岩土工程中的深基坑支护设计问题分析

2022-06-16 05:58迟延飞
新型工业化 2022年4期
关键词:力学岩土土体

迟延飞

辽宁省冶金地质四0四队有限责任公司,辽宁辽阳,111000

0 引言

在岩土工程条件下的深基坑施工过程中,支护工作是最为关键的一个环节,一旦深基坑支护出现问题,不仅会对其深基坑施工质量和效率产生不良影响,同时也会威胁到其施工安全,甚至会造成人员伤亡事故。而对于深基坑支护而言,合理的设计则是确保其支护技术合理应用及其应用效果充分发挥的关键。只有对深基坑支护设计这一环节做到科学控制,才可以让深基坑施工过程中得到良好的支护效果,尽最大限度确保深基坑结构的稳定性,使其施工得以安全、顺利进行。这对于深基坑施工质量、施工周期与施工安全都将会起到良好的保障作用。

1 岩土工程深基坑支护的主要特征

1.1 涉及的因素众多

因为岩土工程所涉及的施工情况十分复杂,且施工过程中所面临的地质地貌也都比较特殊,所以其施工技术也具有较大难度。在这样的情况下,如果不能做好支护设计,便会对支护技术的应用效果造成不利影响,进而危及到整体工程的质量及其安全性,甚至会对施工现场周边的结构造成损坏。因此,在具体的岩土工程深基坑支护设计中,设计者一定要对各种因素进行全面考量,尤其是对于土壤与岩石结构的变化情况,一定要做到充分了解。通过这样的方式,才可以避免各种因素对深基坑支护的不良影响,确保整体工程质量与安全。

1.2 施工条件复杂且难度很大

相比较普通的深基坑支护施工而言,岩土工程条件下的深基坑支护具有更大的技术难度,且面临的施工环境也更加恶劣。基于此,在具体的岩土工程深基坑支护设计及其施工中,相关单位一定要对施工现场做到全面把控,对具体的施工条件和各方面的影响因素加以综合分析[1]。通过这样的方式,才可以实现岩土工程深基坑设计与施工质量的良好保障,为整体建筑工程的质量与安全奠定足够坚实的基础。

1.3 施工风险很大

在岩土工程条件下的深基坑施工过程中,其支护技术应用的都是临时性支护,此类支护的主要设计及其应用目的是实现结构稳定性的提升与施工难度的降低。但是因为岩土工程自身就存在较多的安全隐患,所以在深基坑支护中,如果其设计质量不佳,便会降低支护结构的稳定性,甚至会造成严重的安全事故。由此可见,岩土工程深基坑支护不仅在质量方面具有更大的风险性,同时也具有更大的安全风险,严重的情况下甚至会对施工人员的生命安全造成威胁。因此,在具体设计中,相关单位和设计人员一定要对其质量和安全方面的风险加以重点考虑,尽最大限度确保其质量与安全性[2]。

2 岩土工程深基坑支护设计中的主要问题分析

2.1 力学参数的选择缺乏科学性

在对岩土工程中的深基坑支护进行设计时,其主要的力学参数包括岩土凝聚力和内摩擦力,这两项参数是对岩土工程中土体破坏程度进行研究的关键力学指标。同时,在对岩土工程条件下的深基坑进行支护设计时,设计者也需要对被动土以及主动土压力等的这些参数加以综合分析,以此来进行土体受力问题的充分研究,并结合多方面的力学参数指标来进行设计。

但是就目前的岩土工程深基坑支护设计来看,部分设计者因选择的力学参数不够科学,导致设计方案与实际工程的施工需求不符,在实验室中获得到的数据和实际施工存在明显差距。在这样的情况下,即使是将相关参数导入到现代化的设计软件中,也不能对深基坑支护结构进行合理设计。这样的问题如果得不到有效解决,便会对后续的深基坑支护及其施工造成很大的不利影响,引发结构变形和土体坍塌等的问题,甚至是重大的安全事故。

2.2 土体取样流程不正确

在对岩土工程条件下的深基坑支护进行设计的过程中,设计单位需要安排勘查人员在施工区域内进行有效的土体采样工作,以此来实现施工现场实际土体情况的全面了解,为深基坑支护设计方案的合理制定提供科学参考。但是在具体的勘查和取样的过程中,因为部分勘查人员并未对岩土工程条件下的深基坑支护结构做到足够重视,所以并未严格按照正确的取样流程来进行操作,甚至会出现一些土体取样流程缺失的现象。在这样的情况下,土体勘查数据的真实性就很难得到有效保障。目前,我国在土体勘查方面的相关标准和要求非常明确也非常严格,而任何流程的缺失或者是程序的变更都会引发不可估量的结果。但是由于部分勘查人员专业知识与经验不足,并未对相应的标准与要求做到全面了解,不能严格按照标准规定详细进行各项土体参数的测量,这样也很容易引发很多问题,进而对深基坑支护设计造成很大程度的不良影响[3]。

2.3 支护设计和实际施工情况具有很大偏差

就目前岩土工程条件下的深基坑支护结构设计而言,依然有很多设计者会将此类深基坑支护结构和传统建筑中的挡土墙划分为一类,具体设计中,不仅没有对相应的力学理论作为依据,而且依旧沿用传统挡土墙的设计经验来进行深基坑支护设计。在这样的情况下,深基坑支护设计便会与其实际的支护需求之间存在很大偏差,将这种设计方案应用到岩土工程深基坑支护施工中,不仅无法发挥出足够的安全保障作用,也会因重新设计以及返工等的诸多问题而造成工程成本的大量消耗,这对于岩土工程建筑施工项目的施工质量、施工效率、施工安全以及工程成本控制等方面都会带来十分不利的影响。

2.4 设计人员经验和技术方面存在不足

在岩土工程地质条件下的深基坑支护设计中,设计人员自身的专业技术和专业经验将会对其设计质量产生决定性作用。因此,要想有效确保深基坑支护结构的设计质量,一项关键内容就是保障设计人员具备过硬的专业技术与丰富的专业经验。但是就目前的岩土工程建筑深基坑支护设计而言,设计人员技术和经验方面的不足十分常见。因为当今的技术更新速度很快,尤其是在岩土工程方面,其深基坑设计与施工技术更是处于飞速发展阶段,在这样的情况下,如果设计人员不能对新型技术做到足够了解,其支护设计也会表现出很多的问题,进而影响到支护设计质量[4]。同时,部分设计人员在岩土工程方面并不具备足够丰富的经验,重理论轻实际的情况十分普遍,这也是导致其深基坑支护设计质量出现问题的一个主要原因。

3 岩土工程深基坑支护设计问题的主要解决策略分析

3.1 注重力学参数的科学选择

在岩土工程条件下的深基坑支护设计中,设计单位一定要对其施工现场的地质环境条件和水文条件等进行全面勘查[5]。在获得了明确的勘查数据之后,再以此为依据,结合已有的现场资料,通过先进的技术和软件等对各项主要的力学参数进行科学计算与评估。尤其是对于土体所具有的凝聚力以及内摩擦力等这些力学参数,一定要做到合理的选择与精确的计算。通过这样的方式,才可以为深基坑支护设计提供足够科学合理的数据支撑。

在科学选择了力学参数之后,设计单位与设计者可通过新型支护设计的方法进行设计,将新的形式、工艺、技术应用其中,以此来实现新型支护设计方案的科学制定,让各项岩土工程地质力学参数在其中发挥出重要的参考依据,让深基坑支护设计更加符合施工现场的实际力学特征。通过这样的方式,便可让岩土工程条件下的建筑深基坑设计质量得以进一步提升,并使其后续的施工工艺得到良好改善[6]。

3.2 注重土体取样流程的进一步规范

在深基坑支护设计中,对于相应的土体指标,设计单位一定要在前期做好采样工作,并保障采样数据足够准确,这样才可以为后续的深基坑支护设计提供有效的数据支撑,从而为其设计质量提供良好保障。因为设计方案是整体深基坑支护施工的基础,而力学指标则是设计方案能否科学制定的基础,因此,设计单位与相关的勘查工作者一定要对施工现场的各项土体力学指标做到足够重视,通过科学的土体采样和准确的数据获取来为深基坑支护设计提供有效依据。

3.3 注重深基坑支护设计理念和技术的进一步创新

在进行岩土工程条件下的建筑深基坑支护设计中,为有效避免设计与工程实际之间出现较大偏差的情况,设计单位与相应的设计人员一定要注重深基坑支护设计理念与技术的进一步创新[7]。近年来,随着建筑行业的快速发展,越来越多的先进思想以及新型技术都开始被引入和应用到了建筑工程设计与建设施工中,且在具体应用中收获了十分满意的成效。尤其是在岩土工程条件下的深基坑支护方面,其技术内容在近年来更是得到了不断的完善,越来越多的新技术以及新材料都开始被应用到了此类深基坑支护设计与施工中,这对于其设计和施工质量的提升都十分有利[8]。

在这样的大环境下,设计单位与设计人员一定要充分意识到岩土工程条件下深基坑支护的重要性,明确其设计理念,将此类深基坑与传统的挡土墙加以有效区分,然后通过科学合理的方法进行设计,并将现代先进的设计理念与设计技术合理应用到深基坑设计中。在具体的设计阶段,首先需要对其各项的结构参数进行科学精准的计算,使其支护结构设计得到良好规范。其次,因为深基坑支护是一项十分复杂的技术形式,它涉及十分广泛的设计范围,所以在具体的支护设计中,设计者一定要通过先进的技术、软件等进行合理设计,并将新型的支护材料合理应用到其设计方案中,改进深基坑支护结构(下图为某岩土工程条件下的深基坑支护结构示意图),这样才可以让深基坑支护结构的设计质量得以良好保障,尽最大限度确保岩土工程条件下的深基坑施工安全,为整体建筑工程质量及其安全的保障奠定坚实基础。

4 结语

综上所述,因为深基坑的施工范围和施工深度都比较大,具体施工中,如果不能对其支护做好设计,便很容易导致结构变形等问题产生,进而对周边建筑和构筑物等造成不良影响,或者是导致深基坑施工效果不佳,为后续的建筑工程建设施工及其应用预留不必要的质量与安全隐患。因此,只有根据实际施工情况与实际需求做好深基坑支护设计,才可以让这些问题得以有效避免,为整体建筑工程奠定良好的质量与安全基础,并尽最大限度防止深基坑施工对周边环境所造成的不利影响。那么,在对岩土工程条件下的建筑深基坑支护设计中,很多问题都会对其设计质量产生不利影响,包括力学参数选择问题、土体取样流程问题、设计与实际工程不符问题以及设计人员自身技术与经验问题等。基于此,在具体的深基坑支护设计中,设计单位与设计人员应以此为依据,采取针对性的措施来解决这些问题。这样才可以进一步提升深基坑支护设计质量,满足岩土工程条件下的深基坑支护需求,促进此类工程的良好建设与发展。

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