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岩土工程勘察对基坑支护施工的影响探析

2022-06-24

世界有色金属 2022年5期
关键词:岩土基坑工程

岩土工程勘察是在工程中按照设计单位及相关规范要求,调查勘察区的场地环境、工程地质条件、水文地质条件,为设计和施工提供岩土工程资料与所需要的岩土参数,对基础型式、地基持力层、基坑支护、基坑降水和不良地质作用及地质灾害的防治作出岩土工程评价,并对场地内拟建建筑地段的稳定性做出评价。岩土工程勘察成果是工程建设项目基坑工程方案设计与施工质量控制的法定依据,需要相关单位引起足够的重视。那么,矿山工程的施工背景下,作岩土工程勘察时,首先从自身要严格按照勘察工作流程,选择最适宜的勘察手段,当然这其中的误差还和工作环境等外界不确定因素有关,但在我们能自己掌握的范围内,每一个步骤都要高标准、高要求的完成。这项调查工作不但关系到基坑支护的质量,施工进度的长短,更和施工人员的生命有紧密联系。我们可以试想,如果基坑支护工程质量不过关,那说明了后期整个岩土工程的安全性和稳定性也不会很高,这是一项不合格工程,随时可能发生危险。可见岩士工程和基坑支护质量息息相关,调研曾经出现过的岩土工程基坑支护问题,想办法避免,总结前人成功的方法、技术,吸取采纳,加上现有科技技术和思维创新,希望为岩土工程优化带来新的启示,促进行业蓬勃发展。

1 深基坑支护简介

基坑支护是建筑行业的基础工作,基坑支护稳定、安全的前提是需要岩土工程勘察数据支持的,良好的工程质量对周边环境造成的负面影响也是最低的

。基坑支护的作用是对工程内侧壁的加固和保护,目的是把矿山内部结构性坍塌或者大面积滑坡的问题发生的概率降低到最小化,除了需要勘察数据支持外,施工人员也要严格遵守规范制度。

基坑支护特点:

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(1)实践性和不确定性。实践性就是字面意思,工程肯定是需要人员到现场施工操作的,质量的高低受到实际操作人员的技术水平限制。不确定性是指基坑支护施工设计受地层结构、地理环境的影响,产生结果的不确定性。

(2)区域性和危险性。岩土工程条件具有区域性强的特点,场地的工程地质条件和水文地质条件对基坑工程性状具有极大的影响。例如软黏土地基、砂性土地基、黄土地基等地基中的基坑工程性状差异较大;地下水,尤其是承压水对基坑工程性状影响很大,但各地承压水具有不同的特性,其对基坑工程性状影响的差异也很大。所以这就需要勘察人员提前收集场地区域地质资料,采取最合理的勘察方法

。如果忽略了区域性这一特点,盲目施工,很容易增加了工程危险系数,引发不同程度的地质灾害。

当我们放弃那种仅仅是追求技巧、能够快速掌握课堂教学捷径的方式而开始对一些更本源的东西去探究时,自己的心灵和思维会慢慢打开,不再是一种封闭的、固化的状态,会愿意更多地审视教学。在我们没有打开思维时,反思是不可能发生的,可能流于形式。反思的前提是我们愿意反思,因为它关乎个人的思维品质,是一个缓慢累积的过程。当我们往那个方向努力时,再加上触发的契机,就可能发生改变。

当地种植的大田作物主要有水稻、玉米、小麦等。当前除了冬小麦播种有少量用肥需求,当地已经基本进入用肥淡季。受化肥价格持续高位影响,加上农产品的价格低,当地农民用肥量有所减少,尤其在施肥结构方面,因尿素的价格大大高于往年同期,所以很多农民尿素的使用量大大降低,相应地,复合肥的使用量有所增加。

(3)科学性与短暂性。工程里的每一个小工程都是需要系统性地划分,本来区域地质情况就很复杂,这是个综合性极强的项目,每个步骤缺一不可

,建筑实施除了掌握理论知识外,更要结合基坑工程的实际情况,具体问题具体分析,让基坑支护施工的开展更科学化。说基坑工程是暂时的,是因为基坑支护只是建筑施工中的一部分,并不能从头至尾跟着工程到完工。

2 岩土工程勘察重点

2.1 岩土工程勘察内容

岩土工程勘察的是地质性质、结构特征、周围环境和其他参数,目的是提高工程的准确性。其他参数是指如岩土物理力学指标、建筑高度、基本造型和构造项目距离等条件。勘察人员必须要亲临现场做勘察工作,比如勘察一个密集区域,那要了解这个区域地质的初步概况,借助仪器测出可勘探的距离、面积,调查周围的水资源水位、水文地质分布特征,勘察区和周边的土壤特点,如果对该区进行施工,是否会对周围民众的生活造成极大影响,这些都是需要专业人员通过现场勘察一步步得到结果,并做出合理规划的。

2.2 编制勘察纲要,遵循规范性和完整性

基层边坡稳定性越高,矿山工程施工过程中发生山崩或土垒的可能性越低。边坡稳定性取决于基础和基层之间的摩擦力,土壤纹理的摩擦小于土壤重力的坡度时,发生山体滑坡的几率就大,反之。山体滑坡可能受季节影响,恶劣天气里,深基坑暴露在低温环境,且在挖掘后土壤有沉淀,岩床的强度会大幅下降,坡度受重力大,就可能发生泥石流和泥石滑坡灾害。这之一其中一个方面,它还有其他不确定性,我们只能是尽可能在能预判的条件下,根据基坑土壤性质,把危险率降到最低。

2.3 勘察场地土质

岩土工程勘察主要是根据勘察场地土质,土壤类型不同,调查方式也要转变,经验而言,柔软的土壤选用的勘察方式要更复杂化。选定研究区勘察,亲自到调查点观察(图1),根据岩土条件,确定该位置是用于目标分析,还是用于子样本分析。如果是用于目标分析,那选取的调查点必须严格位于调查地点,组成复合实用程序搜索点。勘测现场的调整不能简化步骤,要根据实践现场条件一起改变。如果想要步骤简洁化,那要考虑到地基安全,保证勘察区有良好的岩土条件,确保施工人员的人身安全。在保证安全的背景下对施工现场水文地质条勘察,做好数据调查,再根据数据拟定调查方法,合理分配调查点,做好管理措施,开展矿山工程活动。

2.4 判断基坑边坡的稳定性

有些时候直接就去现场作业,没有拟定勘察纲要这一步骤,导致某一项工作被遗落,缺乏数据,最后还要花费更多的时间去重新勘察,尤其是对于新的勘察人员来说,这不止是浪费自己的时间,更会延长工程的施工进度,降低工程施工的进度。因此建议,在勘察前根据理论知识和以往经验,编辑一个勘察纲要,前提是去现场初步了解过,更加研究区的地质条件、施工条件、可应用到的手段,有序的编制出勘察大纲,根据这个纲要去一步步实施,记录,使勘察结果更精确化。

3 岩土工程勘察对基坑支护施工的作用

3.1 对基坑土层的影响

在岩土工程勘察中也应该将关注点转向到基坑支护结构整体稳定性的勘察上。基坑边坡的稳定性会影响基坑支护施工的稳定性,而基坑支护又影响整个建筑施工质量和安全产生。勘察人员对基坑边坡稳定性的勘察,主要从两方面入手:一方面是施工前对勘察区内部土层的勘察,目的是检测出不同土层,分析其特征,然后对应找到勘察方法。第二方面是对勘察区域周围的土层结构做勘察,还是同样步骤,检测出不同土质、分析其特征,评价,重点勘察外围的水文地质和边坡稳定性情况,内部勘察稳定了,也要保证外围的稳定性,这样才能确保工程在施工后不会受其影响,尽可能的减少外界条件对边坡稳定性的破坏,进而保证整体工程质量。

3.2 对基坑边坡结构稳定性的影响

在岩土工程勘察中,对基坑土层的分析可以对基坑支护施工提供数据指导,以便于选择匹配的支护工艺,这项勘察是岩土工程勘察中较为重要的一个环节。如果施工区勘察到的是软土层,那就需要复杂的勘察技术了,目的是能在工程施工开挖后,让它和勘察报告前期调查到的一一对应。如果在基坑开挖过程中,偶遇文物,那一定要及时上报,文物属于我们的祖国,上报的同时要防止由于土层变动而导致对文物的破坏。还要注意观察基坑排水问题,防止出现土层软化、冰冻等问题。通过对岩土层分布的调查数据,再结合地层内部结构,来评价土层性质、地质地基、岩土工程周围环境、岩土工程勘察区环境等的稳定性,尽可能减少其他不利因素对工程结果产生的干扰,为后续的施工奠定坚实基础。

3.3 对水文地质的影响

专门设立一个质量管理评价机构,要选择认真、负责并且专业技术过硬的职工,理论知识掌握的好,实践技能也要强,定期安排人员到现场,定期对设计人员培训,让管理人员能实时接触到最新的现场情况,实践和理论是一家,着力培养高水平、高技能、高素养的应用型人才。同时,设计理念影响着施工过程,优化设计理念是提升施工质量的路径之一,根据施工要求,建立监测系统,及时反馈最新讯息,传统方式升级为土压力计算方式。由于其岩土工程的复杂性,专门人员管控现场质量贯穿于整个岩土工程勘察中,从施工条件、施工环境、工程质量、技术管理等几个重点流程上监督。这个过程借助信息化BIM建筑信息模型的帮助,模拟采矿工程现场,预估风险,掌握其勘察重点。

4 优化措施

4.1 优化质量管理及设计理念

岩土工程勘察对基坑支护施工的影响包含了在对水文地质条件的影响,也是从两方面体现出来。一是地下水位影响基坑支护的施工。如果地下水位不达标,那工程地基将不稳定,容易诱发危险。所以在对地下水位进行勘察的时候,一定要随时关注地下水位情况的变化,发现其规律,找到地下水位上升、下降的原因

。另一方面是岩土层与隔水层的勘察。主要检查水层埋深、水位及形成条件,综合水层类型水流方向、水流速度的多维考察,获得完整的含水层、隔水层数据分析报告,以此作为基坑支护施工的重要参考。

表2显示,TBL班实验操作考核成绩及理论考试成绩均明显高于对照班,其中,实验操作考核成绩和总成绩差异具有显著性(P<0.05),说明TBL教学模式能有效提高学生实验操作能力和学习能力。通过团队成员间的合作,发现问题、解决问题,提高学习效率,增强理论知识应用能力,为以后开展科学研究、设计实验打下良好基础。

4.2 实时观察工程、监控数值变化

在岩土工程基坑开工期,每天至少监测以此支护结构顶部水平位移情况,停止开挖后还要连续监测三天观察其稳定性。如果监测到基坑出现异常情况,或者是因为周围地质环境发生改变而引起基坑变化,要连续不间断的监测,直到情况被解决,稳定后的状态也要持续三天才能停止监测。每个采矿工程施工前,都要提前做好各项应急处理,包括突发情况,通过基坑支护结构、地理环境、数据监测,整理好调查结果并附带分析,及时提交相关部门,协助完成好勘察工作。

4.3 建立奖惩制度,责任到人,严抓工作质量,提升勘察质量

基坑支护施工主要针对基坑的土层和岩层,通过支护达到土层和支护结构产生相互作用力,保持基坑土体结构的稳定。所以这项工作的胜任者,对岩土工程基坑支护施工技术的掌握是最基本的要求,能够在不同环境,不同地质条件下,分析基坑支护施工存在的问题,预估要存在的风险并提前解决。汇总岩土工程勘察与基坑支护结构变形的相关数据,开会研讨,各抒己见,根据每个人的工作经验总结出勘察项目的不足之处,想办法解决,按照岩土工程的勘察标准去提升基坑支护的施工质量。

4.4 采用新的设计方法控制变形

我国在进行基坑支护工程中采用的极限平衡原理,选取的原因是因为他简便实用。能够满足基坑支护结构在强度上的要求,但是不能够有效地体现支护结构刚度上的要求。那么为了解决这一问题,应当优化或者是另外选择一个新的设计方法控制变形,来避免由于结构刚度而造成的事故。选择新的设计方法上要从控制变形的标准、空间效应变化成地面超载等问题做对比。

3.2.2 药剂防治。对于发病老区,秧期对稻田喷药是最关键有效的,一般3叶期及拔秧前各施一次药。例如,用叶青双、叶枯宁、消病灵及菌毒清等75~100 g/667 m2兑水50 kg喷雾,5~7 d施药一次,持续两三次[5]。

4.5 优化完善支护方案

一方面企业组织培训,加强基坑支护设计人员工队伍建设,总结施工前后出现的问题和失误,提出整改方案,确保支护方案设计的科学合理。另一方面重视管控,从施工材料到机械设备,注重基坑支护施工的细节,选对仪器,确保勘察精准度。

5 结语

经过以上逐点分析,岩土工程勘察和基坑支护施工之间有紧密关系。为了保证基坑支护的质量,在岩土工程勘察过程,由于其复杂性和危险性,所以需要严格按照规定,选择切实的方法,认真执行勘察工作,规避和解决岩土工程基坑支护勘察中可能出现的问题,以此来减少误差,确保工程的稳定性和安全性。除此之外,要坚持秉承初心设计理念,绿色施工,严格监察,完善风险管控,尽可能的提升基坑支护质量,再进一步创新优化。

[1] 卢超.岩土工程勘察对基坑支护施工的影响及对策研究[J].四川水泥,2021(04):164-165.

[2] 杨海林,马应男.岩土工程勘察对基坑支护施工的影响分析[C]//2020万知科学发展论坛论文集(智慧工程一).[出版者不详],2020:1266-1273.

[3] 林云钿.岩土工程勘察对基坑支护施工的影响研究[J].江西建材,2021(04):72-73.

[4] 董伟.岩土工程勘察对基坑支护建设的影响[J].中国勘察设计,2021(12):103-105.

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