關于巖土工程勘察深基坑支撐設計方案探討

葛瑞

安徽水安建設集團股份有限公司 安徽 合肥 230601

引言

在城市化建設進程日益推進的背景下，基礎建設速度加快，對施工質量安全提出更高要求的同時，也使不同類型的基坑施工工藝融合、優(yōu)化。為保證巖土工程整體質量安全，需要根據(jù)深基坑情況以及周圍條件落實相應的支護體系，而在深基坑優(yōu)化設計中，勘察數(shù)據(jù)是重要依據(jù)。因此，探討此類勘察方案是必要的。

1 分析勘察深基坑支撐設計對巖土工程的意義

在我國建設事業(yè)不斷發(fā)展的情況下，巖土工程向高層化的方向發(fā)展，基坑需要承載的負載力越來越大，若是基坑無法提供有力支撐，不僅對巖土工程質量和安全性造成影響，甚至還會影響后續(xù)投用效果。但是通過以勘測數(shù)據(jù)為基礎開展深基坑支撐設計，并規(guī)劃科學的勘察深基坑支撐設計方案，能夠有效加強巖土工程整體的安全穩(wěn)定性。一般情況下，巖土工程是高層建筑物，基坑深度較大，若是基坑設計和施工不合理，可能會出現(xiàn)嚴重的安全問題。但是通過科學設計深基坑支撐體系，并對其進行勘察，能夠通過全面、準確的勘察數(shù)據(jù)優(yōu)化深基坑支撐設計，為支護施工作業(yè)的有序、高效展開提供保證。除此之外，通過勘察深基坑支撐設計，還可以滿足當前日益提高的工程施工質量要求，從施工方面迎合市場發(fā)展需求，充分發(fā)揮支撐體系結構對基坑相關施工作業(yè)安全展開的意義作用，穩(wěn)固巖土工程地基，從而促進整個行業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 探討基于巖土工程的勘察深基坑支撐設計方案

2.1 深基坑支撐設計需求

深基坑支撐設計需要以周圍環(huán)境為基礎，需要兼顧整個深基坑和周圍建筑物的安全性，即保證深基坑承載能力極限滿足施工安全質量要求。通過開展深基坑支撐設計，并對其進行勘察，通過最終得到的勘察數(shù)據(jù)結果可以進一步保證深基坑處于穩(wěn)定狀態(tài)，降低安全事故發(fā)生概率，而有關周圍建筑物的影響，主要是保證深基坑的變形可控性。對于設計施工而言，變形監(jiān)測數(shù)據(jù)實踐可以監(jiān)測到支撐體系構件的變形和應力數(shù)據(jù)，以此便于相關工作人員測量、把控其唯一變化。在對勘察方案進行設計前，需要落實以下四個關鍵工作，明確深基坑支撐設計需求，從而更好判斷勘察結果。

第一，防護深基坑周圍建設，即便變形量較小，也要實施控制措施，滿足一級深基坑需求。第二，若是周圍不存在建筑物，那么對于位移量的把控主要將重點落在深基坑穩(wěn)定性上，即滿足二級深基坑標準。第三，參照一級深基坑變形進行對比分析，將位移量控制在30mm以下，若是基坑深度較大，水平位移量要在0.3%的深基坑深度以下。第四，對于深基坑而言，最大水平位移值控制在30～50mm范圍內(nèi)即可，但是由于環(huán)境等多種影響因素，為進一步避免地面裂隙的出現(xiàn)，應進行監(jiān)測點的設置，實現(xiàn)精準監(jiān)測控制位移值的目標，并將信息反饋給相關部門，加強組織監(jiān)測與管理。

2.2 深基坑支護技術形式

通常狀況下，較為常用的基坑支撐體系包括排樁與混凝土、排樁與鋼支撐以及水泥擋土墻等，在建設行業(yè)不斷發(fā)展下，深基坑深度和范圍不斷上升，這提高了深基坑相關作業(yè)的危險性。深基坑支撐主要為基坑開挖以及周圍建筑環(huán)境的安全性提供保證，支護技術的選擇直接關系到最終的安全質量，這也是巖土工程勘察深基坑支撐設計方案的重點內(nèi)容。因此，需要掌握多種深基坑支撐形式，以此保證支撐加工體系實效性的發(fā)揮。

第一，設計巖土工程深基坑支撐體系時，可以使用土釘釘入土體的技術形式，作為最為常見的深基坑支撐設計方案之一，在落實該技術形式時，相關施工人員需要明確基坑具體范圍，并在其邊坡土體上將土釘釘入土中，實現(xiàn)對周圍土體的有效加固。在實際作業(yè)過程中，主要使用細釘開展作業(yè)，基于勘察數(shù)據(jù)保證土釘距離的合理性，保證在完成作業(yè)后可以形成嚴密的支護結構，從而保證支撐有效性[2]。

第二，地下墻的支撐技術形式。當巖土工程的深基坑超過10m時，可以使用地下墻支撐技術形式保證周圍土體與建筑的穩(wěn)定性與安全性。在使用該支撐技術形式時，施工人員需要在地下修剪墻體，該墻體為連續(xù)結構，能夠很好對邊坡土地形成防護作用。即便基坑深度較高，地下墻也可以很好的抑制住沉降程度，而基坑深度10m的情況往往在規(guī)模較大的工程項目中，所以，該技術形式的主要應用場景為大型項目。

第三，排樁技術形式。開展巖土工程深基坑支撐設計作業(yè)時，排樁也是較為常見的一種支護形式，在落實該技術作業(yè)時，施工人員需要先開挖孔樁，之后灌注排樁。由于建設事業(yè)的高速發(fā)展，所以排樁組成材料也愈加豐富，目前具有多元化的特征，比如，施工人員可以使用混凝土鋼板作為深基坑支撐排樁。實際施工過程中，施工人員需要綜合分析巖土工程實際環(huán)境和建設情況，這是因為此類工程的水文地質會產(chǎn)生較大作用力，進而對排樁質量造成影響。因此，為實現(xiàn)排樁材料的科學選擇，相關施工人員應綜合分析并科學評價深基坑的環(huán)境條件和地質條件，從而利用勘察數(shù)據(jù)保證巖土工程深基坑支撐體系的有效性。

第四，攪拌樁技術形式。該技術形式主要是在深基坑周圍通過一系列施工流程形成攪拌的樁體結構，從而改善周圍土體結構，保證巖土工程深基坑的安全穩(wěn)定性。一般情況下，攪拌樁的組成成本是水泥、軟土和石灰等，其中，軟土材料具有較強的粘合性，通過將其加入到攪拌材料中，通過將其注入土體中并攪拌均勻，可以待其凝固后形成高強度的樁體結構，借助改善土體成分與結構的方式增強巖土工程深基坑的抵抗能力。通常狀況下，該技術形式下的攪拌樁具有較大的埋藏深度，最深可達60m，所以符合大多數(shù)巖土工程深基坑支撐設計需要。值得注意的是，樁基礎所使用的黏土規(guī)格以及加固深度與巖土工程深基坑具體深度有關。以某巖土工程為例，該工程為工業(yè)建筑物，深基坑寬度、深度和長度分別為25m、17m和100m，整體占地面積較為狹小，且基坑水平流線起伏較大。同時，周圍存在建筑，多為居民樓，因此，需要落實深基坑支撐體系，并以巖土工程勘察數(shù)據(jù)為基礎，開展深基坑支撐設計。在該參數(shù)與施工環(huán)境下，由于基坑深度為17m，所以采用飽和性黏土即可，將加固深度控制在20m左右[3]。其中，三軸攪拌機施工全程如圖1所示：

圖1 三軸攪拌機施工過程

2.3 監(jiān)測工作

巖土工程中的勘察深基坑支撐設計方案主要目的是保證支撐體系設計的科學合理性，以及為后續(xù)支護作用的發(fā)揮提供有效保證。因此，在此類方案中，還需要規(guī)范落實監(jiān)測工作，通過信息數(shù)據(jù)分析掌握基坑設計和施工中的實際情況，分析出現(xiàn)的偏差，及時糾正，保證工程安全、高效推進。方案中的監(jiān)測工作，相關工作人員應以前期設計規(guī)劃方案為基礎展開，明確相關單位部門以及員工的職責，做好責任觀念、安全保護意識、質量觀念等方面的教育培訓，避免因不必要的失誤對基坑施工造成影響，尤其要防止基坑滑坡等現(xiàn)象。此外，為實現(xiàn)對塌方情況的有效防控，基坑開挖作業(yè)開展過程中應落實針對性的支護措施，即綜合考慮工程周邊的水文情況、地理條件以及人文環(huán)境，記錄并整理基坑開挖數(shù)據(jù)受到的具體影響，從多個方面保證巖土設計施工的順利開展。另外，還應結合施工操作手冊以及相關設計圖紙，從各個方面解析支護技術的運用成效以及影響因素造成的最終結果與范圍，找出問題原因，提前制定防控措施，以此保證深基坑支撐技術運用的實效性。

2.4 影響因素及優(yōu)化

由于巖土工程整個開展過程中周圍環(huán)境相對較差，所以在進行深基坑支護項目設計以及數(shù)據(jù)勘察時，可能會受到環(huán)境等多個因素的影響，主要影響因素有：第一，外部環(huán)境影響因素。該方面主要是指周邊環(huán)境、技術人員的施工能力以及深基坑支撐體系選擇的科學合理性等，在方案中應綜合考慮這類影響因素，最大化地降低基坑支撐體系發(fā)生的變化；第二，地質影響因素，比如地下水影響因素，會弱化巖土層的物理力學性質，從而影響巖土工程深基坑支撐的設計與建造；第三，支撐變形因素。開展實際支撐作業(yè)時，相關人員應結合工程實際情況加強施工區(qū)域的管理能力，降低地下水位波動情況，避免支撐體系變形，最大化減少負面作用。此外，在優(yōu)化巖土工程深基坑支撐設計時，可以采取以下措施：

第一，優(yōu)化深基坑支撐設計。在地下連續(xù)墻支撐技術形式下，為增強防護構造的完整性和科學性，相關人員要進一步把控土層和水位的變化情況，從而增強防護結構的實效性。若是使用攪拌樁支撐技術，由于攪拌樁體構造主要在基坑周邊，且使用水泥等原料，具有較強的支護效果，所以，在巖土工程勘察深基坑支撐設計方案中，要靈活使用支撐體系，甚至綜合使用支護技術，從而更好適應工程周邊環(huán)境，發(fā)揮穩(wěn)定的支護作用。

第二，落實全過程質量控制。由于巖土工程的深基坑支護作業(yè)施工環(huán)節(jié)較為復雜，且環(huán)節(jié)質量相互影響，一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題會影響整個支護結構的穩(wěn)定性。因此，在勘察方案中，還應加強支護施工質量的監(jiān)督與控制，保證按照相關標準和設計開展作業(yè)，嚴格遵守相關要求，且結合前期調(diào)研數(shù)據(jù)，在充分了解周邊環(huán)境的基礎上實施。此外，支護施工人員應積極配合土方開挖工作，回填作業(yè)開始前要檢查支護結構，在其完好無損、各項參數(shù)符合設計要求的前提下進行，從而避免對深基坑支護體系穩(wěn)定性和安全可靠性造成影響[4]。

3 結束語

綜上所述，深基坑支撐體系作為保證巖土工程安全、高效推進的重要基礎，所以需要基于勘察數(shù)據(jù)設計支護體系，并對其進行監(jiān)察，從而保證勘察方案能夠充分發(fā)揮作用。在規(guī)劃該方案時，需要結合工程實際情況以及各項影響因素，靈活選擇支護體系，做好支撐設計優(yōu)化工作，從而提高巖土工程整體質量與安全水平。