劉代憲
(福州市建筑設計院)
試析軟土地基中深基坑設計與處理
劉代憲
(福州市建筑設計院)
隨著科學技術的發展,建筑工程的施工難度越來越高,在施工環境日益復雜的今天,建筑工程的深基坑施工質量對于整個工程項目的順利完工具有重要意義。合理的深基坑施工設計與科學的施工處理技術,不僅能夠確保基坑施工的順利進行,而且能夠延長建筑產品的使用壽命。本文從軟土地基深基坑概述、軟土地基中的深基坑設計,以及軟土地基中深基坑的施工處理技術三方面進行了詳細的敘述。
軟土地基;深基坑;設計;處理
當前,城市人口不斷增加,用地日益緊張,建筑工程的需求量在人們對生活質量高度追求的基礎上逐漸增大。深基坑施工作為建筑施工的重要組成部分,在整個建筑工程中的重要性顯而易見。由于受地質條件的影響,軟土地基深基坑施工項目越來越多,施工單位要想確保施工質量,就必須要加強施工場地地質條件與水文條件的分析,科學設計施工方案,將先進的施工處理技術應用其中。
所謂軟土地基,即由軟土構成的土層地基。專業領域將軟土地基定義為,其是一種由細小顆粒組成的較松的土質,其中細小顆粒包括粉土等;其是一種粘性土;或者其是一種構成松散、空隙較大的有機土質。軟土地基有一個共同的特點,即對上層建筑的承載力比較差,很容易出現下陷。因此,在具體的工程項目施工過程中,工作人員不能夠僅靠定義判斷地基類型,還應該對工程規模、深基坑種類進行分析,并結合動量守恒定律進一步完成軟土基的設計與處理工作。假如是開挖深度大于5m的基坑,如果在工程施工過程中,地質條件與地下管線的判定都比較復雜,很可能導致旁邊建筑受到影響,那么工作人員仍然需要進一步落實軟土地基工程的深基坑施工處理。
2.1支護結構設計
支護結構設計是軟土地基中深基坑施工過程中必須要用到的設計。深基坑支護結構的穩定性主要受地上土層壓力與地下水壓影響,一旦支護結構無法滿足地基環境與受力條件,就會出現深基坑墻體向基坑內移動的現象,進而導致基坑變形,破壞了深基坑的周圍環境。工作人員在設計深基坑支護的過程中,應該要大力支持合理的支護技術,要提前控制支護結構可能出現的變形情況,并且要科學判斷變形是否合理,進而加以控制,最終保證高質量的工程,避免深基坑過度受力。
2.2深基坑地下水的處理設計
2.2.1深基坑的降水影響
在深基坑開挖工作進行時,要對基坑內的地下水加以抽取,雖然能夠降低水位,但是很有可能出現地表下沉的情況,同時導致深基坑墻體也出現水平方面的位移。因此,工作人員必須要進一步加強降水的監督與管理,采取行之有效的預防措施。
2.2.2深基坑的地下水滲流影響
事實上,深基坑內的降水與深基坑周邊的降水是有一定的差異的,水體差距比較大,這就導致了引流現象的發生。與此同時,地下水施工反作用會作用在土體顆粒上,促使其發生一定程度的變形,這就是所謂的滲流力。當滲流力較強時,土顆粒就會產生位移,甚至會出現諸如管涌、流土等災害,造成的災害一旦嚴重,就很可能出現深基坑內部整體失穩,最終破壞了建筑整體。
2.3土方開挖的設計
軟土地基中的深基坑土方開挖過程中,工作人員使用的支撐體系應該是圓拱形的鋼筋,充分發揮鋼筋的受壓特性,以確保總體支撐區域超過3/4以上,同時還能夠給日后的其他機械工作提供良好的便利條件。
2.4深基坑的變形監測設計
深基坑的變形監測設計的具體工作為:①工作人員要全面觀測地下水的抽排現象,從中測算出深基坑方位的最大變形,以及側向變形的度數;②工作人員也要測算出變形存在的差異,如果樁頂的止水帷幕是由水泥攪拌樁制作而成,那么變形的角度還會更大。因此,深基坑的變形監測設計需要設計人員從全方位考慮。
3.1科學分析場地地質條件
軟土地地基施工的場地地質條件主要包括兩個方面,即基坑涉及到的地基土層特征與場地的地下水分布。以某工程項目的軟土地基深基坑為例,對其施工場地的地基土層特征進行了詳細的分析,包括雜填土、粉土、砂土,以及地下水情況等。
雜填土是一種土層濕、松,粉土含量高的土質,其內含有很多雜物,部分土質呈黑色,具有明顯的臭味,并且成流塑質狀;粉土是一種上層密實、下層松散的土質,土質相對較黑,含有少量云母片或者貝殼,粉土土質沒有光澤,容易被撕碎,缺乏可塑性;砂土是一種濕度大、密度強的土質,含有一定量的氧化鐵與云母片,摻雜少量粉砂或砂質土,砂土土質無光澤,搖振反應相當迅速,土質的韌性較低。此外,在分析場地地質條件時,還需要對場地地下水的情況展開分析,該工程項目的場地地下水主要分為承壓水與潛水兩層。承壓水位于水體下層,潛水位于水體上層。由此可見,該工程項目的施工場地地質土層主要是粉土,而且地下水的含量非常豐富,對地基施工有較大的影響。
3.2合理設計深基坑圍護方案
軟土地基深基坑的施工難度比較大、危險性高,工作人員在對其設計時,不僅需要科學的場地地質分析,更需要結合工程項目的實際情況,依照合理的設計原則,進而制定出有效的深基坑圍護方案。
軟土基的深基坑圍護施工仍然需要根據施工現場的具體情況進行靈活處理。比如在施工中常見的土釘墻現象,工作人員可以用鉆土機對其拆除,并根據實際需要進行合理圍護,只有完成了土釘墻的拆除,才能夠進一步完成深基坑的圍護設計。與此同時,工作人員要繼續設計具體的放破與排樁墻,選擇合適的剖面圍護措施,確定是否選擇鉆孔樁加拉錨、加內支撐,以及懸臂支護等。在工程施工的過程中,為了能夠保證深基坑的順利開挖,坑內可以采用井管降水的策略,同時確定合理的放破系數,科學處理高差現象。
3.3合理選擇深基坑支護技術
深基坑工程主要有三種支護方式,即懸臂式支護、重力式擋土墻支護,以及混合式支護。懸臂式支護主要應用于地質條件較好,基坑開挖深度小的深基坑工程,支護結構能夠深入到位于深基坑底部的巖體或土體之中,進而通過巖體或土體的支撐作用穩固整個深基坑支護結構。重力式擋土墻支護是一種借助自身重力實現壓力支護平衡的支護方式。混合式支護,又稱為錨桿支護,在混合式支護結構中,需要向支護結構與深基坑噴射混凝土,再與錨桿相互作用,構成一個整體。
3.4科學應用防水技術
地下水的處理問題是深基坑設計有處理的重要問題,地下水處理得當能夠給整個工程建設奠定堅持的基礎。要想深基坑工程的施工質量與國家各項建筑標準相符合,遇到地下水位相對較高,或地下水位頻繁變化的深基坑工程,工作人員必須要先完成深基坑的降水操作,在進行降水工作時,經常出現諸如流沙與管涌的問題。因此,在處理地下水問題時,必須要采用科學的防水技術,做好特殊問題的應急預案準備。
3.5加強施工檢測與評價
軟土基深基坑對地面的承重力比較差,在施工時具有很高的危險性。因此,在日常的工程項目施工過程中,工作人員需要對施工過程進行嚴格的檢測與評價,以確保工程的順利進行。
在對整個工程項目進行檢測時,一旦遇到問題,必須要及時處理。在項目工程檢測過程中,工作人員需要追蹤處理軟土基問題,可以根據掌握的數據全面分析各項數據,科學判斷深基坑與周邊環境的關系,進而充分發揮出檢測工作對工程施工問題的預測作用,保證工程施工的順利進行。在工程項目的施工過程中,工作人員要積極采用信息化處理技術,實時跟蹤工程施工進度,以信息化為支撐調整工程施工,同時提高深基坑施工質量。
軟土地基中深基坑工程受到多種因素的影響,具有非常高的危險性。深基坑工程設計的是否成功在很大程度上是由其是否適應工程地質條件與周圍環境決定的。影響深基坑工程的因素是不斷變化的,合理的深基坑工程設計要想能夠順利施工,必須要加強施工檢測,獲取到動態的信息。因此,工作人員必須要加強分析深基坑開挖檢測的數據,針對開挖方案提出合理建議,及時預報可能施工過程中可能出現的危險,進而提高深基坑支護結構的穩定性,確保施工場地周邊環境的安全。
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