矿山岩土工程深基坑支护工程设计理论与实践相结合论文

2024-06-07 09:26:48 来源: 作者:liangnanxi
摘要:新时期的发展与进步下,建设行业也有了与之相对应的发展与进步。目前,在矿山岩土工程的建设中,深基坑支护问题是一个十分严重的问题,因此,必须要引起有关工作人员的高度重视,只有通过对深基坑支护的基础结构进行有效地控制,才能确保矿山岩土工程的品质与实际效果。
摘要:新时期的发展与进步下,建设行业也有了与之相对应的发展与进步。目前,在矿山岩土工程的建设中,深基坑支护问题是一个十分严重的问题,因此,必须要引起有关工作人员的高度重视,只有通过对深基坑支护的基础结构进行有效地控制,才能确保矿山岩土工程的品质与实际效果。
关键词:矿山岩土工程;深基坑支护;设计及实践
在矿山岩土工程中,要注重对基础结构的品质进行保障,因为基础结构的品质对于整体的岩土工程起到了很大的影响,同时还会对其的安全性和实用性产生很大的影响。在此情况下,在岩土工程基础结构的设计与施工中,其对应的处理手段要与时俱进,具有更好的适应能力,有关的技术人员要从岩土工程深基坑支护的设计与应用角度出发,对支护结构的建设进行全程的管理,同时,有关的工作人员要与现实中存在的问题相联系,并给出切实可行的方案,从而达到最大限度地提高设计方法与使用效果。目前的岩土工程深基坑支护设计中仍然有很多问题,因此必须要制定相应的对策,而这些缺点给岩土工程的有效、迅速地投入到实际工作中造成了一些负面的影响。
1矿山岩土工程基坑支护的设计思路
在进行一个支挡结构的设计时,除了要将所要建设的矿山岩土工程的自然地形、地质条件、当地的经验和技术条件等因素纳入考量之外,也要将国家和当地的相关法律、法规纳入考量范围。因此,工程项目的关键是对可行的方案进行优选,能够按照下列几个方面来进行优选。首先,要对要建设的基坑支护工程展开调查,假如深浅比较大,应该优先考虑悬臂式支护结构,这种结构主要是利用基坑地面下面土体提供的土压力来保持支护体系的平衡,它的主要结构形式包括了桩排支护结构和地下连续墙两种类型,如果边坡土质较好,地下水位较低,则通常采用桩排支护结构。一般来说,当深埋于深部或被动区的土壤条件良好时,采用悬臂型的围护方式是比较经济的;但对于深部工程或被动区的土壤特性比较恶劣的地区,则是比较不经济的。当支护方式不能满足要求时,可以采用其它方式,如,钢板桩支护、土钉支护、网状树根桩、反向支护等。在进行各种类型的支挡时,要结合实际,对各种类型的支挡进行综合评价,并进行对比分析。在进行围护结构的设计时,应将地下水位的变化情况加以考虑,这对工程的成功与否有很大的影响。但是,在此过程中,要关注的是,该工程场地的土壤性质能否适用于井点降雨,同时,也要考虑到使用井点降雨对周边环境的不利影响,一般来讲,也可以使用井点回灌技术,将这些不利影响降低到最小。根据工程实际情况,采用各种围护形式进行围护。要根据当地实际情况,选用符合当地实际的可行方案。
2矿山岩土工程深基坑支护设计中应注意的问题
2.1支护结构侧向土压力的计算问题
当前,对于土压力的分配与计算,一般都使用经典的Lanken土压力,并假设支撑结构为垂直,其作用方向为水平,而墙后为平滑,没有考虑到土壤对支撑体摩阻力的影响。当采用兰肯法进行围挡设计时,其主要原因在于,兰肯法中的主动力、被动力都是基于极限平衡态的概念。根据已有的试验成果,其变形量通常是被动变形量的10倍~50倍。实践中,因围挡结构通常不能使其具有满足被动稳定要求的变形量,因此,受动土压力往往小于主动稳定极限。结果表明,采用兰肯公式所求出的被动土压力值较大,在实际应用中应适当减少。降低因子的大小与被动区土体性质、支撑形式有很大关系,要依据被动区土壤性质、支撑形式等因素选择相应的降低因子。
2.2土水压力的计算问题
传统深基坑侧上压力的计算理论主要以朗肯理论和库仑理论为基础,这两种理论无论在基本假设上,还是在计算原理上都存在一些缺陷。主要表现为:一是实际深基坑工程围护墙通常不满足古典土压力理论的假设条件。二是古典土压力理论没有考虑围护墙的变形过程,而仅以墙体位移达到使墙后土体出现极限状态的平衡条件为计算依据。但在工程实践中,由于支挡结构的位移往往没有达到稳定的程度,支挡结构的位移会随基坑深度的增加而增加,支挡结构的位移会随基坑深度的增加而增加。另外,现有的边坡土力分析方法未考虑土体内部和外部均具有很大的水头差异,也未考虑渗透作用对边坡稳定性的影响。在进行地基处理时,要考虑几个因素对地基水力的影响。
2.3选择力学参数失误
在岩土工程深基坑支护的设计中,力学参数是很关键的一环,若对力学参数的选取错误,很有可能会直接引起支护的承重超过了一定的范围,从而引起了岩土工程的质量问题,从而引起了人身和财产的损失。在支护的实际工作中,很难得到精确的数据,由于岩土工程所处的土地地质情况复杂,要想得到精确的数据,就必须进行深层土地的发掘,在发掘的过程中,也要确保对有关因素进行了综合的考量,包括了土层的含水率、摩擦力等,而这些基本因素都在发生着改变,因此还必须由专门的工作人员来进行勘察和判断,在此情况下,才能够确保所获取的数据的准确性,然后再选择合适的力学参数来进行设计计算,从而确保岩土工程中的深基坑支护的质量。
3基坑支护实践施工顺序
在复合土钉墙段,首先要对其进行水泥搅拌桩的建设,将其放坡到小型钢管桩顶标高处,在此基础上进行钢管桩的建设,在此过程中,还要对放坡面的钢筋网喷砼、桩顶锚索、腰梁等进行加固,当锚索注浆强度和腰梁强度都达到了设计强度的75%后,才能进行锚索的张拉和锁定。根据需要进行分层、分段地挖掘,每一段挖掘长度为20m~30m,每一层挖掘到土钉或锚索下方0.2m~0.3m,在其上进行土钉或锚索、钢筋网状混凝土腰梁,待浆体强度、喷射混凝土强度达到设计强度75%或锚索张拉锁紧后,再进行下一层挖掘,一直到基坑底部;关于桩锚支护段,首先要进行水泥搅拌桩的施工,接着进行旋挖桩的施工,在开挖到桩顶标高的地方,进行放坡面的钢筋网喷砼、冠梁层锚索、冠梁,当锚索浆体强度、冠梁强度都达到了设计强度的75%后,才能张拉、锁定,再进行下一道锚索、腰梁、桩间土的钢筋网喷砼,一直到基坑底部;在桩的支护部分,首先要采用水泥土搅拌桩,再采用旋挖桩和锚杆桩;再将基坑开挖到桩顶标高,在放坡面上进行钢筋网喷射混凝土桩的顶冠梁和内撑梁的施工;在此基础上,以小机器或手工挖除支护下的土体,使其达到设计的75%以上。
4矿山岩土工程施工中深基坑支护技术
4.1土钉墙支护技术
在针对矿山岩土工程的深基坑展开支护期间,土钉墙支护技术被广泛应用,它的支护结构比较简单,主要采用土钉群、混凝土和加固土体等,因此,在成本上,这种支护技术也比较便宜。同时,它还具有很高的灵活性和容易施工的特点,在抵抗地层压力方面,它也能起到很好的作用。在应用这一技术时,需要建立相应的排水系统,以保证深基坑内的岩土体具有良好的排水效果。另外,关于水泥浆的注入的有关程序,也要受到有关施工者的高度关注,要求其可以在支护体中顺利地、高效地进行水泥浆材料的注入,达到对土钉墙支护效果的加强,从而充分保障了矿山岩土工程深基坑整体的稳定性和安全度。
4.2深层搅拌桩支撑
基坑开挖时,可采用斜坡开挖、基坑开挖和顶底开挖等多种方式。在工程实践中,必须对工程场地的地质情况进行详细地勘察,并结合工程的具体情况,结合工程的具体情况,确定合理的支护方式,确保支护方式的可行性。另外,在选择基坑方式时,首先要选择好基坑的结构参数。确定了基坑的真实尺寸及支撑方式。尤其是对成层挖掘的深度以及特定的挖掘工艺参数进行了研究。通常情况下,预拌混凝土桩以网状桩为主,因此在其施工过程中,必须选择合适的养护药剂,常用的养护药剂有水泥、石灰等。用合适的机械混合水泥、石灰和软土,以达到充分混合,直至硬化反应出现。可使支护结构的整体及稳定得到改善,满足原有支护结构的强度需求。在此基础上,通过对周边建筑的受力与变形的实时观察,对其进行准确的监控,并据此对其进行相应的工艺参数的优化。在此基础上,各有关部门应充分发挥观测的软硬件条件,确保工程建设的顺利进行,确保工程建设的顺利进行。
4.3排桩支撑技术
在基坑开挖过程中,由于基坑开挖的原因,往往会出现在基坑开挖过程中。按照基坑开挖与基础板结构的需要,采用排水措施,对开挖区域进行排水,并对其进行加固,进而提高土体的强度与自稳定,同时避免了开挖面的失稳。对地下水进行治理有许多切实可行的办法,可分为止水法和排水法。止水法,主要是采用一种较为经济、成本较高的措施,在基坑周边设置一道挡水帘,防止基坑外水流进入,但挡水帘的造价较高,且施工困难;排水方法主要是将地面和地下水源全部抽走。井点放水方法简便,易于控制。实践证明,这是一种现代建筑的有效手段。排桩支护法是在钻孔中,在钻孔中将钻孔与钻孔交叉布置而成的一种组合形式,其支撑作用十分显著。通常情况下,排水管道有分割型和切割型两种,在排水管道中,为了确保排水管道的强度,应该使用钢筋砼的顶梁。同时,在桩身之间或桩身后面采用高压注浆,并在此基础上组成混凝土混合桩及防渗墙,使含有土壤颗粒的水从桩间缝隙中不会渗入到基坑内。
4.4护坡桩支护技术
护坡桩支护技术最突出的特点是,施工快速简便,成桩率高,它在矿山岩土工程的深基坑支护施工中,得到了广泛的使用,尤其是在深基坑较为复杂的工程中,更是获得了良好的应用效果。一般来说,这种方法都是通过钻探来实现的。在进行护坡桩支护作业时,有关施工人员一定要严格按照有关设计方案和施工标准,主动贯彻各种标准,才能确保最后成桩的质量。在正式开展护坡桩支护的时候,要进行多次的钻孔注浆,直到其成桩。从这一点可以看出,通常对于注浆操作的质量有了较高且较严格的要求,因此,有关施工者必须要对施工工艺进行充分地控制,从而达到提升成桩率的目的,同时也赋予了矿山岩土工程深基坑更高的安全性和更高的稳定性。
5岩土工程深基坑支护工程设计理论与实践相结合
5.1工程概述
某矿山岩土工程基坑的平面长260m,宽180m,地下室的面积大概为4.7万m2,该工程的单体结构一共有九幢,在这六幢里面其中有六幢为两层地下室,地下两层的地下室一层和二层的标高分别是-3.95m和-7.96m,基坑开挖深度在7.8m~9.0m之间,局部开挖的深度为11.25m,也就是电梯井的深度。这九幢里面另外三幢的地下室结构为一层,这一层的基坑开挖深度在3.95m~5.45m之间,在这一工程中需要对深基坑支护进行严谨的设计。因为这个项目的建设地点在城市里面,因此在基坑的周围有许多的交通线路和建筑物,南侧有一栋公安大楼,北侧有一栋低层医院,东侧为一条繁华大街,西边的一条街。基坑与周边街道和建筑物之间的距离比较近,距离公安大楼大约8m,距高医院大约11m,与两条街之间的距离分别为6m和7m,基坑周围埋设了一些市政管网装置,所以在施工时要避免。
5.2搅拌桩施工
对搅拌机进行定位、对场地进行整平、对桩位处的障碍物进行清理,选择黏土对矿区场地低洼位置进行回填,切忌使用杂填土。合理安排矿山岩土工程的施工进度,选择水泥浆布设点,进行测量放线,确保桩位的准确性。搅拌器的安装工作结束后,移到指定的位置对中,保证底部框架的稳定和钻杆的垂直。如场地有高低不平,应调整地基,建立砂浆准备系统,准备原料,铺设管道。预混式下沉当混合器内部的冷却水流通正常时,启动马达,将混合器保持在一种搅拌和下沉的状态。使用安培计,控制下降速率,使下降速率低于90A。如沉降率太低,则在输浆管中,注入清水。在此工艺中,搅拌器沿导流方向搅动,使切割土壤下降到预定的深度,并对其转速进行控制。水泥浆的配制当搅拌器钻孔到一定的深度时,就可以配制水泥浆液了。根据设计方案中所述的配比,对浆液进行拌制,对压浆工艺进行控制,在骨料斗中,采用胶管连接下部出口和灰浆泵进口,并采用压力胶管,连接灰浆泵和搅拌机输浆管,开始搅动。搅拌机下沉到设计深度,发挥输浆泵的作用,进行输浆工作,以0.4m/min~0.7m/min的速度,提升搅拌机,进行喷浆和搅拌工作。注意引导框架的安装,避免搅拌器出现扭力,导致其竖向下沉。往下一沉,搅动。将搅拌器吊起至地表后,同时进行搅拌、沉降作业,直到达到设计深度为止。以上工序完成后,将同时进行搅拌、吊装作业,并沿纵深方向重复进行喷射作业。5.3喷锚网护壁施工
在矿山岩土工程实践中,在距基坑边沿4.5m处,按分层、分段开挖。以上工序完成后,再实施喷锚网法。在这一过程中,涉及了设计放线、开挖工作面、边坡修正、锚管清洗、注浆养护等一系列的具体施工内容。首先,对工作面进行了挖掘。施工前,在距基坑边沿4m~5m处,对工程的支护面进行提前开挖。第一层挖深1.5m,并考虑到排水的问题,避免地表水渗入基础。如果二层有黏性土,则应严格控制每一段的挖深,使泥沙不超过8m。若泥沙为流塑性,则应选择5m~6m厚。在混凝土表层和灌浆体的强度达到75%以上后,方可进行施工。其次,对坡面进行矫正。根据设计条件,对采场边坡的平整度进行控制,不得大于20mm,并及时对松散的地表进行纠正。对水泥进行喷洒要严格控制水泥、石、砂、水的比例,初凝时间以15min为宜,终凝时间以45min为宜,喷射厚度为10cm。钢筋网安装完毕后,进行喷砂作业,不能有任何振动,并保证保护层的厚度达到标准。分步注射,并标识注射次序。再次,就是维护。混凝土终凝后2h,浇透水进行养护,3天为合适的时间。最后,喷完砼后,用打眼的方法,对砼的厚度进行检测。
6结语
综上所述,深基坑支护作为深基坑工程开展的先决条件,它的设计与施工历来都是基础设施的难点与关键,所以要做好它的设计与施工工作,以确保安全,并确保以后的岩土项目能够顺利进行。
