基于巖土工程的礦山施工基坑支護(hù)穩(wěn)固設(shè)計(jì)及應(yīng)用

張博煒

（廣東省有色地質(zhì)環(huán)境中心，廣東 廣州 510000）

基坑對(duì)確保礦山工程施工建設(shè)質(zhì)量極為關(guān)鍵，現(xiàn)代礦山工程都需要建設(shè)地基基坑，在基坑挖掘過(guò)程中需要根據(jù)礦山建筑的地基設(shè)計(jì)進(jìn)行挖掘深度的確定，且存在基坑中有另一個(gè)基坑的現(xiàn)象[1]。礦山施工隊(duì)伍若是對(duì)此不夠注意極易導(dǎo)致坑中坑失去其穩(wěn)定性，影響礦山工程的整體質(zhì)量和周邊建筑環(huán)境。同時(shí)，部分礦山施工隊(duì)伍在基坑支護(hù)建設(shè)過(guò)程中主要采用靜態(tài)測(cè)量法，無(wú)法對(duì)動(dòng)態(tài)施工過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，導(dǎo)致土體應(yīng)力變化出現(xiàn)嚴(yán)重的施工失誤。尤其是在軟質(zhì)巖土結(jié)構(gòu)的情況下施工，必須要對(duì)礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)加以重視，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出解決方案，及時(shí)控制施工過(guò)程中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)[2]。

1 礦山基坑支護(hù)的重要性和設(shè)計(jì)原則

1.1 礦山基坑支護(hù)的重要性

巖土工程施工較為復(fù)雜，在礦山基坑施工過(guò)程中需要依照巖土工程自身特點(diǎn)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，避免出現(xiàn)坍塌事故造成人員傷亡，確保在工程施工過(guò)程中規(guī)定安全性。礦山工程基坑施工過(guò)程中，首先需要考慮的就是工程的地質(zhì)條件、水文條件，然后根據(jù)施工地區(qū)的基坑挖掘深度對(duì)降排水條件加以分析，并對(duì)礦山基坑施工是否會(huì)影響周邊地質(zhì)環(huán)境，或是否會(huì)產(chǎn)生地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生位移的現(xiàn)象，以及礦山基坑周邊的荷載、施工機(jī)械、支護(hù)結(jié)構(gòu)綜合性等，都需要在確保施工設(shè)計(jì)合理的條件下進(jìn)行嚴(yán)格管控，確保基坑施工能夠順利進(jìn)行[3]。如何對(duì)礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)坑中坑的影響進(jìn)行考慮，其中最為關(guān)鍵的是對(duì)礦山施工基坑深度和支護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范等進(jìn)行深入探查和考慮，有效避免資源浪費(fèi)現(xiàn)象。礦山基坑施工技術(shù)雖然在不斷的成熟發(fā)展，但坑中坑基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的規(guī)定還并未明確化，所以較多的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，都會(huì)以自身經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)來(lái)計(jì)算基坑的深度，缺乏客觀性。因此，提升礦山基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性是極其有必要的。

1.2 礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的原則

礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要確保以下四點(diǎn)內(nèi)容：第一，在確定基坑側(cè)壁安全等級(jí)時(shí)，需要參考基坑相關(guān)規(guī)程；第二，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)當(dāng)確保平面布置與地下室基礎(chǔ)和外墻尺寸相適應(yīng)，保證變形范圍和施工誤差在合理的范圍之內(nèi)，滿足施工作業(yè)面的基本施工要求；第三，基坑側(cè)壁的整體穩(wěn)定度、安全系數(shù)等都需要滿足基坑的規(guī)程規(guī)定；第四，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)需要確保在施工過(guò)程中基坑最大變形范圍與基坑規(guī)定相符合。

2 巖土工程中軟質(zhì)礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的影響因素

2.1 礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)深度計(jì)算的影響

礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算深度在實(shí)際施工計(jì)算過(guò)程中會(huì)受到基礎(chǔ)稱重狀態(tài)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)展等需求影響，導(dǎo)致基坑坑底的深度存在一定的差異性，且坑中坑現(xiàn)象在深基坑設(shè)計(jì)與施工中較為常見(jiàn)。部分設(shè)計(jì)與施工人員由于對(duì)坑中坑的重視度不足，導(dǎo)致基坑在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中喪失自身穩(wěn)定性，以至于在承臺(tái)開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)各種安全事故。因此需要對(duì)該問(wèn)題加以重視，考慮坑中坑的基坑支護(hù)問(wèn)題。在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，尤其要重視坑中坑的深度計(jì)算，需要慎重取值，確保坑中坑這一影響因素能夠體現(xiàn)在計(jì)算模型之中，避免支護(hù)設(shè)計(jì)在施工中出現(xiàn)難以預(yù)料的風(fēng)險(xiǎn)。坑中坑越靠近基坑邊緣處越容易出現(xiàn)安全問(wèn)題，軟質(zhì)巖石基坑出現(xiàn)工程事故的幾率增加。

2.2 巖土工程方面的影響因素

巖土工程中存在的影響因素會(huì)影響礦山基坑邊坡的穩(wěn)定性，對(duì)影響因素進(jìn)行分析，可以將其分為以下幾點(diǎn)：第一，較厚且?guī)r性較催的泥灰?guī)r在切割過(guò)程中極易受到重力影響，長(zhǎng)線坍塌或滾落的現(xiàn)象；第二，礦山工程底部礦層缺乏良好的抗軟化和抗風(fēng)化能力、結(jié)構(gòu)的密實(shí)度不足、中間夾雜著軟弱土狀薄層的現(xiàn)象、亞層長(zhǎng)期在基巖裂縫水中浸泡出現(xiàn)軟化現(xiàn)象等，都增加了基坑邊坡的不穩(wěn)定性。

2.3 工程環(huán)境方面的影響因素

礦山基坑支護(hù)施工也會(huì)受到工程環(huán)境的影響而在施工過(guò)程中失去穩(wěn)定性，主要是因礦山工程所在地新建和過(guò)去的設(shè)備機(jī)室基礎(chǔ)埋深度之間存在差距所致，雖然僅相差5cm，但是由于過(guò)去的設(shè)備機(jī)室的基坑回填土密實(shí)度不足，會(huì)影響新建翻設(shè)備室的基坑側(cè)邊坡穩(wěn)定性，導(dǎo)致基坑邊坡失穩(wěn)而出現(xiàn)坍塌或滾落現(xiàn)象。

3 巖土工程中軟質(zhì)礦山基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工問(wèn)題

3.1 支護(hù)施工缺乏規(guī)范性

礦山基坑支護(hù)施工需要以設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)開(kāi)展施工，但由于現(xiàn)場(chǎng)施工缺乏規(guī)范性，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)趯?shí)際施工過(guò)程中無(wú)法發(fā)揮自身作用，導(dǎo)致巖土工程中軟質(zhì)礦山基坑支護(hù)施工質(zhì)量無(wú)法達(dá)到規(guī)定的要求，留下質(zhì)量隱患。具體施工過(guò)程中，不根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工還會(huì)導(dǎo)致基坑支護(hù)的安全性降低，增加施工的風(fēng)險(xiǎn)性。

3.2 注漿質(zhì)量控制缺乏有效性

礦山工程基坑支護(hù)施工過(guò)程中會(huì)采取土釘、錨桿作為成孔工具。在鉆孔之前需要施工人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)情況進(jìn)行有效的分析，避免在實(shí)際施工過(guò)程中出現(xiàn)出渣不盡的現(xiàn)象。成孔之后的注漿工作需要對(duì)其施工程序性進(jìn)行檢查，確保注漿工作能夠有序開(kāi)展，并在滿足施工要求之后及時(shí)停止施工。

3.3 支護(hù)與開(kāi)挖工作缺乏協(xié)調(diào)性

礦山基坑開(kāi)挖工作和邊坡支護(hù)工作在實(shí)際施工過(guò)程中都會(huì)以協(xié)同方式進(jìn)行，以此來(lái)確保巖土工程質(zhì)量能夠滿足施工質(zhì)量需求，保證施工安全、降低施工成本、確保建設(shè)進(jìn)度。但是，在實(shí)際施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員在組織設(shè)計(jì)過(guò)程中，并未對(duì)工期、人員、材料、設(shè)備等方面進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，經(jīng)常出現(xiàn)施工不和諧現(xiàn)象，增加了施工過(guò)程中無(wú)支護(hù)區(qū)域出現(xiàn)坍塌、滑坡的風(fēng)險(xiǎn)，給施工帶來(lái)極為嚴(yán)重的安全隱患。

4 巖土工程中礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用改進(jìn)

4.1 加強(qiáng)對(duì)施工具體要求的掌控

在巖土工程中礦山的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，礦山一些區(qū)域結(jié)構(gòu)的密實(shí)性較差，通過(guò)合理的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)能夠提升地基整體的承載能力，為巖土工程的安全性、穩(wěn)定性提供保障。為了確保建筑工程能夠順利施工，在施工現(xiàn)場(chǎng)首先需要對(duì)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)目標(biāo)加以明確，然后根據(jù)該目標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)施工方案，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的影響因素進(jìn)行考慮，還需要對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行考察，綜合考慮所有的不良因素來(lái)進(jìn)行礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性。

4.2 開(kāi)展礦山基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)工作

現(xiàn)代礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，缺乏對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方面的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)工作，雖然部分支護(hù)結(jié)構(gòu)工程無(wú)需實(shí)驗(yàn)也獲得了較為優(yōu)質(zhì)的施工效果，但為確保對(duì)礦山基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性管理，若是不對(duì)技術(shù)資料的收集進(jìn)行有效收集，便會(huì)缺乏測(cè)試數(shù)據(jù)，不能有效支持科學(xué)分析工作的開(kāi)展，系統(tǒng)理論構(gòu)建也難以完善。所以，應(yīng)當(dāng)以基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，撥付相應(yīng)的資金款項(xiàng)，支持開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室模擬和工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等工作，保存實(shí)驗(yàn)成果，落實(shí)在現(xiàn)實(shí)施工設(shè)計(jì)之中能夠有效節(jié)約基坑支護(hù)施工成本，且能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為其他同類型的工作提供相應(yīng)的參考，確保基坑支護(hù)工作能夠得到系統(tǒng)管理，滿足基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的規(guī)范性施工，提升結(jié)構(gòu)施工的穩(wěn)定性、安全性。

4.3 研究新型礦山基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方式

鋼筋混凝土板樁、鋼板樁、鉆孔灌注樁擋墻等在提升礦山基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面都發(fā)揮了各自的效用，雖然上述技術(shù)的應(yīng)用都已經(jīng)較為成熟，但是由于礦山工程建設(shè)的需求越來(lái)越高，新型礦山基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)也開(kāi)始在施工中加以應(yīng)用，比如組合拱帷幕、旋噴土錨、雙排樁、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土多孔板等新型基坑支護(hù)技術(shù)也開(kāi)始加以應(yīng)用，計(jì)算方式也愈發(fā)復(fù)雜，需要在計(jì)算過(guò)程中綜合考慮各種影響因素來(lái)選擇科學(xué)的計(jì)算方法來(lái)解決基坑支護(hù)工作進(jìn)行中遇到的問(wèn)題。

4.4 改進(jìn)礦山基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的管理問(wèn)題

施工單位在實(shí)際施工過(guò)程中必須要安排相應(yīng)的管理人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，確保參與施工的各方人員都能夠根據(jù)相應(yīng)的工藝流程和要求完成自身的工作職責(zé)，避免在施工中出現(xiàn)敷衍了事的情況。在礦山施工的情況下進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)加大勘察力度，并對(duì)巖土工程區(qū)域周邊環(huán)境進(jìn)行深入且細(xì)致的勘察工作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所獲取的數(shù)據(jù)等進(jìn)行全面的記錄。

5 結(jié)語(yǔ)

巖土工程在現(xiàn)代建筑施工過(guò)程中是極為重要，所涉及的施工技術(shù)也是多方面的，礦山基坑支護(hù)作為巖土工程施工過(guò)程中最為常見(jiàn)的技術(shù)之一，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和應(yīng)用能夠確保巖土工程實(shí)際施工的穩(wěn)定性，提升巖土工程的建設(shè)質(zhì)量。但是，由于巖土工程中經(jīng)常存在的地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松散，對(duì)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，需要通過(guò)加強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性對(duì)問(wèn)題進(jìn)行有效解決，確保巖土工程整體施工質(zhì)量能夠達(dá)到行業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)巖土工程事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。