岩土工程施工中基坑边坡失稳及加固处理研究
摘要
关键词
岩土工程;基坑施工;边坡失稳;加固处理
正文
前言:由于社会经济水平进一步提高,人们对居住环境的舒适要求也随之不断有新的要求,所以作为建筑企业而言,无论是多层建筑还是高层建筑都整体工程结构上有了很大发展,并且在建筑的功能性和安全性上有了很大的提升和改善。基坑项目是整个建筑工程体的基层部位,受到客观环境的影响,施工技术的难易程度也有所不同。特别是在岩土工程的基坑边坡施工时,受地质条件和岩土结构等环境的影响,基坑的边坡支护容易出现边坡失稳的现象,影响岩土基坑施工质量。负责岩土基坑施工的企业单位应充分了解地质情况,制定科学合理的施工方案,在施工过程中严格遵守施工技术规范以及各项施工制度,使岩土基坑边坡失稳加固技术得到有效运用,保障基坑工程的施工质量。
1岩土基坑边坡支护工程的施工特点
1.1不确定性
岩土基坑支护工程在实际建设环境中,是一个循序渐进的动态过程,项目施工作业存在较大的不确定性,很难做到对岩土内、外部结构的具体掌握,对岩土的性质了解在通过现场采集数据进行分析的过程较长,存在不确定性。受整个岩土基坑施工周期长的影响,加上岩土基坑支护施工条件较差,所以岩土基坑支护工程施工中容易发生事故。
1.2区域性
在进行岩土基坑支护工程建设的前期,对施工现场区域进行全面的勘察和分析,针对现场掌握的施工状况制定针对性的施工解决方案,尽量减少不利施工因素的影响。不同区域的岩土地质结构以及地质含水量、地下水质层等环境因素不同,需要总结实践经验,把控区域环境条件,进而保障岩土基坑支护工程能够顺利进行。
1.3综合性
由于岩土基坑支护工程的建设是结合了岩土工程学科,以及结构工程学科等多学科内容,要求对岩土基坑施工现场的施工人员对涉及到的每个学科知识有充分的了解和掌握,才能够在岩土基坑支护工程施工过程中通过综合性学科知识的运用,多角度分析岩土基坑施工中遇到的问题,只有全面掌握岩土基坑支护工程的综合性要求,才能尽快解决施工遇到的问题,提高岩土基坑支护工程施工效率,同时也保障施工的整体质量。
2岩土工程基坑边坡失稳原因分析
2.1地质因素
地质条件对于岩土基坑边坡稳定性的影响主要体现在三个方面:其一,地下水活动情况较为复杂,基坑工程施工过程中存在地下水位过高的现象,受到地下水流量与流速的影响,导致岩土基坑稳定性不足。同时,岩土基坑边坡土质类型如果为粉土、粉砂等强度低、透水性强的土质,会导致地下水由边坡土体渗透至基坑内,长时间处于含水量较高的环境下会软化边坡,造成边坡失稳问题。其二,基坑土体承载力不足。基坑开挖会改变边坡处原始土体的应力状态,随着开挖面积的加大与开挖深度的增加,对边坡处原始土的扰动程度激增,很容易出现边坡坍塌、滑落情况的出现。其三,在岩土工程基坑施工中,如果周边环境、地质情况较为复杂,对基坑处土体稳定性的影响较大,将会降低岩土基坑边坡稳定性。
2.2工程设计因素
设计是岩土基坑施工的前端环节,其对基坑稳定性的影响较大。其一,设计阶段对基坑地质勘察不到位,未能全面预测可能导致基坑边坡失稳的因素,导致支护结构设计不合理,为基坑边坡安全埋下隐患。其二,设计参数不准确。基坑开挖及支护施工中需要以设计参数为标准,如土层物理参数、开挖面积及开挖深度、支护结构强度、支护体系承载力等,如果对此类参数选择不恰当,部分设计参数不符合实际施工条件,则会因超挖、欠挖、边坡外围地基处理未达预期效果等加大岩土基坑边坡失稳风险。其三,排水方案设计不合理。岩土基坑开挖施工中,随着基坑土体的移除会导致边坡处土体产生指向基坑内部的土压力,如果排水方案设计合理,基坑降水将会使基坑内外产生地下渗流,与边坡土压力方向一致,对岩土基坑边坡稳定性十分不利。其四,挡土断面设计中计算方式不正确、计算结果失准,导致挡土断面设计不科学,进而诱发岩土基坑边坡失稳问题。其五,基坑整体安全性设计不到位,支护形式选择不恰当,支护结构的刚度、强度等不合理,也会导致岩土基坑边坡失稳问题。
2.3施工因素
岩土基坑边坡失稳施工原因较为复杂,综合来看体现在以下三个方面:其一,施工人员、机械设备操作人员技术水平偏低、责任意识及质量意识薄弱、未严格按照技术规范进行操作都会导致基坑开挖后边坡出现表面不平整、不合格的问题,存在超挖、欠挖现象,影响岩土基坑边坡的稳定性。其二,设计方案内基坑支护结构体系、相关参数等是基坑施工的重要依据,但部分施工企业为降低施工成本、缩短施工周期盲目选择操作简单、成本低廉的基坑支护形式,导致支护强度、刚度等不能达到设计要求,很容易诱发岩土基坑坍塌、滑坡等风险。其三,在强降雨天气下,为避免雨水冲刷导致基坑边坡失稳,需要在边坡覆盖多层土体。但部分施工企业未针对雨季施工采取相应的安全质量保障措施,或是土层覆盖不达标,或是未能及时排出基坑内的积水,都会导致基坑边坡失稳风险加剧。
3岩土工程施工中基坑边坡失稳加固处理技术
3.1抗滑桩预加固技术
在施工过程中,如果遇到复杂的岩土工程环境,可以考虑使用防滑桩支护技术来加固,基坑边坡可有效防止基坑边坡的不利塑性变形。安装防滑桩是一种有效的防护措施,可以有效地阻止雨水和地表水对匝道结构的破坏,从而保证匝道的稳定性。根据不同的地质条件,可以采用人工灌浆或机械灌浆的方式,以较大程度地增加基坑边坡的稳定性,这也是岩土工程中常见的加固技术之一,这种方法可以有效地抑制任何斜坡区域不必要的土壤移动,同时,该技术还防止了各种不利因素导致的基坑塑性变形。根据基坑边坡工程设计总平面图,基坑边坡高达14.4米,基底包括风化层、部分黏土层和其他风化岩石。随着工程的不断推进,裂缝的长度和宽度都在不断增加,为了避免边坡稳定性进一步恶化,使用抗滑桩预加固技术。加固措施如下:首先清理松散土壤,然后用钢筋混凝土喷洒边坡,并使用钢丝网作为护坡的表面框架。在施工过程中,边坡的承载力进一步降低,相应的边坡垃圾应被处理掉。压缩土安装在斜坡底部,压缩防水层的高度设置为3米,具体取决于剪切参数和斜坡高度,将钢管桩和钢锚引入斜坡。考虑到边坡高度和土壤剪切位置,钢管桩与底盘之间的高度为2.2米,抗滑桩由630根长度超过1米的钢管制成。
3.2防渗覆膜加固
HDPE防水膜加固技术主要是指利用防水膜将雨水和外水隔绝。HDPE防水膜具有卓越的耐热性和抗冻性,能够有效地阻止外界雨水的积聚和冲刷,进而保护锅炉坡度的安全性,恢复基坑边坡滑动面的力学参数,并有效防止重力过大导致的边坡失稳。HDPE防渗膜工艺在边坡加固中的应用能够显著改善边坡稳定性,有效抑制裂纹的发生,进而提升路基安全性和稳定性。施工人员要仔细清理坡面,然后直接用不透水的HDPE膜覆盖坡面,并采用沟槽固定法进行有效加固。槽的深度和宽度通常设置为0.5m和0.6m,最后覆盖11m宽的HDPE防水膜,有效保证防水膜接缝的平行性[4-6]。在基本稳定的边坡上,防渗膜护坡是一种重要的边坡加固技术,它能够有效地保护边坡,并且施工步骤非常简单。首先,选择1mm厚的专用防渗膜,将松散的开放土壤完全覆盖,以确保边坡的稳定性和安全性。在铺设之前,仔细检查斜坡防渗膜,以确保安全性。清除各种碎屑和尖锐碎屑,以免刺穿防水膜。使用自上而下的堆叠顺序用夹槽固定防水膜,宽度160cm,深度150cm。夹紧后,检查单层防水膜的安装效果。施工期间,为了确保HDPE防渗膜护坡加固技术的有效性,应将其覆盖宽度调整至100mm,并在铺设完成后,将锚槽填充混凝土,以确保施工的安全性和高效性。除此之外,在安装过程中产生的缝隙也可以通过混凝土填补来加固。
3.3填石层、砂砾层加固
在一些地质条件复杂的施工区域,施工单位可考虑采用不同的加固养护技术,采用复合加固养护技术可有效提高基坑边坡加固养护的整体效果。应在施工中后期进行实际监测和边坡稳定性试验,以有效预防和控制组合,防止不利的安全风险,并做好后续使用。这种有效的加固结构不仅考虑了坡道的整体稳定性,还考虑了基坑坡道和周围地质结构的兼容性和影响,因为生态特征是影响施工环境的主要因素。当前,复合加固技术在基坑施工中发挥着越来越重要的作用,复合加固技术主要包括喷射网格支撑技术、三维网格支撑技术和其他网格支撑技术。通过精确钻孔和支撑加固技术,能够有效地提升基坑结构边缘的安全性,进而实现持久性的保护。此外,为了改善护坡周围土壤的生态特性,还可以通过在护坡周围种植草来增强植物的生长,以便达到更好的护坡效果,从而提高护坡工程的安全性,施工完成后,有必要使用信息技术和监测技术来准确监测边坡压力并评估基坑边坡的稳定性。在处理反应堆岩层时,处理方法是直接提取岩层并用另一种土壤代替,该方法适用于小型加工。如果填料厚度较大,应使用挖孔灌浆来消除填料的不利特性,如果与砾石发生碰撞,主要的加固措施是钻孔和有效控制砾石层中溶液的比例,常用溶液的比例为1.1~1.15。此外,还应注意控制钻孔钢筋直径,并相应调整钻孔参数,以更好地提高砾石层的承载力。
3.4边坡基坑排水
强化排水技术在控制盆地边坡失稳方面的效果明显。在排水工程中,可分为地表排水和侧排水,地表排水对内部和外部滑坡具有高度适应性。在实际施工过程中,应在滑坡外侧设置适当的梯沟,以有效减少地表水进入滑坡。天然沟渠主要用于滑坡排水工程,天然沟渠周围设置盲沟、廊道、水平排水孔和其他合适的水平排水孔,并与渗水孔有效结合,可以有效防止集水坑周围山坡上的严重水蚀,边坡是一种加固高地下水位和高土壤渗透性盆地边坡的方法。在一些地质工程中,由于土壤表面高于底部,地下水渗入矿坑,从而破坏了边坡的稳定性。坑内有各种沉积物,包括井中的沉积物和排水沟中的排水,不同类型的油井沉积方法具有不同的土壤渗透系数和地下水深度。普通单层轻质油井的土壤渗透系数为0.1—50m/d,地下水深度的减少通常为4—6m,而深井的土壤渗透性系数为10—250m/d,地表水深度的减少为15m。根据基础井的总水量和一口水井地估计水量计算油井数量,在选择轻质油井排水点时,必须根据基坑的宽度和深度,正确设置排水点、双排水井点或圆形油井点。注意控制水井管与斜坡之间的距离,管道储存期间,应通过连接普通排水管、预埋管、弯管和泵设备进行钻井作业。铺设时,注意起吊和回填管道铺设后,将在井点进行试泵,在确认操作没有问题后再开始施工。在施工过程中,必须及时清理施工边坡,特别是边坡上的松散巨石,以防止不必要的事故发生。施工完成后,基坑表面会有很多石坑需要用材料填充,以有效保证边坡的平整度,为以后的施工提供良好的保障。制作编织网时,网应挂在斜坡底部,尺寸为55cm,网应悬挂在2mm处。编织网由镀锌铁丝制成,架设挂网时,应自下而上铺设坡道,完工后喷洒混凝土材料,以形成有效的加固状态,提高整体稳定性。
结束语:
综上所述,随着科学技术的发展,在岩土工程施工中,应用现代化的勘察技术对边坡地质灾害进行勘测和预防,逐渐成为岩土工程建设的首要目标。岩土工程施工单位必须要充分做好基坑处理工作,尤其是针对基坑边坡产生的失稳问题需要加以充分重视,对岩土基坑边坡失稳的具体影响因素进行全面分析和判断,并且提出针对性基坑边坡加固处理技术,有效保证基坑结构的施工安全性。
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