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岩土工程中深基坑支护设计问题与应对策略

魏鹏
  
文理媒体号
2024年47期
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摘要:岩土工程中的深基坑支撑施工扮演着至关重要的角色,它不仅关乎项目的最终品质与安全屏障,而且在设计初期,详尽的现场勘查和实时的地质监控是不可或缺的步骤。这旨在全面理解环境特性,并通过不断的实践验证,确保设计方案的严谨性和实施可行性。然而,现实中,深基坑支护施工过程常常遭遇各种挑战,诸如支撑结构的设计不符、边坡稳定性问题以及理论与实践之间的脱节等,这些因素无一不在侵蚀项目的整体性能。面对这样的现状,我们必须深化研究,积极应对施工中的难题,寻求有效的解决方案,以期优化施工效果并提升工程质量。

关键词:岩土工程;深基坑支护;设计;问题;应对策略

1岩土工程深基坑支护设计概述

随着社会进步和经济扩张,深基坑支撑在岩土工程中的地位日益凸显,特别是在高层建筑和地下城市设施的建设中,深基坑的应用已成为不可或缺的解决方案。由于其深度通常超过五米,且地下土质和水文环境复杂多变,设计过程中的精确性尤为重要,尤其是对潜在的塌陷风险,必须给予高度警惕。因此,确保深基坑的稳固支撑成为了关键任务,通过有效的支撑系统,可以有效抵御不利因素,同时保障土体和防水功能,防止塌方风险。为了提升深基坑支撑结构的稳定性和可靠性,前期规划和设计起着决定性作用。只有确保支撑体系与项目的实际情况紧密契合,才能在挖掘过程中提供及时而精准的支撑,充分发挥其预期效益,避免因设计失误导致的问题。然而,尽管当前可供选择的支撑技术日益丰富,深基坑设计仍面临挑战,包括不当的支撑方式选择和细节处理不当,都可能影响支撑效果并埋下安全隐患。为此,设计师应全面考虑周边环境、地质条件、基坑深度、施工计划及工艺等因素,制定出既适应又合理的支撑策略。同时,他们必须精细把控每一个细节,以期构建出一个理想的深基坑支撑设计方案,以此作为后续施工的指南,确保支撑工作的顺利进行。

2设计问题

在实施深基坑支撑工程时,若不能确保结构稳固,可能会遭遇支护偏离或空间不足的困境。这源于设计过程中对关键参数的疏忽,未能为工程提供详尽的数值依据,无法精准匹配深基坑施工中的实际受力需求。一些设计者往往止步于理论探讨,未能充分考察施工场地的实际条件,导致计算出的支撑强度与实际承受的压力不匹配。理论上看似无虞,但在实际挖掘中,土壤和岩石的特性等因素会引发安全隐患,忽视了动态环境的影响。另一些施工项目中,挡土结构与土层间的交互作用产生土压力,然而设计者往往只关注了支护结构的侧向压力,对地下地质变化和地下水位波动等潜在影响并未深入分析。这种忽略导致深基坑支撑设计频繁出现瑕疵,进而阻碍后续工程的顺利进行。

3岩土工程深基坑支护设计问题的应对策略

3.1搜集审查参考资料

在进行岩土工程深基坑支护设计的过程中,首要任务是设计者需系统地搜集并整理所有相关资料,务求全面且深入,以免遗漏任何关键信息。这不仅包括基于现有地质数据的收集,还需结合特定项目需求,关注周边环境的复杂性,如邻近建筑的结构类型、高度、基础形式与特性、地基处理状况及其历史变化、潜在的变形或损坏情况,以及管线的材质、直径、深度和年代等。同时,对区域地质构造的理解也至关重要,以便评估可能对支护产生的潜在影响,并采取预防措施以优化设计,确保支护结构的稳固。此外,设计者还需严谨审视现场勘探资料,尤其是面对地质条件不均匀的情况,对水平方向的差异尤为敏感。在处理钻探数据时,要谨慎选择参照孔,尤其是在两点一线法中,应对两个孔之间区域的地质性能持保守态度。对地下水资源,特别是潜水,需细致调查周边水系,注意到浅层透水层可能与河流相连,确保止水设计的有效性。对于承压水,需明确含水层范围和水位,对支护结构的抗突涌能力进行验证,必要时可能需要结合降水、隔绝和水平封堵等多种技术经济方案。在实施降水前,需进行专业的试验以确认其可行性。

3.2控制力学参数

在岩土工程的深基坑支护设计过程中,设计者必须严谨对待力学参数的操控,以防止参数选择失误对设计的实施造成负面影响。在确定力学参数的过程中,设计者需进行详尽的分析,理解并确认所有相关参数,然后选择适用的计算模型,以确保参数选用的精确性,减少可能的误差。在实际操作中,深基坑支护的设计依赖于土压力的精准设定,这为设计提供了关键的指导原则。为了提升土压力计算的精确度,设计者需不断探索和采用先进的计算手段,并可能引入创新的设计辅助工具,以实现设计工作的高效和合理性,消除计算中的偏差。同时,土压力的计算并非孤立事件,它受到多种因素的影响,如取样设备、试验方法、地质勘探员以及季节等。特别是土体的含水量、粘聚力和内摩擦角这类核心参数,设计者不能机械地依赖地勘数据,而是应结合地域特性,参考本地经验和实际情况进行调整。

3.3优选支护形式

在岩土工程的深基坑维护设计中,关键在于挑选出既安全又适用的支撑策略。这个决策过程需全面审视相关数据,兼顾周边环境、地质特性、挖深深度以及力学参数的动态变化,明确支护系统的核心需求。设计师应具备对多种支撑形式的深入理解,灵活运用每种方法的独特优势,根据具体情境选择最佳方案。由于深基坑的复杂性,单一的支撑手段往往无法胜任,这就要求设计师能够巧妙地融合多种技术,以增强整体结构的稳定性。例如,在处理深度超过六米的深基坑时,仅依赖搅拌桩可能不足以实现理想的支撑效果。此时,设计者可以考虑在使用水泥材料的同时,合理引入钢制组件,构建稳固的复合防塌结构。此外,内支撑和锚杆等辅助措施的结合也能提升其实用价值,有效消除潜在的支撑问题,确保设计的实效性和安全性。这样的综合策略旨在提升深基坑支护的整体效能。

3.4注重动态设计

深基坑岩土工程的支护设计面临复杂挑战,尽管设计技术在逐步提升,但在实施阶段,现场施工与设计预期的不匹配现象仍时有发生。因此,强化基坑监控至关重要,设计应明确包含监控项目和标准,并预先规划应对关键风险的应急计划。解决设计变更问题不仅依赖设计师的专业素养,还需借助先进设计工具,以提升设计的实用性和合理性。动态设计策略同样不可或缺,它能有效减缓设计变更带来的潜在风险。在岩土工程深基坑支护的动态设计实践中,设计师的角色不应局限于施工前期方案制定,而应转变为全程参与者的模式。特别是在开挖和支护施工过程中,设计师需保持实时关注,迅速响应任何设计变更需求,采用动态设计方法,与团队成员紧密协作,不断调整和优化设计方案,以消除原方案中的不合理元素,确保其可行性与合理性。

4结论

总结起来,深基坑岩土工程的支撑设计承载着关键任务,尽管挑战重重,但易产生显著的误差。为了有效提升其设计效能,设计师应首先致力于广泛收集并深入评估相关资料,以构建出最理想的工程环境。在设计过程中,他们需精准把控各项力学参数,并明智地选择支撑构造方案,确保设计的实用性和合理性。

参考文献:

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