一、岩土工程深基坑支护中的主要设计问题
1.力学参数的选择不合理
在深基坑开挖过程中,将会不断地改变地质情况,从而导致土体的物理力学参数(如内摩擦角、粘聚力以及含水率)发生变化,在这种情况下,在土压力计算时,将会给施工人员带来一定的难度。另外,由于土体物理力学的参数不一样,也会使深基坑的支护结构形式和施工工艺的选择发生变化。因此,如何进行土体物理力学参数的选择便成为一种不确定的因素。
2.基坑土体取样不完全
在设计深基坑支护的结构之前,为取得比较合理的土体物理力学的指标,设计人员应该先对岩土工程项目的地基土层进行科学的取样分析,为以后的支护结构设计提拱参考依据。在深基坑开挖时,应按照国家的规范进行钻探取样。为了减少勘探工作量,降低工程成本,尽可能避免过多钻孔。然而,在基坑开挖中设计人员所取得的土样具有一定的随机性,加上地质构造较为复杂,从而导致所取得的土样不能满足要求,造成支护结构设计偏离了实际。
3.基坑空间效应问题
在深基坑开挖施工过程中,经常会出现边坡失稳现象,即开挖基坑存在着空间效应问题。因此,对于细长的基坑而言,在处理开挖基坑的空间问题时,为使之与开挖的空间效应标准一致,设计人员需要按照平面应变的基本原则,适当调整支护的结构,尽量减少空间效应问题的发生。
4.边坡堆载不明确
在基坑支护完成以后,施工单位出于方便施工,在基坑附近堆放大理的工程材料。如钢筋、水泥等;同时在混凝土浇筑过程中,出现基坑的上口线与混凝土的罐车距离较近情况等,致使安装塔吊过程中很容易发生安全事故。在这样的情况下,大大降低了基坑边坡的压力,从而造成基坑出现较大的变形,引起坍塌问题的发生。为此,在基坑支护工程设计中,设计人员需要充分考虑到计算基坑坡顶距离,处理好基坑与材料之间的关系问题,避免基坑出现坡顶极限承载力超出现象。
二、解决岩土工程深基坑支护中设计问题的有效策略
1.树立全新的设计观念
近年来,我国在深基坑支护技术得到了迅速的发展,其主要表现在通过对深基坑支护施工数据的收集,摸索出支护结构的受力规律,为深基坑支护结构设计新理论的提出提供了基础条件。然而,对目前来说,在基坑支护结构设计过程中,经常会出现缺乏精确的计算方法的支持,缺统一的支护结构设计规范。如在支护桩的计算时,仍然使用“等值梁法”计算方法。这种计算方法很容易导致计算结果与现实情况存在很大的差距。由此可见,要想设计出理论与实际相符的深基坑支护结构,必须采用创新的设计观念,建立信息反馈的设计体系,进而设计出更为科学的深基坑支护结。
2.采用新型的基坑支护设计方法
基坑边坡的变形观测作为深基坑支护工程变形观测的重要环节。在支护工程设计时,我们可以通过对数据进行监测,并对监测结果进行分析,并采取一些有效的处理措施,以控制基坑沉降变形问题。因此,在深基坑支护工程设计过程中,设计人员应确保施工方案的安全性和可靠性。除此之外,对于情况复杂的基坑工程,设计人员可以采用专家论证的形式,以有效的降低工程造价、从根本上保证岩土工程深基坑支护的安全和可靠性。
3.构建合理的支护结构
高层建筑施工特别需要进行深基坑支护结构的设计。但是,对于深基坑支护结构方面,具有一定的综合性。另外,深基坑工程施工工艺众多,包括岩土工程和结构工程。因此,设计人员在设计中应综合考虑了工程造价、施工工期及施工安全等问题,将设计理论与实际进行有效结合,以辩证的方式对待岩土工程深基坑支护及周围环境之间的关系,进而构建出合理的支护结构。
4.进行支护结构的相关试验
支护结构的试验内容包括工程施工现场的试验和实验室模拟试验,支护结构虽耗费大量资金。但因深基坑支护部分的投资成本较高,若先进行支护结构的试验再进行支护结构的设计,将会大大降低工程的投资成本。因此,做好支护结构工程的现场试验显得极其重要。通过工程实践证明,在深基坑支护设计中,需要不断地积累的测试数据,为建立全新的计算方法提供理论资料。
5.掌握好先进的支护结构计算方法
近年来,深基坑支护结构已经逐渐向着综合性的方向发展。也就是说,逐渐实现了临时支护结构和永久支护结构相结合、受力结构和水力结构相结合以及基坑开挖方式和支护结构型式相结合。这种结合方式使深基坑支护结构的受力越来越复杂,因此,我们需要引入新型的支护结构计算方法。除此之外,考虑到基坑开挖与支护结构工程是一项系统性和全面性的工程,其涉及的范围较广,不仅包括施工工艺以及施工管理,而且包括工程地质、水文地质、建筑材料、工程结构等。同时也是是一项综合性的学科,包括材料学、土力学、水力学以及结构力学等。因此,设计人员应采用先进的支护结构计算方法,并合理控制好深基坑支护设计中的各个环节,这样才能确保基坑支护设计方案的安全性、可靠性和经济性。
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