深基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)和巖土勘察技術(shù)

于利剛

摘要：深基坑支護(hù)與巖土工程勘察技術(shù)相結(jié)合，二者相輔相成。深基坑支護(hù)直接關(guān)系到整個(gè)施工進(jìn)度，巖土工程勘察收集和整理的巖土工程資料是深基坑支護(hù)質(zhì)量的前提參考依據(jù)。因此，了解和界定深基坑支護(hù)和巖土工程勘察技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，是提高施工整體效率和保障自身質(zhì)量的關(guān)鍵。本文論述了深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與巖土工程勘察技術(shù)的結(jié)合。

關(guān)鍵詞： 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)；巖土勘察技術(shù)；結(jié)合情況

1、深基坑支護(hù)中巖土勘察的重要性

（1）提高深基坑支護(hù)的質(zhì)量和安全性。在實(shí)際施工中，通常需要在巖土工程勘察的前期進(jìn)行深入的研究和分析，并以巖土工程勘察資料為指導(dǎo)，控制基坑開挖和后續(xù)施工，避免盲目開挖保證巖層不被破壞，使深基坑施工條件趨于理想，提高支護(hù)安全水平。同時(shí)，根據(jù)巖土工程勘察資料，施工人員可以對(duì)深基坑施工中可能存在的各種因素進(jìn)行估計(jì)，事先制定好方案，并對(duì)地下水進(jìn)行處理，以保證施工質(zhì)量和安全。（2）優(yōu)化深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工方案。綜合、準(zhǔn)確的巖土工程勘察資料可為深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化提供可靠的數(shù)據(jù)支持，對(duì)以后的施工具有積極的推動(dòng)作用。

2、基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)

在經(jīng)過實(shí)地考察以后， 就是開始設(shè)計(jì)工作， 在設(shè)計(jì)工作時(shí)，有幾個(gè)注意事項(xiàng)： ①要保證設(shè)計(jì)的支護(hù)的安全性， 安全是第一位的， 施工事故的造成主要是設(shè)計(jì)的不合理造成的[2] 。②要保證支護(hù)的經(jīng)濟(jì)型， 這個(gè)是有條件的， 要求節(jié)約的同時(shí)不能減少它的安全性。③要兼顧工程施工， 這里還是有一個(gè)前提， 就是不能減少安全性來兼顧施工。從這些注意情況來看， 支護(hù)的設(shè)計(jì)重心就是安全， 一定要把安全問題放在首位。

3、巖土工程及軟質(zhì)巖石基坑的勘察要點(diǎn)

巖土工程這個(gè)概念是早年外國(guó)提出的一個(gè)技術(shù)體系， 這種體系的提出是根據(jù)以前的土木工程為基礎(chǔ)創(chuàng)建的， 因此也被后人稱為地質(zhì)技術(shù)工程， 這門科學(xué)主要講巖體和土質(zhì)工程， 在現(xiàn)在的土木工程中有很重要的地位。（1）巖土工程的條件?；拥膱?chǎng)地地層劃分比較簡(jiǎn)單， 主要是在表層的雜填土層， 在這一層中， 主要包含了泥灰?guī)r、砂質(zhì)巖層和泥質(zhì)砂層等。（2） 勘察工作的布工原則。在勘察的深度中， 一般情況下是考慮開挖深度的 2 倍來勘察。這樣的勘察是有條件限制的， 要考慮基坑側(cè)壁穩(wěn)定性和穩(wěn)定計(jì)算以及支護(hù)設(shè)計(jì)。如果在勘察中場(chǎng)地比較小， 無法開展工作時(shí)， 就要優(yōu)先考慮場(chǎng)地原因， 還要開展邊界以外的調(diào)查以及收集有用數(shù)據(jù)?？辈斓姆椒ㄒ话悴捎勉@探的方法進(jìn)行， 這時(shí)就要開展過程調(diào)查和土工試驗(yàn)工作。（3） 巖土工程條件分析。在巖層工程條件分析時(shí)， 要保證資料的完整， 這些資料主要有地層的結(jié)構(gòu)、地層的分布特點(diǎn)、水文地質(zhì)條件和巖土的腐蝕性。把這些資料整合起來用科學(xué)的方法進(jìn)行判斷， 這一步分析工作是非常重要的， 它關(guān)系到支護(hù)方法的選擇， 基坑的安全穩(wěn)定性， 最重要的還是內(nèi)力變形計(jì)算工作不可缺少的資料。（4）基坑邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)工作的目的主要是考慮巖土工程內(nèi)部因素， 也考慮外部因素， 要同時(shí)開展， 不能只評(píng)價(jià)一種因素。對(duì)內(nèi)部因素評(píng)價(jià)主要包括地層結(jié)構(gòu)、浸水分布特點(diǎn)、水文地質(zhì)、基坑側(cè)壁巖石、巖石開挖與浸水。外部評(píng)價(jià)主要包括外部環(huán)境、外來水體等因素分析。（5） 基坑不穩(wěn)定的因素。邊坡下滑主要有兩原因， 一是邊坡土質(zhì)的原因， 二是外部環(huán)境影響的原因。

4、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)存在的問題和對(duì)策

基坑取樣是設(shè)計(jì)人員對(duì)地基土體科學(xué)分析和選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)提供依據(jù)的前提，基坑開挖設(shè)計(jì)人員對(duì)土樣的隨機(jī)選擇勢(shì)必會(huì)帶來一定的片面性，加之地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，若不能綜合全面取樣，勢(shì)必會(huì)使得支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏移實(shí)際應(yīng)用。力學(xué)參數(shù)的選擇不合理主要是基坑開挖中外界地質(zhì)條件發(fā)生變化，但在計(jì)算土壓力時(shí)，設(shè)計(jì)施工人員無法按照實(shí)時(shí)和改變后的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整造成的，加之支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的選擇和施工工藝的實(shí)施會(huì)改變相應(yīng)的參數(shù)，這就形成力學(xué)參數(shù)選擇的不合理性。邊坡堆載問題受現(xiàn)場(chǎng)施工的影響較大，在支護(hù)完成后的基坑附近，施工單位不加強(qiáng)施工管理勢(shì)必會(huì)大大降低基坑邊坡的壓力，從而形成較大的現(xiàn)場(chǎng)變形，甚至引發(fā)坍塌等安全事故。基坑空間效應(yīng)問題主要指的是深基坑開挖過程中的邊坡失穩(wěn)問題，針對(duì)細(xì)長(zhǎng)基坑的開挖空間問題，設(shè)計(jì)人員需要按照平面應(yīng)變的原則進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，從而避免空間效應(yīng)問題的發(fā)生。在深基坑開挖過程中需要不斷更新設(shè)計(jì)理念，盡可能避免之前的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算方法的套用，建立統(tǒng)一的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和形成精確的計(jì)算方法的體系才能形成理論與實(shí)際相結(jié)合的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)理論，從而設(shè)計(jì)出更科學(xué)合理的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。對(duì)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方法的研究要確保基坑邊坡的變形觀測(cè)合理性，在支護(hù)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，制定出合理的措施避免基坑沉降變形，設(shè)計(jì)人員確保方案設(shè)計(jì)的科學(xué)合理并經(jīng)過專家的論證方可有效降低造價(jià)，最終確保技術(shù)的安全可靠。由于深基坑工程施工的工藝復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮施工安全和造價(jià)、工期等問題，理論聯(lián)系實(shí)際并進(jìn)行辯證對(duì)待方可對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行科學(xué)地判斷。做好支護(hù)結(jié)構(gòu)前期的試驗(yàn)工作是降低投資成本的前提和基礎(chǔ)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬試驗(yàn)后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不僅能給實(shí)際工程提供良好的測(cè)試數(shù)據(jù)積累，還能避免實(shí)際工程與理論存在的差異，為樹立起全新的計(jì)算方法提供了理論支持。支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法需要結(jié)合臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù)的綜合條件，以水力結(jié)構(gòu)與受力結(jié)構(gòu)相結(jié)合，由于基坑開挖支護(hù)技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)全面的工程，涉及施工管理和各項(xiàng)工藝，工程水文地質(zhì)和建筑材料等，工程結(jié)構(gòu)和工程地質(zhì)條件是土力學(xué)、水力學(xué)和材料學(xué)的有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)人員在支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算方法的選擇上，需要合理控制基坑支護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，只有如此才能真正做到支護(hù)設(shè)計(jì)方案的安全可靠性。首先，對(duì)于深基坑工程的支護(hù)技術(shù)，今后的發(fā)展趨勢(shì)是以靈活方便的小型地下挖土機(jī)械設(shè)備代替人工開挖，不僅可以加快施工效率還能實(shí)現(xiàn)對(duì)人員安全的把控；其次，對(duì)于地下環(huán)境復(fù)雜的大面積和高深度的基坑開挖與支護(hù)技術(shù)來說，采用兩墻合一逆作法不僅能縮短施工工期還能極大降低工程的造價(jià)成本，但是鑒于逆作法對(duì)承載力的要求稍微嚴(yán)格，只能一柱多樁地操作，這無疑會(huì)增加施工的難度，只有努力研究增強(qiáng)單樁的承載力，才可以逐漸將一柱多樁變?yōu)橐恢粯?，增加上部施工的速度和加快施工工期；最后，由土釘支護(hù)帶來的混凝土噴射技術(shù)的發(fā)展將濕式噴射混凝土逐漸提升日程，它不僅可以減少回彈量還能有效確保對(duì)環(huán)境的保護(hù)，配以預(yù)應(yīng)力法減少基坑的變形，對(duì)于施工范圍內(nèi)的土體加固和基坑底部的支護(hù)都具有較好的效果。

5、結(jié)束語

總而言之， 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，各種工程項(xiàng)目的復(fù)雜性越來越高，對(duì)工程項(xiàng)目的質(zhì)量和安全性也提出了更高的要求。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：廣西有色勘察設(shè)計(jì)研究院）