关于深基坑支护技术在岩石工程施工中的措施分析

2016-12-05王连东山东省第四地质矿产勘查院山东潍坊261021

低碳世界 2016年22期

王连东（山东省第四地质矿产勘查院，山东潍坊261021）

王连东（山东省第四地质矿产勘查院，山东潍坊261021）

随着我国社会经济水平的不断发展，建筑行业也进入到一个飞速发展的阶段。因此，对于建筑工程的质量要求也在不断提高，而作为建筑工程重要组成部分的岩土工程建设也变得极为重要。其中，深基坑支护施工更是关乎着整个建筑工程的质量。本文就将针对岩土工程深基坑支护施工技术措施进行一下浅谈。

岩土工程；深基坑支护；施工技术措施

前言

深基坑支护，是一种起到支档和加固作用的保护措施，其目的是为了保证在进行岩土工程深基坑支护施工时施工环境以及基坑环境的安全。[2]。而这些措施根据性能的不同也可以分为如下这三种形式：挡土、挡水或者支撑。不过，在建筑行业飞速发展的现状下，深基坑支护施工技术仍然存在着一些不足之处，给建筑施工带来了极大的危害和影响，有的甚而形成了安全隐患。因此，我们极有必要加强对岩土工程深基坑支护施工技术的研究。

1 岩土工程深基坑支护的分类以及主要形式

1.1 岩土工程深基坑支护的分类

进行岩土工程施工时会遇到地下管线和建筑物需要开挖的情况，但因为周围的场地不变，所以当深基坑达到一定程度不能再直接放坡开挖时，就会采用基坑开挖的方式施工，并要对其进行基坑支护。

1.1.1 挡土系统

该系统常用的方式是利用钢板桩这样的支护排桩或者地下连续墙这样的挡土墙等方式来建立高效的挡土系统，并以此来抵抗外土的压力。

1.1.2 挡水系统

挡水系统类型多样，各具特色，如旋喷桩及钢板桩均具备较好的阻挡外部渗水的效果，此外，使用地下连续墙或是采用压密注浆的方法也可以对外部渗水起到良好的抑制作用。

1.1.3 支撑系统

支撑系统作为岩土工程深基坑支护施工技术的最后一类，主要包括钢筋混凝土或者钢管和型管建成的内部支撑，以及由钢筋混凝土和钢进行组合的支撑等。支撑系统可以有效维护结构侧力和限制结构内部的位移。

1.2 岩土工程深基坑支护的形式

岩土工程深基坑支护的形式包括：SMW支护法、钢板桩支护法、地下连续墙支护法、支锚排桩支护法、深层搅拌桩支护法以及土钉或喷锚支护法。而这些深基坑支护的形式各有不同之处，可以用一张图表来对其进行概括分析，如表1所示。

2 岩土工程深基坑支护施工存在的问题

2.1 支护结构设计的参数有误

深基坑支护结构在岩土工程中相当重要，其压力的大小对岩土工程质量的好坏有着较大的影响。但是我国地质环境是多种多样的，因此，我们一直以来采用的都是“库伦和朗肯公式”。然而，由于在复杂的地质环境中进行深层坑开挖，其中含水率以及粘聚力等土层情况都是在不断变化的。因此，工作人员很难得到准确的支护结构实际受力，这样就导致了相应设计结果不够精确。最终，对土体力学的参数选择造成极大影响。

2.2 空间效应不够完善

实际情况表明，因深基坑坑内位移有着两边小、中间大的特点，所以深基坑很容易出现边坡失稳的情况，这就导致了深基坑的空间问题。通常对于深基坑支护结构传统的处理是通过设计平面应变的方式，但这种方式较适用于细长的深基坑，不适应于长方形或方形的深基坑。对此，工作人员必须遵照平面设计应变方案，来对支护结构进行合适的调节，使得深基坑空间适合开挖。

表1 [1]

2.3 深基坑取样不全面

根据我国出台的开挖指标，在进行深基坑结构设计时，为了保障支护结构施工的顺利进行以及质量的良好，应该按照相关规定和地基土层的要求进行取样分析，以此来达到物理力学的标准。并且，在深基坑开挖区域内部进行取样工作，可以降低勘察工作量以及工程造价。但是，土样的复杂多变是客观存在的，取样的样品无法全面的反应出土层的特点，以致于支护结构的设计无法完全符合实际的土层情况。

2.4 支护结构设计和实际受力有差异

我国现在主要是通过极限平衡理论来计算深基坑支护结构的，这种计算方式和实际受力之间是存在一定差异的。因为深基坑支护结构系数一般比较小，所以即使在理论上极限平衡理论计算方式计算出的安全系数是符合深基坑支护结构的，但还是和实际压力存在差异。

3 岩土工程深基坑支护结构主要的变形模式

支护结构如果被破坏并失效后，将会发生变形和位移情况，这种变形可以分成以下四种模式：弓形变形、深埋式变形、前倾型变形以及踢脚型变形。这些变形模式可以用图1表示。

图1 [1]

3.1 弓形变形

弓形变形是一种比较常见的变形模式。形成的主要原因是，由于深基坑在深厚软土中施工，那些没有支撑且嵌入土体深度较小的支护结构在基地以下会出现一定程度的弯曲，而这些弯曲变形的曲线是向着基坑内侧突出的，就形成了弓形的变形。因此，将这种情况的变形称之为弓形变形。

3.2 深埋式变形

深埋式变形模式是针对于那些在深基坑中支护结构有着支撑的情形，并且那些支护结构还有着很大的嵌入深度。在这种情况下，支护结构的上半部分是朝着深基坑的内侧发生弯曲，而下半部分却是向反向弯曲，我们就称之为深埋式变形。

3.3 前倾式变形

深基坑施工中那些没有支撑的悬臂式支护结构被破坏而失效后，导致支护结构整体向基坑内侧倾斜，并且支护结构顶部的位移情况最明显，就可以将其称之为前倾式变形了。

3.4 踢脚型变形

踢脚型变形这种变形模式一般是当深基坑土层位于游泥质的土壤中，当支护结构在土体中的嵌入深度比较小时，如果出现支护结构被破坏的现象，其底部发生较大的位移情况，这种就称之为踢脚型变形。

4 岩土工程深基坑支护施工技术措施

4.1 提高深基坑支护结构的设计理念

遗憾的是，我国现如今还没有统一的深基坑支护结构设计标准，一直采用都是库伦理论和朗肯理论，关于支护桩的计算方法也用的是“等值梁法”[2]。但是，这些施工设计方法已逐渐无法适应现在的岩土工程发展，其计算结果存在一定的误差，危害到了岩土工程深基坑支护施工的安全性。对此，建筑工程从业者们应该积极借鉴外国的先进技术，积极完善我国的深基坑支护结构的设计理念。

4.2 增强对支护变形的观测力度

深基坑支护施工变形观测的主要内容是对基坑边坡变形、周边建筑以及地下管网变形的观测。其观测目的就是为了记录和分析这些变形情况，以便于在深基坑支护设计时对实际情况有所了解，能够及时应对突发情况，对于相应的位置可以马上进行修补。由此可见，对支护变形的观测是极为重要的，增强其观测力度也是极为必要的。

4.3 提高岩土工程深基坑支护施工的质量管理

对于提高质量管理，应该针对施工方和监理方两方来进行加强。

施工方首先要制定完善且详细的施工目标及施工计划，来保证整个岩土工程深基坑支护施工能够有序进行，避免乱开乱挖的现象出现。其次，施工方还要制定严格的施工标准，要求施工人员按照标准进行施工，只有这样才能保证施工的质量。监理方也需要在岩土工程深基坑支护施工时发挥自己的监理作用，日常巡检、抽样调查的力度要加强。同时，发现任何问题也要及时上报，并要求施工方按时修补。