浅议岩土工程深基坑支护设计与质量控制

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1、浅议岩土工程深基坑支护设计与质量控制【摘要】本文从深基坑工程的施工现状出发, 分析了目前深基坑支护 工程中所存在的问题,阐述了如何做好深基坑支护的设计, 以及深基 坑施工中的质量控制。【关键词】深基坑支护;存在问题;设计施工;质量控制 引言近几年来,建筑行业的飞速发展,促进了深基坑支护技术的发 展。但是,现在的城市建筑间距很小,有的基坑边缘距已有建筑仅数 十米、甚至几米,给基础工程施工带来很大的难度。另外,原来的深 基坑支护结构的设计理论、设计原则、运算公式、施工工艺等,已不 符合深基坑开挖与支护结构的实际情况,导致一些基坑工程出现事 故,造成巨大的损失。因此,深基坑支护的安全问题工程技术人员
2、应 予以高度重视。一.深基坑支护工程的施工现状基坑支护施工是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境米用的支挡、加固与保护措施的施工。常见的基 坑支护型式主要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙 支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;放坡;基坑内支撑等等。伴随着目前建筑发展趋势,深基 坑施工也向大深度、大广度方向发展。基坑施工的规模的加大也直接 导致了施工周期变长,施工难度加大。目前的建筑施工,其中的深基坑支护因其专业性较强,一般都分包给了岩土专业施工公司,比较大的 公司一般是当地的勘察设计施工单位,另外还有一些规模和实力较强
3、的专业公司,当前市场上,个人岩土公司也有一些。 从设计和施工资质 上看:比较大的岩土专业施工公司既有施工资质又有设计资质;而一些 小的岩土专业施工公司只有施工资质,而没有设计资质,这种情况在当 前的岩土工程施工中为数较多。最近两年 ,一些业主为了提前开工等 多种因素,在招标时改变常规,对地下岩土工程部分在结构主体招标前 先进行招标,随之而来出现了一些新现象:许多大的建筑总承包单位为 了抢占市场,纷纷参与了投标,一些大的建筑总承包单位进入了岩土工 程施工。然而,不论是业主还是监理单位,他们都忽视了建筑总承包单 位一般都没有岩土工程设计资质的问题,这给将来的施工造成了很多 隐患。从承包模式看:基坑
4、支护施工一般都实行分包,有些是业主直接 将基坑工程分包给了专业公司,然后纳入总承包单位管理;而另一种模 式是业主将基坑任务交给了总承包单位 ,而由总承包单位进行分包。 前一种模式因业主将任务直接分包,故在总包单位管理时易出现管理 难的问题,而后一种模式容易出现工程质量问题。从深基坑工程特点看:深基坑开挖深度大,很多深基坑紧邻其它建筑物(或构筑物),施工难 度较大,除了合理设计外,必须加强施工管理,确保严格按设计和相关 规范施工,必须对基坑边坡和周围建筑物(或构筑物)加强监测,实现信息化施工二目前深基坑支护存在的问题1. 支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当深基坑支护结构所承担的土压力大小直
5、接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂,要精确地计算土压力目前还十分困难, 至 今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非 常复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和粘聚力 三个参数是可变值,很难准确计算出支护结构的实际受力。 在深基坑 支护结构设计中,如果对地基土体的物理力学参数取值不准,将对设 计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明:内磨擦角值相差5, 其产生的主动土压力不同;原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚 力,则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学 参数的选择也有很大影响。2. 基坑土体的取样具有不完全性在深基坑支护结构设计之
6、前,必须对地基土层进行取样分析,以 取得土体比较合理的物理力学指标,为支护结构的设计提拱可靠的依 据。一般在深基坑开挖区域内,按国家规范的要求进行钻探取样。为 减少勘探的工作量和降低工程造价,不可能钻孔过多。因此,所取得 的土样具有一定的随机性和不完全性。但是,地质构造是极其复杂、 多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此,支护结构 的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。3. 基坑开挖存在的空间效应考虑不周深基坑开挖中大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水 平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置 发生。这足以说时深基坑开挖是一个空间问题。 传统的深基坑支
7、护结 构的设计是按平面应变问题处理的。 对一些细长条基坑来讲,这种平 面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别 比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时, 支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。4. 支护结构设计计算与实际受力不符目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论, 但支护 结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明,有的支护结构按极限 平衡理论设计计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但有时却 发生破坏;有的支护结构安全系数虽然比较小, 甚至达不到规范的要 求,但在实际工程中却满足要求。极限平衡理论是深基坑支护结构的 一种静态设