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深基坑支护技术在岩土工程施工中的应用研究

作者

程强强

中铁第一勘察设计院集团有限公司 266100 山东青岛

摘 要:深基坑支护技术是岩土工程领域中一个很重要的分支,它应用于建筑工程中那些需要挖掘深度相对较大的基坑,或者在地下开挖时需要支护土体才能确保施工安全和稳定的工程。由于城市中地表土地资源是有限的,建筑工程往往需要向地下发展来实现空间的延展,这就需要挖掘深度较大的基坑来实现。不仅如此,现代建筑中工程的规模在逐渐的扩大,结构也越发的复杂,加上地下管线、地铁等设施的递增,大大增加了建筑的施工难度。在这迫切需要发展而又很难向前推进的背景下,深基坑支护技术成为破解这一难题的关键,借助科技的不断进步,深基坑支护技术得以不断的完善和提升,甚至在实践中积累了宝贵的经验和成功的案例,总之,深基坑支护技术在保障工程大规模施工,化解复杂的施工难题以及实战经验的积累等多方面具有绝对的优势。

关键词:岩土工程;技术应用;支护;深基坑;

1 引言

本文中,将对深基坑支护技术在岩土工程施工中的应用进行系统的分析和总结,深基坑支护技术作为建筑领域里一项关键的施工技术,在地下工程中有着无可替代的作用,这项技术不仅能有效的解决在城市狭小空间中挖掘深度较大的基坑所面临的地质、水文等复杂环境条件下的工程安全问题,还能提高施工的整体效率,节约各方面的成本,进而推动了工程建设的快速发展。因此,对于深基坑支护技术在岩土工程施工中的应用进行深入研究和探讨,不仅使该技术在新的领域得到进一步的发展和完善,还为解决城市建设中的地下工程安全问题提供了重要的技术和经验的支撑。

2深基坑支护的特点

在岩土工程施工中,进行深基坑支护的基坑深度相对较大,要挖掘数十米甚至上百米的深度,在这样的深度下施工,只有充分的考虑地下水位、土体的稳定性、地质的构造等多方面的因素,才能确保基坑工程的安全进行。当前的深基坑支护工程多数处于城市中心区域或者地下地质较为复杂的区域,这样的区域具有周边环境设施密集、管线布设众多,施工空间狭窄的特点,因此,深基坑支护技术若想适应这样的施工环境,且确保在施工过程中不对周边建筑、交通等产生不良影响,就要具备在特殊环境下施工的特点。除此之外,由于深基坑工程较大的土体挖掘和支护结构的搭建,在这样的工程施工过程中不可避免的会存在一定的安全风险,这就要求深基坑支护技术的设计、施工和监测都严格的进行把控,以确保施工过程中的安全性和稳定性。最明显的应该是深基坑支护技术的高技术性特点,它涉及到土力学、岩土力学、结构力学等多个学科领域的知识,对设计人员和施工人员的技术要求相对较高,当下,一些新型的深基坑支护技术如钢支撑、地下连续墙、土钉墙等的不断涌现,对深基坑支护技术创新和应用能力也提出了新的要求。

3 深基坑支护技术的现状

支护结构设计不合理使支护体系承载能力不足、变形过大、失稳的问题,例如,支护结构刚度不足、支撑间距设置不当、支护材料不符合标准等,都会导致支护体系的不稳定性而产生安全隐患。成孔注浆是深基坑支护的重要工序之一,如果注浆质量不达标,会使基坑周边的土体稳定性变差、水土流失,举例说,注浆浆液浓度、注浆压力、注浆孔隙率等参数设置不科学,都导致成孔注浆效果无法实现,达不到预期的支护效果。支护与开挖技术不配套也会给支护施工带来困难、效果不佳等问题,例如支护结构与开挖工艺不匹配,导致施工难度加大,或者支护施工中未充分考虑到开挖工艺对支护结构的影响,使支护结构的设计和施工产生矛盾。

4应用分析

4.1土钉墙支护

土钉墙支护技术用于需要临时或永久支护的边坡、基坑等工程中。在工程勘察阶段,应用地质勘察和工程地质分析,进行土钉墙支护的区域以及地质条件的划分。在设计阶段,结合工程的实际情况,与土体的力学性质,设计土钉墙数量、长度、倾角、布置方式等结构参数。在施工前,还要对施工现场进行清理和平整,清除一切会影响土钉墙施工的障碍物,同时准备好土钉材料、支护设备以及必要的安全措施和施工方案。接下来就可以进行土钉墙的施工了,根据设计要求,使用岩土钻机或钻孔机在边坡或基坑墙体上钻孔,再将预埋在孔内的钢筋(土钉)插到孔内,通过混凝土灌注或化学胶粘结等方式固定住土钉。在土钉周围喷注混凝土或者喷涂岩石锚材料,使其形成坚固的土钉墙结构。为了避免岩石碎片掉落和有效的保护土钉墙,在土钉墙表面布设一层防护网。施工完成后,也是最易忽视的定期的进行土钉墙的维护和修复,如检查土钉的状态、清理防护网、修复受损部分等,保持土钉墙持久的良好状态。

4.2地下连续桩支护

地下连续桩支护技术适用于基坑、边坡、河堤等工程中需要抵抗土压力或者提供稳定支撑的场合。从勘察与设计开始,获取工程的地层性质、地下水情况等地质信息,然后结合设计的要求和工程的实际情况,明确地下连续桩支护的位置、数量、深度等参数。到了施工准备阶段,先清除现场障碍物,使施工环境安全且整洁,采购或租赁挖掘机、钻机、钢筋、混凝土等必要的设备和材料。便可以开始地下连续桩的施工了,利用钻机进行连续桩的钻孔,按照设计的要求控制孔径和深度,在钻孔的过程中同时进行灌浆或者等孔施浆,填充钻孔中的土壤,用来增加地下连续桩的承载能力和稳定性。在灌浆或灌注过程中,根据设计要求将钢筋嵌入钻孔中,实现地下连续桩的主要承载体。待灌浆或灌注完成后,立即浇筑混凝土,形成地下连续桩的实体结构,这就是整个流程,在地下连续桩完成后,还要进行支护墙的施工,采用混凝土梁、钢板桩等形式,结合实际情况选择合适的支护结构。

4.3锚喷支护

锚喷支护技术适用于对岩石边坡、隧道、坑道、地下工程等需要加固和支护的地方。进行工程地质的勘察,获取岩体稳定性、地下水情况等信息,再结合勘察结果,设计喷锚位置、喷锚孔径、喷锚材料等,确定一套锚喷支护的完整方案。施工准备阶段不再是清理现场并确保施工安全一项任务,还要配置喷锚设备,如括喷锚机、输送设备、喷头等,购买或准备喷锚所需的锚杆、喷锚胶、喷锚混凝土等材料。然后便可以利用岩土钻机或岩石钻头进行喷锚孔的钻探,明确喷锚位置和孔径,控制好喷锚孔的深度和倾角,为的是使喷锚锚杆稳固。在喷锚孔中安装锚杆,一端固定在岩体的内部,另一端露出表面,这里可以采用预应力锚杆、无预应力锚杆等不同类型的锚杆。在锚杆安装完成后,利用喷锚机进行喷锚加固,将喷锚胶或者喷锚混凝土注入喷锚孔,填充好空隙,固定住锚杆,并与岩体形成紧密的结合,喷锚胶或混凝土凝固后,便形成了一个坚固的喷锚体系,提供岩体的稳定支护和加固。在监测与验收阶段,要对喷锚支护工程进行监测,包含但不限于锚杆位移、锚固效果等参数的监测,完成喷锚支护工程后,进行验收,确保支护效果符合设计要求。

5.结语

综上所述,通过对深基坑支护技术的研究与应用,认识到尽管其仍存在一些问题需要不断提高与进步。但在岩土工程领域,深基坑支护技术的应用解决了城市建设中面临的挑战,同时保证了工程施工的安全和顺利进行。相信随着科技的不断进步和工程经验的积累,深基坑支护技术将会在未来取得更加显著的成就。

参考文献

[1]杨宏伟.深基坑支护技术在岩土工程施工中的应用浅析[J].工程建设与设计,2022(19):222-224.

[2]魏庆军.深基坑支护施工技术在房屋建筑工程施工中的应用研究[J].中国建筑装饰装修,2022(3):64-65.