摘要：對目前巖土工程施工技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,揭示了巖土工程施工技術(shù)的不確定性、區(qū)域性、隱蔽性、依賴性、前導(dǎo)性的規(guī)律性特點(diǎn)，分析深基坑開挖技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：施工技術(shù);深基坑;支護(hù);巖土施工

一、引言

對巖土工程施工方法進(jìn)行系統(tǒng)的分析、研究和總結(jié),深刻認(rèn)識巖土工程施工的規(guī)律性特點(diǎn),準(zhǔn)確把握各類施工技術(shù)的真正內(nèi)涵,使施工技術(shù)的選擇和實(shí)施與所需解決巖土工程問題的設(shè)計(jì)方案圓滿地結(jié)合起來。

二、施工技術(shù)的特點(diǎn)

2.1不確定性

首先,由巖土工程勘察報(bào)告中的很少的場地?cái)?shù)據(jù)很難對場地巖土的全部性能都了解清楚;其次,某些巖土的結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)又容易隨環(huán)境條件而改變,而施工時(shí)又常改變了巖土的環(huán)境條件;再次,改變了的巖土結(jié)構(gòu)及性能反過來對施工過程又施加一定的影響,不可能在事先把這一切了解得非常清楚,所以施工是在對巖土性質(zhì)及其變化不是全部了解清楚的情況下進(jìn)行的。這種不確定性的影響,輕則需調(diào)整施工工藝參數(shù),重則甚至改變工法,這是無法回避的事實(shí)。

2.2 區(qū)域性

各地區(qū)的自然條件不同,巖土性質(zhì)存在很大差異。不同土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系不一樣,壓縮性指標(biāo)和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、工程處理目的、設(shè)計(jì)參數(shù),施工的方法都不相同。

2.3 隱蔽性

地基處理、樁基、地下連續(xù)墻、錨桿等都是在巖土中隱蔽施工,工程完成后的運(yùn)行也是在隱蔽條件下進(jìn)行的,不易發(fā)現(xiàn)問題,出現(xiàn)問題后的判斷和處理難度也較大,而且是否解決了問題須有一定的時(shí)間來驗(yàn)證。

2.4 依賴性

眾多巖土工程施工技術(shù),不但取決于所需解決的巖土工程問題,更依賴于相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。20世紀(jì)60年代末,隨著高壓射流切割技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了高壓噴射注漿法;射流泵及真空泵技術(shù)孕育出來真空預(yù)壓法;液壓技術(shù)的發(fā)展,使大噸位的靜壓樁變?yōu)楝F(xiàn)實(shí);超聲波技術(shù)的發(fā)展,使巖土工程施工技術(shù)的質(zhì)量檢驗(yàn)上了一個(gè)新臺階。

2.5 前導(dǎo)性

各種施工技術(shù)都是先研究施工效果,后研究計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法,如復(fù)合地基、擴(kuò)底樁、夯擴(kuò)樁、夯實(shí)水泥土樁等迅速發(fā)展完善及大范圍的應(yīng)用。

三、巖土工程施工技術(shù)現(xiàn)狀

3.1地基處理技術(shù)

(1)世界上各種成熟的地基處理方法在我國都得到了廣泛的研究和應(yīng)用。有些工法,如真空預(yù)壓法達(dá)到了世界領(lǐng)先水平;

(2)自主開發(fā)了一系列有本國特色的地基處理技術(shù),如二灰樁復(fù)合地基;鋼渣樁復(fù)合地基;渣土樁復(fù)合地基等。

(3)研究開發(fā)了介于樁基與復(fù)合地基之間的新型地基基礎(chǔ)形式———鋼筋混凝土疏樁復(fù)合地基, 使樁間土的承載作用得到充分發(fā)揮,樁、土共同承受上部結(jié)構(gòu)荷載,從而有效控制建筑物沉降;

(4)托換技術(shù)在手段和工藝上有了顯著進(jìn)展,完成了許多高難度的托換工程。

(5)我國在建筑物糾偏技術(shù)中采用了水沖法、應(yīng)力釋放法、反向掏芯抽降法等,將大量條形基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)的傾斜建筑物糾正。

3.2 基礎(chǔ)工程施工技術(shù)

(1)各種先進(jìn)的、落后的,技術(shù)含量高的、技術(shù)含量低的大直徑鉆、沖、挖孔樁技術(shù)在全國各地得到廣泛的使用。

(2)研究開發(fā)了后壓漿樁技術(shù)。在灌注樁成樁后對樁底和樁身表面實(shí)施壓力灌漿,改善樁端和樁周土性,提高樁基承載力,減少樁基沉降量,效果顯著。

(3)注重施工中的環(huán)境效應(yīng),采用預(yù)鉆孔、靜壓等措施,擴(kuò)大了鋼筋混凝土預(yù)制樁的應(yīng)用范圍, 而且其質(zhì)量相對穩(wěn)定可靠。

(4)沉管灌注樁已在數(shù)億平方米的工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用。

四、基坑支護(hù)的重要性

在基坑施工時(shí)，為確保施工安全，防止塌方事故發(fā)生，必須對開挖的基坑采取支護(hù)措施。建筑基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基坑類型、基坑開挖掘深度、降排水條件、周邊環(huán)境對基坑側(cè)壁位移的要求，基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限等因素，做到合理設(shè)計(jì)、精心施工、經(jīng)濟(jì)安全。

五、存在的問題

5.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中土體的物理力學(xué)參數(shù)選擇不當(dāng)

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的土壓力大小直接影響其安全度，但由于地質(zhì)情況多變且十分復(fù)雜，要精確地計(jì)算土壓力目前還十分困難，至今仍在采用庫倫公式或朗肯公式。關(guān)于土體物理參數(shù)的選擇是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，尤其是在深基坑開挖后，含水率、內(nèi)摩擦角和粘聚力三個(gè)參數(shù)是可變值，很難準(zhǔn)確計(jì)算出支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力.

5.2基坑土體的取樣具有不完全性

在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，必須對地基土層進(jìn)行取樣分析，以取得土體比較合理的物理力學(xué)指標(biāo)，為支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提拱可靠的依據(jù)。一般在深基坑開挖區(qū)域內(nèi)，按國家規(guī)范的要求進(jìn)行鉆探取樣。為減少勘探的工作量和降低工程造價(jià)，不可能鉆孔過多。因此，所取得的土樣具有一定的隨機(jī)性和不完全性。

5.3空間效應(yīng)考慮不周

深基坑開挖中大量的實(shí)測資料表明：基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn)，常常以長邊的居中位置發(fā)生。這足以說明深基坑開挖是一個(gè)空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是按平面應(yīng)變問題處理的。對一些細(xì)長條基坑來講，這種平面應(yīng)變假設(shè)是比較符合實(shí)際的，而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以，在未進(jìn)行空間問題處理前而按平面應(yīng)變假設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)要適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。

5.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)際受力不符

目前，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算仍基于極限平衡理論，但支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力并不那么簡單。工程實(shí)踐證明，有的支護(hù)結(jié)構(gòu)按極限平衡理論設(shè)計(jì)計(jì)算的安全系數(shù)，從理論上講是絕對安全的，但有時(shí)卻發(fā)生破壞;有的支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)雖然比較小，甚至達(dá)不到規(guī)范的要求，但在實(shí)際工程中卻滿足要求。

六、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

6.1改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念

近十幾年來，我國在深基坑支護(hù)技術(shù)上已經(jīng)積累很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，收集了施工過程中的一些技術(shù)數(shù)據(jù)，已初步摸索出巖土變化支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力的規(guī)律，為建立深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新理論和新方法打下了良好的基礎(chǔ)。但是，對于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，國內(nèi)外至今尚沒有一種精確的計(jì)算方法，多數(shù)是處于摸索和探討階段，我國也沒有統(tǒng)一的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定，支護(hù)樁仍用“等值梁法”進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算結(jié)果與深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力懸殊較大，既不安全也不經(jīng)濟(jì)。由此可見，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不應(yīng)再采用傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)荷載法”，而應(yīng)徹底改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，逐步建立以施工監(jiān)測為主導(dǎo)的信息反饋動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)體系。

6.2建立變形控制的新的工程設(shè)計(jì)方法

目前，設(shè)計(jì)人員用的極限平衡原理是一種簡便實(shí)用的常用設(shè)計(jì)方法，其計(jì)算結(jié)果具有重要的參考價(jià)值。但是，將這種設(shè)計(jì)方法用于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，只能單純滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，而不能保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度。

6.3支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究

正確的理論必須建立在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上。但是，在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方面，我國至今尚未進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的試驗(yàn)研究.

6.4探索新型支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法

高層建筑的飛速發(fā)展給深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來一場技術(shù)革命。在鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續(xù)墻等支護(hù)結(jié)構(gòu)成功應(yīng)用后，雙排樁、土釘、組合拱帷幕、旋噴土錨、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土多孔板等新的支護(hù)結(jié)構(gòu)型式也相繼問世。

七、結(jié)束語

基坑的開挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程結(jié)構(gòu)、建筑材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集土力學(xué)、水力學(xué)、材料才學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等于一體的綜合性學(xué)科。支護(hù)結(jié)構(gòu)又是由若干具有獨(dú)立功能的體系組成的整體。正因如此，無論是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是施工組織都應(yīng)當(dāng)從整體功能出發(fā)，將各組成部分協(xié)調(diào)好，才能確保它的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 夢秋英，王鐵宏，陳耀先.對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)土壓力問題的討論[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，1998.

[2] 李繼業(yè)，劉福臣.建筑施工質(zhì)量問題與防治措施[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2003.

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