岩土工程勘察及建筑基坑支护设计中的常见问题探究
摘要
关键词
岩土工程;基坑支护;问题
正文
前言:岩土工程勘察和建筑基坑支护设计是土木工程中非常重要的环节,对工程的安全性和稳定性至关重要。然而,这两个环节中常常存在一些问题和挑战,如布设勘察点时存在的问题、野外勘察缺少合理安排、对勘察区域的分析不全面,以及基坑支护设计中未正确选择土体物理学参数、基坑土体样本无整体性等。为了解决这些问题,需要进一步完善勘察管理体制、选择合理的勘察方式、建立勘察分析系统,并积极探寻新型计算方式和采用新型设计方式来达到控制变形的目的。本论文将探究岩土工程勘察和建筑基坑支护设计中的常见问题,以期为实际工程提供有益的参考和指导。
1岩土勘察存在的问题
1.1布设勘察点时存在的问题
在岩土勘察中,布设勘察点时存在的问题包括勘察点数量不足、勘察点选址不合理、勘察点深度不够等。这些问题可能导致勘察数据的不足或不全面,从而影响后续工程设计和施工的准确性和安全性。其中,勘察点数量不足可能导致勘察数据不够全面,无法反映勘察区域的地质情况;勘察点选址不合理则可能导致勘察数据不够真实,不能反映勘察区域的典型地质情况。
1.2野外勘察缺少合理安排
野外勘察缺乏合理的安排和计划可能会导致很多问题。首先,缺乏合理的勘察路线和方法,可能会导致勘察信息不全面或重复勘察,浪费时间和资源。其次,野外勘察还需要考虑安全、环境保护等方面的问题。如果没有制定安全规程和措施,可能会给勘察人员和周边环境造成潜在的安全风险和环境污染。
2岩土勘察的改进方式
2.1进一步完善勘察管理体制
为了解决勘察工程中存在的问题,我们需要进一步完善勘察管理体制。这包括制定更为详细的勘察规范和标准,以及建立更加完善的勘察管理机制。在管理体制方面,应该注重人员培训和技术交流,提高勘察人员的专业水平和工作效率。此外,还需要建立完备的勘察档案和数据库,方便后续工程设计和施工参考和利用。同时,应加强勘察质量监督和检查,确保勘察工作的质量和有效性。在实际操作中,需要严格按照勘察规范和标准进行工作,确保勘察的全面性、准确性和科学性。对于勘察过程中出现的问题,应及时进行整改和纠正,避免问题扩大化和影响后续工程设计和施工。勘察工作的管理应该与工程设计和施工紧密结合,形成协同作用,提高工作效率和质量。
2.2选择合理的勘察方式
选择合理的勘察方式是确保勘察工作高效、精准的关键。常用的勘察方式包括地面勘察、钻探勘察、地球物理勘察、遥感勘察等。在选择勘察方式时需要综合考虑勘察目的、勘察区域的地质条件和特点、勘察时间和经费等因素。地面勘察是最基本的勘察方式,适用于简单的地质环境和工程条件。钻探勘察则是最常用的勘察方式之一,可提供较为精确的地质和工程信息。地球物理勘察可用于获取地下的物理信息,如地震勘探和电磁法勘探等,能够提供地下物质的性质、构造和分布等信息。遥感勘察是通过卫星遥感技术获取地表特征的信息,适用于大范围的地质环境分析和资源调查。在选择勘察方式时,还需要综合考虑勘察成本、勘察效率、勘察结果的准确性等因素。合理选择勘察方式不仅可以提高勘察效率和准确性,还能有效控制勘察成本。
3岩土工程中的深基坑支护存在的问题
3.1基坑土体样本整体性不足
基坑土体样本整体性不足指由于取样点数量不足、取样深度不够深或者取样方法不当等原因,导致在进行土体采样和室内试验时,获取的土样无法代表基坑区域内土体的整体特性。基坑土体样本整体性不足会对基坑支护设计产生以下影响:(1)由于采样点不足,勘察人员难以全面了解基坑区域内土体的变异性和非均质性,从而忽略了存在的地质问题。(2)样本整体性不足可能导致土体力学参数的估计不准确,从而影响基坑支护结构的设计和稳定性评估。(3)未能获得代表性的土体样本可能导致施工过程中遇到未知的地质条件,增加施工风险和成本。
3.2基坑支护结构设计与实际受力存在出入
由于设计团队对地质条件和工程负荷的不准确估计,或在设计过程中使用不适当假设或简化方法,易导致设计与实际受力情况有所偏差。基坑支护结构设计与实际受力存在出入对基坑支护的影响主要体现在以下方面:(1)由于设计与实际情况存在偏差,支护结构的承载能力可能不足以应对实际受力,从而导致基坑支护的不稳定和安全隐患。(2)设计团队在设计过程中未能充分考虑地质条件,可能会导致支护结构在不均匀或复杂地质环境中出现局部失效,影响基坑的整体稳定性。(3)设计团队在设计中使用不合理假设或简化方法,导致对支护结构行为的预测不准确,增加施工风险和成本。
3.3力学参数选取不准确
岩土深基坑支护结构承载力计算结果越接近实际情况越好。在动态变化的深基坑支护结构内想要得到接近实际的承载力数值,必须选择合理的力学参数。不合理的力学参数会降低承载力计算的可靠性,影响深基坑支护结构的稳定性。深基坑支护设计常用的朗肯公式和库伦公式无法准确计算深基坑土层结构动态变化的本质,所以其设计方案的具体实施效率会打折扣。相反,如果基坑支护设计阶段的力学参数选择合理,那么基坑支护结构的整体性就可以得到保障。然而在岩土深基坑工程的实际施工中,设计施工人员往往都没有对力学参数选取给予重视,不但影响了深基坑结构整体稳定性,还增加了施工工期和成本。
3.4设计人员问题
深基坑支护设计工作者应该受到工作经验、个人能力以及专业技术水平等方面因素的影响,从而使得其在设计工作之中,缺少充分的技术保证,相对应的支护构造在安全性、实效性等方面无法得到保障,又因为在实际工程中,相对应的支护设计问题可能会随着工程作业的进行而出现,从而引起支护工程安全事故。众所周知,设计工作者因为自身原因而导致的质量事故是十分常见的。设计工作者应该在设计初期,提高支护设计科学性与完善性,从而实现工程高效进行。
4岩土工程基坑支护设计优化措施
4.1改进土体样本采集与测试
改进土体样本采集与测试的目标是提高土体力学参数测试的准确性和可靠性,从而为基坑支护设计提供更为准确的地质数据和参数,具体做法如下:其一,优化土体样本采集方法,增加样本代表性和数量。勘察团队应根据基坑区域的地质条件和变异特点,选择合适的土样采集点。为提高样本的代表性,应考虑采集不同深度和位置的土样。例如,在基坑设计中遇到具有明显不均匀性的地层时,可以增加采样点的密度,以更好地反映地层的变化情况。其二,勘察团队应用先进的试验设备和技术,提高土体力学参数测试的准确性。在完成抗剪强度试验、压缩试验等传统土体力学试验时,可以通过使用先进试验设备和自动化数据采集系统,提高试验数据准确性和稳定性。
4.2结合实际情况进行支护结构设计
结合实际情况进行支护结构设计的目标是根据勘察区域的地质条件、基坑的深度和形状、土体类型以及地下水情况等实际情况,灵活选择适合的支护结构类型和参数,以确保基坑支护的有效性和安全性,具体做法如下:其一,设计团队应考虑基坑周边地质条件和变形特征,选择适合的支护结构类型。在进行支护结构设计时,必须充分了解周边地层的稳定性和变形情况。例如,如果周边地层为稳定的硬岩,可以选择悬臂式钢支撑结构,而如果周边地层较为松散,则需要采用土钉墙或深层搅拌桩等支护结构。其二,设计团队应根据基坑的深度、土体类型和地下水情况等因素,调整支护结构的参数和尺寸。基坑深度是决定支护结构稳定性和安全性的重要因素。对于较深的基坑,可能需要增加支护结构的厚度和强度,以提供足够的抗变形能力。
4.3深基坑支护结构的施工监测
根据深基坑工程的设计要求和地质条件,制定合适的监测方案,包括监测点布置、监测项目、监测频率、监测预警值等,以确保对支护结构的施工过程进行全面、系统的监测。对监测数据进行分析和解读,包括桩身变形、支撑应力、地下水位、土压力等,以了解支护结构的工作状态和基坑的安全状况,同时为后续施工提供反馈和指导。根据监测方案的要求,选择合适的监测设备和仪器,并进行准确的安装和调试,以确保监测数据的准确性和可靠性。在深基坑工程施工过程中,对施工现场进行监测,包括支护结构的变形和应力、土体的位移和沉降、地下水位变化等,及时掌握施工现场的实际情况和支护结构的工作状态。根据监测数据的结果,及时反馈给设计和施工人员,发现和解决施工过程中可能出现的问题,同时为后续施工提供指导和应用。对监测数据进行准确的记录和管理,包括监测时间、监测点位、监测数据等,以便于后续的数据分析和应用。
4.4提高设计人员能力
作为岩土深基坑支护作业的设计工作者,应该持续提高自身的专业素养与工作能力,特别是对于一些具有特殊性的地质环境支护构造设计,工作人员应该持续累积与提高自身的工作经验与技术水平。纵观现阶段岩土工程基坑支护现状来看,不难发现一部分经验较为缺失的设计工作者,一味地将设计软件作为重点,进行相应的设计工作,根本没有依据实际工程情况与环境特点进行设计,从而使得相应的支护方案根本没有办法符合实际工程需要。作为设计者,应该持续革新优化自身的技术能力,与经验充分能力较强的设计人员进行技术方面的交互沟通。这样一来可以提升自身对于工程设计的认知与理解,改正自身在设计工作中的缺陷;二来支护构造的设计内容必须符合相应的岩土工程情况,从而显现出设计工作的价值与作用。缺少实际性的设计方案,不但无法符合工程施工标准,严重情况下还会导致工程质量产生问题,从而引起相应的安全事故出现。作为设计人员,应该将提高设计质量作为终身任务,根据工程实情科学设计,确保工程质量,切实实现支护构造的价值与作用,践行设计人员的职业使命。
4.5基坑支护形式选择
在房建工程项目基坑支护设计工作过程中,由于工程项目施工条件的需要,在深基坑的结构设计过程中必须要做好各方面影响因素的考虑和判断,因此深基坑支护结构设计工作是整个基坑支护设计工作中非常关键性的内容。在设计工作方案选择过程中,通常选用的是钻孔灌注排桩方法,有效结合钢筋混凝土和钢板桩基坑结构设计工作方式,提高基坑支护效果和稳定性。除此之外,在进行基坑支护选型工作过程中,需要对基坑土质参数情况以及排水问题进行综合考虑和分析,需要将基坑施工安全性问题作为其中的首要考虑条件,需要根据基坑围护设计工作方式组合方案进行针对性选择。比如,选择支护体系和围护体系相结合的深基坑架构处理方式具有刚性程度更大、土体结构变形量更小等方面特点,同时对于基坑支护结构各节点之间的连接更加紧密,可以进一步提高基坑支护结构的稳定性。在基坑支护设计工作当中,需要有效判断基坑支护结构所产生的位移变化量情况,同时需要实现对各部分基坑位移数据展开准确检测,可以进一步优化基坑支护结构体系,并且对可能产生的各种安全隐患问题进行事先预防。
结束语:
概而言之,通过上文的详细分析和阐述,我们可以知道,本研究通过对岩土工程勘察及建筑基坑支护设计问题进行探究和分析,发现这些问题在实际工程中十分普遍,严重影响了工程建设的性和效率。针对这些问题,本研究提出了相应的解决途径和建议,希望本研究对于相关工程实践和学术研究有所启示和帮助。
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