試論巖土勘察技術(shù)及深基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)

蘆霽

（新疆建筑科學(xué)研究院（有限責(zé)任公司），新疆 烏魯木齊830002）

在大型工程施工中，需要開挖深基坑以提高地基承載力，保障工程穩(wěn)定性與安全性。在深基坑開挖和支護(hù)前，需要運(yùn)用巖土勘察技術(shù)，掌握工程所在區(qū)域的地質(zhì)、水文信息，以此為參照設(shè)計(jì)科學(xué)的深基坑施工方案。深基坑施工中，為了避免出現(xiàn)滲水、坍塌等問(wèn)題，需要采取支護(hù)措施。目前常用的支護(hù)方式有錨桿支護(hù)、排樁支護(hù)等多種形式，選擇最佳支護(hù)技術(shù)，并掌握支護(hù)要點(diǎn)，對(duì)營(yíng)造良好的施工環(huán)境，以及保障工程質(zhì)量安全有積極作用。

1 巖土勘察技術(shù)要點(diǎn)

1.1 編制巖土勘察方案

由于不同地區(qū)的地質(zhì)條件、水文特點(diǎn)存在較大差異，在開展巖土勘察工作之前，需要提前編制完善的作業(yè)方案，為工作人員開展現(xiàn)場(chǎng)勘察工作提供必要的指導(dǎo)。巖土勘察方案中應(yīng)包含勘察點(diǎn)分布位置、場(chǎng)區(qū)地層信息、勘察操作規(guī)程等詳細(xì)內(nèi)容。另外，在一些地下水較為豐富的地區(qū)，地下水的埋藏條件、侵蝕性等，也是巖土勘察的重要內(nèi)容，也需要在該方案中加以體現(xiàn)。關(guān)于勘察作業(yè)的一些細(xì)節(jié)參數(shù)，也要在方案中加以明確，例如鉆探孔的孔深、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)的次數(shù)、取樣的件數(shù)等等，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的順利進(jìn)行。

1.2 布設(shè)勘察點(diǎn)

根據(jù)技術(shù)人員編制完成的勘察方案，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形地質(zhì)，布設(shè)勘探點(diǎn)。原則上來(lái)說(shuō)，優(yōu)先考慮在比較平坦的位置布置勘察點(diǎn)，像邊坡傾角較大、有暗溝的位置，應(yīng)當(dāng)減少勘察點(diǎn)的數(shù)量，或是不設(shè)勘察點(diǎn)。垂直于勘察點(diǎn)所在的地平面，鉆探成孔，并且進(jìn)行功能劃分，例如有控制孔、基坑孔等，具體數(shù)量根據(jù)方案進(jìn)行確定。成孔后還要檢查質(zhì)量，保證取樣順利。同時(shí)，對(duì)勘察孔的具體參數(shù)也要進(jìn)行控制，例如控制性孔的深度一般在40m 左右，而基坑孔的深度一般不會(huì)超過(guò)25m。孔深、孔徑等都要按照方案要求來(lái)確定，確保所取土樣或水樣，能夠真實(shí)的反映地質(zhì)信息，為后期的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供必要的指導(dǎo)。

1.3 取樣及原位測(cè)試

隨機(jī)從不同位置取土樣或水樣，在存儲(chǔ)樣品時(shí)，應(yīng)在存儲(chǔ)容器上貼好標(biāo)簽與備注，包括樣品標(biāo)號(hào)、取樣位置等。樣品一般需要封存，按照相關(guān)的規(guī)程制度進(jìn)行操作，避免樣品受到污染，保證后期實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。選擇合適的方法進(jìn)行原位測(cè)試，進(jìn)一步獲取該位置的巖體工程力學(xué)指標(biāo)，常用的測(cè)試方法有靜力觸探實(shí)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)等。技術(shù)人員應(yīng)熟悉每一種原位測(cè)試實(shí)驗(yàn)的適用條件、操作技巧，以及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選擇最佳勘察方式，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，得到更為準(zhǔn)確和細(xì)致的指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還需要進(jìn)行復(fù)核，確保精準(zhǔn)、可用。

2 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 排樁支護(hù)

結(jié)合深基坑的所在位置，確定樁位點(diǎn)。使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行鉆孔。檢查鉆孔有無(wú)傾斜問(wèn)題，以及孔壁開裂、塌陷等情況。如果成孔質(zhì)量較差，則需要重新布設(shè)樁位點(diǎn)并鉆孔。在成孔質(zhì)量較好的情況下，進(jìn)行孔內(nèi)粉塵、泥土的清理，將制作好的鋼筋籠放入鉆孔內(nèi)，最后將配制好的標(biāo)準(zhǔn)混凝土，緩緩注入鉆孔。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)后，形成堅(jiān)硬的灌注樁。在深基坑支護(hù)中，選擇灌注樁排樁支護(hù)的優(yōu)勢(shì)在于施工速度快，成樁強(qiáng)度大，可以起到較好的擋土效果。另外，施工噪音小，適合在一些人群比較密集的居住區(qū)等進(jìn)行施工作業(yè)。排樁支護(hù)也是現(xiàn)代建筑深基坑支護(hù)中較為常用的形式之一。

2.2 深基坑攪拌支護(hù)

攪拌樁支護(hù)的操作原理是：首先確定樁位點(diǎn)，然后使用鉆機(jī)沿著樁位點(diǎn)向下垂直鉆孔。將帶有旋轉(zhuǎn)噴頭的噴漿機(jī)，提前灌注配制好的混凝土漿液，沿著鉆孔伸入到地下一定深度。啟動(dòng)噴漿機(jī)后，噴頭旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在強(qiáng)大的壓力作用下，將內(nèi)部的混凝土噴射出去，與地下的土體充分?jǐn)嚢琛⒒旌稀ＭＡ?5～30min，將噴漿機(jī)上提一定的高度，繼續(xù)停留作業(yè)一段時(shí)間，直到靠近地表。混凝土與土體的混合物，在干燥、固結(jié)成型以后，形成了具有一定強(qiáng)度的攪拌樁。這種深基坑支護(hù)方式的特點(diǎn)是擾動(dòng)較小，成本較低，同時(shí)具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，在各類復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下，都可以使用攪拌樁支護(hù)進(jìn)行深基坑加固。

2.3 錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)是在邊坡、巖土深基坑等地表工程及隧道等地下硐室施工中，采取的一種加固支護(hù)方式。通過(guò)圍巖內(nèi)部錨桿改變圍巖自身的力學(xué)形態(tài)。根據(jù)錨桿材質(zhì)組成的不同，可以分為水泥砂漿錨桿、樹脂卷錨桿等若干種，需要現(xiàn)場(chǎng)施工人員結(jié)合巖土勘察結(jié)果以及支護(hù)要求進(jìn)行具體選擇。支護(hù)時(shí)需要注意的技術(shù)要點(diǎn)有：其一，錨桿眼的角度和孔深等要符合要求，錨桿眼的方向與巖層或土層盡量保持垂直，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一定傾斜，但是需要控制在80°～100°之間，保證錨桿的穩(wěn)固性。其二，對(duì)錨桿及錨固劑都要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，錨桿本身存在變形、開裂的，錨固劑過(guò)期變質(zhì)的，必須禁止使用。其三，錨桿固定之后，還要進(jìn)行二次加扭，確保錨桿的預(yù)緊力符合設(shè)計(jì)要求。

2.4 地下連續(xù)墻支護(hù)

在一些超大規(guī)模或超高層建筑中，對(duì)深基坑的支護(hù)要求更高。這種情況下使用錨桿支護(hù)、攪拌樁支護(hù)，可能在承載力和穩(wěn)定性上難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，就需要使用地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)。其施工流程為：首先沿著深基坑的外側(cè)，開挖一定深度和寬度的溝槽，進(jìn)行溝槽內(nèi)壁的簡(jiǎn)單清理，保證整齊。然后現(xiàn)場(chǎng)制作鋼筋籠，保證鋼筋籠的高度、寬度，與溝槽正好符合。然后將鋼筋籠逐個(gè)放置到溝槽內(nèi)。將鋼筋籠簡(jiǎn)單固定，避免上浮。將混凝土灌注到溝槽內(nèi)，形成鋼筋混凝土連續(xù)墻。地下連續(xù)墻支護(hù)不僅在承載力上有了明顯的提升，而且還具有較強(qiáng)的擋水能力。

3 巖土勘察與深基坑支護(hù)的優(yōu)化措施

3.1 巖土勘察的優(yōu)化措施

首先要分析巖土勘察技術(shù)可行性，確定基坑深度。通過(guò)鉆探進(jìn)行勘察，確定巖層分布特征，為后續(xù)的設(shè)計(jì)坑支護(hù)提供技術(shù)資料。環(huán)境調(diào)查了解巖性資料，把握巖層的風(fēng)化情況、軟化程度和斷裂結(jié)構(gòu)，綜合分析內(nèi)外部影響因素編制合理的施工方案。施工環(huán)境周圍勘察，確定深基坑性質(zhì)和維護(hù)結(jié)構(gòu)，獲取管道位置和埋深信息。

其次要明確巖土勘察的具體內(nèi)容和勘察要點(diǎn)，例如進(jìn)行巖性分析。巖性分析主要包括：巖層風(fēng)化情況、軟化程度、斷裂構(gòu)造、節(jié)理描述。可通過(guò)所得數(shù)據(jù)，對(duì)深基坑開挖地區(qū)的地質(zhì)進(jìn)行全面了解。此外還要重視巖層分析。巖層分析是勘探巖土層的基本性質(zhì)。主要通過(guò)勘察巖層的分布特征、地下水特征、地質(zhì)表面特征和對(duì)巖層的力學(xué)性分析等。根據(jù)所勘測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)土層進(jìn)行綜合性分析，可將所獲得數(shù)據(jù)做為深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的審計(jì)依據(jù)，該數(shù)據(jù)還可對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和內(nèi)力分布情況進(jìn)行分析。

3.2 深基坑支護(hù)的優(yōu)化措施

通過(guò)提前做好巖土工程勘察，可以為深基坑開挖施工、支護(hù)施工提供必要的參考。但是在實(shí)際支護(hù)階段，仍然要注意加強(qiáng)技術(shù)控制，保證支護(hù)效果和確保現(xiàn)場(chǎng)施工安全。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，深基坑支護(hù)中需要采取的優(yōu)化措施有：對(duì)支護(hù)所需的各類材料，以及現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)施工所用的各類設(shè)備等，進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查。無(wú)論是錨桿支護(hù)中的錨桿材料，還是灌注樁支護(hù)中的混凝土材料，都要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，不符合標(biāo)準(zhǔn)的一律不準(zhǔn)使用。同時(shí)還要重點(diǎn)做好施工人員的培訓(xùn)，要熟悉各類支護(hù)形式的適用條件，根據(jù)巖土勘察和現(xiàn)場(chǎng)情況，科學(xué)選擇相應(yīng)的支護(hù)方式。施工單位既要做好現(xiàn)場(chǎng)人員的技能培訓(xùn)，同時(shí)又要開展安全教育，提升安全意識(shí)，保證深基坑作業(yè)的安全性。通過(guò)杜絕質(zhì)量隱患，為工程建設(shè)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

工程建設(shè)中，巖土勘察和深基坑施工是兩項(xiàng)基礎(chǔ)工作，并且?guī)r土勘察所得結(jié)果，還能夠?yàn)樯罨又ёo(hù)設(shè)計(jì)與施工提供必要的參考。施工單位一方面需要通過(guò)編制勘察方案、科學(xué)布置勘察點(diǎn)，保證勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，另一方面又要在此基礎(chǔ)上選擇恰當(dāng)?shù)纳罨又ёo(hù)形式。掌握各類支護(hù)方式的適用條件、操作要點(diǎn)，提高深基坑的支護(hù)穩(wěn)定性，為現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的順利開展和建筑工程的質(zhì)量安全提供必要的保障。