深基坑工程巖土工程勘察的重點探析

許齊心

廣東省地質局第三地質大隊 廣東 韶關 512026

近年來，我國社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，建筑工程規(guī)模與數(shù)量亦不斷提升，各類型高樓大廈更是層出不窮。為有效保障建筑工程施工質量，最大化將地下空間作用發(fā)揮出來，在建筑工程施工過程中，就需要對深基坑支護工作給予高度重視。因為深基坑設計、施工等對于建筑工程而言至關重要，尤其是在巖土勘察過程中，必須要基于深基坑特點和設計要求，采取有效的手段，確保工程施工質量。

1 巖土工程勘察的重要性

1.1 巖土工程勘察是工程質量的保障

在施工過程中，工程質量受當?shù)氐刭|條件影響較大，且不同地區(qū)之間地質條件千差萬別。為確保工程后期質量，就必須要在施工前深入細致的調研這一區(qū)域的地質狀況，根據(jù)調查結果剖析地質環(huán)境特點，并以此作為工程設計依據(jù)，有效避免在設計中因地質問題引發(fā)重大工程事故。

1.2 巖土工程勘察是保證工程安全的重要手段

在工程建筑施工過程中，若是沒有進行全方面的巖土勘察，在工程建成投入使用后存在較大的安全隱患。通過巖土勘察，相關部門能夠掌握區(qū)域內的巖土狀況、地質情況，提前預估施工過程中可能存在的安全隱患，從而提前做好預案，采取有效的措施從源頭遏制和防范安全事故的發(fā)生。近年來，因未嚴格實行巖土勘察造成的工程事故時有發(fā)生，一旦發(fā)生事故不僅會造成經(jīng)濟損失，形成重大經(jīng)濟事故，還可能出現(xiàn)人員傷亡，帶來不良的社會影響。因此，巖土勘察可以有效保障施工安全，是不可忽視的重要手段。

1.3 巖土工程勘察可提高工程經(jīng)濟效益

無論是設計不合理，還是發(fā)生安全事故，這些因素都會帶給工程負面影響，進而令工程經(jīng)濟效益下降。一方面，安全事故、設計不合理等都可能使得工期延長，無法如期竣工，施工成本必然增加，工程經(jīng)濟效益下降。另一方面，巖土勘察結果是工程建設的重要依據(jù)，只有當勘察結果真實、科學、有效，才能為工程提供正確的參考意見，避免出現(xiàn)返工、安全事故等導致工期拖延的情況。若是未落實巖土勘察，極有可能出現(xiàn)投資不合理性，造成經(jīng)濟效益受損。

總而言之，巖土勘察是工程建設的一項極為重要的基礎工作，其關系到施工安全、工程質量、項目投資等多方面。因此，在深基坑工程中，必須要提高重視，深入推進巖土勘察作業(yè)高質量開展。

2 深基坑工程巖土勘察要點

2.1 了解巖土勘察基本要求

在深基坑工程巖土勘察開展前，相關人員首先要明確勘察基本要求，確認勘察范圍及深度。通常，深基坑外勘察點范圍應是開挖邊界的2倍[1]。若地質環(huán)境較為復雜，勘察點間距的設置應保持在10～15m內；若勘察環(huán)境復雜度較低，勘察點間距設置也適當延長，保持在15～30m范圍；若勘察環(huán)境非常簡單，勘察點間距則保持在30～50m。在實際勘察過程中，勘察深度至少是開挖深度的2倍；若深基坑下層為軟弱土層，或是下層有承壓含水層，那么勘察深度應穿過這些土層[2]。

巖土勘察主要是為了充分了解基坑周邊的巖土情況，從而掌握基坑周邊物理力學的特征，進而為深基坑作業(yè)提供詳實的數(shù)據(jù)支持。因此，要求相關人員必須要了解巖土勘察工作基本要求，確保能夠全面、及時、有效收集數(shù)據(jù)，獲得基坑開挖范圍、地下水類型等信息。在勘察過程中，還需要收集地下含水層滲透性能相關數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析確定施工時地下水位是否會影響基坑支護結構，并制定對應的策略，確保深基坑施工順利開展。

2.2 明確勘察目標

為確保巖土勘察工作的科學性與準確性，需要相關工作人員明確勘察的具體目標，也就是說對實際工程有所了解。首先，工作人員應全面了解工程項目的性質、結構，并對施工周邊環(huán)境進行深層次調研，掌握施工周邊建筑形式、高度埋深、間距等數(shù)據(jù)。其次，應加強各部門之間的溝通交流，仔細查詢工程相關資料，保障巖土勘察工作的開展。各部門之間應保持數(shù)據(jù)共享，打通數(shù)據(jù)壁壘，確保信息互通。再者，明確深基坑軟土夾層分布情況。對于地下管線較為密集的區(qū)域，還應檢查管線分布情況、管線類型、設備埋深。最后，做好水文地質資料的收集，分析深基坑施工現(xiàn)場巖土特點，為后續(xù)工程施工提供資料保障，提高深基坑工程質量。

2.3 編制巖土勘察大綱

在深基坑工程巖土勘察工作中，經(jīng)常容易忽視勘察大綱編制工作，從而制約了勘察工作的開展，影響到后期工程施工質量。對此，必須要結合工程實際，建立健全的巖土勘察大綱編制體系，通過制度推動編制工作落地執(zhí)行。因勘察大綱可為實際勘察提供有效的指導，因此要求在編制大綱時，全面了解工程情況，對工程設計方案做到心中有數(shù)，并能夠科學擬定勘察方案，確保巖土勘察更具科學性。同時，大綱需要滿足以下要求：①巖土勘察大綱必須要符合深基坑施工作業(yè)要求，滿足巖土施工技術條件；②結合實際施工優(yōu)化勘察流程，明確人員分工和職責，推動勘察有序進行。

2.4 全面勘察現(xiàn)場土質情況

土質勘察是深基坑工程巖土勘察的重要內容，通過土質勘察能夠為施工提供更加具體、全面的依據(jù)，因此必須要高度重視。首先，在勘察土質時，應根據(jù)土質特性選擇適宜的勘察方法，靈活調整勘察方案，盡可能保證勘察結果精準。其次，在深基坑開挖后，對于未擾動過的巖土可直接觀察，并將觀察結果與勘察報告進行對比。同時，還需要分析是否存在坑穴、填土、古井等，分析在施工過程中排水是否會造成土質軟化。最后，可借助儀器進行勘察，若是勘察時土質特殊，還可以提取適量原土進行實驗分析。

2.5 細致勘察側壁巖土層

在深基坑巖土勘察中還應做好側壁巖土層勘察，其對于后續(xù)施工有著非常重要的作用。在勘察時主要檢測基調中側壁巖土，如巖土組成成分、受力情況等。只有細致進行勘察，才能為深基坑支護設計提供數(shù)據(jù)支撐，從而提高基坑施工安全系數(shù)[3]。值得注意的是，在勘察側壁巖土層時需要做好周圍環(huán)境勘察，并與施工測量的數(shù)據(jù)進行對比，確保數(shù)據(jù)的準確性，避免偶然因素的發(fā)生。

2.6 做好地下水勘察

很多深基坑施工事故與地下水有著極為密切的關系，必須要高度重視地下水對于基坑工程施工的影響。對地下水賦存狀況的了解程度是深基坑施工能否順利進行的重要前提。因此，在施工前查清水文地質條件是極為有必要的?？辈靸热葜饕▍^(qū)域性氣候資料、含水層分布規(guī)律及巖性特征、基坑與附近大型地表水源的距離、各含水層滲透系數(shù)等等[4]。具體操作如下：①水文地質勘察孔布置。一個工程場地具體勘察孔可參照表1所示，并結合工程實際適當增減。

表1 水文地質勘探孔數(shù)量

需要注意的是，若為線狀工程，那么勘察孔應在已開展的巖土勘察基礎上確保每500m設置一個勘察孔。②地下水位監(jiān)測井布置。平面上，地下水位觀測孔距離基坑開挖區(qū)域不超過8m，且在施工降水時水位最不利的位置布置觀測孔。線狀工程水位觀測孔每1000m應布設1組，且孔徑應大于50mm，可以與水文地質勘察孔結合[5]。同時，在地下水位監(jiān)測時應分層設置，分別對各含水層進行測量。③動態(tài)量測地下水位。在量測地下水位時應做到遇水即測；待初見水位后經(jīng)過一段時間再量測穩(wěn)定水位，且量測時間間隔應根據(jù)地層滲透性進行確定，若是砂土、碎石土時間必須大于0.5h，粉土、粘性土則必須要大于8h[6]；在量測多層含水層水位時，必須要先將被測層與其他含水層隔開。

在地下水勘察中需要注意以下事項：①對于地層劃分、地層巖性、顏色、濕度等要進行描述，同時做好地下水層位劃分，合理分析地層特性。②當水文地質勘察孔鉆探穿過第一層地下水后，應先跟進套管再取土，確保閉水效果。③為確保水文地質勘察孔質量，鉆孔垂直度每100m應減小1°。④在完成水文地質勘察鉆探后，要及時回填，同時保證回填材料干凈無污染。⑤要及時將勘察結果與預測條件進行對比，判斷是否需要調整勘察方案。

2.7 準確評價基坑邊坡穩(wěn)定性

在深基坑工程巖土勘察作業(yè)中，除做好上述工作外，還需要對基坑邊坡穩(wěn)定性進行準確的評價，以避免在深基坑作業(yè)時發(fā)生滑坡、塌方情況。對此，在勘察時，相關工作人員必須要全面掌握基坑土體情況，制定措施以更好地應對突發(fā)情況，盡可能將事故發(fā)生率降至最低。此外，工作人員在評價深基坑邊坡穩(wěn)定性時，應采用定性分析的方式，同時全面考量深基坑巖土內外條件，提高勘察數(shù)據(jù)的科學性與全面性。

3 深基坑優(yōu)化設計應用

3.1 工程實例

本項目為高層民用樓，主要用于住宅、商業(yè)和地下車庫。地下2層，地上擬建27～33層，住宅樓為剪力墻結構，地下車庫基礎為樁基，埋深16.5m。東西南三面為規(guī)劃建筑用地，場地周邊地勢平坦，其中西南兩面與江河相鄰，北面周邊存在大量建構筑物，本項目規(guī)劃的建筑用地紅線與之距離相近，從規(guī)劃總圖來看，最短距離僅10m。工程基坑周長約982m，基坑總面積635800m2，開挖深度為12.5m。

3.2 工作量

本次勘察鉆孔共有56個，其中52個為鉆孔，取土鉆孔和標貫孔各26個，剩余4個為分層測水位孔。一般性勘探孔深為20～70m之間，控制性勘探孔深為80m。

3.3 地層巖性

本工程勘察采用野外鉆探與室內土工試驗相結合的方式，地層自上而下主要由人工填土（Q4ml）、沖積層（Qal）和殘積層（Qel）組成，基坑最深12.5m。在開挖過程中勘察到分布有雜填土、淤泥以及沖擊砂層，而基坑底部主要是沖擊砂層和殘積土。在勘察過程中，測得地下水埋深在0.8～4.8m之間，且受鉆孔殘留水、施工期間降雨等因素的影響，水位不深。

3.4 深基坑施工工藝流程

本工程深基坑施工工藝如圖1所示。

圖1 深基坑施工工藝流程

3.5 基坑監(jiān)測的情況

如表2所示，深基坑支護結構必須要達到如下開挖允許值時，方可進行土方開挖。通過數(shù)據(jù)分析，本項目基坑變形在規(guī)定范圍內，因此基坑具備安全性。

表2 深基坑開挖監(jiān)測項目允許值

3.6 評價重點

3.6.1 附近環(huán)境

為確定深基坑支護方案和圍護結構位移提供更加詳實的數(shù)據(jù)依據(jù)，需要收集項目地下設施、鄰近建筑等物料資料，開展調研。在對地下管線進行調研時，應涉及走線、結構、位置、類型等。

3.6.2 基坑邊坡狀態(tài)

在勘察過程中嚴格按照要求取土樣，并對野外取樣進行土工實驗，通過嚴謹分析，獲得了相對精準的巖土參數(shù)，并以此作為基坑邊坡狀態(tài)評估的依據(jù)。結合本項目實際情況，擬定基坑支護方案：以1:1坡度向下挖深5m，支護上部采用土釘墻支護，下部則采用灌注樁加錨索。止水帷幕用水泥深層攪拌樁輔以三罐擺噴防滲墻。

3.6.3 基礎方案

考慮到本項目住宅、商鋪以及地下車庫基礎相連，但荷載存在差異，長度和類型也各不相同，增加了施工難度。現(xiàn)場鉆探時采用多種方式進行原位測試，根據(jù)測試結果擬定了經(jīng)濟、安全、合理的基礎方案。

4 結語

總而言之，隨著我國建筑業(yè)的飛速發(fā)展，建筑工程規(guī)模持續(xù)擴大，施工工藝愈發(fā)復雜，導致影響建筑工程的因素越來越多。其中深基坑施工是其中一項極為重要的作業(yè)，而巖土勘察則是確保工程安全有序進行的重要前提，能夠很好地避免地質安全事故的發(fā)生。在今后的工作中，應加強對巖土勘察技術的研發(fā)，結合具體工程不斷優(yōu)化勘察流程，助力我國建筑行業(yè)高質量發(fā)展。