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科研动态

论文:岩土工程勘察对基坑支护施工的影响探析

作者:周叶  日期: 2023-07-27  点击:

  要:随着建筑行业的不断发展,工程施工的密度以及地下施工的难度也在不断增加。基坑支护作为一种重要的建筑施工保护措施,在地下施工中被广泛使用,本文从基坑支护施工的特点入手,分析了岩土工程勘察对基坑支护施工的影响,并对勘察过程中需要引起重视的问题进行了分析。

关键词:岩土工程勘察;基坑支护;施工影响

 

基坑支护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采用的支挡、加固与保护措施,是施工安全和建筑稳定性的保障。基坑工程作为建筑物的支撑结构 ,其施工质量决定了地面建筑物的性能强弱 ,因此在施工过程中要充分考虑基坑支护施工的合理性和科学性。基坑施工前,首要环节就是开挖基坑,想要保证基坑支护施工后续环节的顺利开展并保证该环节施工质量,工作人员必须通过全面的岩土工程勘察,掌握大量的土质和水文等数据,才能够有针对性的使用保护措施,提升深基坑支护施的安全性和质量[1]。岩土工程勘察的主要内容包含:现场钻探、室内试验、原状土的取样以及现场原位测试等。勘察过程中,施工人员对工程所在地的岩土状况、地质情况和水文条件等进行详细的勘察与调查,并制定出一套科学有序的施工方案。通过严密科学的岩土工程勘察为后续施工的开展奠定良好的基础。

基坑支护工程的概念和施工特点

1.1基坑支护工程的概念

基坑支护是在保证建筑地下结构以及周边环境安全的前提下,对基坑侧壁及周边环境进一步加固、支持和保护的措施。基坑支护可以保证基坑四周的稳定性,防止出现结构性坍塌、滑坡等现象,同时还可以有效保护基坑相邻建筑物和地下管线等设施在施工期间不受损害。

1. 2 基坑支护工程施工特点

1.2.1 区域性

首先基坑支护工程施工具有显著区域性。不同施工地点具有不同的工程地质和水文地质条件,地质和水文地质条件不同,造成基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异,因此工程师要因地制宜,根据本地情况制定建筑方案。

1.2.2综合性

基坑支护工程是一项系统性的工程,具有很强的综合性。基坑支护工程涉及到岩土工程知识和结构工程知识,同时在实际操作中还受到多种复杂因素相互影响,要综合考虑建筑物的结构特点和性质、不良地质现象、地下水埋深条件等。为了规范建设,中国建筑相关部门制定了基坑支护工程的相关建设规定,并根据破坏的后果严重性进行了安全等级分级,对基坑支护工程进行了系统性的规范,成了建筑施工的主要规范性文件。

1.2.3不确定性

基坑支护工程施工具有不确定性,主要原因有以下三点:一是勘察数据和勘察资料不准确、不全面;二是基坑设计人员的实践经验和技术水平也决定了基坑支护型式是否合理有效;三是施工时周边环境的变化、季节时间的变化等因素都会导致基坑支护形式也会有所不同,因此在进行基坑支护工程施工的时候,要具体问题具体分析,重视理论与实践相结合。

1.2.4临时性

因基坑需要开挖地面结构,为了防止基坑周围土体出现坍塌或较大沉降位移,设置基坑支护体系是必备的工程结构。基坑支护体系是临时结构,在地下工程施工完成后就不再需要。基坑支护体系一般安全储备较小,具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测,并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情,需要及时抢救。

岩土工程勘察的概念及主要目标

2.1岩土工程勘察的概念

岩土工程勘察是工程建设过程中的重要环节,指根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件。勘察完成后,要依据工程实际的地质情况将勘察后得到的详细数据整理成勘察报告,由此为基坑设计提供详细的、可靠的数据支撑。因此,为了保证基坑设计的合理性和科学性,必须做好勘察工作。

2.2岩土工程勘察的主要目标

2.2.1准确描述岩土体性质

深入准确了解并描述岩土体的性质,是前期工作的一个重要方面。岩土勘察工作是一项复杂特殊性的勘察工作,主要勘察的指标包含岩土体的分布情况、分布区域、力学性质、整体施工环境的水文地质条件以及岩土的腐蚀性等。

2.2.2查明地下水埋藏情况 

基坑工程还需查明地下水埋藏情况、类型;地下水位变化及其幅度和规律;各土层的渗透性质,分析地下水的静水压力、动水压力以及浮托力的情况及影响。地下水位情况直接影响基坑工程的稳定性,可能会造成基坑突涌、流沙土或管涌等突发事件,因此需要全面掌握基坑地下水情况并提出相应的防治措施。 

 2.2.3 了解开挖施工和气象因素的影响

工程施工中可能受到外部环境因素的影响,不仅包含自然因素也包含人为因素的影响。及时发现和获取这些因素可能产生的影响的相关资料,有助于在后期施工中通过科学的方法规避相关的不利因素,将影响程度降到最低[3]

岩土工程勘察对基坑支护施工的影响

岩土工程勘察是施工建设的基础和前提,在基坑支护施工前,首要的技术环节就是进行基坑开挖工作。为了保障基坑支护施工的安全性,这就要求施工人员要全面掌握建筑工程场地的岩土工程情况,包含工程特性、结构特征、水文地质条件,采集勘测区域距离等。这就需要注重对以下流程的控制:一是勘察的地质环境因素;二是基坑支护方案的合理性;三是科学制定处理地下水的方案。并进行综合性的分析研究,根据研究结果制定出科学合理的基坑支护方案。此外对于地下管网密集区域,还需要考察管线布设情况、埋藏深度、布设范围等,获取数据对建筑工程设计、基坑设计准则提出指导性意见。同时施工地下水水位、分布也是勘察的重点。根据基坑支护施工的特点进行分析,岩土工程勘察对基坑支护施工的影响主要体现在以下几个方面:

3.1 岩土情况对基坑支护施工的影响

基坑的土质是岩土工程勘察的重点内容,并且是后续勘察工作的重要基础,也是选择勘察方法和支护技术的重要依据。勘察的主要内容包含岩土体的分布情况、分布区域的地质剖面特征。土质的不同将直接影响到勘察方法和基坑支护采用的支护技术的选择。例如:如果土层为软土层,其对勘察技术的要求相对较高。基坑开挖工作开始后,要与勘察报告进行仔细的核对,并查看地下是否存在古井或者古墓等文物,避免由于土层的搅动而带来土层的破坏;其次,要查看基坑排水情况,避免因为排水不到位而导致土层出现软化或冰冻等影响基坑施工安全和稳定性的问题。

3. 2 水文条件对基坑支护施工的影响

岩土勘察的过程中水文条件的勘察包括地下水位情况和含水层及隔水层的情况。首先地下水位直接决定了地基的稳固性。在进行岩土勘察的过程中,应对地下水位进行勘察,掌握水位变化的规律,找到水位升降的原因,对勘察工作的开展提供指导性意见。其次含水层和隔水层也是勘察的重点。需要了解水层的埋深、水位和形成条件,每个水层的类型、方向和速度。

3. 3 边坡稳定性对基坑支护施工的影响

边坡是项目工程施工的重要结构,其稳定性直接影响项目建设的稳定性。从深基坑支护技术的角度来分析,边坡的稳定性勘察方面还应包括基坑底区域抗隆起性能的稳定性[4]。坑基底、坑基侧壁的渗透性以及边坡结构的性质。此外还需要关注施工中的变形问题等。

3.4实际操作对基坑支护施工的影响

确保安全是所有项目开展的前提条件之一。目前基坑支护工程存在的问题主要有以下两方面。第一方面由于工期的变化、建筑材料的影响和人为因素影响,会出现基坑设计方案和实际施工方案存在差异。误差较大的原因主要有:施工建设单位抢工期、偷工减料;建筑施工设计人员知识有限、设计方案欠妥、不切实际等。另一方面是由于边坡修理不合规范,设计支护施工中,由于操作人员的手法和施工工艺等导致基坑支护边坡修理不符合设计要求。在深基坑开挖过程中存在超挖和陡挖的问题,不满足设计要求,导致工程工序不规范,进而导致安全隐患产生。近年来各地出现基坑坍塌、突涌流土等基坑事故的原因都是因为恶性竞争等因素导致岩土工程勘察工作实施不到位,勘察报告成果不准确,从而给后续的基坑设计和施工留下严重的安全隐患。

不同类型的岩土工程基坑支护技术要点

4.1支撑系统中支护技术

支撑系统支护技术主要针对合理应用基于建筑材料下的支撑体系,增强基坑支护的效果。常用的建筑材料有:钢材、钢管、钢筋砼和钢筋混凝土组合支撑等,借助地下搅拌桩、水泥搅拌器和钻孔灌桩等支撑围护结构侧力与限制围护结构位移。增强施工抗压能力,达到有效支护的效果。

4.2挡水系统中支护技术

挡水系统中支护技术可以有效阻挡外渗水。常用的有:深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连接墙和锁口钢板桩等。合理运用挡水系统支护技术,避免在施工中产生系统漏水的现象,保证基坑支护系统的稳定性。

4.3挡土系统中支护技术

挡土系统支护技术是形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。常用的建筑材料有:钢板桩、钢筋混凝土板砖、深层水泥搅拌桩,钻孔灌桩和地下连续墙等。

岩土工程勘察与基坑支护施工注意事项

5.1改进深基坑支护措施

首先应用专业能力和综合素质较强的设计人员展开设计工作至关重要,施工人员专业知识的完备才可以保证整体工程质量;其次严格审核施工材料、各项设备的质量,建筑材料的采购运输等环节的质量控制,才可以在源头上保证施工质量;最后是科学合理使用施工设备,各种先进设备的质量、准确度和性能直接影响着施工质量,设备的稳定运行为顺利开展施工奠定良好的基础。

5.2合理应用岩土勘察技术

    在施工前首先要强化施工技术的科学性,分析各项基础数据的基础上,优化勘察设计方案,利用先进的勘察技术提升勘察设计水平,同时在综合应用信息技术的前提下,提升基坑支护施工质量。

提升岩土勘察工作质量和基坑支护施工的实践方案

6.1 规范岩土勘察工作流程,强化工程管理

岩土勘察工作的流程从签订合同开始,一直延伸到工程交付阶段,其规范程度决定着工程质量,因此要规范岩土勘察工作流程,强化工程管理有效实现标准化和科学化勘察。勘探工作的准确性要求,不仅要实地调研,还需要开展室内试验进行分析验证,以保证勘察资料的准确性[3]。强化工程管理工作分为原始资料管理、项目评价管理。原始资料应当进行妥善的保管,所有的勘察报告内容都要进行审查,分析资料和勘察实际能否满足工程本身需求;重视工程管理,岩土勘察工作的每一个阶段完毕以后,都要进行复核和审查,最后在室内试验阶段后,还要经过工程审核评价小组的审核和修改,才能进行最后的工程交付。

6.2  因地制宜,制定最合理的基坑支护方案

在进行基坑支护工作之前,因地制宜制定相应的基坑支护实施方案。以深基坑工程为例,开挖深度不足6 m 一般不会出现失败,但是开挖深度一旦超过6 m,那么就要综合考虑地质学问题和原有的市政地下管网设计。地质和土质条件不同的地区,也有不同的基坑支护方案。设计地质和土质条件不同的地区,也有不同的基坑支护方案。设计人员要以地勘报告以及设计单位提供问的基坑开挖边线、地下室结构、周边环境图等各种参考资料,对工程岩土层各参数进行整体分析,确定剖面土层参数,制定合理、经济、安全的基坑支护方案,最后进行方案的优化调整。

6.3 建立责任制度,严抓基坑支护工作质量

为了避免人为因素导致基坑支护工程质量参差不齐的问题,相关政府部门应当督促施工单位建立责任制度,工程负责人为第一责任人,出现问题严惩不贷,严格审查制度,不定期抽查施工工程质量。此外,施工单位也要将安全生产作为第一要素,严抓基坑支护工程质量,保障工程的有序开展、安全开展,做良心生产建设的施工单位。

6.4 加强人员培训

    无论是岩土工程勘察工作,还是基坑支护工程建设,都是以技术为导向,提升技术升级能有效提升施工质量。加强人员培训,不断提升专业素质,提升勘察的准确性和基坑支护的质量。社会进步带动科技的发展,科研部门的科技研发不断促进建筑行业的发展。

7 结束语

    近年来,我国建筑业大力发展,建筑工程规模在不断扩大,建筑工程项目的技术性也在不断增加。在这一背景下,建筑工程的质量也受到越来越多的关注。基坑支护工程作为现代建筑过程中最重要的一步施工环节,应当提高施工技术水平和质量,以此来保障整体施工技术以及施工质量问题。岩土勘察工作又是基坑支护工程的前提,直接影响着基坑支护工作的质量。要想提升深基坑支护施工质量,加大岩土工程勘察工作力度是关键。通过详细的岩土工程勘察,可以确保深基坑支护施工顺利开展,并保证工程质量。本文对岩土工程勘察对基坑支护施工的影响进行了分析,希望对我国深基坑支护施工领域的全面发展起到促进作用。 因此要加强对岩土工程勘察工作的系统分析,提高支护水平,同时确保整体施工质量。

 

参考文献

[1]钟小兴.浅谈岩土工程勘察对基坑支护施工的影响[J].西部资源,2017, (3):72-73.

[2]徐国平.岩土工程深基坑支护方案探析[J].建材发展导向,2017,15(19):377-378.

[3]郭智强.深基坑工程岩土工程勘察的重点探究[J].工程技术:文摘版,2017(16):00336-00336.

[4]李江波.岩土工程勘察对基坑支护施工的影响研究[J].工程与建设,2020(34):88-108.