基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與巖土勘察技術(shù)運(yùn)用探思

王利恒

湖南省湘南地質(zhì)勘察院 湖南 郴州 423000

引言

近年來我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，加速了建筑領(lǐng)域的發(fā)展，建筑工程基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)和巖土勘察作為其中重要的組成部分，會(huì)影響到實(shí)際建筑施工質(zhì)量?；拥闹ёo(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要展開巖土勘察工作，目的是了解擬建工程區(qū)域的地質(zhì)特征，同時(shí)結(jié)合所獲取到的信息進(jìn)行整理和分析，進(jìn)而編制出真實(shí)可靠的勘察文件資料，為工程設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)參數(shù)。由于不同地區(qū)的地質(zhì)情況存在一定的差異，所以在勘察工作開展過程中，一定要?jiǎng)?wù)實(shí)求真，以保證實(shí)際工程施工的正常進(jìn)行，避免后期對(duì)建筑施工安全造成隱患。本文的研究主要結(jié)合當(dāng)前基坑支護(hù)以及巖土勘察的必要性進(jìn)行分析，探討實(shí)際施工過程中常見的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，分析基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與研究巖土勘察之間的要點(diǎn)，以便能夠幫助勘察方在巖土勘察基坑過程中合理選擇勘察方法，明確勘察要點(diǎn)，并在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中能夠基于不同的地質(zhì)情況做好設(shè)計(jì)方支護(hù)設(shè)計(jì)，選擇適宜的支護(hù)方案。

1 巖土勘察技術(shù)分析

1.1 勘察方案及技術(shù)

巖土勘察是基坑支護(hù)工程開展的必要前提。為了保障實(shí)際勘察工作的有效性和可靠性，要選擇一定的深度，明確具體的基坑支護(hù)要求。如果施工現(xiàn)場(chǎng)條件有限，還要合理地選擇勘察點(diǎn)，將勘察的范圍盡量最大化。一般情況下在巖土勘察環(huán)境會(huì)采取工程勘察、土工試驗(yàn)和地質(zhì)調(diào)查的方式進(jìn)行勘探。具體的勘探目的是要對(duì)巖土體進(jìn)行細(xì)致性的分析，結(jié)合巖土體力學(xué)特征、地質(zhì)和地下水文特征對(duì)巖土體進(jìn)行綜合性的分析，通過合理的勘察技術(shù)，以便能夠?qū)又ёo(hù)設(shè)計(jì)及工程施工提供可靠的技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)方案建議[1]。

1.2 勘察工作的布置

巖土勘察工作需結(jié)合地質(zhì)巖土層大致分布情況、巖土體特征以及地區(qū)實(shí)際的情況和周邊施工條件進(jìn)行研究，做好科學(xué)合理的勘察方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在遵循各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行。首先需要工作者做好預(yù)備的方案評(píng)估工作，以便能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)施方案的科學(xué)性和系統(tǒng)性，要進(jìn)行勘察工作的布置。軟質(zhì)巖土體的基坑在施工前首先需要對(duì)于擬建工程實(shí)際的載重設(shè)計(jì)及其他方面的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，要保證實(shí)際勘察在一定的勘察深度范圍內(nèi)。另外，施工設(shè)計(jì)不單單要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具體的指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，還要仔細(xì)觀察現(xiàn)場(chǎng)已有建筑物的分布情況，測(cè)量建筑物和施工現(xiàn)場(chǎng)之間的距離，并對(duì)實(shí)際建筑物周圍的情況進(jìn)行確認(rèn)。仔細(xì)檢查施工現(xiàn)場(chǎng)有沒有出現(xiàn)電纜、管道等相應(yīng)的問題，如果存在迅速遷移至另一合理位置上，避免勘察過程及基坑支護(hù)實(shí)施過程中對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施造成損壞。

1.3 環(huán)境調(diào)查

巖土勘察施工前需要先展開施工環(huán)境的調(diào)查，需要結(jié)合周圍建筑物的情況和地質(zhì)構(gòu)造情況，對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的形態(tài)、基礎(chǔ)類型以及建筑紅線等等進(jìn)行確認(rèn)。并且在實(shí)際施工過程中，針對(duì)基坑支護(hù)施工附近的道路，調(diào)查道路與施工范圍的距離，以便能夠確保后續(xù)施工工作的有序進(jìn)行，并且在設(shè)計(jì)前要明確設(shè)計(jì)支護(hù)區(qū)域、周圍的管線類型、埋深和具體的位置。

1.4 巖土體特征分析

巖土勘察工作開展前，先要收集資料，根據(jù)以往資料分析研究勘察區(qū)域巖土體的分布情況、水文情況，要根據(jù)地區(qū)的實(shí)際情況結(jié)合施工要點(diǎn)做好研究與勘察。最主要的是對(duì)于巖土體的整體性質(zhì)做好全面的了解，要了解當(dāng)前的土體軟化程度、巖石風(fēng)化程度。研究分析以往資料，針對(duì)工程開展環(huán)境影響工程內(nèi)外部的因素進(jìn)行細(xì)致性的分析，以便能夠建立起科學(xué)合理的施工方案，來保障基坑支護(hù)施工及建筑工程施工的穩(wěn)定性和有效性。另外，在巖土勘察工作落實(shí)前，首先要明確具體的勘察要點(diǎn)，要對(duì)每個(gè)區(qū)域地質(zhì)情況的差異性進(jìn)行合理科學(xué)的勘察文件資料的編制，以便保證后續(xù)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的分析和應(yīng)用。這些文件資料是成果數(shù)據(jù)，能夠直觀性的分析出巖土體分布情況及其穩(wěn)定性。

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的分析與應(yīng)用

基坑支護(hù)工程是巖土工程、結(jié)構(gòu)工程以及施工技術(shù)互相交叉的多種復(fù)雜因素交互影響的系統(tǒng)工程。基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是在巖土勘察工作后進(jìn)行的。

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)具體工作的開展是需要結(jié)合實(shí)際的施工實(shí)施方案，以便能夠保證施工的安全性和穩(wěn)定性。具體基坑支護(hù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)始終要考慮到施工方面可能存在多方位的影響，包括施工過程中的地質(zhì)條件、地下水條件、地下管線情況以及基坑開挖類型和開挖深度，還要對(duì)基坑周圍的荷載支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致性的分析。

2.1 排樁支護(hù)技術(shù)

排樁支護(hù)技術(shù)作為基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中的內(nèi)容，該技術(shù)的應(yīng)用中不僅具有擋土的功效，同時(shí)使用范圍較廣，適用所有土質(zhì)條件，能滿足實(shí)際基坑支護(hù)的要求。在實(shí)際施工過程中排樁支護(hù)技術(shù)主要的構(gòu)造通常由支護(hù)樁、支撐及防滲帷幕等組成。為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，避免支護(hù)結(jié)構(gòu)的浪費(fèi)，可利用排樁作為正常使用階段主體地下結(jié)構(gòu)的一部分，形成“樁墻合一”，排樁可承擔(dān)大部分的土壓力，可有效減小地下空間外墻厚度、邊樁數(shù)量，增大地下室建筑面積，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 基坑攪拌支護(hù)技術(shù)

基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)中攪拌支護(hù)技術(shù)應(yīng)用較為常見，這種技術(shù)的應(yīng)用原理是借助水泥之間所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)所形成的強(qiáng)烈的支護(hù)結(jié)構(gòu)，能夠基于當(dāng)前地基不均勻的沉降和水分的侵蝕等相應(yīng)的問題進(jìn)行解決。同時(shí)通過基坑攪拌支護(hù)技術(shù)加入適量的固化劑進(jìn)入軟土中優(yōu)化各物質(zhì)，并且能夠讓施工人員在基坑工序中及時(shí)對(duì)基坑內(nèi)部存在的雜物進(jìn)行清除，防止實(shí)際施工過程中對(duì)其存在不良因素，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)造成影響[2]。

2.3 土釘支護(hù)技術(shù)

在基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中，土釘支護(hù)技術(shù)作為重要的技術(shù)之一在一定程度上能夠保證基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。主要適用于黏性土及弱膠結(jié)砂性土且在地下水位以上的基坑，不適用于淤泥、浜土及松散填土。方案應(yīng)用環(huán)節(jié)需要結(jié)合實(shí)際情況來編制施工方案，并且在施工前需要由第三方人員在場(chǎng)展開拉拔實(shí)驗(yàn)，以便能夠保證后續(xù)工程的順利進(jìn)行。

2.4 地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)

地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)適用于所有基坑，在軟土地區(qū)三層地下室及以上的基坑采用“二墻合一”地下連續(xù)墻支護(hù)較排樁支護(hù)方案更為經(jīng)濟(jì)。所謂“二墻合一”，即在基坑工程施工階段地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，起到擋土和止水的作用；在建筑使用階段作為主體地下室結(jié)構(gòu)外墻，通過設(shè)置與主體地下結(jié)構(gòu)內(nèi)部水平梁板構(gòu)件的有效連接，不再另外設(shè)置地下結(jié)構(gòu)外墻。地下連續(xù)墻的常用厚度為600mm、800mm、1000mm、1200mm。

2.5 錨桿支護(hù)技術(shù)

在基坑支護(hù)技術(shù)運(yùn)用過程中，錨桿支護(hù)技術(shù)需要將錨桿的一段深入深入到巖土范圍內(nèi)，并在另一端要給其他圍巖中存在一組或幾組不同產(chǎn)狀連續(xù)面，施加一定的應(yīng)力，以便能夠保證錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用能夠達(dá)到有效應(yīng)用。同時(shí)，錨桿支護(hù)技術(shù)可以憑借楔固作用減少圍巖連續(xù)面的移動(dòng)。該技術(shù)與其他技術(shù)相比適用范圍更強(qiáng)，適用范圍更廣。但是其缺點(diǎn)是在于不適合有機(jī)質(zhì)的土壤，所以在運(yùn)用過程中要選擇適合土質(zhì)好的基坑。

2.6 放坡開挖支護(hù)技術(shù)

放坡開挖支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中，需要考慮到施工區(qū)域的周邊環(huán)境情況進(jìn)行開挖控制，在放坡土方開挖施工過程中應(yīng)采取分級(jí)放坡加平臺(tái)的形式。若開挖面在地下水位以下，坡頂和平臺(tái)處應(yīng)采取降水和排水措施，提高坡體穩(wěn)定性。巖土勘察時(shí)要對(duì)于施工區(qū)域的沿線情況進(jìn)行勘測(cè)，要明確具體的施工范圍，不能靠近施工區(qū)域過近進(jìn)行開挖，以免對(duì)支護(hù)穩(wěn)定造成影響。

3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

結(jié)合上述所提到的基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的具體技術(shù)要點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)要相對(duì)于基坑所處的環(huán)境進(jìn)行有效分析，通過巖土勘察來保證實(shí)際設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確、安全、可靠。為了保證建筑物的穩(wěn)定和安全，首先需要對(duì)于周圍建筑物的分布以及結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行分析，了解周圍道路的實(shí)際情況，對(duì)周圍的線道管道實(shí)際情況進(jìn)行分析，包括地下管線等。

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案選擇環(huán)節(jié)，需要保證基坑設(shè)計(jì)方案具有一定的經(jīng)濟(jì)性和可靠性?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以依據(jù)極限平衡理論，但實(shí)際基坑支護(hù)由于受力的復(fù)雜性，對(duì)于實(shí)際工程應(yīng)用來說會(huì)帶來影響和差異性，在設(shè)計(jì)中相關(guān)人員需要考慮到涉及計(jì)算的數(shù)值以及實(shí)際存在的數(shù)據(jù)之間的偏差。因而基坑支護(hù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)施工方先要對(duì)工程所處的環(huán)境和周圍的地址進(jìn)行有效勘察，再設(shè)計(jì)方案選擇環(huán)節(jié)，建立科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)方案的選擇。

例如郴州市某建設(shè)場(chǎng)地位于南塔路南側(cè)、中山南街西側(cè)，場(chǎng)地原始地貌屬丘陵坡地，總體地勢(shì)南高北低，原始地形坡角約10～20°，地表無基巖出露，全為第四系覆蓋。場(chǎng)地周邊建有數(shù)棟多層建筑?；娱_挖將于場(chǎng)地南側(cè)形成長約80m、高8～10.5m的長條狀基坑邊坡。根據(jù)巖土勘察資料及周邊情況，從安全、經(jīng)濟(jì)等方面考慮，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案采用土釘墻與預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻相結(jié)合的方式[3]。

圖1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)平面圖

4 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)合當(dāng)前我國建筑工程中基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析，探討當(dāng)前基坑支護(hù)工作的設(shè)計(jì)的原則以及具體設(shè)計(jì)技術(shù)在實(shí)際施工中的運(yùn)用，并結(jié)合目前基坑支護(hù)技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)，分析巖土勘察技術(shù)應(yīng)用方案，以便為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和巖土工程勘察技術(shù)運(yùn)用方面提供相應(yīng)的參考，并結(jié)合實(shí)際工程巖土勘察要點(diǎn)，明確具體基坑支護(hù)技術(shù)運(yùn)用原則，優(yōu)選設(shè)計(jì)方案，以期為后續(xù)相關(guān)工作提供資料。