巖土工程勘察中深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探究

劉道芳

（江西省勘察設(shè)計(jì)研究。江西 南昌 330000）

巖土工程作為施工建設(shè)的基礎(chǔ)，關(guān)系到整個施工項(xiàng)目的質(zhì)量及安全問題，特別是在礦山開采是深基坑建筑中，由于其改變了礦山原本的結(jié)構(gòu)，打破了受力平衡關(guān)系，因此帶來的安全隱患也極為明顯。考慮到深基坑的安全系數(shù)主要受到施工場地本身的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)以及外界環(huán)境的共同影響，構(gòu)建支護(hù)方案時也需結(jié)合相關(guān)實(shí)際條件，作出針對性的支護(hù)措施。為此，本文提出巖土工程勘察中深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探究，在分析了影響深基坑安全系數(shù)的主要因素基礎(chǔ)上，提出了有針對性的支護(hù)技術(shù)應(yīng)用方案，并進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用研究。通過本文的研究，以期為巖土工程的安全施工提供保障。

1 影響深基坑安全系數(shù)的主要因素

在研究深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用方法之前，首先要明確對深基坑安全性造成影響的主要因素，為此，本文總結(jié)出以下三點(diǎn)。

1.1 地質(zhì)構(gòu)造受力失衡

深基坑是建筑工程中的基礎(chǔ)性建筑，一般是以建筑最底層的形式存在，因此，在結(jié)構(gòu)組成上，其是最主要的受力結(jié)構(gòu)，在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時，一般是以基礎(chǔ)土質(zhì)的承重能力為基礎(chǔ)開展的。而在實(shí)際的施工過程中，地質(zhì)構(gòu)造是多樣化的，同時不同的建筑高度、建筑用途也決定了后期的附加負(fù)載是不同的，這就極易導(dǎo)致深基坑的實(shí)際受力與設(shè)計(jì)階段存在偏差，導(dǎo)致出現(xiàn)受力失衡的現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.2 地表阻抗作用降低

地表的阻抗作用主要是由于施工階段對原本地質(zhì)產(chǎn)生破壞而形成的。一般意義上來講，深基坑是地表以下深度大于5m的建筑構(gòu)造，且隨著建筑面積的增加，深基坑的面積也會隨之增大，這種變化一方面會因?yàn)闃?gòu)造被破壞引起原本的阻抗作用降低，另一方面也會使深基坑周圍的地勢呈現(xiàn)出聚攏狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，如果不能采取有效的支護(hù)措施對深基坑邊緣進(jìn)行加固，其對外界作用力的阻抗作用也會明顯降低。

1.3 外界作用強(qiáng)度加大

深基坑作為人工構(gòu)建的一種施工構(gòu)造，除自然環(huán)境和建筑本身對其安全性帶來的影響外，施工過程產(chǎn)生的振動也是影響深基坑安全系數(shù)的主要因素之一。作為建筑施工的基礎(chǔ)，通常深基坑都是項(xiàng)目最開端的施工內(nèi)容，而受工期等客觀原因的影響，往往在未達(dá)到凝固時間就在上層實(shí)施進(jìn)一步內(nèi)容，此時由于施工帶來的震動，會對深基坑的穩(wěn)定性造成較大影響。同時，施工過程中的降雨對深基坑的負(fù)面作用也是極為明顯的。

2 深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究

針對上文分析的三個主要作用因素，本文提出了以下三點(diǎn)關(guān)于深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究。

2.1 邊緣加固措施

上文已經(jīng)分析過，深基坑對地質(zhì)構(gòu)造的破壞會導(dǎo)致其周圍地質(zhì)呈現(xiàn)出明顯的中心聚攏態(tài)勢，深基坑邊緣的擠壓作用加大，針對此，本文提出對應(yīng)的邊緣加固技術(shù)。按照深基坑周圍地質(zhì)的松散程度以及建筑高度，以鋼筋作為支護(hù)樁的主體構(gòu)件，填充適當(dāng)型號的混凝土，以此實(shí)現(xiàn)提高深基坑邊緣受力強(qiáng)度的作用。需要注意的是，支護(hù)構(gòu)件的選擇要結(jié)合成本控制需求和實(shí)際支護(hù)需求之間的平衡關(guān)系。

2.2 內(nèi)部支撐措施

影響深基坑可靠性的因素除外部條件外，最主要的就是建筑自身對其帶來的壓力，因此為了提高深基坑的抗壓能力，可以在內(nèi)部搭建必要的支撐結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)支撐構(gòu)造前，首先要明確建筑的主要應(yīng)力，現(xiàn)階段，大多數(shù)建筑的應(yīng)力結(jié)構(gòu)多為剪力墻，因此，深基坑的內(nèi)部支撐構(gòu)造要以分散剪力墻的應(yīng)力為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時積極結(jié)合周圍地質(zhì)對深基坑的作用力方向，使內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)與邊緣加固結(jié)構(gòu)之間形成工字關(guān)系，實(shí)現(xiàn)力的抵消，提高建筑穩(wěn)定性和安全性。

2.3 排水措施

排水措施不僅是對地表水的處理，同時也要對其地下水產(chǎn)生引流作用，為此，在深基坑的排水措施中，應(yīng)用旋噴樁實(shí)現(xiàn)對外部水源的疏導(dǎo)，應(yīng)用高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索實(shí)現(xiàn)對地下水源的引流。其中旋噴樁的密度以建筑所在環(huán)境的實(shí)際降雨為準(zhǔn)，按照15cm/m3的標(biāo)準(zhǔn)搭建，高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索的長度以深基坑的深度以及其與周圍地下水源的距離為準(zhǔn)，基礎(chǔ)長度為5m，按照距離每增加1m，錨索增加2m的比例設(shè)置。以此確保能夠?qū)崿F(xiàn)對水源的有效控制。

3 應(yīng)用測試

將本文設(shè)計(jì)的深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用方法在實(shí)際的巖土工程中進(jìn)行測試，并以建筑安全標(biāo)準(zhǔn)為評價指標(biāo)，對應(yīng)用效果作出客觀分析。

3.1 應(yīng)用環(huán)境參數(shù)

在城市建筑工程中，要搭建以市政辦公需求為目標(biāo)的建筑樓，預(yù)計(jì)使用年限為100年。設(shè)計(jì)總建筑面積為2321.67m 2，共包括地上12層，面積2020.67m2，地下2層，面積 301 m 2，建筑內(nèi)部的主體結(jié)構(gòu)為剪力墻，地下深基坑開挖深度約8.5 m。施工位置的土質(zhì)以細(xì)砂石為主，附近有小徑流地下水經(jīng)過，地區(qū)存在明顯的季節(jié)性降雨的特征，以此為基礎(chǔ)，分析了其存在的安全隱患并制定了相應(yīng)的支護(hù)方案。

3.2 支護(hù)方案

考慮到該建筑施工環(huán)境內(nèi)有地下水流經(jīng)，并且存在季節(jié)性降水，一方面會導(dǎo)致地表建筑受到一定沖擊，同時也會增大地下徑流的沖擊作用，對工程的安全系數(shù)造成影響。因此根據(jù)上文研究的內(nèi)容，在建筑的基坑坑底增加了支護(hù)結(jié)構(gòu)，從地下室外墻邊線向內(nèi)以排樁的方式搭建寬0.5m，高1.78m的支護(hù)結(jié)構(gòu)，支護(hù)樁長度以建筑周長為準(zhǔn)，總長140 m，樁的內(nèi)部直徑為0.6m，嵌固深度為2.5m，樁身內(nèi)部填充強(qiáng)度為C30的混凝土，樁身的鋼筋結(jié)構(gòu)包括主筋和籠箍筋兩種，型號分別為HRB 400（14φ25）和HPB300（10φ12），其中籠箍筋的綁扎間距為0.2m。除此之外，考慮到深基坑的承重，在每兩根支護(hù)樁之間嵌套兩根長10m，直徑0.5m的旋噴樁，以此實(shí)現(xiàn)止水的作用，在旋噴樁周圍設(shè)置一排長12m的高壓旋噴預(yù)應(yīng)力錨索，與支護(hù)樁構(gòu)成工字形結(jié)構(gòu)。構(gòu)造的示意圖如圖1和圖2所示。

圖1 支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 旋噴樁結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 效果分析

在上述基礎(chǔ)上，以深基坑的不同指標(biāo)安全系數(shù)為評價標(biāo)準(zhǔn)（安全系數(shù)以GB 50068-2001為標(biāo)準(zhǔn)），對支護(hù)方案的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，結(jié)果如表1所示。

表1 支護(hù)方案應(yīng)用效果統(tǒng)計(jì)表

按照GB 50068-2001標(biāo)準(zhǔn)，建筑要滿足100年以上的使用年限時，結(jié)構(gòu)安全性系數(shù)需要達(dá)到1.10以上。從表1中可以看出，在本文的支護(hù)措施下，工程的安全系數(shù)均在1.1以上，表明本文提出的應(yīng)用方案可以實(shí)現(xiàn)對深基坑的有效支護(hù)，對于提高工程安全性具有明顯作用。

4 結(jié)語

深基坑作為巖土工程中出現(xiàn)較為頻繁的施工環(huán)境，對其的支護(hù)不僅與施工安全緊密相關(guān)，也與深基坑的發(fā)展密切相關(guān)。考慮到巖土工程勘察的目的主要是以信息采集和安全保障為目標(biāo)進(jìn)行的，因此，在勘查過程中合理使用深基坑支護(hù)技術(shù)對于工作的開展是十分有利的。本文提出巖土工程勘察中深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究，以深基坑基礎(chǔ)條件為基礎(chǔ)，結(jié)合巖土工程的施工目標(biāo)與外界環(huán)境因素的作用強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用方法，提高了深基坑的安全系數(shù)。通過本文的研究，以期為巖土工程勘察工作提供有價值的參考。