关于岩土工程勘察深基坑支撑设计方案探讨

2022-07-31葛瑞

建筑与装饰 2022年14期

葛瑞

安徽水安建设集团股份有限公司安徽合肥 230601

引言

在城市化建设进程日益推进的背景下，基础建设速度加快，对施工质量安全提出更高要求的同时，也使不同类型的基坑施工工艺融合、优化。为保证岩土工程整体质量安全，需要根据深基坑情况以及周围条件落实相应的支护体系，而在深基坑优化设计中，勘察数据是重要依据。因此，探讨此类勘察方案是必要的。

1 分析勘察深基坑支撑设计对岩土工程的意义

在我国建设事业不断发展的情况下，岩土工程向高层化的方向发展，基坑需要承载的负载力越来越大，若是基坑无法提供有力支撑，不仅对岩土工程质量和安全性造成影响，甚至还会影响后续投用效果。但是通过以勘测数据为基础开展深基坑支撑设计，并规划科学的勘察深基坑支撑设计方案，能够有效加强岩土工程整体的安全稳定性。一般情况下，岩土工程是高层建筑物，基坑深度较大，若是基坑设计和施工不合理，可能会出现严重的安全问题。但是通过科学设计深基坑支撑体系，并对其进行勘察，能够通过全面、准确的勘察数据优化深基坑支撑设计，为支护施工作业的有序、高效展开提供保证。除此之外，通过勘察深基坑支撑设计，还可以满足当前日益提高的工程施工质量要求，从施工方面迎合市场发展需求，充分发挥支撑体系结构对基坑相关施工作业安全展开的意义作用，稳固岩土工程地基，从而促进整个行业可持续发展[1]。

2 探讨基于岩土工程的勘察深基坑支撑设计方案

2.1 深基坑支撑设计需求

深基坑支撑设计需要以周围环境为基础，需要兼顾整个深基坑和周围建筑物的安全性，即保证深基坑承载能力极限满足施工安全质量要求。通过开展深基坑支撑设计，并对其进行勘察，通过最终得到的勘察数据结果可以进一步保证深基坑处于稳定状态，降低安全事故发生概率，而有关周围建筑物的影响，主要是保证深基坑的变形可控性。对于设计施工而言，变形监测数据实践可以监测到支撑体系构件的变形和应力数据，以此便于相关工作人员测量、把控其唯一变化。在对勘察方案进行设计前，需要落实以下四个关键工作，明确深基坑支撑设计需求，从而更好判断勘察结果。

第一，防护深基坑周围建设，即便变形量较小，也要实施控制措施，满足一级深基坑需求。第二，若是周围不存在建筑物，那么对于位移量的把控主要将重点落在深基坑稳定性上，即满足二级深基坑标准。第三，参照一级深基坑变形进行对比分析，将位移量控制在30mm以下，若是基坑深度较大，水平位移量要在0.3%的深基坑深度以下。第四，对于深基坑而言，最大水平位移值控制在30～50mm范围内即可，但是由于环境等多种影响因素，为进一步避免地面裂隙的出现，应进行监测点的设置，实现精准监测控制位移值的目标，并将信息反馈给相关部门，加强组织监测与管理。

2.2 深基坑支护技术形式

通常状况下，较为常用的基坑支撑体系包括排桩与混凝土、排桩与钢支撑以及水泥挡土墙等，在建设行业不断发展下，深基坑深度和范围不断上升，这提高了深基坑相关作业的危险性。深基坑支撑主要为基坑开挖以及周围建筑环境的安全性提供保证，支护技术的选择直接关系到最终的安全质量，这也是岩土工程勘察深基坑支撑设计方案的重点内容。因此，需要掌握多种深基坑支撑形式，以此保证支撑加工体系实效性的发挥。

第一，设计岩土工程深基坑支撑体系时，可以使用土钉钉入土体的技术形式，作为最为常见的深基坑支撑设计方案之一，在落实该技术形式时，相关施工人员需要明确基坑具体范围，并在其边坡土体上将土钉钉入土中，实现对周围土体的有效加固。在实际作业过程中，主要使用细钉开展作业，基于勘察数据保证土钉距离的合理性，保证在完成作业后可以形成严密的支护结构，从而保证支撑有效性[2]。

第二，地下墙的支撑技术形式。当岩土工程的深基坑超过10m时，可以使用地下墙支撑技术形式保证周围土体与建筑的稳定性与安全性。在使用该支撑技术形式时，施工人员需要在地下修剪墙体，该墙体为连续结构，能够很好对边坡土地形成防护作用。即便基坑深度较高，地下墙也可以很好的抑制住沉降程度，而基坑深度10m的情况往往在规模较大的工程项目中，所以，该技术形式的主要应用场景为大型项目。

第三，排桩技术形式。开展岩土工程深基坑支撑设计作业时，排桩也是较为常见的一种支护形式，在落实该技术作业时，施工人员需要先开挖孔桩，之后灌注排桩。由于建设事业的高速发展，所以排桩组成材料也愈加丰富，目前具有多元化的特征，比如，施工人员可以使用混凝土钢板作为深基坑支撑排桩。实际施工过程中，施工人员需要综合分析岩土工程实际环境和建设情况，这是因为此类工程的水文地质会产生较大作用力，进而对排桩质量造成影响。因此，为实现排桩材料的科学选择，相关施工人员应综合分析并科学评价深基坑的环境条件和地质条件，从而利用勘察数据保证岩土工程深基坑支撑体系的有效性。

第四，搅拌桩技术形式。该技术形式主要是在深基坑周围通过一系列施工流程形成搅拌的桩体结构，从而改善周围土体结构，保证岩土工程深基坑的安全稳定性。一般情况下，搅拌桩的组成成本是水泥、软土和石灰等，其中，软土材料具有较强的粘合性，通过将其加入到搅拌材料中，通过将其注入土体中并搅拌均匀，可以待其凝固后形成高强度的桩体结构，借助改善土体成分与结构的方式增强岩土工程深基坑的抵抗能力。通常状况下，该技术形式下的搅拌桩具有较大的埋藏深度，最深可达60m，所以符合大多数岩土工程深基坑支撑设计需要。值得注意的是，桩基础所使用的黏土规格以及加固深度与岩土工程深基坑具体深度有关。以某岩土工程为例，该工程为工业建筑物，深基坑宽度、深度和长度分别为25m、17m和100m，整体占地面积较为狭小，且基坑水平流线起伏较大。同时，周围存在建筑，多为居民楼，因此，需要落实深基坑支撑体系，并以岩土工程勘察数据为基础，开展深基坑支撑设计。在该参数与施工环境下，由于基坑深度为17m，所以采用饱和性黏土即可，将加固深度控制在20m左右[3]。其中，三轴搅拌机施工全程如图1所示：

图1 三轴搅拌机施工过程

2.3 监测工作

岩土工程中的勘察深基坑支撑设计方案主要目的是保证支撑体系设计的科学合理性，以及为后续支护作用的发挥提供有效保证。因此，在此类方案中，还需要规范落实监测工作，通过信息数据分析掌握基坑设计和施工中的实际情况，分析出现的偏差，及时纠正，保证工程安全、高效推进。方案中的监测工作，相关工作人员应以前期设计规划方案为基础展开，明确相关单位部门以及员工的职责，做好责任观念、安全保护意识、质量观念等方面的教育培训，避免因不必要的失误对基坑施工造成影响，尤其要防止基坑滑坡等现象。此外，为实现对塌方情况的有效防控，基坑开挖作业开展过程中应落实针对性的支护措施，即综合考虑工程周边的水文情况、地理条件以及人文环境，记录并整理基坑开挖数据受到的具体影响，从多个方面保证岩土设计施工的顺利开展。另外，还应结合施工操作手册以及相关设计图纸，从各个方面解析支护技术的运用成效以及影响因素造成的最终结果与范围，找出问题原因，提前制定防控措施，以此保证深基坑支撑技术运用的实效性。

2.4 影响因素及优化

由于岩土工程整个开展过程中周围环境相对较差，所以在进行深基坑支护项目设计以及数据勘察时，可能会受到环境等多个因素的影响，主要影响因素有：第一，外部环境影响因素。该方面主要是指周边环境、技术人员的施工能力以及深基坑支撑体系选择的科学合理性等，在方案中应综合考虑这类影响因素，最大化地降低基坑支撑体系发生的变化；第二，地质影响因素，比如地下水影响因素，会弱化岩土层的物理力学性质，从而影响岩土工程深基坑支撑的设计与建造；第三，支撑变形因素。开展实际支撑作业时，相关人员应结合工程实际情况加强施工区域的管理能力，降低地下水位波动情况，避免支撑体系变形，最大化减少负面作用。此外，在优化岩土工程深基坑支撑设计时，可以采取以下措施：

第一，优化深基坑支撑设计。在地下连续墙支撑技术形式下，为增强防护构造的完整性和科学性，相关人员要进一步把控土层和水位的变化情况，从而增强防护结构的实效性。若是使用搅拌桩支撑技术，由于搅拌桩体构造主要在基坑周边，且使用水泥等原料，具有较强的支护效果，所以，在岩土工程勘察深基坑支撑设计方案中，要灵活使用支撑体系，甚至综合使用支护技术，从而更好适应工程周边环境，发挥稳定的支护作用。

第二，落实全过程质量控制。由于岩土工程的深基坑支护作业施工环节较为复杂，且环节质量相互影响，一旦某一环节出现问题会影响整个支护结构的稳定性。因此，在勘察方案中，还应加强支护施工质量的监督与控制，保证按照相关标准和设计开展作业，严格遵守相关要求，且结合前期调研数据，在充分了解周边环境的基础上实施。此外，支护施工人员应积极配合土方开挖工作，回填作业开始前要检查支护结构，在其完好无损、各项参数符合设计要求的前提下进行，从而避免对深基坑支护体系稳定性和安全可靠性造成影响[4]。