岩土工程中基坑工程的问题和应对策略探析

2015-08-04 116 0

  引言
 
  伴随着我国经济的快速发展,建筑行业规模也不断扩大,人们对建筑中基坑工程的质量也越来越重视,良好的基坑工程是建筑安全的前提。如今我国基坑工程的规模越来越大,深度也不断加深。施工环境十分严峻,基坑的隔水、降水、开挖、监测和保护周边建筑物及地下设施的安全等项目都十分重要,稍有不慎就会因基坑开挖中水、土环境变异而造成严重的基坑工程事故。因此,研究基坑开挖中的岩土工程问题有着重要的实际意义。
 
  一、岩土工程的地质类型
 
  无论是怎样的基坑,其在开挖过程中都不可避免会遇上水土环境的变化问题。有的地下水埋藏得比较浅,在开挖基坑时很容易就遇到了地下水;或如果在软土地质的地区开挖基坑,则很容易由于土方的开挖改变了土中原有应力,使基坑周围的地质移动,导致了基坑周围地表沉降或隆起等一系列问题。其主要类型如下述:
 
  1、基坑支护结构的变形
 
  基坑支护结构的变形主要表现在两个方面:一是水平的位移变形,二是竖向的沉降必须。当基坑开挖比较浅的时候,支护结构主要是向基坑方向水平变形,地表也开始变形,随着开挖的深度不断增加,土压力随之增大,墙体的变位会逐渐恢复。这个时期的地表变形范围与最大变形量都在增大;但当基坑再进一步开挖时,基坑应力会增大释放量,从而造成支护结构往上变位。
 
  2、基坑的周围地表沉降与变形
 
  在开挖基坑的过程当中会产生地表沉降主要是因为地下水的疏干使得差异性地面沉降,一般发生环形区域里。由于开挖基坑的时候会切断土体含水层,地下水就会不断地深入基坑当中,而人们为了保证基坑能够顺利开挖,会适时地利用抽水来降低地下水位,但在抽水过程中会带走土层中的部位土粒,从而会因为土壤长出新固结而导致地面沉降。
 
  3、流沙与涌沙的问题
 
  如果基坑下的土质为较为疏松的砂土,且作用着向上的渗透水压的时候,一旦砂土层极限动水力的坡度小于水压产生的动水力坡度,细砂则会在渗透力的作用下向上涌出,从而造成流沙。在城市的软土分布区域中,因为含水层与粘性土层是相间分布的,当降水未达要求或是止水的帷幕失效导致含有粉细砂的水层因为过大的水压力而发生大量涌砂,造成基坑失稳[1]。
 
  二、岩土工程中基坑支护存在的问题
 
  1、超挖、欠挖现象较为严重
 
  在基坑支护工程施工过程中,超挖、欠挖现象比较常见,这些现象的出现影响了工程质量。分析超挖、欠挖的现象的原因,主要与施工人员操作不规范有直接关系,即施工人员,尤其是机械操作人员的操作技术水平低下是造成以上现象的主要原因。机械操作人员在操作机械开挖后,由于受到施工条件的限制,其开挖有一定难度要求。若操作人员的技术达不到一定水准或欠缺责任意识,极易出现边坡表面不平整、顺直度不规则等质量不达标现象[1]。从而造成施工质量低下,并加大施工量,从而影响施工进度。
 
  2、实际施工与施工设计间存在较大差异
 
  在进行基坑支护工程建设前,为施工提供参照标准和依据,一般需要对基坑支护工程做规划和设计。但在实际施工过程中,普遍存在不按施工设计进行,与设计脱离的现象。如深层搅拌桩的水泥没有按照设计标准进行配置,导致掺量不足,对水泥土的支护强度造成不利影响,并易使水泥出现裂缝现象,影响施工质量。
 
  分析实际施工与施工设计存在较大差异的原因,主要有:第一,施工企业一味追求速度和利润最大化,在施工过程中偷工减料、赶进度、强行施工等,在施工过程中频频出现质量问题第二,施工设计人员设计的方案欠妥。由于施工设计方案都是按照假设施工设计的,因此,不能排除设计人员在设计中存在方案不切实际或不妥的地方。如一些设计人员受传统设计模式的影响,在设计中没有对基坑开挖施工进行空间问题处理设计,还沿用传统的以平面应变问题的模型。导致在实际施工中难以按照设计方案进行。综上所述,造成实际施工与施工设计脱节现象的原因,设计人员、施工人员均负有相关责任[2]。
 
  3、土层开挖与边坡支护间存在不配套现象
 
  一般而言,土方的开挖技术含量较低,对其进行管理也较为简单。与之相反,挡土支护的技术含量和管理水平要求比较高。在实际施工过程中,这两项内容都是由专业队伍负责完成的,并签订了2个平行的施工合同,但这给具体实施带来一定难度。例如土方开挖方为赶进度或者拖延工期,在管理上比较混乱。有些施工单位不顾及挡土支护施工所需要的工作面,尤其是雨期,留下的操作界面难以进行接下来的支护施工操作,致使支护工期未能按时按进度完成。
 
  三、加强岩土工程中基坑支护工程的应对策略
 
  1、加强基坑支护工程设计质量管理及设计理念的优化
 
  建议行政主管部门建立专门机构对基坑支护设计方案进行审查和评价。对于基坑设计人员的资质应有明确要求,不具备设计资质的人员或单位不能从事基坑支护设计工作。基坑支护设计人员应加强自身的素质的修养,不断提高自身的设计水平,包括选择技术参数取值的准确性、适用性,加强基坑支护理论研究,对于基坑变形的控制设计等。另外,实践离不开理论,设计理念对施工具有指导作用。因此,对设计理念进行优化,是提高施工质量的有效方法。改变以往不合时宜的传统设计方式或土压力计算方法,根据具体要求和情况,建立以施工监测为主导的信息反馈设计体系。例如,进行基坑施工时对周围环境有一定影响,如土体卸载会造成周边建筑、地下结构以及管线等偏移或沉降。因此,在进行施工前需要对施工周边环境进行勘察,制定出操作性强、并有针对性的设计方案,严格遵守“先撑后挖、开槽支撑、严禁超挖(或欠挖)”的原则,尽量减少施工对周围环境的影响。
 
  2、在施工过程中实时观测和监测
 
  观测的主要内容为基坑边坡变形情况、地下管道变形情况、对周围建筑影响情况等。通过实时观测可对土方开挖和支护有及时的了解,有效分析对比实际施工与设计方案间存在的异常情况或偏差,以便及时调整设计参数和方案。除此之外,应加强基坑支护工程施工的监测,完善监测的警报系统,防范突发事件和安全事故,保证施工的安全进行。另外,为预防突发事故,并能及时处理,应建立基坑支护工程的应急处理预案,以尽量减少或避免突发事故造成的人员及经济损失。例如,在基坑开挖中,若对地下水处理不当,极易引发安全事故。因此,除了在基坑开挖过程中注意施工相关技术技巧之外,还应综合施工环境和条件,制定一份科学的应急预案,力从源头上控制和预防安全事故的发生,尽量降低和避免事故带来的危害和损失[3]。
 
  3、加强基坑支护的技术研究
 
  加强基坑支护技术的科研研究,对提高基坑支护技术具有重要作用。众所周知,试验数据的准确性对科研质量的优劣有重大影响。因此,应加大对基坑支护结构的变形、内力的实测和研究,积累相关的实测数据。同时,总结不同地质条件和水文条件下的施工工艺经验,形成一定区域一定条件内基坑设计的标准,并将已有的定性经验形成定量的计算方法,真正提高基坑支护的设计及施工质量。
 
  结束语
 
  综上所述,在深基坑开挖过程中,涉及到的岩土问题难免会对周边的建筑物造成不利的影响。基坑开挖同时会对岩土的外部造成一定影响,研究深基坑施工中存在的岩土问题是非常重要的课题,因此在今后研究的过程中要对于这一问题进行多方面经验的总结,使今后的深基坑施工中存在的问题能够很好的规避,保证施工的安全可靠,同时也是对于环境资源的一种保护。
 
  参考文献:
 
  [1]张俊.基坑工程风险管理研究[D].华南理工大学,2012.
 
  [2]谭淑华,鞠辉.岩土工程中基坑支护工程存在的问题及对策分析[J].科技与企业,2014(01):173.
 
  [3]彭韡.岩土工程中基坑支护工程存在的问题及改进措施[J].城市建筑,2013(20):136.

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