岩土结合地质条件的深基坑设计分析.doc

1、岩土结合地质条件的深基坑设计分析摘要:岩土不仅是建筑的重要材料更是建筑的支撑体，但是岩土尤其自身的不稳定性，而且受地质条件的影响。所以岩土进行深坑设计要结合地质条件考虑地基工程、基桩工程、基坑工程、边坡工程等因素，由于地质条件的不同深基坑的设计也分为很多种类。近几年随着国家基建项目的增加，岩土工程项目数目也将呈上升趋势，所以分析岩土和地质条件对深基坑设计具有重要的实践意义。 关键词：岩土工程、地质灾害、地基基础、基坑 中图分类号:F407.1 文献标识码：A 岩土的使用范围极广，不仅应用于填海造陆、高填方等需要用大量岩土作为材料的填方工程，例如围堰、水坝、路堤这类工程也算是以岩土为主要材料的。

2、除此之外建造在岩土上的建筑、桥梁、道路、大型设备等等，以岩土作为地基，以岩土作为支承体的岩土工程也很常见。但是作为支承体的岩土工程又有一定的制约因素。比如岩土具有区域性，南北方不同地质构造的岩土其本身存在很大的差距，因此也就出现的岩土的不确定性、依赖性、隐蔽性的特点更是增加的施工的难度和繁琐性。复杂的地质构造、岩土特征再加上滑坡、泥石流塌陷、地面沉降等地质灾害更会威胁地质工程，影响施工的步骤。因此结合地质条件进行地质灾害的治理也显的尤为重要。必须针对具体的地质条件和演化规律详细的对岩土进行研究分析然后进行设计和施工，提前做好地质灾害的防治工作。因此结合地质条件进行分析岩土工程就显的更加实际。

3、因为岩土有其自身的特点，也就产生了岩土工程在实施工程中会有一定的难度。要想较为系统地研究岩土工程在施工工程中需要的技术支持，首先要懂得各种施工技术的内涵和工程地质。 工程地质侧重点事研究地质现象、地质成因和地质演化演化规律、分析地质与工程的相互作用；有经验的工程地质学家，可以通过调查地面，判断所在区域大致的地质构造轮廓，能识别出断层的位置，软夹层和结构面的空间分布，地下水的赋存和运动规律，此区域适合哪种工程作业？还能利用物探、钻探、槽井探等工具，构造出此区域的工程地质模型，从而便于进行岩土工程，尤其是在地形复杂的山区。 岩土工程是解决解决工程建设中的岩土技术问题，根据自身工程目标和所在区域的地

4、质条件，建造出满足使用要求和安全要求的工程。这其中包括很多问题比如土地工程与边坡、基础与地基。岩土材料的性能和结构，是经过了复杂的地质作用及演化形成的，种类繁多、性能各异且结构复杂，只能通过勘察来查明场地的工程地质条件，趋利避害保证工程的安全稳定。岩土工程的基本任务是：1、 场地的稳定性 2、查明工程范围内岩土的分布、性状和地下水的活动条件，提供设计、施工和治理所需的地质资料和技术参数。3、分析岩土可能出现得施工问题，提出解决措施和建议。4、评价建筑地基岩土加固与改良与地基设计方案。5、预测工程施工运行、后期使用过程中可能出现的问题，提出保护措施。6、安全性评价避免出现隐患。 岩土工程勘察结束

5、后，根据目标区域的地质、施工要求、岩土工程条件与环境特征，进行深基坑设计其中包括地基工程、基桩工程、基坑工程、边坡工程等岩土工程。首先基桩工程从基桩的布置开始，基桩的布置需满足的条件有： 1.根据当地经验，在施工中采取减小挤土效应的措施，保证基桩的最小中心距应符合规定：土类与成桩桩数不少于 9 根且工艺排数不少于3 排的摩擦型桩基 。 2.当纵横向桩距不相等时，其最小中心距应满足其他情况规定： 非挤土灌注桩 3.0d 3.0d 部分挤土桩 3.5d 3.0d 挤土桩 非饱和土 4.0d 3.5d 饱和黏性土 4.5d 4.0d 钻、挖孔扩底桩 2D 或 D+2.0m（当 D2m） 1.5 D

6、或 D+1.5m（当D2m） 沉管夯扩、钻孔挤扩桩 非饱和土 2.2D 且 4.0d 2.0D 且 3.5d 饱和黏性土 2.5D 且 4.5d 2.2D 且 4.0d 注：1 d 圆桩直径或方桩边长，D扩大端设计直径。 2 在排列基桩时应注意的是桩群承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合，使基桩受水平力和力矩较大的方向，能有较大抗弯截面模量。 3 桩端持力层的岩土选择应选择较硬土层。桩端全断面进入持力层的深度也有严格要求，黏性土、粉土=2d，砂土=1.5d，碎石类土=1d 假如岩土中存在软弱下卧层，桩端以下的硬持力层厚度应该大于或等于3d。 4 嵌岩桩的嵌岩深度收岩土综合荷载、上覆土层、基

7、岩、桩径、桩长等因素的影响；所以在进行支护设计是应考虑到这些制约因素。在设计深基坑是就必须必须进行支护设计。并且根据基坑的深度、地质、环境与荷载情况的不同，采用不同的支护结构。对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度要 深度不宜小于 0.4d 且不小于 0.5m，倾斜度大于 30%的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度；对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于 0.2d，且不应小于 0.2m. 土钉支护是以较密排列的插筋作为土体主要补强手段，通过插筋锚体与土体和喷射混凝土面层共同工作，形成补强复合土体，达到稳定边坡的目的。 常用的深基坑结构有以下四种类型，其适用范围也有不

8、同。 1.深层搅拌桩支护利用搅拌桩作为基坑的支护结构，主要材料为水泥、石灰，通过搅拌、化学反应使软土硬结成水泥土搅拌柱体，此种柱体具有整体性、水稳定性，适宜范围广可用于各种成因的饱和粘性土，但由于其抗拉强度远小于抗压强度，故一般用于基坑深度不大与 57 米而且可采用重力式挡墙结构形式的基坑。此种支护结构的优势在于防水性好,基坑能在开敞的条件下开挖,经济效益好。 2.排桩支护，排桩支护的形式多样，包括柱列式排桩支护、连续排桩支护、组合式排桩支护，根据当地的边坡土质较、地下水位的高低选择合适的支柱结构和基坑。 3.地下连续墙支护有以下优点：墙体刚度大、整体性好、适用于各种地质条件。但是此种支护结构

9、造价较高、且废弃浆液很难处理。 4.土钉墙支护，此种支护结构常用于开挖深度不大、且周围相邻建筑或地下管线对于沉降和位移要求不高且离基坑较远的支护。 土钉墙支护适用于地下水位以上或经人工降水后的深度不大于 12m的人工填土、粘性土和弱胶结砂土的基坑支护和边坡支护、边坡加固。当土钉墙与有限放坡、预应力锚杆联合使用时，深度可增加。对于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层和淤泥质土，没有自稳能力的都不宜使用土钉墙支护。 土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密的细长杆件钉置于原位土体中,并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层，通过土体、土钉、喷射混凝土面层的共同工作,形成复合土体。利用复合土体自身的稳定性起到支护的作用。

10、土钉墙支护较其他支护条件施工快捷简便、经济可靠、应用范围广、施工速度快。 土钉支护若作为地基结构，必须考虑土钉分类根据不同的分类才从不同的施工方法。打入土钉是在土体中直接打入角钢、圆钢或钢筋等，通过人力或者工具（振动冲击钻、液压锤）打入，但是打入式土钉与土体间的粘结摩阻强度低，对钉长有一定要求，所以钉的布置要密，不需要预先钻孔但不适用与砾石土和密实胶结土。钻孔注浆土钉先在土中钻孔，置入钢筋，然后沿全长注浆，沿钉长每隔 23m 设一对中支架，并且要使土钉钢筋位于孔的中心以便有足够的浆体保护层。土钉外露端宜要通过螺母、钢垫板与配筋喷射混凝土面层相连做成螺纹，还要使土钉中产生设计拉力 10%大小的预

11、应力。打入注浆土钉适合于成孔困难的砂层和软弱土层，是将带孔的钢管直接打入土中，然后通过高压注浆形成土钉。 土钉支护必须做到施工及现场监测相结合,与监测数据相结合，及时反映施工中出现的情况和并及时反馈修改设计，指导进一步的施工计划。基坑应尽量避开地下管线和建筑物基础以免相互影响并需长期占用地下空间对锈蚀、耐久性等问题进行专门讨论研究。 深基坑设计需要考虑的另一层因素是支护面层，用 50150mm 厚的网喷混凝土组，网格为正方形，边长 200300mm 的是临时性土钉支护的面层，一般用一层钢筋网。喷射混凝土的厚度一般最少在 150250mm 且设两层钢筋网的为永久性土钉支护的面层。另一种支护面层为土工织物作为土钉支护面层。 岩土工程施工深坑设计需特别注重的是地质条件，场地和地基的地震效应也是岩土工程的一部分，岩溶、崩塌等自然灾害也对工程构成严重威胁。尤其是地质结构与岩土相互作用使得岩土工程设计更加复杂。 邓正东 郝敬宾 江苏省地质矿产局第五地质大队