巖土工程勘察對深基坑支護施工的影響

鐘曦

(四川省川建勘察設(shè)計院有限公司，四川 成都 610000)

深基坑支護施工是工程施工的重要環(huán)節(jié)和工序，尤其是大型工程、復(fù)雜周邊環(huán)境工程或復(fù)雜工程地質(zhì)環(huán)境下施工的工程項目，通過采用適宜的支護結(jié)構(gòu)形式和合適的施工工藝，保證基坑側(cè)壁的穩(wěn)定性、周邊環(huán)境安全，以確保深基坑支護施工的安全性，為工程項目的順利施工提供基礎(chǔ)保障。巖土工程勘察與深基坑支護施工之間的聯(lián)系緊密，勘察獲得的資料信息，能夠為深基坑設(shè)計、施工和項目管理全過程提供參考和依據(jù)，確保對工程現(xiàn)場的地質(zhì)情況、水文條件、土層狀態(tài)等有更準確的把握，為深基坑支護結(jié)構(gòu)形式、深基坑支護施工方案制定提供依據(jù)，以切實保障深基坑支護施工的質(zhì)量、安全，節(jié)省施工成本。

1 深基坑支護施工及特點

隨著國家經(jīng)濟高速發(fā)展，現(xiàn)在新建建筑物地下室往往層數(shù)較大，基坑開挖深度越來越深，基坑周邊的環(huán)境也越來越復(fù)雜，支護形式也越來多樣化。通過利用支擋、加固等方式，以保證地下結(jié)構(gòu)施工作業(yè)的質(zhì)量和安全性，保護基坑周邊環(huán)境、確保側(cè)壁的穩(wěn)定性[1]。現(xiàn)在復(fù)雜基坑往往是多種常見支護形式相結(jié)合或采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)支撐體系，可以是土釘墻結(jié)合排樁支護結(jié)構(gòu)、錨桿(錨索)結(jié)合排樁支護，甚至可以采用錨桿(錨索)、混凝土支撐、型鋼支撐、咬合排樁相結(jié)合的支護體系。深基坑支護施工的技術(shù)復(fù)雜、影響因素多，包含擋土、支護、防水、降水、挖土等多個環(huán)節(jié)和工序的工作，各施工環(huán)節(jié)間的聯(lián)系緊密，任一環(huán)節(jié)和工序中存在問題，都將影響整體施工質(zhì)量和效果[2]。深基坑支護屬于臨時工程，支護結(jié)構(gòu)形式選擇與施工方案的制定，與基坑開挖的深度，場地工程地質(zhì)情況和周邊環(huán)境相關(guān)，深基坑支護施工會涉及到多方面專業(yè)，例如巖土工程、結(jié)構(gòu)工程和工程管理等。其中巖土工程勘察對深基坑支護施工有著非常重要影響，如果巖土工程勘察質(zhì)量不高、數(shù)據(jù)不完整、不足以代表土層的總體情況，都可能對后期的支護結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工產(chǎn)生不良影響。如果工程現(xiàn)場存在軟土、高地下水位、不良地質(zhì)等，未能對巖土進行有效治理，在這種情況下開挖基坑，容易導(dǎo)致土體滑移、基坑失穩(wěn)、樁體變位、坑底隆起、支擋結(jié)構(gòu)漏水等方面的問題，進而影響深基坑施工的質(zhì)量和安全性[3]。

2 巖土工程及巖土工程勘察

巖土工程主要包括地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程部分，以及土木工程中涉及巖石、土、地下、水中的部分，巖土工程施工需要規(guī)范做好巖土工程勘察、設(shè)計、治理、監(jiān)測、檢測等工序的工作。其中，巖土工程勘察主要指的是采用適合的技術(shù)和工具，依照工程項目的要求和標準，實現(xiàn)工程現(xiàn)場的巖土情況的勘察和測量，查明、分析、評價工程項目現(xiàn)場的地質(zhì)、環(huán)境特征及巖土工程條件，了解工程現(xiàn)場的地形、地貌、氣象和水文等情況，查看是否存在不良地質(zhì)問題等，巖土工程勘察獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果，能為工程規(guī)劃設(shè)計和施工管理提供重要參考和依據(jù)[4]?；庸こ獭⒌鼗c基礎(chǔ)工程等都是巖土工程的重要研究內(nèi)容，而保證巖土工程的質(zhì)量，則需要認真規(guī)范做好巖土工程勘察工作。

3 巖土工程勘察在深基坑支護施工中的作用

3.1 為深基坑支護施工提供數(shù)據(jù)依據(jù)

巖土工程勘察可以獲取工程現(xiàn)場廣泛的信息，勘察得到的圖像和數(shù)據(jù)資料，能為深基坑支護設(shè)計與施工提供可靠的數(shù)據(jù)，為完善和優(yōu)化基坑支護設(shè)計與施工方案提供參考和意見，以確?；又ёo結(jié)構(gòu)方式的合理性和基坑支護施工方案的經(jīng)濟可行性。在深基坑支護的可行性研究階段，通過對巖土勘察數(shù)據(jù)的深入分析，更為全面、準確的了解工程現(xiàn)場的水文、地質(zhì)、地勢地貌等，結(jié)合工程實際需要，選擇適合的支護結(jié)構(gòu)形式[5]。深基坑支護施工需要考慮和分析的因素多，如工程項目基坑的開挖深度、周邊環(huán)境、地質(zhì)和水文條件等，巖土工程勘察的數(shù)據(jù)信息，能為深基坑設(shè)計與施工提供可靠資料。通過對勘察結(jié)果的深入分析，準確判斷和分析持力層的具體位置，針對存在的不良地質(zhì)和軟弱地基問題，協(xié)助處理和治理方案的制定，及時發(fā)現(xiàn)和處理巖土和地基方面的問題。在勘察施工中認真做好室內(nèi)測試、土樣測試、地質(zhì)調(diào)查測繪、原位測試等工序的工作，為深基坑支護施工提供更詳細、準確的地質(zhì)資料，明確工程現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境和條件，研究和分析工程地基巖土層的分布和力學(xué)性質(zhì)，在綜合分析深基坑施工要求、工程現(xiàn)場情況的基礎(chǔ)上，進行綜合的巖土工程評價，對特殊地基加固處理，對深基坑支護施工科學(xué)設(shè)計[6]。

3.2 保障深基坑支護施工質(zhì)量安全

深基坑支護施工的技術(shù)復(fù)雜、開挖深度大、周邊環(huán)境復(fù)雜，稍有不慎容易產(chǎn)生質(zhì)量、安全事故，深基坑支護施工與工程現(xiàn)場的環(huán)境條件、地質(zhì)條件密切相關(guān)，不同地區(qū)和工程地質(zhì)條件下，項目施工所采用的支護結(jié)構(gòu)形式不同，采用的支護施工工藝不合理、挖土的方法順序不科學(xué)等，都可能導(dǎo)致施工中出現(xiàn)基坑變形、基坑支護事故等，造成比較大的社會影響和經(jīng)濟損失。因此，深基坑支護施工需要綜合考慮設(shè)計要求、巖土工程現(xiàn)場情況、基坑深度等，選擇適合的施工方案，并經(jīng)由單位總工程師、監(jiān)理工程師等仔細審批，確保符合規(guī)范要求后，在進行后續(xù)施工；要全面掌握巖土工程的水文地質(zhì)情況，如地形地貌、巖土層構(gòu)造、土質(zhì)情況、土層深度及分布情況、水文分布與變化情況、含水層埋深值、水流方向和速度等，針對深基坑支護施工的實際需求，實現(xiàn)巖土問題的綜合治理，使地下水位降到基坑底1m以下，并科學(xué)設(shè)置排水系統(tǒng)和裝置，以免影響深基坑支護質(zhì)量；要結(jié)合巖土情況，科學(xué)控制開挖的深度和范圍，選擇適合的開挖方法等[7]。巖土工程勘察作為重要環(huán)節(jié)工作，為上述工作的開展提供數(shù)據(jù)參考，在對巖土工程勘察數(shù)據(jù)深入分析的基礎(chǔ)上，使深基坑支護施工避開軟土、高地下水位，針對不良地質(zhì)針對性處理，以免項目出現(xiàn)基坑支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足、支護結(jié)構(gòu)變形失穩(wěn)等問題。通過對巖土勘察結(jié)果的深入分析，全面評估內(nèi)外部各項要素可能對深基坑支護施工造成的影響及程度大小，如地下水與地表徑流、巖體風(fēng)化水平與散布特點等可能造成的影響，并評估采用那種支護結(jié)構(gòu)形式更適合，以切實保障深基坑支護施工質(zhì)量安全[8]。

4 巖土工程勘察與深基坑支護施工的要點關(guān)鍵

4.1 準確把握巖土勘察的目標

為確保巖土工程勘察的準確性和有效性，為深基坑支護設(shè)計提供所需數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對深基坑支護施工過程中的優(yōu)化，需要明確深基坑支護巖土工程勘察的目標要求，所有工作的開展都應(yīng)圍繞目標要求規(guī)范進行。在確定巖土勘察目標之后，對其進行分解和細分，確保巖土勘察人員對此有準確把握，明確自身在基坑支護工程巖土勘察中的主要任務(wù)和事項，后續(xù)推進有關(guān)工作的規(guī)范落實。圍繞深基坑支護工程巖土勘察的目標要求，制定可行的巖土工程勘察方案，由專業(yè)人員，采用適合勘察設(shè)備和方法手段，安規(guī)范和勘察方案推進后續(xù)巖土工程勘察工作。這就要求做好工程資料分析、圖紙審核等工作，準確把握工程的設(shè)計要求、質(zhì)量標準、工程范圍、巖土施工狀況、深基坑支護施工要求、工程特點和結(jié)構(gòu)特征、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計和要求及相關(guān)技術(shù)參數(shù)，之后組織規(guī)范勘察和測量，以確保對工程現(xiàn)場自然環(huán)境條件和地質(zhì)水文情況有準確把握。對于巖土工程勘察過程的所有數(shù)據(jù)信息詳細記錄，保證勘察結(jié)果準確[9]。

4.2 把握巖土勘察流程

基坑支護工程巖土勘察的主要目的是獲取工程項目現(xiàn)場的水文地質(zhì)及環(huán)境資料信息，對以上信息有更準確的認知，并結(jié)合基坑支護施工的要求，制定經(jīng)濟可行的深基坑支護施工方案，并及時發(fā)現(xiàn)和處理不良地質(zhì)和地基問題，保證深基坑支護施工的質(zhì)量和安全性。在巖土工程勘察前，需要結(jié)合工程實際情況，明確深基坑支護工程巖土勘察的范圍、主要工作任務(wù)，并評價和分析工程現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘察的影響因素及可能出現(xiàn)的問題，在此基礎(chǔ)上制定切實可行的勘察方案，選用適合的勘察技術(shù)設(shè)備[10]。同時需要對巖土工程情況深入分析，了解該工程現(xiàn)場是否存在孤石、溶洞和斷層帶等復(fù)雜構(gòu)造，對范圍內(nèi)的巖土層的類型、深度、分布、工程特性了解和掌握，在此基礎(chǔ)上持續(xù)優(yōu)化巖土工程勘察的流程，編制完整的勘察大綱，為后續(xù)現(xiàn)場勘察提供指導(dǎo)。在勘察工作中，要求準確把握巖土工程勘察的鉆孔位置，科學(xué)確定鉆孔深度，科學(xué)制定鉆孔方案，規(guī)范化布置鉆孔及各項參數(shù)，規(guī)范做好現(xiàn)場踏勘、技術(shù)交底、勘探點定位、高程測量、現(xiàn)場測試、室內(nèi)試驗等方面的工作，在整個勘察過程中要求詳細地記錄和整理資料，通過對巖土工程勘察數(shù)據(jù)的分析，要能夠?qū)こ添椖炕觽?cè)壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、基坑開挖作業(yè)面的地質(zhì)條件等有準確把握。巖土工程勘察還需要促進GPS、現(xiàn)代測繪技術(shù)、勘察儀器設(shè)備的應(yīng)用，實現(xiàn)精準定位、準確測量，在這些技術(shù)的支撐下，實施詳細勘察及設(shè)計，通過對勘察結(jié)果和數(shù)據(jù)的分析，評價和分析基底壓力影響范圍、持力層地基承載力大小等，針對存在的軟弱地基和軟土層科學(xué)處理，并選擇適合的深基坑支護施工技術(shù)[11]。

4.3 實施深度勘察工作

工程項目巖土勘察是一項復(fù)雜的、綜合性的工作，包括但不限于工程地質(zhì)測繪、勘探與原位測試、取樣與室內(nèi)測試、現(xiàn)場試驗與監(jiān)測等方面的工作，從而為深基坑支護設(shè)計和施工提供更全面、準確的勘察測量數(shù)據(jù)。1)工程地質(zhì)測繪：要求通過利用適合儀器設(shè)備，得到系統(tǒng)化的地面地形資料、直觀清晰圖像信息和完善的工程數(shù)據(jù)信息，觀察和描述工程項目地面的地質(zhì)現(xiàn)象、地物情況、區(qū)域環(huán)境情況、景觀植被情況，推斷地下地質(zhì)情況，獲得的數(shù)據(jù)能為工程勘探和測試提供參考?？梢圆捎眉す饫走_技術(shù)、Rs技術(shù)、無人機技術(shù)等現(xiàn)代測繪技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，以高效化協(xié)助水文地質(zhì)測量、沉降觀測、變形控制等工作的實施；2)勘探與取樣：這一工序工作的開展，主要是調(diào)查和分析工程項目地下地質(zhì)情況，并利用勘探工程取樣進行原位測試和監(jiān)測分析，為工程項目規(guī)劃設(shè)計和施工方案優(yōu)化提供參考[12]。這一工序工作的開展，需要注意以下方面的問題：1)要通過細致的勘察測量，在對巖土勘察數(shù)據(jù)深入分析的基礎(chǔ)上，明確工程項目所處場地的穩(wěn)定性，實現(xiàn)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的全面勘察，把握該工程項目持力層與下臥層的工程特性，對工程項目現(xiàn)場土質(zhì)的特性與地下水條件進行勘察，明確不良地質(zhì)作用，確保后續(xù)深基坑施工的時候，盡量避開不良地質(zhì)[13]；2)準確計算巖土參數(shù)，并對地基承載能力、變形形狀等進行科學(xué)的預(yù)測，對不符合要求的地基進行針對性的處理和治理；3)規(guī)范做好基坑支護工作，在綜合考慮和分析巖土工程情況、地基施工情況等的基礎(chǔ)上，選擇適合的深基坑支護結(jié)構(gòu)形式，并針對工程現(xiàn)場的水文地質(zhì)情況，制定深基坑支護施工的排水和防水方案；4)原位測試與室內(nèi)測試：這一環(huán)節(jié)工作的實施主要為工程項目巖土工程提供技術(shù)相關(guān)土層物理力學(xué)指標和數(shù)據(jù)，通過對相關(guān)力學(xué)指標和數(shù)據(jù)的整理、分析，了解工程項目巖土的相關(guān)工程參數(shù)，例如：工程項目巖土的承載力、孔隙比、透水性等參數(shù)，實現(xiàn)巖土工程的科學(xué)評價分析，發(fā)現(xiàn)和處理各種水文地質(zhì)問題，以免對深基坑施工質(zhì)量安全造成影響；5)現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測：這一工序工作的開展，要求在深基坑支護施工的時候，對之前巖土工程勘察的結(jié)果進行細致的論證、驗證和核查，也需要規(guī)范做好施工作用和各類荷載對巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測、施工和運營中結(jié)構(gòu)物監(jiān)測、項目施工對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面的工作，并詳細記錄檢驗和監(jiān)測的資料信息，為修正和改進施工提供參考和依據(jù)，以切實保障深基坑支護施工的質(zhì)量和安全性。

4.4 推進巖土工程勘察與設(shè)計一體化

深基坑支護施工需要科學(xué)利用巖土工程勘察所獲得的數(shù)據(jù)和資料，積極推進勘察、設(shè)計與施工的一體化建設(shè)，在對巖土勘察數(shù)據(jù)深入分析的基礎(chǔ)上，把握工程實際情況，并結(jié)合工程特點，選用適合的深基坑支護方式，制定合理施工順序，規(guī)范深基坑土方開挖，切實保障深基坑施工質(zhì)量與安全。通過對巖土工程勘察數(shù)據(jù)的分析，明確開挖工程的范圍、地形地質(zhì)，并結(jié)合工程設(shè)計要求，制定土方開挖方案、優(yōu)化開挖流程、確定運輸線路、挖土堆放位置等，避免因不合理開挖而導(dǎo)致出現(xiàn)一些質(zhì)量安全方面的問題，在深基坑開挖施工過程中也需要規(guī)范做好各種檢測和監(jiān)督控制工作，及時糾正偏差，并合理設(shè)置支護保護邊坡。深基坑支護施工的結(jié)構(gòu)形式比較多，需要結(jié)合工程實際及巖土工程勘察的資料信息，判斷和分析該采用哪種支護結(jié)構(gòu)和方式，明確深基坑支護施工的材料質(zhì)量、性能、用料和用量等，以切實保障深基坑支護施工的質(zhì)量和安全。需要工程項目的巖土情況、地基情況、設(shè)計要求、開挖條件、地質(zhì)條件、周圍環(huán)境條件等，科學(xué)計算支護結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)，因地制宜的進行基坑支護方案設(shè)計，選取適宜的支護結(jié)構(gòu)體系，以保證地下結(jié)構(gòu)施工作業(yè)的質(zhì)量和安全性，保護基坑周邊環(huán)境、確保側(cè)壁的穩(wěn)定性。例如：1)土釘墻支護：這種支護結(jié)構(gòu)主要用以加固高度較小的邊坡，施工中需要規(guī)范做好土釘拉拔實驗，保證土釘?shù)睦瘟Ψ瞎こ添椖康膶嶋H要求，并嚴格控制注漿力度、漿液的體積和水灰比等，保證質(zhì)量性能符合工程要求；2)鋼板樁支護。在綜合考慮和分析巖土工程勘察數(shù)據(jù)、工程現(xiàn)場施工情況、深基坑開挖情況的基礎(chǔ)上，更靈活的選擇鋼板樁的類型，大多數(shù)情況下鋼板樁支護還需要配合內(nèi)支撐型鋼、外拉錨墊板等進行，并在施工中規(guī)范做好深基坑支護的防水與排水工作；3)地下連續(xù)墻支護。在地下室、地下停車場等深基坑項目施工中多采用這種支護方式，通過選用適合的機械設(shè)備，在地下挖出長度適合的溝槽，之后進行澆筑，過程中需要嚴格控制澆筑的速度和厚度，要重點加強筑導(dǎo)墻、挖掘溝槽、制備鋼筋籠、澆筑混凝土等關(guān)鍵環(huán)節(jié)和工序的監(jiān)督控制，確保施工作業(yè)規(guī)范；4)土層錨桿(錨索)支護：綜合考慮和分析巖土工程勘察資料信息和施工現(xiàn)場的情況，科學(xué)確定錨桿位置、長度和錨索類型，選取合適的錨索施工工藝確保成孔質(zhì)量，施工過程中嚴格控制鉆孔深度，之后規(guī)范注漿；5)鉆孔灌注樁支護：這種支護結(jié)構(gòu)在深基坑軟弱地基、軟土地基施工中的應(yīng)用比較廣泛，在基坑深度7～15m的巖土工程項目施工中采用這種支護結(jié)構(gòu)，也能使深基坑支護施工擁有良好的強度和穩(wěn)定性；6)支撐體系：對于較大較深、對周邊環(huán)境保護要求高、對基坑變形嚴格的基坑，在形成支護結(jié)構(gòu)后，根據(jù)項目特點結(jié)合總體施工進度，選擇合適的支撐體系(混凝土支撐、鋼支撐、型鋼支撐等)，支撐體系的安裝施工順序和土方施工關(guān)系密切相關(guān)[14]。

5 結(jié)語

巖土工程勘察與深基坑支護施工之間有著緊密的關(guān)系，深基坑支護施工前需要認真做好一系列準備工作，巖土工程勘察是其中的一個重要環(huán)節(jié)。巖土工程勘察所獲得的資料信息能夠為深基坑支護施工提供參考和依據(jù)，通過對勘察資料的深入分析，實現(xiàn)巖土工程的科學(xué)評價，準確把握工程項目的水文地質(zhì)條件、施工現(xiàn)場的環(huán)境條件、土層整體狀況等，并圍繞工程項目的設(shè)計要求和質(zhì)量標準，制定安全可靠、針對可行的深基坑支護施工計劃和方案。積極推進巖土工程勘察、設(shè)計與施工一體化建設(shè)，在深入分析巖土工程勘察資料的基礎(chǔ)上，有助于更好解決可處理工程地質(zhì)相關(guān)問題，結(jié)合工程特點和實際要求，選擇更適合的深基坑支護結(jié)構(gòu)形式和施工工藝，并對深基坑支護施工進行科學(xué)規(guī)劃和合理布局，以切實保證深基坑支護施工的質(zhì)量安全，防范基坑變形、基坑失穩(wěn)、樁體變位、支擋結(jié)構(gòu)嚴重漏水等事故的發(fā)生。為確保巖土工程勘察結(jié)果的有效性，要由專業(yè)人員負責(zé)有關(guān)工作開展，采用合適的勘察設(shè)備和有效的勘察手段，準確把握深基坑支護巖土工程勘察的目標要求，制定可行的巖土工程勘察方案。