地下空間工程巖土工程勘察的重點(diǎn)

郭霞，萬(wàn)進(jìn)東

（核工業(yè)湖州工程勘察院有限公司，浙江 湖州 313000）

1 引言

近年來(lái)，城市中可利用空間逐漸減少，為更加充分地利用空間，城市建筑工程開(kāi)始朝著更高、更深的方面發(fā)展演變，對(duì)建筑施工中的地下空間支護(hù)工作提出了更高的要求。如此一來(lái)，需要對(duì)地下空間支護(hù)施工中的地質(zhì)勘察工作進(jìn)行有效強(qiáng)化，方可保障地下空間支護(hù)工作的順利開(kāi)展，確保施工作業(yè)的安全性。

2 地下空間工程巖土工程勘察的重點(diǎn)

2.1 關(guān)于巖土勘察工作基本要求

在巖土勘察工作之前，需要先明確工程的開(kāi)挖范圍和深度。通常而言，坑外勘察點(diǎn)的設(shè)置范圍大約為開(kāi)挖邊界的2倍；針對(duì)那些復(fù)雜性較高的勘察點(diǎn)，其間距通常設(shè)置為10～15m，而復(fù)雜性較低的勘察點(diǎn)間距設(shè)置為15～30m，至于一些相對(duì)簡(jiǎn)單的勘察點(diǎn)的間距可設(shè)置成30～50m；在實(shí)行勘察工作時(shí)，其深度不得低于開(kāi)挖深度的2 倍，如果地下空間下方存在軟弱土層或者承壓含水層，則設(shè)置的勘察孔必須穿透此類土層。實(shí)行巖土工程勘察的目的主要在于清楚明了地掌握地下空間及其附近的巖土狀況、物理力學(xué)特征等要素，從而給地下空間支護(hù)設(shè)計(jì)工作提供有力參考。對(duì)地下空間實(shí)行全面勘察以及采集并記錄相關(guān)勘察數(shù)據(jù)，能夠更好地了解地下空間開(kāi)挖的具體范圍與附近地下水類別、儲(chǔ)存程度、水位情況等各個(gè)方面的信息。此外，還需要調(diào)查并分析地下含水層的滲透情況和半徑等信息，從而能夠在地下空間開(kāi)挖工作中不會(huì)因地下水問(wèn)題導(dǎo)致地下空間支護(hù)結(jié)構(gòu)與附近建筑受到不良影響【1】。最后，根據(jù)有關(guān)問(wèn)題有針對(duì)性地制定處理對(duì)策，對(duì)施工難點(diǎn)和安全隱患因素予以突破。

2.2 了解地下空間工程基本情況，明確勘察工作的目的

要想有效提升巖土工程勘察質(zhì)量，需要勘察工作人員能夠?qū)Φ叵驴臻g工程的基本情況有詳細(xì)全面的了解，明晰具體的勘察目標(biāo)。此外，勘察工作人員也應(yīng)當(dāng)對(duì)施工場(chǎng)地及附近建筑、管線分布等做好相應(yīng)調(diào)查，不僅要對(duì)地下空間施工場(chǎng)地進(jìn)行詳盡考察，在時(shí)間充足的情況下還應(yīng)當(dāng)聯(lián)系相關(guān)部門查詢?cè)敿?xì)的信息。譬如，在部分地區(qū)地下鋪設(shè)的管線十分密集，面對(duì)這種情況，勘察人員便可前往當(dāng)?shù)刭Y料館對(duì)地下管線分布信息進(jìn)行細(xì)致了解，在明確管線的規(guī)模、鋪設(shè)深度以及類型之后，設(shè)計(jì)開(kāi)挖與支護(hù)方案時(shí)便能做好應(yīng)對(duì)措施，盡量減少對(duì)地下管線的破壞。此外，也可借助專業(yè)勘察設(shè)備對(duì)地下管線進(jìn)行檢測(cè)。在地下空間巖土工程勘查中，除了要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地層構(gòu)成、地下水位以及地下水分布情況做詳細(xì)調(diào)查之外，還需要對(duì)土層在垂直與水平方向上的變化情況進(jìn)行深入了解掌握【2】。尤其是勘察技術(shù)人員要格外關(guān)注軟土夾層的分布情況和地下空間支護(hù)施工中牽涉到的有關(guān)參數(shù)，從而更好地為地下空間工程設(shè)計(jì)和施工作業(yè)提供數(shù)據(jù)支持，這對(duì)提升地下空間工程整體質(zhì)量有著較大幫助。

2.3 編制勘察綱要

在實(shí)際工作中，此環(huán)節(jié)大多容易被人忽視，所以，施工方面需要建立一套科學(xué)有效的勘察綱要編制體系?？辈炀V要對(duì)于巖土工程的勘察工作有著重要的指導(dǎo)意義，在勘察綱要的編制之前，需要對(duì)地下空間工程設(shè)計(jì)方案和施工場(chǎng)地的地質(zhì)情況有詳細(xì)的了解，并參照相關(guān)資料來(lái)最終確定勘察方案，要確保勘察綱要符合有關(guān)規(guī)范，以此保障勘察工作的順利進(jìn)行。

2.4 布置勘察工作

地下空間工程巖土勘察的具體范圍與深度需要按照施工現(xiàn)場(chǎng)條件與設(shè)計(jì)方案來(lái)進(jìn)行確定，其中，勘察深度應(yīng)當(dāng)設(shè)置為開(kāi)挖深度的2～3 倍，若在這一深度范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)堅(jiān)硬黏性土、碎石土或是巖層，可以按照巖土類型與支護(hù)設(shè)計(jì)要求適當(dāng)降低深度。巖土工程勘察的平面范圍最好超過(guò)開(kāi)挖邊界以外開(kāi)挖深度的2～3 倍，尤其是在深厚軟土區(qū)域，勘察的深度與范圍都需要增大。針對(duì)軟土區(qū)域的勘察點(diǎn)設(shè)置，其深度要能夠穿過(guò)軟土層。當(dāng)下，國(guó)內(nèi)建筑工程領(lǐng)域中在巖土工程勘察方面可使用的方法多種多樣，而鉆探和靜力觸探試驗(yàn)則是使用較多的勘察方式【3】。

2.5 巖土工程對(duì)周圍環(huán)境的分析

對(duì)周邊環(huán)境加以分析的主要目的為選取正確、合適的地下空間支護(hù)方案，更好地確定維護(hù)結(jié)構(gòu)的位移范圍，并確定地下空間的穩(wěn)定性安全范圍標(biāo)準(zhǔn)。通常按照下述3 項(xiàng)步驟進(jìn)行調(diào)查分析：（1）周邊建筑的狀況。即周邊建筑的分布狀況、建筑類型以及荷載狀況。（2）附近道路的分布狀況。需要了解的內(nèi)容主要有道路之間的分布距離以及道路荷載狀況。（3）附近管線與明/暗溝槽狀況。主要包括地下管道、光纜等的分布情況，明/暗溝槽的構(gòu)建、深度、具體位置等，地下埋深較淺的障礙物的分布狀況。

2.6 評(píng)價(jià)地下空間邊坡的穩(wěn)定性

此環(huán)節(jié)的目的為盡可能地保障地下空間邊坡在施工作業(yè)時(shí)不會(huì)發(fā)生滑坡或是塌方等問(wèn)題。地下空間邊坡需要具備良好的穩(wěn)定性，這是由地下空間的土體質(zhì)量以及摩擦力決定，若是土體顆粒間摩擦力相較于邊坡處的土重力更大，則不容易出現(xiàn)滑坡事件。一般情況下，當(dāng)處于惡劣的極端天氣時(shí)，出現(xiàn)邊坡滑坡或者塌方的概率相較平時(shí)便會(huì)大很多。若是跨季節(jié)進(jìn)行地下空間施工，當(dāng)?shù)叵驴臻g開(kāi)挖之后碰到低溫、降水等情況，其巖石層強(qiáng)度也會(huì)大幅度下降。此外，暴雨天氣時(shí)地下空間邊坡整體的抗剪強(qiáng)度都會(huì)嚴(yán)重下降，若此時(shí)邊坡受到強(qiáng)大外力作用的影響，便可能引起滑坡或塌方等事故【4】。

綜上可知，在進(jìn)行地下空間工程施工作業(yè)時(shí)，遇到的不確定因素較多，而技術(shù)人員要想在施工中處理好所有細(xì)節(jié)是不可能的，因此，在進(jìn)行地下空間開(kāi)挖前必須要對(duì)地下空間的土質(zhì)情況做詳細(xì)了解，盡可能地防止施工事故的出現(xiàn)。在穩(wěn)定性評(píng)價(jià)過(guò)程中需要結(jié)合巖土工程的內(nèi)部以及外部情況多加考慮，不然便可能導(dǎo)致所得勘察結(jié)果與實(shí)際存在較大誤差。

3 巖土工程勘察成果在地下空間支護(hù)中的分析研究

3.1 土工試驗(yàn)成果的合理應(yīng)用

在選取確定地下空間巖土工程的支護(hù)方案時(shí)，必須要對(duì)綜合土工試驗(yàn)的最終結(jié)果進(jìn)行考慮，通過(guò)對(duì)巖土層物理力學(xué)特征加以分析，以此作為依據(jù)制定支護(hù)方案和地下空間支護(hù)施工工藝流程。

在巖土工程中通常將土質(zhì)的指標(biāo)劃分3 項(xiàng)，即：含水率、密度以及土顆粒比重，這3 項(xiàng)指標(biāo)不僅代表著土體的3 項(xiàng)物理學(xué)特性，同時(shí)也是計(jì)算孔隙比、飽和度以及干容重等相關(guān)指標(biāo)的主要依據(jù)，并且也對(duì)于把控施工質(zhì)量有著重要作用。就巖石指標(biāo)值而言，通常在選取抗壓強(qiáng)度、黏聚力以及內(nèi)摩擦角方面十分關(guān)鍵，與巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性有著密切關(guān)聯(lián)。所以，在巖土工程中必須要確保上述指標(biāo)選取的合理性和科學(xué)性，并在進(jìn)行支護(hù)方案的設(shè)計(jì)中有效應(yīng)用這些指標(biāo)。

3.2 地下空間支護(hù)模型正確選擇

當(dāng)?shù)叵驴臻g支護(hù)方案確定好之后，在進(jìn)行支護(hù)計(jì)算環(huán)節(jié)需要應(yīng)用巖土工程勘察結(jié)果中的相關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)，以此為依據(jù)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的計(jì)算模型，這對(duì)于地下空間支護(hù)施工的成本控制有著重要意義。所以，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)需要合理地應(yīng)用參數(shù)，最終得出的計(jì)算結(jié)果是否有效主要由計(jì)算模型的創(chuàng)建合理與否決定。

4 結(jié)語(yǔ)

由上述論述可知，巖土工程勘察對(duì)于地下空間工程而言意義重大。當(dāng)前，伴隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，巖土勘察工作的難度也逐漸提升，這便要求施工方對(duì)巖土勘察給予更高的重視，計(jì)算得出更為準(zhǔn)確且全面的物理力學(xué)指標(biāo)，以此保證地下空間施工的順利進(jìn)行。