深基坑巖土工程勘察的重點(diǎn)探析

郭昌宏 （華東冶金地質(zhì)勘查局屯溪地質(zhì)調(diào)查所，安徽 合肥 245000）

1 巖土工程勘察的意義

1.1 為工程質(zhì)量提供保障

工程的施工質(zhì)量與所在地的地質(zhì)條件存在密切關(guān)聯(lián)，在施工前的巖土工程勘察工作中，必須對(duì)地質(zhì)環(huán)境的具體特點(diǎn)展開分析，以確保施工安全。巖土工程勘察中，需要對(duì)地質(zhì)指標(biāo)以及所有與施工建設(shè)相關(guān)的指標(biāo)展開全面深入的分析，如巖土層的物理力學(xué)指標(biāo)與均勻穩(wěn)定性等，作為施工設(shè)計(jì)依據(jù)，為施工質(zhì)量、工程使用壽命提供保障，同時(shí)也是對(duì)施工適應(yīng)性進(jìn)行分析的依據(jù)。

1.2 為工程安全性提供保障

在工程建設(shè)期間，若未做好巖土工程勘察，在施工建設(shè)期間和后期運(yùn)行時(shí)就需要加強(qiáng)隱患分析與安全排查。設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工單位可以借助巖土工程勘察報(bào)告，對(duì)場(chǎng)地狀況展開嚴(yán)密全面的分析，制定有針對(duì)性的保護(hù)措施，強(qiáng)化建設(shè)期間的安全性與工程的穩(wěn)定性，防止安全事故的發(fā)生，杜絕巨大經(jīng)濟(jì)損失以及生命危險(xiǎn)。如何設(shè)定勘察目標(biāo)也極為重要，在設(shè)計(jì)初期要將圖紙中的信息逐一標(biāo)注出來(lái)，在前期平面設(shè)計(jì)的規(guī)劃基礎(chǔ)上，針對(duì)重點(diǎn)施工部位展開勘察，結(jié)合具體用地需求、既有建筑等展開分類勘探以及定量、定點(diǎn)地予以分析，全面分析施工情況并作出補(bǔ)充，施工期間避免引起地質(zhì)開裂、坍塌問題，為工程安全性提供基本保障。

1.3 為提高工程經(jīng)濟(jì)效益提供保障

工程項(xiàng)目若建設(shè)不合理，或是出現(xiàn)了安全事故，會(huì)嚴(yán)重影響其經(jīng)濟(jì)效益。若設(shè)計(jì)不合理，不但影響經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)拖延工期、增加成本，引起一系列問題。而巖土工程勘察結(jié)果，是設(shè)計(jì)、施工方案的基本依據(jù)。人、材、機(jī)的合理配置、技術(shù)方案的確定都要以準(zhǔn)確、全面的巖土工程勘察結(jié)果為基礎(chǔ)。

2 工程概況

某建筑物為高層民用樓3棟，主要用于住宅、商業(yè)、地下車庫(kù)。地上33層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅樓2棟，地下3層車庫(kù)，基礎(chǔ)為樁基，16.5 m埋深。地上6層框架結(jié)構(gòu)商業(yè)樓1棟，地下3層車庫(kù)。筏片基礎(chǔ)，180 m×220 m的基坑16.5 m埋深。

3 巖土工程條件

本次勘察既要考慮基坑側(cè)壁穩(wěn)定性的計(jì)算與評(píng)價(jià)，又要考慮支護(hù)要求，同時(shí)還要達(dá)到對(duì)基底壓力進(jìn)行估算，并做出抗震評(píng)價(jià)所要求的深度。結(jié)合土層特性、水位波動(dòng)狀況，確定合理的基坑支護(hù)方案，選擇施工設(shè)備與工藝。

3.1 工作量

本次勘察設(shè)置56個(gè)鉆孔，分層測(cè)水位孔4個(gè)，其余52個(gè)鉆孔，取土鉆孔與標(biāo)貫孔各半。做波速試驗(yàn)的6個(gè)；做靜力觸探試驗(yàn)孔的8個(gè)。一般性勘探孔深在20m～70m之間；控制性勘探孔深80m。

3.2 地層巖性

本次勘探，通過野外鉆探，結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)可知，地基土自上而下在勘探深度內(nèi)可依巖性劃為12層。

第①1層:Q雜填土，結(jié)構(gòu)松散。雜色，含灰渣磚塊，以及建筑、生活垃圾。層均厚度1.44 m。層底平均埋深1.53 m。第①2層:Q2mL4素填土，結(jié)構(gòu)松散。褐黃色，含磚煤屑、石英、云母，土質(zhì)不純。層均厚度0.98 m。層底平均埋深2.42m。

第②層:Q粉土夾細(xì)砂。呈褐黃色，可按組成物分兩個(gè)亞層。第②1層:粉土。含少量云母、煤屑，間夾部分砂質(zhì)。在18號(hào)、26號(hào)鉆孔處含砂較多。濕度大，狀態(tài)稍密，壓縮系數(shù)a=0.242，標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為4.1擊。雙橋靜探比的加權(quán)貫入阻力是0.6MPa～ 1.35 MPa。fak=60 kPa。層均厚度4.68 m。層底平均埋深7.11 m。第②2層:細(xì)砂。狀態(tài)稍密，顆粒均勻，飽和，主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英、云母。主要在西北角。標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為8.6擊。fak=90 kPa。層均厚度2.84 m。層底平均埋深9.95 m。

第③層:Q粉質(zhì)粘土夾中砂。褐黃色，可按組成物分兩個(gè)亞層。第③1層:粉質(zhì)粘土。含少量煤屑、云母等，局部間夾大量砂質(zhì)。狀態(tài)可塑，壓縮系數(shù)a=0.241，標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為11.6擊。雙橋靜探比的加權(quán)貫入阻力是1.5 MPa。fak=140 kPa。層均厚度2.79 m。層底平均埋深12.56 m。第③2層:中砂。顆粒均勻，狀態(tài)稍密，飽和。主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英、云母。局部間夾粉土。標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為12.7擊。雙橋靜探比的加權(quán)貫入阻力是8.0 MPa。fak=160 kPa。層均厚度1.38 m。層底平均埋深13.94 m。

第④層:Q粉土。呈褐黃色，含少量煤屑、云母，局部間夾砂質(zhì)。濕度大，狀態(tài)中密，壓縮系數(shù)a=0.213，標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為14.8擊。雙橋靜探比的加權(quán)貫入阻力是4.0 MPa。fak=180 kPa。層均厚度 4.99 m。層底平均埋深18.94 m。

第⑤層:Q中粗砂，呈褐灰色。含云母、石英，顆粒均勻，飽和，狀態(tài)中密。可按組成物分兩個(gè)亞層。第⑤1層:中砂。砂質(zhì)較純。標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為23.1擊。fak=200 kPa。層均厚度8.34 m。層底平均埋深27.29 m。第⑤2層:中粗砂。夾有礫砂，標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為30.6擊。經(jīng)重型動(dòng)力觸探，所得實(shí)測(cè)錘擊均值為18.5擊。層底處局部間夾3.10m～6.00 m厚的卵石透鏡體。fak=250 kPa。層均厚度8.09 m。層底平均埋深35.38 m。

第⑥層:Q粉質(zhì)粘土。呈褐灰色，含氧化物、云母，間夾砂質(zhì)，狀態(tài)可塑，壓縮系數(shù)a=0.233，標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為30.8擊。fak=220 kPa。層均厚度6.07 m。層底平均埋深41.45 m。

第⑦層:Q礫砂。呈褐色，含石英、云母，間夾薄層粉質(zhì)粘土透鏡體，狀態(tài)密實(shí)，飽和，顆粒級(jí)配較好。標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為35.5擊。經(jīng)重型動(dòng)力觸探所得實(shí)測(cè)錘擊均值為26.4擊。fak=270 kPa。層均厚度3.64 m。層底平均埋深45.1 m。

第⑧層:Q粉質(zhì)粘土。呈褐灰色，含氧化物、云母，狀態(tài)硬塑，夾薄層粉土，壓縮系數(shù)a=0.201，標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為37.8擊。fak=250 kPa。層均厚度8.21 m。層底平均埋深53.32 m。

第⑨層:Q中砂。呈褐黃色，砂質(zhì)較純，含石英、云母，狀態(tài)密實(shí)，顆粒均勻，飽和。標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為42.7擊。經(jīng)重型動(dòng)力觸探所得實(shí)測(cè)錘擊數(shù)均值為549擊。fak=280 kPa。層均厚度6.71 m。層底平均埋深60.04m。

第⑩層:Q粉質(zhì)粘土。呈褐黃色，含氧化物、云母，間夾砂質(zhì)，狀態(tài)可塑，壓縮系數(shù)a=0.172，標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為44.3擊。fak=300kPa。層均厚度8.39 m。層底平均埋深68.43 m。

抗剪強(qiáng)度各層標(biāo)準(zhǔn)值 表1

砂類層休止角 表2

第?層:Q粉質(zhì)粘土。呈褐黃色，含氧化物、云母，間夾砂質(zhì)，狀態(tài)可塑，壓縮系數(shù)a=0.154，標(biāo)貫試驗(yàn)中的實(shí)測(cè)錘擊均值為42.7擊。fak=300 kPa。層均厚度9.04 m。層底平均埋深77.47 m。

第?層:Q中粗砂。呈褐黃色，含石英、云母，顆粒均勻，飽和，砂質(zhì)較純，狀態(tài)密實(shí)。fak=340 kPa。

3.3 地下水

地下水位高，基礎(chǔ)埋深大，勘察期間選4個(gè)勘探點(diǎn)對(duì)水位做分層測(cè)定，操作難度大，屬于技術(shù)難題。地下水位的準(zhǔn)確測(cè)量是基坑降水方案制定的基礎(chǔ)。

本場(chǎng)地第②1層粉土中賦存第一層潛水，靜止水位在3.6m～ 4.6 m埋深處，第③2層中砂和第⑤層中賦存第二層承壓水，因④層粉土層部分間斷，使③2層連通⑤層，②1層及③1層成了隔水頂板，⑥層則為隔水底板。4.7m～7.0 m的承壓水頭，773.62m～775.47 m的高程?？碧綍r(shí)為豐水期，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水位的季節(jié)波動(dòng)在0.5m～1.0 m之間。

結(jié)合常水頭試驗(yàn)結(jié)果，取6.0×10cm/s為土體滲透系數(shù)。具體滲透系數(shù)需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，按公式k=Qln(r/r)π(h－ h)確定。

4 評(píng)價(jià)重點(diǎn)

4.1 附近環(huán)境

為確定基坑支護(hù)方案與圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移的，控制基坑穩(wěn)定性提供可靠依據(jù)。基坑外圍需要搜集地下設(shè)施與鄰近建筑物資料，展開調(diào)查研究。

調(diào)查場(chǎng)地周邊的地下管線時(shí)，要全面了解走線、結(jié)構(gòu)、位置、構(gòu)件類型，為確定基坑開挖工藝、施工工藝提供依據(jù)。

調(diào)查場(chǎng)地附件既有建筑時(shí)，要全面了解其基礎(chǔ)形式、與基坑的間距、埋深等，作為確定基坑施工工藝、支護(hù)方案的依據(jù)。

4.2 基坑邊坡狀態(tài)

勘察時(shí)須嚴(yán)控土樣質(zhì)量，并在土工實(shí)驗(yàn)室直接對(duì)野外取樣做剪切試驗(yàn)（粉質(zhì)粘土為三軸剪切，砂類土為休止角試驗(yàn)）。并經(jīng)嚴(yán)謹(jǐn)分析，提供巖土的參數(shù)準(zhǔn)確，作為分析基坑邊坡狀態(tài)的必要依據(jù)。

結(jié)合具體工程條件，按表1取用抗剪強(qiáng)度。

結(jié)合上述數(shù)據(jù)，給出基坑支護(hù)建議為:以1:1坡度挖至地下5.0m深，支護(hù)設(shè)計(jì)，上部為土釘墻支護(hù)，下部為灌注樁加錨索。以水泥深層攪拌樁輔以三管擺噴防滲墻作為止水帷幕。經(jīng)計(jì)算分析，最后確定其為支護(hù)方案。

4.3 基礎(chǔ)方案

該高層的商鋪、住宅、地下車庫(kù)基礎(chǔ)相連，因荷載差異，長(zhǎng)度、類型也不同，施工難度大。現(xiàn)場(chǎng)鉆探期間采取多種方法做原位測(cè)試。采用土工試驗(yàn)展開多項(xiàng)試驗(yàn)，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，為確定經(jīng)濟(jì)、安全、合理的基礎(chǔ)方案，提供準(zhǔn)確依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

巖土工程勘察深基坑設(shè)計(jì)、施工是進(jìn)行可靠支護(hù)的前提，是杜絕安全事故的前提，對(duì)于建筑工程而言特別重要，社會(huì)應(yīng)該予以重視。