工程建設中深基坑的支護與巖土勘察技術探討

葉騰飛， 賈同福， 周龍茂

(東華理工大學勘察設計研究院，江西 撫州 344000)

0 引 言

當基坑深度超過5.0 m時，可將此基坑作為深基坑，此種類型基坑的穩(wěn)定性相對較差，需要通過后期支護處理進行結構穩(wěn)定性加強[1]。為了提高深基坑支護施工的效果，本文將以某在建工程為例，開展工程區(qū)域地質巖土勘察與支護施工工藝的研究。

1 工程建設中的巖土勘察技術

1.1 布置巖土勘察點與鉆探取樣

工程建設與施工前，需要對作業(yè)現場環(huán)境進行巖土勘察，由于勘察的項目相對較多，涉及現場鉆探、取樣等作業(yè)環(huán)節(jié)，需要相互配合才能完成。為了滿足工程基坑支護需求，在勘察過程中，需要根據工程占地面積與規(guī)模，在擬建區(qū)域設置至少20個勘察點，調整并控制每個勘察點之間的距離在10～25 m。

在進行勘察時，應由專業(yè)的地質勘察人員，進行擬建工程的現場考察，并根據考察結果進行針對性的土質取樣，將取樣的結果帶回實驗室，進行化學檢測，分析土壤中與巖層中是否含有可對工程施工造成影響的不穩(wěn)定因素。

在完成前期相關工作的基礎上，選擇合適的鉆探設備與儀器，進行擬建工程現場的勘察作業(yè)[2]。為了讓取樣結果更符合巖土勘察需求，此次勘察作業(yè)選擇的儀器型號為XY—150，此設備的孔徑為120 mm，可實現對粉土層下層地質樣本的獲取，在勘察過程中，結合泥漿護壁完成對巖土的開口處理。

1.2 基于觸探試驗的巖土密實度分析

在完成對巖土的開口處理后，需要先使用重錘檢測法，進行擬建工程現場的探觸檢測，控制檢測儀器探頭的直徑為70 mm，可旋轉的錐角為90°，按照自由落錘的方式，將重量為60 kg的錘體從指定高度下落，記錄錘擊數，將10 cm作為一個貫入單位。

當確保擬建工程巖土層通過重錘檢測實驗后，結合實驗數據可以初步掌握巖土層的力學性能與整體結構穩(wěn)定性[3]。考慮到巖土層中的粉土密實度適中，塑性指數<10，粒徑>0.07 mm，因此，可通過上述實驗，對勘察的粉土進行密實度分析。密實度劃分標準見表1。

表1 巖土密實度劃分標準

按照上述方式，對巖土密實度進行劃分，并統(tǒng)計結果，將此結果作為巖土勘察結果，當數據統(tǒng)計量較大時，可使用計算機設備作為輔助設備，對統(tǒng)計的數據進行綜合分析，導出分析的結果，將其作為標準結果。

2 工程建設中深基坑的支護

2.1 基坑支護設計參數

考慮到構成工程建設基坑側壁的土層普遍存在穩(wěn)定性不高的問題，在上述勘察結果的基礎上，采用放坡，各土層的坡度比分別為：素填土層1∶1.3；粉質黏土層1∶1.5；黏土夾卵礫石層1∶0.7。針對坡面層采用土釘掛網的方式對其進行處理，根據施工區(qū)域中深基坑的巖土密實度，得出基坑支護設計參數，見表2。

表2 基坑支護設計參數表

按照上述參數設計要求對基坑支護進行設計，并針對上層滯水問題，采用明排的方式進行處理。同時，在實際施工過程中，必須將項目委托給具有相應資質等級的施工單位，在施工時充分考慮到施工場地的巖土條件、地下水運動特征等因素的影響，以及深基坑側壁土層的穩(wěn)定性。

2.2 深基坑支護工藝流程

在確定基坑支護設計參數后，結合土釘墻完成對深基坑的支護。其具體流程為：放線→開挖→邊坡修整→錨桿結構放置→漿液澆筑→編網噴混凝土→下一土層開挖。在對深基坑結構進行支護施工前，對周邊連接結構進行放樣處理，完成對其基本參數的測量，并確定其具體施工條件，將檢驗結果繪制成表格的形式上報。在對深基坑結構進行土體開挖時，還應當完成二次復合放樣[4]。在針對具體工程建設項目進行土體開挖時，需要確保其與支護工作相互協(xié)同，嚴格按照支護施工進度設計方案實施。同時，在開挖時需要保證其效率符合支護整體進度需要，確保在支護施工時間范圍內，合理完成開挖，以此按照上述方式實現對深基坑的合理支護。

3 對比實驗

完成對該技術的理論設計后，為了進一步探究該技術在工程建設當中的應用效果，選擇以江西省某工程建設項目作為依托，針對該工程項目當中的深基坑結構進行支護，并開展一系列巖土勘察工作。已知該項目中，深基坑的南北方向長度為132.6 m，東西方向長度為121.4 m，開挖深度為13.2 m。該工程項目所在區(qū)域的年平均降水量為623.24 mm，深基坑工程擬建場地為Ⅱ類場地環(huán)境。在工程場地當中存在1條泄洪溝結構，將深基坑整體分為A區(qū)和B區(qū)。A區(qū)采用本文上述提出的技術，B區(qū)采用傳統(tǒng)技術。該工程區(qū)域深基坑土層信息參數見表3。

表3 工程區(qū)域深基坑土層信息參數表

結合表3中數據，分別利用兩種技術實現對項目深基坑的支護和巖土勘察，在此基礎上，使用抗傾覆彎矩測量設備，對測量過程中“被動土壓力對支護結構”的抗傾覆彎矩，及“主動壓力對支護結構”的彎矩進行針對性測量，將二者比值作為支護結構的安全系數。將兩種技術應用下的A區(qū)和B區(qū)對應位置上支護結構的安全系數做好記錄，并繪制成如圖1所示。

圖1 兩種技術應用對比圖

根據表1實驗結果分析得知，本文技術應用后，各個支護結構的安全系數均在0.8以上；而傳統(tǒng)技術應用后，各個支護結構的安全系數均未超過0.4。已知安全系數越高，則支護結構的抗壓能力越強、穩(wěn)定性越強，反之同理。因此，通過對比實驗的方式能夠證明，新的技術可行性更高，并且能夠進一步保證整體工程建設質量。

4 結束語

本文以某在建工程為例，采用巖土勘察的方式，對工程擬建區(qū)域的地質環(huán)境參數進行了調查，并在完成作業(yè)后，根據現有數據的支撐，進行深基坑支護的研究，為了確保本文設計的支護施工方案具有實用性，在此基礎上，設計了對比實驗，對工程支護結構進行安全檢測，經過實驗檢測，證明采用本文支護方法建設的深基坑支護結構，可提高基坑整體的安全性，使工程達到一種相對理想的效果。