巖土工程勘察在地下空間開發(fā)利用的應(yīng)用研究

夏海濱

摘 要：在地下空間開發(fā)利用過程中，項(xiàng)目工程組需要考量諸多技術(shù)類問題。其中，尤以巖土問題最為關(guān)鍵。地下空間開發(fā)是城市發(fā)展的重要資源，是城市發(fā)展的趨勢(shì)，是城市規(guī)劃發(fā)展的重要組成部分?；诖耍疚暮?jiǎn)要論述地下空間開發(fā)利用中涉及的各類巖土問題及地下空間勘察情況，深入探討新型巖土工程勘察方法，以期為后續(xù)工程施工奠定一個(gè)良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察;地下空間;應(yīng)用性;開發(fā)

中圖分類號(hào)：TU457文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2019）11-0088-02

Abstract： In the process of development and utilization of underground spaceproject engineering team need to be considered many technical problems.Among them， the geotechnical problem is the most critical. Underground space development is an important resource for urban development， a trend of urban development， and an important part of urban planning and development. Therefore， this paper briefly discussed various types of geotechnical problems and underground space surveys involved in the development and utilization of underground space， and deeply explored new geotechnical engineering survey methods， ， in order to lay a good foundation for the subsequent construction.

Keywords： geotechnical investigation;underground space;applicability;development

國(guó)際上認(rèn)為21世紀(jì)是“人類開發(fā)利用地下空間的年代”[1]。地下空間的開發(fā)與利用對(duì)巖土工程勘察的應(yīng)用技術(shù)提出了更高要求和標(biāo)準(zhǔn)，巖土工程勘察的重要性不言而喻。本文以東南沿海某城市地質(zhì)調(diào)查地下空間開發(fā)利用專題為例，分析巖土工程勘察在地下空間開發(fā)利用中的重要作用。

1 地下空間開發(fā)利用中涉及的巖土工程問題

城市地下空間在豎向深度開發(fā)利用劃分為3個(gè)層次，主要分為淺層（0～-10m）、次淺層（-10～-30m）、深層（-30～-50m）。影響地下空間開發(fā)利用穩(wěn)定性、適宜性的因素較多，包括地形地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)和建筑功能類型等。在地下工程所在場(chǎng)地選址范圍內(nèi)，排查暗浜、孤石、漂石、古河道、河水與砂層連通，沿海地區(qū)還應(yīng)注意海陸交互沉積、巖性巖相變化大、地下熱水等影響地下工程施工進(jìn)度及施工安全的不良地質(zhì)現(xiàn)象。項(xiàng)目工程應(yīng)及時(shí)找出砂土液化、軟土震陷、沉降變形、滲透變形、地基穩(wěn)定性、基坑穩(wěn)定性和基巖或圍巖穩(wěn)定性等這些直接影響地下空間開發(fā)利用的工程地質(zhì)問題，并根據(jù)地下空間開發(fā)利用的深度，對(duì)該區(qū)域內(nèi)巖土體特性進(jìn)行分析，從而綜合判定該區(qū)域是否適宜本項(xiàng)目建設(shè)。

2 地下空間開發(fā)利用中勘察遇到的問題

2.1 工程所在區(qū)域構(gòu)造的穩(wěn)定性問題

工程所在區(qū)域構(gòu)造的穩(wěn)定性主要指地下空間開發(fā)區(qū)域是否位于構(gòu)造活動(dòng)帶內(nèi)的問題。在地震影響下斷裂帶、小斷層等區(qū)域穩(wěn)定性問題會(huì)引起線性地下工程發(fā)生不均勻變形、沉降等，從而導(dǎo)致構(gòu)筑物變形破壞，隨著地震影響發(fā)生地面沉降、巖溶塌陷等不良地質(zhì)作用。

2.2 地下巖土體穩(wěn)定性問題

地下空間選址不同，地下巖土體類型、工程特性、分布情況等都有所不同，巖土體物理力學(xué)性質(zhì)和表現(xiàn)形式有很大差異，如位于基巖和淤泥軟土上的地下空間穩(wěn)定性問題的差別和工作難易程度。因此，對(duì)不同地下空間采用的勘察方式、方法、手段、評(píng)價(jià)方式等也完全不同，主要包括砂土液化、軟土震陷等，在巖土工程勘察期間必須有針對(duì)性地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、測(cè)試等。

2.3 地下空間的結(jié)構(gòu)特性、深度問題

各地下空間功能性質(zhì)、外形、深度都有所不同，甚至差異性很大，如城市地下商業(yè)街、停車場(chǎng)、人防工程等寬度大、深度小;有的為線性分布，如市政管廊、地鐵長(zhǎng)達(dá)幾公里甚至幾十公里，且深度較深，對(duì)自身基礎(chǔ)、支護(hù)方式和基坑穩(wěn)定性也有不同要求。由于這些項(xiàng)目大多處于繁華城市中心或貫穿整個(gè)城市，對(duì)地下空間項(xiàng)目基坑側(cè)壁支護(hù)處理提出更高要求，對(duì)巖土工程勘察提供的調(diào)查結(jié)果、參數(shù)精準(zhǔn)性具有更嚴(yán)格的要求。

2.4 地下空間開發(fā)的地下水問題

地下空間在施工過程中，治水是重中之重。近年來，由于地下水情況不明，導(dǎo)致管涌、突涌的地下工程事故頻繁發(fā)生。究其根本原因：一是對(duì)問題復(fù)雜性的動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)不足，工程施工措施與環(huán)境特征不能統(tǒng)一協(xié)調(diào);二是地下水問題的理論落后于實(shí)際工程需要，現(xiàn)有理論不能指導(dǎo)工程[2]，因此，項(xiàng)目工程組要加強(qiáng)地下水理論研究工作，提高理論知識(shí)。

2.5 淺層基礎(chǔ)及管線對(duì)地下空間勘察的影響

地表以下0～-10m范圍內(nèi)，多是城區(qū)管線埋置的深度范圍，筆者在工作期間遇到大量類似情況。一是早期多層建筑物采用條形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)等淺基礎(chǔ)，在該類建筑附近開挖施工時(shí)，支護(hù)不當(dāng)或降水方案不合理會(huì)造成房屋開裂、變形、基礎(chǔ)或地面沉降等現(xiàn)象;二是施工年代久遠(yuǎn)，很多周邊建筑物的設(shè)計(jì)施工圖及管線設(shè)計(jì)施工圖，由于保管不當(dāng)發(fā)生遺失、破損或者部分無圖紙施工等問題，無法收集相關(guān)資料。在這種情況下，工作人員需要輔以現(xiàn)場(chǎng)走訪、調(diào)查、物探技術(shù)排查、多部門管線協(xié)調(diào)等工作，收集大量資料開展后期工作。

2.6 地面工程的基礎(chǔ)對(duì)地下空間開發(fā)的影響

東南沿海發(fā)達(dá)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展較早，許多多層及高層建筑多是早期修建，當(dāng)時(shí)沒有地下空間開發(fā)的概念，且城區(qū)下存在厚度較大的淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱土層，高大的建筑多采用樁基礎(chǔ)，如福州、上海、廣州、廈門等城市高層建筑的樁基礎(chǔ)長(zhǎng)度達(dá)到80多米，造成后期地下空間開發(fā)支護(hù)、建設(shè)難度加大。

3 新技術(shù)、新方法的展望

城市地下巖土工程是新世紀(jì)城市建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，把地下空間作為新國(guó)土資源進(jìn)行開發(fā)的觀點(diǎn)早已被提出[3]。沿海地區(qū)地下空間項(xiàng)目開發(fā)面臨的問題與一般巖土工程有所不同，地質(zhì)巖土方面主要為地層多以淤泥等軟土為主，并有多層含承壓水的砂層、卵石層穿插;在環(huán)境方面，原有建筑的地下設(shè)施、交通設(shè)施、地下管道密集復(fù)雜，開挖造成的影響大。

開挖和支護(hù)方法是地下空間開發(fā)的關(guān)鍵。具有明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構(gòu)法、沉管法、凍結(jié)法和注漿法等諸多工藝，每種施工工藝都適用于一定的地質(zhì)條件和環(huán)境條件，且每幾年就會(huì)有新的施工方法或設(shè)備出現(xiàn)，這就需要工作人員積累工程經(jīng)驗(yàn)，不斷學(xué)習(xí)新理論知識(shí)，并根據(jù)實(shí)際情況選取最合適的開挖、支護(hù)工藝。根據(jù)相關(guān)資料顯示，國(guó)外地下巖土開挖主要以全程機(jī)械化為主，以盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行非開挖成孔，數(shù)字化操控，并輔以全程自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地自動(dòng)調(diào)節(jié)開挖支護(hù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)反饋信息，從而確保開挖過程的安全性、高效性。新方法、新工藝對(duì)傳統(tǒng)勘察數(shù)據(jù)提出了新要求，能夠進(jìn)一步推動(dòng)勘察方法、工藝進(jìn)步。

4 結(jié)語

巖土勘察是巖土工程的重要環(huán)節(jié)，也是整個(gè)建筑工程的重要環(huán)節(jié)。對(duì)施工單位來說，合理有序地開發(fā)地下空間，既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇，既提出了各種新的問題以待解決，也指出了一個(gè)新的研究方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢七虎.城市可持續(xù)發(fā)展與地下空間開發(fā)利用[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，1998（2）：69-74.

[2]韓文峰，諶文武，宋暢.城市地下空間開發(fā)利用的工程地質(zhì)與巖土工程[J].天津城建大學(xué)學(xué)報(bào)，2000（1）：1-5.

[3]錢七虎.可持續(xù)城市化與地下空間開發(fā)利用[J].世界科技研究與發(fā)展，1998（3）：4-8.