各种水文地质条件下,深基坑支护技术的应用开发研究

各种水文地质条件下,深基坑支护技术的应用开发研究

摘要：针对不同的地质条件,要在深入了解深基坑工程基本要求、场地工程地质和水文地质条件、场地周边环境条件等资料后,并结合工程项目建设的实际需要,进而制定出科学、合理、正确的方案,这对于深基坑支护系统施工,以及建筑物质量的保障都是极其重要的,绝对不容忽视。地下水的处理是一个复杂问题, 处理不当就会产生新的问题, 会给深基坑的施工带来困难和风险,甚至造成重大事故。

关键词：水文地质深基坑

Abstract: different geological conditions, to an in-depth understanding of the basic requirements of deep excavation, site engineering geological and hydrogeological conditions, environmental conditions and other information surrounding the venue after, combined with the practical needs of construction projects, and then develop a scientific and rational the correct solution, which for deep excavation system construction, and to protect the quality of the buildings are extremely important, and absolutely can not be ignored. Groundwater treatment is a complex issue, improper handling will create new problems, deep foundation construction will bring difficulties and risks, and even cause a major accident.

Keywords: deep pit hydrogeology

引言：深基坑场地的地质条件和周围环境是支护方案的决定因素，根据支护结构的设置目的，一般要求其同时具备三方面的作用，即：挡土作用，保证基坑周围未开挖土体的稳定；控制土体变形作用，保证与基坑相邻的周围建筑物和地下管线在地下结构施工期间不因土体向坑内的位移而受到损害；截水作用，保证施工作用面在地下水位以上。

深基坑支护施工前，首先应分析场地岩土结构及其物理力学性质，然后还需了解环境荷载和相邻建筑物、地下管线的特性及其承受变形的能力，仔细考虑施工工况(时间和空间效应)，计算地下室施工全过程的各种应力，估算支护结构本身可能产生的变形，从而因地制宜地优选合理可靠的支护结构体系，并对结构构件的强度和刚度进行分析和计算。在开挖和支护过程中，又会使土体应力状态发生改变，地下水的变化和降雨都可能产生一系列的岩土问题。那么在动态设计，施工过程的检测等信息化施工措施显得尤为重要。一点疏忽，过程中的微小变化都有可能导致失败，造成重大损失。

在施工开挖前除摸清工程地质条件外, 还做了较细致的水文地质勘察工作。在充分掌握水文地质资料基础上, 结合设计部门的要求与施工流程合理的布置了降水方案, 不仅保证了施工质量与安全, 而且对降水区周围环境保护也采取了相应措施, 妥善解决各类矛盾与困难。兹简介上海人民广场地下变电站降水工程

实例人民广场地下变电站, 筒体为一连续墙, 直径, 人土深度, 开挖深度, 是远东最大的地下变电站, 要求在开抢阶段根据挖土进程控制降水深度, 确保安全开挖直至千封底, 并负责自筒体中心向外范围内有关建构筑物, 地下管线的沉降监测和保护。

深基坑支护项目施工往往需要在不同的地质条件中开展和进行,因此,设计人员一定要根据不同地质条件的特点,而在深基坑支护设计中抓住其重点,进而保证支护系统设计方案的完善与科学,更好的服务于深基坑项目施工工作。不同地质条件的深基坑支护设计重点,主要表现在以下几个方面:

淤泥质软土物理力学性质的最大特点是含水量高、孔隙比大、渗透性差、强度低、变形大、固结时间长、压缩性高,并有触变性、流变性和很强的不均匀性。淤泥质黏土主要分布于大中型江流湖泊的周边地区,主要是由河流冲刷所带的淤泥而形成。淤泥质黏土层的含水量一般在40 %～50 %左右、孔隙比一般在1.2～1.6之间,土层的压缩性高,抗剪强度较低。在淤泥质黏土的深基坑支护设计中,设计人员一定要注意挖掘机械的应用,以及施工人员的具体操作流程等实际问题,并要在方案中分别制定出有针对性的解决措施与方法。淤泥质黏土层开挖深度普遍要求小于6 m,也可以根据工程项目实际需求而有所增加,但是要尽量控制在6 m～10 m之间,如果超出这个深度数值,就难以保证深基坑施工的安全。。因为在淤泥质软土区域，土钉的插入深度不太够，使用水泥搅拌桩后使土体形成一定的插入深度，同时水泥搅拌桩可起到隔水和防止流土的作用。淤泥质黏土的直立自稳高度与土的含水率有很大关系，含水率高直立自稳高度就低，因此基坑的一次开挖深度不宜太深，一般不超过1.5m。软弱土层基坑开挖的分段长度与土质条件、坡度、坡顶附加荷载等皆有关系。基坑开挖时要避免超深、超长开挖，否则土体位移加大，甚至边坡会不稳定而导致滑坡。采用钻孔灌注桩加深层水泥搅拌桩作止水帷幕的联合支护。在淤泥质土中单根土钉所能提供的拉力很有限，对于深度大于5m的基坑，就必须设置相当密度的土钉才能控制变形，因此很难做到经济化效果。而采用钻孔灌注桩支护作为挡土结构、深层水泥搅拌桩作止水帷幕联合支护结构，并设一道或两道钢筋混凝土内支撑的方法，只需相应增大支撑结构的截面尺寸即可提高承载力。因为支撑构件的承载力只与构件的强度、截面尺寸及形式有关。

软土地基指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。软土的成分主要为:深灰色淤泥质黏土、砂质黏土、粉质黏土等。软土分布较广地区的年均降水普遍较大,而且常年处于较高的温度,因此,在软土的深基坑支护设计中一定要特别注意这一问题。近年来,国内对于软土的深基坑支护设计,主要采取悬壁式、单支点及多支点式、圆筒式等支护结构,各种支护结构都有其显著的特点,并被广泛应用于软土地质条件的深基坑项目施工中。由于软土的性质偏软,因此在深基坑支护设计中一定要考虑到深基坑的整体硬度和强度,对于部分土层较软的部分,还要进行必要的加固设计,确保深基坑施工中的安全性与稳定性。基坑四周全部采用钻孔桩排桩全封闭支护方案虽然安全可靠，但当基坑支护完成后施工场地狭窄不利于施工，施工效率低，工期难以保

证；且费用较高，不利于成本控制。排桩加土钉墙加钢板桩加深井井点降水的基坑组合支护方案，顺线路两侧基坑必须垂直开挖，且基底又位于很厚的淤泥质软土层，基坑左右两侧采用钻孔桩排桩进行支护；垂直于线路的前后两侧基坑，表层人工填碎石土层采用天然放坡开挖；第二层用粉土采用放坡加土钉墙进行加固支护，在两层土体交界处设护道，并采用深井井点或轻型井点降水；该方案既安全可靠，又经济适用，较钻孔桩排桩全封闭方案可降低约三分之二的成本。根据现场实际经初步比选优化排桩加土钉墙加钢板桩的基坑组合支护方案更为经济合理。

总结：深基坑支护方案的优化选择就是在分析该工程的土质与水质等环境上，结合该地区基坑工程的经验与数据，确定好工程的设计条件，然后拟定支护技术方案，对所拟定的支护方案进行优化，最后得出最优支护方案。