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浅谈岩土工程勘察和基坑设计
摘要:岩土工程勘察报告是基坑工程设计与施工的依据。勘察是准确认识基坑的需要,也是基坑工程事故的多发点。基坑工程设计和施工要根据详细的岩土勘察报告进行。本文简要论述了基坑岩土工程勘察和基坑的设计施工,并介绍一个关于本内容的基坑设计实例。
关键词:岩土工程;基坑工程;勘察;施工设计
Abstract: This paper briefly discusses the design and construction of the foundation pit geotechnical engineering investigation and excavation, and describes the design example of a pit on the content.Key words: geotechnical engineering; foundation pit; inspections; construction design
中图分类号:TU195 文献标识码:A文章编号:
岩土工程勘察是基坑支护设计的依据,也是基坑工程事故的引发因素之一,针对基坑工程的岩土工程勘察可与主体建筑勘察一并进行[1],必要时要对其进行专门的岩土工程勘察。岩土体的变异性一般都比较大,对于复杂的岩土边坡很难在一次勘察中就将主要的岩土工程问题全部查明;而且对于一些大型基坑,设计往往也是分阶段进行的。当地质环境条件复杂时,岩土差异性就表现得更加突出,往往即使进行了初勘、详勘还不能准确的查明某些重要的岩土工程问题,这时便需要针对基坑工程进行有针对性的岩土工程详细勘察。
一、基坑工程勘察
由于天津地区主要以软土为主,市区内故河道和沟坑分布非常广泛,河道内沉积的主要为淤泥质土和松散~稍密的粉土,该粉土层在地震作用下会发生液化,沟坑内填垫的主要为淤泥质土,在天津的滨海新区广泛分布着厚度达15.00~20.00m的淤泥及淤泥质土,这就为天津地区基坑的设计和施工带来了不小的困难。
软土对建筑物的稳定或正常使用有特殊的影响,因此,对其进行岩土工程勘察时,就必须针对其软土的工程特性,查明其对工程建筑的影响,作出正确评价,以保证工程建筑物的安全稳定和正常使用。
通常来说,软土具有如下工程性质:
1.触变性:当原状土受到振动或扰动以后,由于土体结构遭破坏,强度会大幅度降低。触变性可用灵敏度St表示,软土的灵敏度一般在3--4之间,最大可达8--9,故软土属于高灵敏度或极灵敏土。软土地基受振动荷载后,易产生侧向滑动、沉降或基础下土体挤出等现象。
2.流变性:软土在长期荷载作用下,除产生排水固结引起的变形外,还会发生缓慢而长期的剪切变形。这对建筑物地基沉降有较大影响,对斜坡、堤岸、码头和地基稳定性不利。
3.高压缩性:软土属于高压缩性土,压缩系数大。故软土地基上的建筑物沉降量大。
4.抗剪强度低:其内摩擦角一般不大于10kPa,且地基的承载力很低,软土边坡的稳定性极差。
5.低透水性:软土的含水量虽然很高,但透水性差,特别是垂直向透水性更差,垂直向渗透系数一般在i×(10-6~10-8)cm/s之间,属微透水或不透水层。对地基排水固结不利,软土地基上建筑物沉降延续时间长[2],一般达数年以上。在加载初期,地基中常出现较高的孔隙水压力,影响地基强度。
6.不均匀性:由沉于积环境的变化,土质均匀性差。例如三角洲相、河漫滩相软土常夹有粉土或粉砂薄层,具有明显的微层理构造,水平向渗透性常好于垂直向渗透性。湖泊相、沼泽相软土常在淤泥或淤泥质土层中夹有厚度不等的泥炭或泥炭质土薄层或透镜体。作为建筑物地基易产生不均匀沉降。
二、基坑工程设计
1.支护结构设计的荷载及其组合
影响支护结构的主要荷载应包括土压力、水压力[3] (静水压力、渗流压力、承压水压力)、基坑周围建筑物及施工荷载引起的侧压力、温度应力、临水支护结构的波浪作用力和水流退落时的渗透力、作为永久结构时的相关荷载。支护结构设计的荷载组合没有一个统一标准,但应按照相关的支护结构设计规定执行。
2.基坑支护的几种主要形式:
(1)放坡开挖
放坡开挖是指选择合理的放坡比进行开挖。用于地基土质较好、开挖深度不大及有足够放坡场所的工程。施工简便、费用低,但挖土及回填土方量较大
(2)桩墙式支护结构
桩墙式支护结构的设计包括支护桩入土深度的确定,进行支护结构体系的内力分析和结构强度计算,基坑内外土体的稳定性验算,基坑降水设计和渗流稳定验算[3],基坑周围地面变形的控制措施,施工监测设计。桩墙式支护结构包括水泥土桩墙支护结构、排桩支护结构及地下连续墙支护结构
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