時(shí),應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地平面位置圖及基坑設(shè)計(jì)深度沿基坑周邊合理布置勘探點(diǎn),通常情況下,基坑外圍勘探點(diǎn)布置范圍不應(yīng)小于一倍基坑開挖深度,當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)深入基坑側(cè)壁土體時(shí),其布置范圍不應(yīng)小于支護(hù)影響深度,當(dāng)采用錨桿支護(hù)時(shí),應(yīng)在基坑外不小于兩倍基坑深度范圍內(nèi)布置勘探點(diǎn);勘探點(diǎn)間距宜取15~25m,當(dāng)工程地質(zhì)條件復(fù)雜,存在軟弱土層及不良地質(zhì)現(xiàn)象時(shí),應(yīng)適當(dāng)加密勘探點(diǎn);勘探點(diǎn)的深度不宜小于基坑開挖深度的兩倍,同時(shí)應(yīng)兼顧主樓沉降變形計(jì)算所需的巖土層厚度,勘探點(diǎn)深度應(yīng)穿過對(duì)基坑工程有影響的承壓含水層及軟弱下臥層。3.1.2編制勘察綱要巖土工程勘察過程中,編寫巖土工程勘察綱要是一項(xiàng)重要的工作,工程地質(zhì)勘察工作通常是圍繞勘察開展的,勘察綱要既是野外工作的指南,同樣是外業(yè)管理及質(zhì)量驗(yàn)收保證[4]。深基坑作為危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程,勘察綱要編制尤為重要,深基坑工程勘察綱要的內(nèi)容要側(cè)重以下幾點(diǎn):①勘察綱要明確勘察目的和任務(wù),保證勘察期間查明的場(chǎng)地工程地質(zhì)情況滿足深基坑支護(hù)及和施工的要求;②勘察綱要應(yīng)明確勘察方法,勘察布置和工作量,以便技術(shù)人員優(yōu)化勘察流程,保證勘察工作有序進(jìn)行;③勘察綱要應(yīng)明確質(zhì)量、安全保證措施及環(huán)境保護(hù)措施,明確勘察參與人員的責(zé)任分工,預(yù)防和減少勘察作業(yè)過程中的突發(fā)事故。3.1.3加強(qiáng)過程管理深基坑工程的支護(hù)設(shè)計(jì),對(duì)基坑周邊巖土層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的準(zhǔn)確性要求較高,勘察人員必須保證基坑支護(hù)相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性,勘察人員不僅需要實(shí)地開展勘察工作,同時(shí)還負(fù)責(zé)安全生產(chǎn)、設(shè)備材料和人員調(diào)配,協(xié)調(diào)各種關(guān)系,控制工程質(zhì)量,因此應(yīng)加強(qiáng)勘察過程管理。為保證深基坑勘察質(zhì)量目標(biāo)的順利完成,須做到以下幾點(diǎn):①現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)工作、質(zhì)量管理按勘察綱要和有關(guān)規(guī)范、規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行;②室內(nèi)實(shí)驗(yàn),試樣規(guī)格、實(shí)驗(yàn)過程須符合規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求,提交的成果要求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、結(jié)果可靠;③進(jìn)場(chǎng)前向參與勘察的人員進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)交底,明確責(zé)任義務(wù),現(xiàn)場(chǎng)的人員一律戴安全帽、著防護(hù)服、穿勞動(dòng)鞋,工作中思想必須高度集中,保證安全生產(chǎn)。
3.2水文地質(zhì)勘察要點(diǎn)
工程地質(zhì)勘察已包括查明地下水的埋藏條件、提供地下水位及其變化幅度等地下水勘察相關(guān)內(nèi)容。因深基坑開挖深度較大,往往受地下水影響情況較為復(fù)雜,因此工程技術(shù)人員必須重視深基坑工程中的水文地質(zhì)勘察。3.2.1提高水文地質(zhì)勘察重視工程技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)深基坑水文地質(zhì)勘察意識(shí),要將水文地質(zhì)勘察和工程地質(zhì)勘察放在同等的位置看待。在實(shí)際深基坑勘察過程中加強(qiáng)場(chǎng)地水文地質(zhì)研究力度,采取原位測(cè)試、鉆探等查明水文地質(zhì)情況,認(rèn)真分析施工過程中地下水對(duì)深基坑工程的影響,確保深基坑安全施工。3.2.2準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水文地質(zhì)問題深基坑工程中水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)主要包括兩個(gè)方面:一是查明地下水埋藏分布情況,包括地下水位、地下水類型及埋藏條件,以此為基礎(chǔ),分析地下水對(duì)深基坑工程施工的影響,針對(duì)可能存在的危害性制定措施,減少風(fēng)險(xiǎn)情況的出現(xiàn)。二是分析深基坑施工對(duì)地下水的影響,工程人員應(yīng)測(cè)量和計(jì)算含水層半徑以及滲透系數(shù)等水文參數(shù),評(píng)價(jià)深基坑開挖是否會(huì)導(dǎo)致地下水狀態(tài)改變,進(jìn)而對(duì)附近環(huán)境產(chǎn)生不利影響,并根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)采取有效的應(yīng)對(duì)措施。
3.3環(huán)境地質(zhì)勘察要點(diǎn)
近年來(lái),深基坑工程中的環(huán)境地質(zhì)勘察逐漸得到工程人員的重視,深基坑開挖對(duì)環(huán)境的影響主要表現(xiàn)為環(huán)境污染及環(huán)境破壞,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)深基坑周邊環(huán)境的勘察,采取有效的措施,減小對(duì)基坑開挖對(duì)周邊環(huán)境影響。3.3.1明確環(huán)境地質(zhì)勘察內(nèi)容深基坑工程環(huán)境地質(zhì)勘察重點(diǎn)主要包括以下方面:①查明基坑周邊既有建筑物的情況,包括基礎(chǔ)形式和尺寸、埋深等,查明各種既有地下管線、地下構(gòu)筑物的類型、位置、尺寸、埋深等;②查明場(chǎng)地地下水分布情況,評(píng)價(jià)地下水對(duì)深基坑施工及周邊環(huán)境的影響;③分析勘察過程中可能造成的環(huán)境污染,如噪聲污染、泥漿對(duì)周邊污染環(huán)境的污染,制定合理的施工方案,降低對(duì)環(huán)境的污染。3.3.2加強(qiáng)新技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用由于深基坑周邊環(huán)境限制,傳統(tǒng)的勘察方法存在鉆機(jī)無(wú)法到達(dá)指定位置、勘察過程可能破壞地下設(shè)施等不足,因此應(yīng)加大勘察新技術(shù)的投入力度。加強(qiáng)物探技術(shù)在基坑環(huán)境地質(zhì)勘察中的應(yīng)用,如采用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù),向地底發(fā)射電磁波,利用聲納技術(shù)探測(cè)以數(shù)據(jù)形式采集的地質(zhì)信息,通過專業(yè)儀器將獲得的數(shù)據(jù)形成圖形,技術(shù)人員能更清楚地了解與地質(zhì)環(huán)境有關(guān)的信息,包括地層情況和地下水狀態(tài)[5];采用遙感技術(shù),利用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)構(gòu)建基坑周邊環(huán)境的多維模型,通過清晰的圖像,使工作人員能夠更清楚地觀察勘探區(qū)的環(huán)境地質(zhì)情況,從而對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行更全面的分析。3.3.3加強(qiáng)對(duì)深基坑周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)工程人員應(yīng)重視深基坑工程施工對(duì)周邊環(huán)境的影響,應(yīng)在深基坑及周邊環(huán)境安裝相應(yīng)的預(yù)警設(shè)備,布置傳感器,對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、側(cè)壁土體、周邊建筑、地下管線等變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并建立信息化平臺(tái),及時(shí)更新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),分析并找出偏差,及時(shí)預(yù)警,并對(duì)后續(xù)深基坑工程的施工進(jìn)行適當(dāng)?shù)男U?,保證深基坑工程支護(hù)及施工安全。
4結(jié)語(yǔ)
總而言之,工程人員應(yīng)重視深基坑工程的地質(zhì)勘察工作,明確水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的重點(diǎn),準(zhǔn)確掌握基坑周邊工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)情況,加強(qiáng)專業(yè)理論知識(shí)儲(chǔ)備,選擇的合理的基坑支護(hù)方案,加強(qiáng)對(duì)周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè),保證基坑的安全施工,減小對(duì)周邊環(huán)境的影響。
參考文獻(xiàn)
[1]曹際妹.巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)[J].建筑技術(shù)開發(fā),2021,48(10):159-160.
[2]賀凱.巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題分析[J].居舍,2022(3):169-171.
[3]閆兵兵.深基坑工程巖土工程勘察的重點(diǎn)及對(duì)支護(hù)施工的影響研究[J].中國(guó)住宅設(shè)施,2021(12):42-43.
[4]閆中鍇.深基坑巖土工程勘察的重點(diǎn)探析[J].房地產(chǎn)世界,2022(3):101-103.
[5]王曉龍,聶鑫,郭洪亮.水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)與應(yīng)用研究[J].世界有色金屬,2021(19):205-206.
作者:胡蕩 單位:蚌埠市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院