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61005.com:岩土工程中深基坑的支护问题及对策探微

时间:2019-08-25 09:25 来源:上品济南亚博体育官网软件下载网 阅读:次

摘    要:岩土工程施工中,经常会开挖深基坑,深基坑能否保持稳定直接影响施工安全,在实际工程中,应根据地质和地层条件,制定有效的支护措施,同时根据支护存在的问题,采取有效解决对策。

关键词:岩土工程;深基坑支护

1  深基坑工程的重要性

近年来,由于深基坑设计与施工原因而产生的安全事故层出不穷,更有甚者,在建设方严格控制工程造价的前提下,设计单位采用的支护方案安全系数偏低,支护结构受力处于极限状态,容易导致基坑边坡失稳而波及周边建筑[1]。除此之外,由于地质条件的多样性,导致以往成功的深基坑支护方案对于新工程来说没有针对性,不符合现场实际情况而无法借鉴。因此,要不断研究和学习深基坑支护的新技术、新方法,以确保深基坑施工的安全。

2  深基坑支护方案

以深基坑周围自然环境情况为依据,将整平后地面标高确定为3.50m、5.50m和4.00m,而基坑底部标高在-6.000m~1.300m范围内,实际开挖深度在2.20m~10.50m范围内。结合基坑的开挖施工深度、现有放坡空间及地层条件,把整个基坑分成13个不同的单元。基坑支护方法主要为在放坡基础上设置土钉墙,部分基坑单元设置桩锚体系与双排桩。

基坑边坡表面按1.5m的横、纵向间隔级距离布置土钉,然后按照1:1~1:0.5的坡率进行放坡。边坡表面挂设钢筋网,并喷射强度等级为C20的混凝土进行护面,其厚度按80mm严格控制。对于桩锚支护方案,其对应的基坑单元为3#单元,挖深6.4m,没有放坡的施工空间,故采用这一方法,桩体直径和间距分别为800mm、1.2m,布置一道锚杆;对于双排桩支护方案,其对应的基坑单元为13#单元,挖深9.5m,同样没有放坡的施工空间且受地下水影响,故采用这一方法。现围绕本工程实际情况,对其深基坑支护过程中的主要问题和解决对策进行如下分析。

3  深基坑支护主要问题与解决对策

3.1  地下水的控制

因拟建场地以北和以西均为人工水系,相距最近处只有6m,同时①层土为大量的建筑垃圾,还夹有大块碎石,具有很强的渗透性,使得地下水始终处在随时补给的实际状态,单一采用降水方案无法达到预期控制效果,应在降水的基础上进行止水帷幕施工,同时在基坑中布置降水井,于开挖施工前做好预降水。以土层性质为依据,设计将止水帷幕确定为高压旋喷桩,桩径和桩间距分别按1200mm、1000mm控制,单位长度桩体的水泥用量应达到550kg以上,且桩端必须进入到持力层至少1.0m,利用三重管法进行施工。结合施工现场的实际反馈信息,在与人工水系相距较近的部位,产生较为严重的漏浆现象,但不返浆,而其它部位的实际施工状况尚好。通过与工程各参与方的积极协商,采用在漏浆处减慢提升速度与降低喷射压力,同时向浆液中适量添加水玻璃的方法来解决漏浆。从实践效果来看,以上堵漏措施合理可行,对基坑进行开挖以后,经检查未发现渗漏点。

3.2  旋喷桩施工引孔

在施作旋喷桩时,一般按以下工序进行:钻孔→放入喷射管→注浆→提升喷射管→将桩机移到下一个桩位开始施工。因填土的成分十分复杂,以建筑垃圾居多,还夹有很多的大块碎石,成孔之后容易发生塌孔。对此,以地层的特点为依据,在施工中引用中风压潜孔钻机偏心潜孔锤套管跟进方法,将孔径确定为100mm,在取出套管以前,放入软管;把套管取出后,软管保留在原位,同时使软管所处深度不小于填土层,以充分发挥保护孔壁的作用,之后再将喷浆管放入,因软管外壁较薄容易脆断,所以在喷浆时必须对压力进行严格控制,如果压力过小,将无法达到应有效果,而当压力过大时,会使软管破裂。

3.3  地面开裂

支护桩施工中,经现场检查发现,与桩外侧相距5m左右的位置产生开裂,缝宽可以达到15mm左右,部分围墙的错断超过20mm。此时桩身施工大致完成,通过技术人员研究,确定其开裂原因主要为填土受水流冲刷作用,大量细颗粒被水流带走,产生空隙通道和空洞,而且施工采用冲孔法,振动较大,使地面产生裂缝。然而,因桩身的施工已经完成,并且支护单元为单排锚杆,同时锚固段处在岩石层,所以现有裂缝并不能对结构整体安全性造成太大影响。因此只需要进行简单的封堵即可。之后从相关监测资料可以看出,经封堵处理后的裂缝,无明显发展迹象,说明封堵效果良好。

3.4  水流倒灌

如前所述,拟建场地以北和以西均为人工水系,且填土层的厚度相对较大,其成分也十分复杂,桩锚施工中,锚杆可能从止水层中穿过直接进入到填土层当中,因填土具有渗水性,且水流持续补给,所以可能使水系中水倒灌进基坑。因受到渗透力持续作用,在填土中含有的细颗粒将被携带走,导致锚杆孔洞越来越大,使止水措施失去效果,引发支护安全事故。针对这一问题,决定在支护单元增设一排锚杆,同时把锚杆的实际标高控制在1.000m左右;而基坑中13#单元设置双排桩,其直径、间距和排距分别按600mm、1.0m、1.8m严格控制,要求嵌固深度达到4.0m以上,同时在1.500m的标高处增设锚杆,使锚杆都处于水系平面以上,以此从本质上防止水流倒灌。

3.5  土钉和锚杆孔成孔难度大

因填土层十分复杂,当传统工艺难以奏效时,可采用击入式注浆花管土钉,其管径为48mm,管壁厚度为3mm,按300mm的间隔距离布置。花管的周围应设置直径为10mm的小孔,用倒刺进行保护,防止被堵,采用冲击的方法将其打入。注浆时,将压力控制在0.5MPa,单位长度桩体的水泥用量应达到50kg以上。考虑到锚杆孔的深度可以达到18m左右,要穿过厚度为7.5m的填土层,此层基本上和水系相贯通,利用回转钻进难以进行,对此应改用上述提到的中风压潜孔钻机偏心潜孔锤套管跟进方法,但实际效果也不够理想,即钻进时如果遇到块石,将发生很大的漂移,导致钻杆和套管的轴线产生很大偏离,当深度达到一定值后,将使钻杆被卡死。对此,利用可实现自钻功能的中空注浆锚杆开展钻孔试验,通过试验可知:首个钻孔利用形状为三角形的钻头进行直接成孔,其直径为127mm,在钻进到5.7m后突遇大块碎石,此时无法继续钻进;第二个钻孔仍使用形状为三角形的钻头进行直接成孔,其直径为127mm,对回填土段进行钻进时,单位长度造孔所需时间在2min左右;依然对首个钻孔利用形状为圆形的钻头进行直接成孔,其直径为110mm,对回填土段进行钻进时,单位长度造孔所需时间在5min左右,顺利从坚硬石层中穿过。可见,尽管三角形钻头具有很高的效率,但很难从坚硬地层中穿过,所以当存在坚硬岩石层时,应优先考虑圆形钻头。

4  结语

综上所述,本工程基坑支护情况较为复杂,在实际工作中,应对所有存在的问题进行认真分析,并准确把握各项地质情况,同时制定合理有效的措施,保证基坑支护施工顺利完成。

参考文献:

[1] 刘忠.岩土工程中基坑支护工程存在的问题及对策[J].工程技术研究,2018(12):205~206.

[2] 徐李鑫,马丽.岩土工程中深基坑支护问题及对策[J].价值工程,2018(25):212~213.

[3] 肖亚鸣.基于岩土工程中的深基坑支护设计问题和对策探讨[J].低碳世界,2016(31):107~108.

(责任编辑:上品济南亚博体育官网软件下载网)

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