浅谈岩土工程地质条件在基坑支护工程设计中的应用

前言:通常来说, 在较复杂的地质区域, 其支护技术也会变得更为复杂, 且施工难度也随之增大, 还有在含水量偏高的地质段, 由于其渗透性不是特别好, 因此, 这些都会增大基坑支护设计工作中所要面临的难度。由于地基的建造质量对于岩土工程的整体施工而言, 有着非常大的影响作用, 因此, 在地基基础施工环节就强化相应的防护举措是极其重要的。由此分析可得知, 为全面有效的提高岩土工程基坑支护设计的质量, 就必须要确保地基的建设质量, 并进行及时的优化、改进。

1 工程概况

华立凤凰城四期工程位于襄阳市襄州区, 场地原始地貌为汉江支流清河一级阶地, 总体地势相对平坦开阔。本项目包括1#、2#、3#楼三栋高层建筑、一栋5F商业 (4#楼) 和将彼此连通的地下室。1#、2#、3#楼和商业±0.000标高相当于1985国家高程基准为67.20m, -1F地下室底板顶标高为-5.15m, 地下室底板垫层底设计高程为61.45m (1985国家高程基准) 。-2F地下室底板顶标高为-8.75m, 地下室底板垫层底设计高程为57.85m, 靠近东侧双桩承台垫层底57.05m。1#楼、3#楼筏板厚1.6m, 坑底设计高程为56.75m, 2#楼筏板厚1.2m, 坑底设计高程为60.75m。1#、2#、3#楼采用桩筏基础, 地下室采用旋挖桩基础。在此次基坑支护设计中, 主要依据了基坑的水文地质条件以及开挖的深度和周边环境状况, 对本基坑分不同的支护型式进行设计, 支护工程布置详见表1。同时根据拟建场地岩土工程勘察报告, 结合本类型基坑支护经验, 并参照《基坑工程技术规程》DB42/T159-2012, 该场地基坑支护设计参数见表2。

2 探讨基坑支护工程设计技术及质量控制要点

2.1 表面处理技术

此技术主要应用于软土地质的基坑支护中, 有助于排水、更换以及便于相关措施的实施, 能够起到保障地基基础结构建设的作用。但是前提是拥有能够满足于施工标准要求的土壤质量。当水的含量偏大时, 可在地面层挖掘沟渠以便于排出土壤中的水分, 进而增强地基表面的强度。在更换过程中, 可将砂垫运用在软土层偏薄且排水较为便利的地段, 而且所选取的砂必须干净且达标;但是砾石通常来说比砂垫更为方便些。当更换了碎石之后, 则需及时的对地基进行压缩, 促使砂砾表面的施工质量安全。

2.2 对于不均匀性沉降的处理

在建设中当地基岩土工程出现不均匀性沉降的现象时, 都会运用一些相关的处理技术来予以解决, 并确保建设工作有序开展。主要采取的处理方法有: (1) 表面处理。当地基基础较软时, 可增强给排水和更换以及其他的相关措施, 来保证结构建设达标。但前提条件是土壤的质量必须满足建设条件及需求。当水含量偏大时, 可在地面挖掘渠道来排出土壤中的水份, 以此来增强地基强度。在砂垫处理时可运用在软土层的厚度偏薄以及排水较为便利的位置。其中砾石较为方便, 当更换完碎石后, 应当对地基压缩, 促使砂砾施工保证质量及安全达标。 (2) 地基不均匀性沉降时, 通常采用的水泥及生石灰等材料来对地基实施相应的处理措施。 (3) 材料方面的问题。当地基土质属于软粘土, 则可采取相应的固化处理措施, 以及水泥或生石灰材料。同时也可以考虑通过搅拌的方式来促使粘土和水泥及其它的施工材料充分混合, 起到改善地基土壤质量以及增加一定的加固性作用, 以此来改善岩土地基的承载力。

2.3 对含水率的质量控制

由于本工程拟建场地位于汉江支流清河Ⅰ级阶地, 场地地下水主要为填土层中的上层滞水, 第四系砂、砾石层中的孔隙承压水。通过勘察测得本场地的地上水位在61.0～64.0m之间变化。上层滞水主要赋存于杂填土中, 水量受大气降水补给, 所以对基坑施工影响不大。上层滞水可采用明排方式解决, 设置排水沟和集水井, 将基坑内的水排出坑外。对出水量较大的地方应查明来源, 能堵截其来源是根本, 如无法堵截则在坡面采用泄水孔、管道疏导的办法处理。在基坑上部坡面上按间距1000mm×1000mm设置PVC管泄水孔, 上层滞水被排至基坑集水井内, 若遇地下水较大时应加大速凝剂用量及提高水泥用量。基坑开挖期间, 对基坑内仍存在的地表水, 可采用坑内排水沟导流集中于集水井内用承压水泵明排到坑外。为防止地表水或雨水渗 (流) 入基坑内, 沿基坑四周上口线外应作2.0m宽挂网喷射混凝土硬化层, 厚度为100mm。硬化层宜作成反坡, 硬化层外设300mm×200mm的截水沟, 采用水泥砖砌筑。基坑内积水通过设置坑内排水沟和集水井的方法进行明排, 集水井设置在基坑内坡脚处较低洼地带, 集水井间距为50～100m, 排水沟和集水井设置在距地下室基础边线0.4m处, 沟底处比挖土面低0.3～0.4m, 集水井比排水沟低0.5m, 随基坑开挖逐步加深。基坑至设计深度后, 集水井采用机砖砌筑, 井底反滤层铺0.3m左右的卵石。承压水主要分布于下部 (3) 层粉砂孔隙之中, 由汉江支流清河补给和排泄, 其水位变化受汉江和清河水位的控制, 并随汉江和清河水位的涨落而有升降, 随季节的变化, 水位时有变化。另外, 通过对-2F地下室和2#楼分别进行降水井设计计算, 根据单个降水井的降水影响范围, 参考临近的降水经验, 结合本场区地质地层情况, 考虑到-2F基坑降深较大, 根据基坑形状, 为-2F地下室实际布置降水井总数量为33口、观测井8口, 2#楼降水井总数量为5口、8口观测井。其中观测井均可作备用降水井使用。此外, 基坑壁地层主要为杂填土和粉质黏土, 性状均较差, 稳定性差, 对基坑边坡稳定性影响较大, 考虑到其土壤的渗透性相对较小, 因此, 本工程采用减压降水方案, 降压深度范围内土层为主要粉砂、圆砾。因本项目降水深度约为1.2m, 与地下水位的正常变化幅度是相近的。所以, 在该层中进行降水对地面沉降影响较小。基坑与现有道路距离较远, 本基坑降水方案对周边环境影响较小。同时, 为减小降水对周边环境的影响, 施工中应根据周围土层的情况选用合适的过滤管滤网, 同时重视埋设井管时的成孔和孔壁回填砂滤料的质量。

3 结语

社会的不断进步促使了国家建筑业也极速发展, 而在整体的建设过程中, 岩土工程为确保建筑物施工的顺利开展以及后期投入使用中的稳定和安全提供了重要保障。在其中, 地质的勘察和处理工作一直是工程中的重难点和关键点, 务必要结合建设场地的实际地质状况来选取对应的基坑支护技术, 并综合地质的实况分析来选用优良的控制方案, 规避不必要的失误现象。进而将岩土工程基坑支护设计的整体水平加以提升, 为建筑业的稳健发展而助力。

摘要：就岩土工程施工而言, 基坑支护始终占据着极其重要的位置, 其质量直接性的影响着整体岩土工程的安全性以及投入使用后的可靠性、耐久性。然而, 为了更好的确保基坑支护的质量, 就必须对基坑支护的相关设计施工方案予以高度关注。故此, 本文在阐述上述相关问题的同时, 结合了笔者多年的工作经验以及相关案例的分析, 对当下基坑支护技术中关键的问题点予以探讨和研究, 旨在提升地基的建设质量, 从而为基坑支护工程设计在实践应用当中的实效性而助力, 亦是为全面性的提高如今岩土工程施工的整体质量, 以供参考。

关键词：岩土工程,基坑支护工程设计,地质勘察,控制要点

参考文献

[1] 聂从斌.岩土工程深基坑支护技术探微[J].岩土工程, 2016, 13 (05) :14-16.