岩土工程勘察中深基坑支护技术的应用

岩土工程勘察中深基坑支护技术的应用

席鹏

核工业金华勘测设计院有限公司 浙江省金华市 321017

摘要：在岩土工程中虽然深基坑支护工程是一个标准规范高、专业能力强的临时工程。在岩土工程建设中，深基坑支护是一个重要环节，这一环节可以为高层建筑工程的整体质量与安全提供保证，在其设计过程中，必须深入勘查现场的地质环境，以了解现场以及周围的环境情况，在此基础上根据实际情况开展相关设计工作，通过反复性的验证、调整之后，才能收获一个稳定的、安全性的深基坑支护设计。与此同时，深基坑支护施工工作也尤为重要，是确保工程项目施工质量的关键。所以，在具体工程建设过程中，必须以严谨的、科学的态度对待深基坑支护设计与施工的相关问题。

关键词：岩土工程勘察；深基坑；支护技术

引言

进行岩土工程深基坑支护设计和施工前，要加强对场地的地质条件和周围环境的了解、认识，充分做好资料的搜集工作，根据当地的支护经验，确定经济合理的深基坑支护形式和施工方案，全面解决施工中所存在的问题，加强技术支持和管理力度，从而使岩土工程深基坑支护设计和施工得到全面的提升，满足工程建设的需求，取得显著的经济效益和社会效益。

1深基坑支护的概述

近几年，建设工程中的基坑支护技术已经成为系统性的工作模式，比较常见的施工技术有排桩支护技术、搅拌墙支护技术和土钉支护技术。其中土钉支护技术因其施工简单、周期短、成本低而被广泛应用。一般情况下，基坑支护系统由于功能的不同，所对应的施工方案也存在着较大的差异，在实际支护时需要根据周边的自然条件以及地质情况选择重要的维护结构，同时还需要考虑围护结构在后续使用时的一些位移问题。为了使基坑支护设计与施工得到充分的保证，需要做好岩土工程的勘察工作，以提高设计施工与周围环境的相互协调。在基坑支护形式的选择方面，要根据地质条件、周边环境及现场施工条件综合确定，选择单一性的支护结构或者多种支护结构组合的支护形式，以此来提高支护的效果及水平。在基坑支护设计时，如果采用悬臂式或土钉墙支护结构，除考虑稳定性以外还应注意水平位移对周边环境的影响；如果采用锚杆支护结构应考虑与周边环境的协调；如采用截水帷幕止水，除考虑对周边环境的影响外，应采用适宜的工法以达到预期效果。施工采用正作法开挖时，需要遵循先上后下的原则，按照设计工况层次性的开挖来保证基坑的安全。施工中需要加强对整个支护过程的全面监督管理，进行全方位的变形监测，达到安全使用的效果。基坑支护施工完成后，应立即进行基槽底部的清理工作，并及时铺设素混凝土垫层，防止突如其来的暴雨浸泡地基土。地下主体结构施工过程中，做好基槽周边防排水工作，防止基坑周边水流入基槽内。当基槽内积水时，应及时把水排出基槽，避免主体结构出现上浮引起梁、板、柱、墙开裂，造成不必要的损失。

2岩土工程勘察中深基坑支护技术的应用

2.1转变传统设计理念

到目前为止，我国已在深基坑支护方面积累了大量实际经验，为深基坑支护结构设计理论和方法上的完善奠定了良好基础。但是，从其实际结构设计与施工上来看，现阶段我国依然处于摸索、探讨的阶段，并且目前我国尚未形成完善的、统一化的结构设计标准与规范。土压力分布依然在采用朗肯理论、库伦理论确定，支护桩依然需要利用“等值梁”计算。以上计算理论已非常陈旧，采用这些方法计算出的结果是与结构受力情况存在很大悬殊的，不仅不安全，也不经济。所以，在深基坑支护结构设计过程中，坚决不能再采用以前的结构荷载法，应该积极改变传统设计理念，在施工监测为主导建立信息反馈动态设计体系。

2.2钻孔施工

桩基钻孔应用螺旋旋进的方式进行，将垂直度偏差控制在1%以内为最佳。在施工平台位置放置相应的台板等，确保钻机在作业的过程中处于水平稳定的状态。孔位钻进过程中应不断调整钻具的角度，对孔位进行校正，对准中心区域进行钻进施工，观察施工过程中是否出现孔斜等问题，确保钻孔质量符合技术标准。钻孔施工需要明确桩径偏差数值，应用组合造浆的方式进行注入，试验测试泥浆的性能是否符合质量标准。成孔施工过程中，每120min左右进行一次进尺记录。深度应按照设计标准钻进到指定的区域，通过捞取岩渣的方式对孔深以及压力参数进行判断。在回填层进行钻孔过程中，由于成孔速度受地质结构影响，速度有所减慢，应采取相应的措施避免钻进过程中出现漏浆以及塌孔等问题，钻孔过程需要稳定进入。当钻孔施工完成之后进行清孔作业，清除孔内的泥浆残渣，避免出现孔底沉淀厚度较大的问题。桩底留存的砂土会降低桩基支护效果及承载力。在终孔完成之后立即开始清孔作业，置换泥浆。清孔作业应符合质量指标，在孔底区域的50cm内，泥浆性能指标应满足含砂率不超过8%的要求，比重应在1.2以下，黏度应控制在28s以上。泥浆清孔采用正循环系统进行清砂作业，分两个阶段进行，第一个阶段在终孔完成后开始作业，第二个阶段在下放钢筋笼完成之后进行作业。第二阶段的清孔作业应保障泥浆指标中的含砂率在6%以下，沉渣的厚度应在5cm以下，再进行灌注作业。

2.3处理好开挖空间效应问题

在深基坑支护工作中，为了处理好空间效应的有关问题，施工人员应该与设计人员充分的沟通，不仅要确保其施工质量，同时还要有效缩短施工周期，以减少对施工成本的投入。对空间效应问题进行妥善处理后，施工人员即可加强对施工进度的掌握。同时，施工人员的素养与能力对于岩土工程来说也非常重要，由于工程施工面临着极为复杂的情况，如果施工人员的素质和能力无法保证，那么势必会降低支护的质量，还会对支护效果造成不利影响。所以，在岩土工程建设过程中，设计人员、施工人员必须与工程的运行状态相结合，制定出合理化的设计方案来，以有效减少支护结构变形情况的发生。

2.4土钉墙支护

土钉墙支护相对来说是一种较为传统的施工技术，较早地应用于基坑支护工程中，总结了大量的工程经验和教训。实际上土钉墙作为一种应用最广泛的支护体系，设计理论尚不完善，还没有完整的使用结构分析方法，其中工作状况下土钉的拉力、面层的受力、位移的计算都未解决，通过一些构造措施和经验方法来满足基坑的安全和稳定性。土钉墙支护一般应用于周边环境简单、对变形要求不高的12m以下的基坑，并且作为临时支护，一般使用周期不超过1年。土钉墙支护既可以在支护体系中独立使用，也可结合其他支护结构联合使用，如预应力锚杆、水泥土墙、微型桩，选择其中一种或两种共同作用，提高实际的支护效果，满足工程需求。

2.5编制勘察纲要

岩土工程是一项综合性较强的工作,其包括土层调查、水文地质调查和文件整理等工作。在开展基坑支护工作之前,岩土工程师必须综合分析施工信息,并且按照施工组织设计的要求,制定施工内容、勘察过程和技术标准等内容。各部门应明确分工,各司其职,减少主观因素对施工勘察质量的影响,从而保证岩土工程勘察的顺利进行。在开展勘察工作之前,岩土工程师不仅需要审查勘察纲要,还需要保证勘察方案的可行性。另外,岩土工程师还应及时备份相关信息,并且根据相关规范要求来补充或修改勘察纲要。在水文地质调查过程中,岩土工程师可以利用计算机技术,分析地下水类型、补给来源、排泄条件、埋藏深度、水位变化幅度、化学成分。由于工作范围涉及地质环境的勘察、监测、研究等内容,在勘察过程中,岩土工程师需编制水文地质勘察纲要。有条件的企业,还应建立岩土工程勘察管理系统。

2.6喷锚网支护

当前的深基坑支护最常见的结构形式为喷锚网支护结构。喷锚网支护是指用钢丝网与锚杆组成整体，在表面喷射混凝土的一种综合性施工技术。喷锚网支护结构在岩土质高边坡及大跨度地下结构的支护施工中被广泛应用。喷锚网支护结构在岩土层中掺入锚杆，通过一定长度与间距的锚杆将土体构成一个整体，改善因土体强度低而出现的缺陷，有效提升土体的整体强度。之后在边坡上铺上钢丝网片，在钢丝网片上喷射混凝土，混凝土厚度一般为80~100mm，实现了对土体变形的约束，使土体与混凝土形成一个整体。喷锚网支护结构的施工流程为：土石方的开挖与边坡修正→钻孔→插入锚杆→压力注浆→铺设钢筋网→焊接钢筋→喷射混凝土→开挖下土层。在喷锚网支护施工中，要注意各个环节的衔接，随挖随支。

2.7试验改进支护结构

在进行建筑工程施工过程中，必须采用科学合理的试验方式开展结构上的试验。根据仿真模拟的方法来模拟试验全过程，根据当场仿真模拟及其试验工程施工，对建筑工程的深基坑工程施工环节开展试验，进而保证支护结构的实效性，确保支护结构的设计可以促进建筑工程的质量。建筑工程的支护结构设计方案试验可以保证岩土工程施工工艺的品质，进而能够更好地完成建筑工程工作。根据大量的试验全过程，合理推动建筑工程深基坑支护的发展。

2.8勘探孔技术

在深基坑岩土勘察中所用到的勘探孔技术按功能划分可以分为控制性孔和一般性孔，在具体实施时，相关技术人员需要根据当地的情况来满足不同需求的变化特点，在一般深基坑岩土勘察工作中，一般性孔的数量为控制性孔的两倍，这两种技术在利用过程中通常是以交叉形式进行使用的，研究数据表明，利用这一技术，相较于一般的勘探技术来说，速度能够提高30%~40%左右。随着现代化技术的不断发展，深基坑岩土勘察发生了一定的变化，勘探孔的种类也得到更加细致的发展，在进行勘探孔的基础上，细化分为取土贯穿孔和静力触探孔，有效地满足了实际的勘探要求。在取土标准孔应用过程中，要先进行范围的精准性确定，再根据岩土的土质情况进行打孔和取样操作，这一技术在精准性方面的优势非常的突出，因此在实际工作中需要加强对技术的深入性分析和研究，保证后续勘探的效果。静力触探孔属于一般性孔的范畴，要通过基坑的开挖和取样来做好日常的分析，这样还可以更加精准地确定好勘探孔的布置位置，有效地完成后续的勘察工作。在钻探孔技术实施时。

结语

在进行深基坑支护设计和施工时，需要充分了解场地的工程地质条件、水文地质条件及周围环境因素，结合工程经验，选择经济合理的深基坑支护形式和施工方案，加强对整体施工过程的全面监管，并采用信息化设计施工，发现问题及时反馈沟通，优化改进设计和施工方案，提高施工质量和基坑的安全。

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