應鑒鈞 王軍翰
(寧波寧大地基處理技術有限公司 浙江寧波 315000)
軟土地基是工程施工中較為常見的情況。由于軟土地基土地承載問題,再加上隨著社會經濟發展進步以及施工技術的不斷提升,工程規模與數量不斷擴展,軟土地基土地荷載也越來越大,基坑開挖深度不斷增加,對工程結構的穩定性影響也越來越突出。因此,進行深厚軟土地區基坑開挖主要工程地質問題與對策的研究,為軟土地基基坑開挖施工提供相應的意見支持與參考,具有十分顯著的積極作用和意義。下文在分析深厚軟土地區基坑開挖主要工程地質問題基礎上,結合基坑開挖施工的影響因素,對其防范與解決對策進行分析與研究。
一般情況下,深厚軟土地區的軟土覆蓋厚度較深,多在10~20m左右,甚至會達到30m或以上,再加上軟土地質本身的黏土礦物含量相對較高,土地結構較為松散、含水量較大等特點,導致其土地結構強度性較低,容易發生壓縮變形,存在工程地質性較差等突出特征。結合深厚軟土地區基坑開挖施工實際,主要的工程地質問題主要表現為以下幾種。
(1)深厚軟土地區基坑開挖施工中,容易發生支護結構失效或者是基坑的邊坡穩定性受影響等問題。由于軟土地基本身的結構穩定性與荷載能力就比較差,因此,在工程施工中受到多種荷載的作用影響,必然會引起軟土地基結構的變形或移位等變化,尤其是在動力荷載影響下,其結構變形與損壞影響更加突出,會發生明顯的地基沉降或者是懸浮、流動等變化,而在這種變化影響下,必然會造成軟土地基基坑開挖施工中,支護措施或者是支護結構發生失效,出現支護結構鼓腰或傾覆等,嚴重情況下,甚至會對基坑開挖的邊坡穩定性造成破壞,產生一系列不良影響。
(2)深厚軟土地區基坑開挖施工中還容易因地質變化影響發生滲透變形等問題。由于軟土地區本身的地下水位標高較高,土質含水量較大,并且以軟土、泥砂土、細砂土等不同土層結構中含水層混合存在最為典型,而在軟土地基的基坑開挖施工中,隨著施工開展容易形成基坑內外部的水位差變化,從而引起涌水或者是涌砂等情況,引起基坑工程的側壁發生變形或者坍塌等問題。
(3)深厚軟土地區地基開挖施工中,因工程地質影響,還容易發生地面沉降或者是沉陷等變化。深厚軟土地區的基坑開挖施工中,由于對地質結構中地下水位的抽排水影響,造成水土流失或者是潛蝕性影響,使工程地質的周圍出現不均勻沉降變化,發生地面建筑或者是道路開裂等,對工程結構及性能造成破壞影響,并且在動態荷載變化影響下,對軟土地基結構形成觸變性影響,還會導致工程地質發生沉降變化,出現較大范圍的地面沉陷等問題,造成十分不利的影響。
(4)深厚軟土地區基坑開挖施工中,還會因工程地質引起基坑底部出現隆起或者是突涌,對工程施工造成不利影響。由于軟土地基的基坑開挖施工中,開挖導致原油的土體應力關系受到破壞,產生基坑底部與側面荷載卸除,在這種變化影響下,就容易引起基坑側面的土體向內擠入或者是基坑底部隆起等變化,其中以二元結構的深厚軟土地區地基開挖施工中這類情況問題最為常見。這主要是由于二元結構的深厚軟土地區,其地質結構分布中,由于上部軟土層的透水性較差,形成隔水層,而下部土層中的粉砂土或者是細砂土,其透水性較好,為主要的承壓含水層,在基坑開挖施工中,軟土層結構受破壞,在土層結構與應力分布下,就會發生基坑底部突涌會側面向內擠入等情況,對工程施工造成不利影響。
由于軟土地基的特殊性,導致軟土地基基坑開挖施工中所面臨的問題和困難也相對突出。因此,進行軟土地區基坑開挖施工影響因素分析,是避免工程地質引起的基坑開挖施工問題發生,確?;娱_挖施工安全與質量的關鍵。
(1)基坑開挖深度是影響其施工安全的重要因素之一,由于軟土地區的土地結構強度低、穩定性差,因此,基坑開挖深度越大,進行基坑支護設計的難度也就越大,引起基坑支護變形的風險也就越大。
(2)對深厚軟土地區來講,軟土結構本身的力學性能以及軟土土層厚度等,都是影響軟土地區基坑開挖施工的因素。軟土土層中具有加高的含水量,并且結構較為松散,對外部荷載及作用變化的靈敏性較高,極容易出現觸變問題,并且軟土厚度越大的情況下,其土地結構變形以及觸變影響越突出,對基坑開挖施工造成影響也就更大。
此外,軟土地區中出現軟土和非軟土土層分布的結合形式,也是影響基坑開挖施工的重要因素。一般情況下,軟土和黏性土,尤其是硬度較高的黏性土相結合形成的土層,其結構承載與抗變形性能要明顯好于軟土與粉砂或細砂土形成的土層結構,因此,其在軟土地區的分布情況,也將直接影響著軟土地區的基坑開挖施工情況。
(3)軟土地區基坑開挖施工中,基坑周圍的荷載分布以及開挖施工方式,也會對基坑施工及其安全性造成影響。軟土地區基坑開挖施工周圍建筑分布以及道路車輛荷載等,都會基坑開挖區土地結構荷載性能造成影響,此外,基坑開挖施工中坑內卸載以及坑外邊周圍的堆載情況,也會引起具有較高荷載變化靈敏性下軟土地區土地結構荷載及性能發生變化,而基坑開挖施工中,本身是一個應力釋放的過程,基坑開挖施工區周圍土地壓力作用變化,必然會引起應力釋放下,土地結構的變形或者位移等變化發生,在較大作用與變化影響下,則會發生破壞影響。
針對上述對深厚軟土地區基坑開挖主要工程地質問題以及基坑開挖施工影響因素的分析,為避免其開挖施工中工程地質問題發生,確保深厚軟土地區基坑開挖施工安全性,需要從以下幾個方面進行改善與把握控制。
(1)在深厚軟土地區基坑開挖施工中,應注意結合工程施工建設的整體情況,根據基坑開挖施工實際,在建立合理的基坑開挖支護體系基礎上,確保整個施工安全和順利,避免施工過程中發生基坑邊坡穩定性破壞等問題。通常情況下,在深厚軟土地區基坑開挖施工中,對于基坑開挖產生的上部荷載卸除,多會通過底部加固或者是反壓作用等技術,來增加基坑開挖過程中支護的穩固性,確保基坑開挖施工安全。
(2)在進行深厚軟土地區基坑開挖施工中,還需要根據基坑土層的地質結構分布情況,通過合理的防排水設計,來避免基坑開挖后因土層結構應力變化發生滲透變化或者是坑底突涌等問題。比如,可以開挖施工基坑的外側進行截水帷幕設置,以進行地下水滲流預防,避免土層結構中水位分布變化引起結構應力變化等。比較常見的軟土地基基坑開挖截水帷幕設置形式,像注漿法、高壓旋噴樁、雙三軸水泥土攪拌樁等各種樁基支護技術,都能夠起到截水帷幕效果。此外,針對變形控制要求較為嚴格的基坑周圍建筑支護,還可以通過基坑周圍設置回灌井進行回灌方式,避免其發生位移或變形破壞等。
(3)在基坑開挖施工中還可以通過分層、分塊或者是分條等開挖設計,結合土體結構的應力變化,對基坑開挖施工中的側壁與坑底變形破壞等問題進行控制。
總之,對深厚軟土地區基坑開挖主要工程地質問題及其解決對策的研究,有利于促進深厚軟土地區基坑開挖施工的提升與進步,確保深厚軟土地區基坑開挖安全性,具有非常積極的作用和價值意義。
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