強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)研究

唐震霆

湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四0九隊(duì) 湖南 永州 425000

1 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑工程也在飛速發(fā)展，在此基礎(chǔ)上，深基坑工程也已經(jīng)屢見不鮮。在強(qiáng)透水地層的前提下，如何更好地設(shè)計(jì)深基坑支護(hù)成為了我們應(yīng)該解決的問題，最大限度的保證深基坑施工的安全，降低造價(jià)提高經(jīng)濟(jì)效益也成為了深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)研究中應(yīng)該達(dá)到的目的。

2 對深基坑支護(hù)的概述

深基坑支護(hù)是指為了保證施工團(tuán)隊(duì)在地下結(jié)構(gòu)施工時(shí)以及基坑周邊環(huán)境的安全，對深基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支檔、加固與保護(hù)的措施。事實(shí)上，做好深基坑支護(hù)工作是非常有必要的。近年來，深基坑工程事故頻頻出現(xiàn)，而一旦此類事故發(fā)生，往往會(huì)造成不可估量的后果，不但會(huì)大幅度地延緩工程進(jìn)度，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，而且極易造成群死群傷的情況，后果非常嚴(yán)重。因此，在進(jìn)行深基坑工程前，必須要對施工過程容易出現(xiàn)的各種事故做好安全防范，避免安全事故的發(fā)生。現(xiàn)如今我國相關(guān)制度也明確規(guī)定，要對深基坑工程的各項(xiàng)技術(shù)要求和施工現(xiàn)場安全防護(hù)做嚴(yán)格的檢查和監(jiān)督。

但是要做好深基坑支護(hù)是有一定的要求的。比如深基坑施工必須要準(zhǔn)確測量地下水位，再測量水位之后，一般采用輕型式的方法到井點(diǎn)抽水，務(wù)必要使地下水位降到基坑底1米以下，同時(shí)還需要有相關(guān)工作人員24小時(shí)進(jìn)行抽水監(jiān)督，并做好相應(yīng)的抽水記錄。而如果采取明溝排水的方法，就必須要保證施工期間不間斷排水，當(dāng)構(gòu)筑物為具備抗浮條件時(shí)，嚴(yán)禁排水。再比如在雨季的時(shí)候施工，深基坑的四周地面必須要做好排水措施，防止雨水及地面的水流入深基坑，此外，雨季開挖土方應(yīng)該要在基坑標(biāo)高以上留15-30c m泥土，等到天晴的時(shí)候再繼續(xù)施工。總而言之，對于深基坑支護(hù)工作要根據(jù)實(shí)際情況去設(shè)計(jì)相應(yīng)的方案，比如現(xiàn)場的深基坑的深度和環(huán)境工程進(jìn)度等都是可以考量的因素，在制定好方案之后也要經(jīng)過單位的總工程師審批，在符合國家規(guī)定和法律法規(guī)的要求之后才能進(jìn)行施工。

3 強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)研究

3.1 深基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 在對深基坑工程進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)的時(shí)候首先自根據(jù)實(shí)際場地的水文地質(zhì)、周邊環(huán)境、工程地質(zhì)、地下結(jié)構(gòu)圖等相關(guān)資料都有一定的了解并作出詳細(xì)的分析，尤其是面對強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對水文地質(zhì)以及排水設(shè)計(jì)做精準(zhǔn)的研究。其次要對基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)和支護(hù)體系的穩(wěn)定和變形做精確的計(jì)算，在支護(hù)發(fā)生突發(fā)情況的時(shí)候，比如出現(xiàn)了不穩(wěn)定性、支護(hù)變形等，才能及時(shí)地解決問題。除此之外，還要對深基坑工程的地下水控制體系做相應(yīng)的計(jì)算。在強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，對地下水控制體系準(zhǔn)確計(jì)算是十分重要的，這會(huì)直接影響到深基坑工程的進(jìn)程。同時(shí)，還要對強(qiáng)透水地層深基坑工程周邊的施工環(huán)境做效應(yīng)評估，不論是排水量還是儲(chǔ)蓄量都需要控制在精確的范圍內(nèi)。最后，還要對深基坑工程隊(duì)伍制定相應(yīng)的規(guī)章制度，在進(jìn)行施工的時(shí)候才能有條不紊，井然有序。此外，要提出基坑工程檢測要求以及相關(guān)報(bào)警值，在處理突發(fā)情況的時(shí)候也要采取應(yīng)急措施，這些都是要進(jìn)行深基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)都需要考慮的細(xì)節(jié)。

3.2 強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)主要影響因素分析

3.2.1 周邊環(huán)境狀況 眾所周知，建造強(qiáng)透水地層深基坑工程會(huì)對土地進(jìn)行挖掘，這樣多少都會(huì)給相鄰的建筑物、道路管線、地下設(shè)施等造成一定的影響，因此周邊環(huán)境狀況是強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)重要的因素之一。因此，在開始工程前，就必須對周圍建筑物的分布狀況、周邊建筑物的性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)形式都要做清楚的了解，甚至是周邊建筑物與深基坑邊線、紅線的平面距離都要有詳細(xì)的分析。而對位周圍地下管道的使用功能、重要性、相對位置以及這些管道可以承受的變形、壓力等，都需要納入設(shè)計(jì)方案的考量范圍內(nèi)。

3.2.2 巖土工程條件 巖土工程是保證深基坑支護(hù)的方法以及挖掘方法選擇重要因素之一，對于強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)工程來說，巖土條件是十分重要的，土質(zhì)的疏松程度、密集程度等對防護(hù)設(shè)計(jì)都有或多或少的影響。例如深基坑工程一般所施工的地段的降水氛圍潛水和承壓水，在巖土下面的淺層水，就是被稱為地下水或者潛水，主要有因?yàn)榇髿饨邓斐傻模袎核潭雀睿車鷰r土的土質(zhì)也就更加松散，兩種水質(zhì)的不同，造成巖土條件也不同，因此在強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中也要有不同的設(shè)計(jì)方案。

3.3 強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)特例 強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)因?yàn)槭艿綀龅睾驮O(shè)備的限制，因透水層與基巖接觸面變化較大，地下連續(xù)墻不便施工，止水效果受到一定的影響。因此筆者根據(jù)雙牌縣某項(xiàng)目的相關(guān)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種安全、高校、簡便經(jīng)濟(jì)的支護(hù)方便，來達(dá)到可阻水、高校、經(jīng)濟(jì)的目的。

此項(xiàng)目位于瀟水河西側(cè)，基坑南北緊靠市政主干道，南邊臨近一高檔小區(qū)(距基坑邊線不足10米)，北邊為空地(見圖一)。

圖一 雙牌縣某項(xiàng)目圖

筆者根據(jù)實(shí)地勘察得知基坑設(shè)計(jì)深度9米，上覆第四系地層兩層，雜填土，主要為建筑垃圾及黏土堆填而成，未經(jīng)壓實(shí)，厚度約3米；卵石，稍密，厚度8-22米，透水性良好，透水系數(shù)k=5.9×10-3(c m/s)；下伏基巖為灰?guī)r和砂巖，均為不透水層，地下水一般埋深4米，與瀟水河有水力聯(lián)系。且支護(hù)樁直徑為1米，樁中心距兩米(凈距離1米)，用高壓旋噴，使卵石與水泥漿拌和，形成類似素混凝土的擋水墻。

考慮到深基坑的穩(wěn)定性，需配置一定的錨桿(錨索)，以腰梁將錨桿(錨索)圈定。同時(shí)，為解決細(xì)小滲水再加一層錨噴水泥漿。穩(wěn)定性驗(yàn)算及錨桿參數(shù)配筋等參數(shù)可根據(jù)勘察報(bào)告用理正軟件計(jì)算后根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整。

除此之外，在施工的過程中還需要注意，將支護(hù)樁需跳挖成樁，并按要求入巖，而旋噴樁要嵌入基巖下0.5米以上，防止卵石與基巖接觸面止水不嚴(yán)。同時(shí)錨桿(錨索)施工需根管或下套管鉆進(jìn)，不可泥漿護(hù)壁。在此基礎(chǔ)上，采用逆作法施工，開挖到設(shè)計(jì)深度后基坑穩(wěn)定，變形在控制范圍內(nèi)，地下水止水效果可以達(dá)到預(yù)期效果，本工程相對于其他支護(hù)形式也可節(jié)省資金百分之二十左右。

4 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)研究發(fā)展趨勢

就目前城市發(fā)展的速度而言，城市的建設(shè)速度會(huì)逐漸增強(qiáng)，毋庸置疑的是，城市地下空間的開發(fā)也會(huì)因此增多，這也會(huì)成為城市建筑不可缺少的一部分。但是在深基坑工程方面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些或大或小的安全事故，人們對深基坑工程安全性的呼聲也越來越高，已然成為了不可忽視的關(guān)注對象。同時(shí)，隨著國家相關(guān)部門對于施工安全的要求越來越高，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)研究工作者所承擔(dān)的壓力也不斷增大，如何設(shè)計(jì)出安全可靠的深基坑支護(hù)?如何在原有的支護(hù)設(shè)計(jì)上讓深基坑支護(hù)變得更加牢固?這些都成為了我們應(yīng)該解決的問題。

首先最好建立以深基坑所能承受的變形和控制為主的設(shè)計(jì)方案，保證深基坑支護(hù)不變形、穩(wěn)定性強(qiáng)，就變深基坑變形也不會(huì)對周邊建筑造成很大影響。其次，隨著科學(xué)技術(shù)以及信息技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)信息也會(huì)逐漸滲透到建筑領(lǐng)域，融入到深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)中，讓支護(hù)設(shè)計(jì)變得更加多元化，也擁有很多創(chuàng)新的元素。事實(shí)上，信息技術(shù)對于建筑工程來說作用是不容忽視的，它可以依靠施工人員提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對施工周邊的環(huán)境、土地性質(zhì)、巖土結(jié)構(gòu)等進(jìn)行詳細(xì)的分析，在根據(jù)設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造出的方案，將兩者進(jìn)行一定的對比，如果有誤差的地方也會(huì)及時(shí)提醒，找到最優(yōu)且最有效的解決辦法，方便于設(shè)計(jì)人員更快地進(jìn)行修正，很大程度上都提高了施工的進(jìn)程。因此，未來深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)研究發(fā)展趨勢是與信息技術(shù)分不開的。

5 結(jié)語

總而言之，強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)研究是一個(gè)非常復(fù)雜難解的課題。雖然我國近年來在這方面取得了很大的進(jìn)步，但仍然存在很多的問題需要我們?nèi)ソ鉀Q。不得不承認(rèn)，想要做好強(qiáng)透水地層深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，就必須要根據(jù)深基坑工程周圍的環(huán)境、土質(zhì)條件等因素設(shè)計(jì)相應(yīng)的方案，才能最大限度的保證深基坑工程的安全性。