工程建設中深基坑的支護與巖土勘察技術探討

馬麗

（荊州市城市規劃設計研究院，湖北 荊州 434000）

當今社會城市發展表現出來一個非常顯著的特征是，人口開始大批量由就近農村郊區涌向城市，而伴隨城市經濟的發展，政府以及相關部門又陸續出臺了各種政策及優惠，不斷吸引使人口大規模的流動，為了達到人們的要求，建筑工程隨著房地產行業的崛起發展趨勢頗佳。為使建筑工程建設實現其經濟效益的最大化，我們特別提出要在受限的空間中盡可能地容納更多人口，而這樣的目標實現只有通過增加建筑物的高度來實現。然而，深基坑支護與巖土勘察就是保證建筑物穩定的根本條件。

1 巖土工程常見的深基坑支護施工技術

1.1 深層攪拌樁支護技術

這種技術是基于固化水泥和石灰等一些原材料的基礎上，充分利用機械完成深層攪拌土的攪拌工作，目的是為了使原材料土層得以固化，從而有效提高土層的穩定性，繼而形成較高強度的樁柱。一般來說，深層攪拌樁多用于深度低于6m的基坑，綜合利用水泥的不透水性能，能有效提升土體防水及防滲功能。與此同時，這種技術也可以運用重力來抵御側向力，且其內部不需要有任何支撐，這樣就能為施工提供便利，同時又有助于工程建設經濟效益的提升。

1.2 地下連續墻支護技術

這種技術應用過程中的剛度與強度比較高，且其防水效果也不錯，多用于比地下水位低的軟土或砂土等地層及部分較為復雜的施工環境當中，對于深基坑分布有軟土或墻體埋深較大的情況尤其適用。地下連續墻既是深基坑支護施工圍護結構，同時又是主結構側墻，可以有效地控制軟土層變形問題。

1.3 排樁支護技術

排樁支護技術主要應用于鋼筋混凝土挖土及鉆孔樁處于柱列式間隔布置支撐形式下，且它可以進一步提高柱狀維護結構的剛度，且多作用于不同樁或鋼筋混凝土帽梁在樁頂澆筑大斷面的情況，可連接斷面避免引起地下水結構遭受侵蝕的問題。這種技術應用過程的靈活性較高，并且也可以結合巖土工程施工強度調整樁間的疏密程度來全面提升整體性支護效果。

2 巖土勘察技術要點

2.1 地質測繪

在建筑工程地質勘察工作中，地質測繪屬于一種非常常用的勘察方法，且這種方法應用的本質是借助地質工程的相關理論，全面觀察并描述地面地質現象，同時分析其性質與規律，并對地下地質狀況做出推斷，繼而能為勘探測試工作提供一定的依據。如果遇到地形地貌或地質條件相對復雜的場地，一定要開展工程地質測繪，但如果遇到地形平坦且地質條件較為簡單的狹窄場地，通常都會以調查的方式來代替工程地質測繪。在眾多測繪方法中，工程地質測繪屬于認識場地工程地質條件最經濟有效的方法，有時僅憑一架攝像機就能完成相應的動作，同時對于高質量的測繪工作而言往往更能夠準確地判斷出地下地質情況，繼而發揮出指導其他勘察方法的作用。

2.2 勘探工程

在建筑工程施工過程中，勘探工程同樣屬于巖土工程勘察的必須組成部分，為深入了解施工場地地質狀況，一般可以采取勘探技術進行取樣，以便于完成原位測試。一定要結合勘察目的和巖土特性來選取有效的勘探方法，通常來說，較為常見的勘探方法包括物探、坑探、鉆探等方法。物探屬于一種間接性勘探手段，優勢在于簡便經濟且迅速，可以快速解決掉建筑工程地質測繪工作中比較難推斷但又迫于了解的地下地質情況，因此大多數時候都會配合與測繪工作一起用。而物探則先行于鉆探及坑探，且可以作為輔助手段應用，但終究物探得到的結果具備多解性，并且在使用的過程中也容易受到地形等一些無形條件的約束和影響，因此它的實踐要采用勘探工程進行驗證。

2.3 室內試驗

巖土工程勘察室內試驗優勢比較明顯，比如試驗條件易于控制，而且又能大量取樣等。但同時其也存在一些劣勢，例如，試樣和尺寸大小無法客觀地反映出結構及非均質性可能對巖土性質產生的影響，另外其代表性也比較差；一般試樣是不可能維持原狀的，并且部分巖石往往難以獲取到原狀試樣；在實際試驗的過程中同樣具備一些不能科學按照操作規范試驗實操的情況。

3 深基坑支護施工中存在的問題

縱觀當前深基坑支護結構設計理論發展趨勢頗為明顯，但其實際施工過程中卻依然存在很多問題，具體可以從以下幾方面表現出來。

3.1 邊坡修理達不到規范要求

在現實中，建筑工程深基坑施工常常出現超挖或者欠挖的情況，且這兩種情況均是因為施工管理人員管理工作做得不到位或機械實操人員操作水平影響，導致后續機械開挖之后無法保證邊坡表面平整度及順直度達到標準要求，但如果采用人工修理的方法進行修筑，卻往往因為某些條件限制而無法展開深度挖掘，這也是為什么時常會出現擋土支護后依然出現超挖或欠挖的具體原因。前述幾點是深基坑支護工程施工當中比較常見的幾個問題。

3.2 施工過程與施工設計的差異大

我們經常會在深基坑支護工程施工中遇到深層攪拌樁水泥摻量不足的情況，且這種情況會對攪拌樁的支護強度造成一定的影響，容易產生混凝土裂縫。此外，在實際施工過程中，也會頻繁地存在偷工減料的問題，一般深基坑挖土設計過程中會對挖土程序作出必要的要求，目的是為了降低支護變形的概率，后續又對圖紙進行交底，但是在施工過程中一般不會顧及到這些條條框框，很多施工單位為了搶進度或因為追求局部效益而頻頻發生偷工減料的問題。此外，深基坑開挖屬于一個空間性問題。對于傳統的深基坑支護結構設計而言，一般都是根據平面應變問題來處理的。在沒有合理處理空間問題之前一般都需要根據平面應變假設設計，并且還要求適當地需要對支護結構構造進行調整，以便于及時適應開挖空間效應的具體要求。這個問題對比實際施工及設計方面差異較明顯，因此必須要特別重視這個問題。

3.3 土層開挖和邊坡支護不配套

一般土方開挖對于開挖技術的要求不太高，而且組織管理起來也會容易一些，但是擋土支護技術要求則相對來說就比較高一些，并且施工組織管理都比土方開挖要復雜一些。故而實際施工當中，對于大型工程來說，基本都是交由專業的施工隊伍完成的，并且絕大多數均為兩個平行的合同。如此，工程施工協調管理起來難度就大了許多，而作為土方施工單位來說，為了搶進度和趕工期，一般開挖的順序比較混亂，尤其是在遇到雨季施工的時候，部分施工單位甚至會無暇顧及擋土支護施工需要的工作面，預留給支護施工的操作面無法實地操作，并且在時間的分配上面也沒有辦法完成相應的協調工作，另外針對部分隸屬于巖土工程地下施工項目而言，對其工作團隊施工資質把控不嚴，沒有過多限制，因此普遍存在基坑支護工程轉手承包的現象，或者有少數施工單位根本不具備相應的施工技術條件，為在最短的時間內追求利潤，刻意修改工程設計，迫使工程安全度再度降低。另外，施工現場管理比較混亂，最終誘發一些危險情況，未能實現施工過程的信息化施工或者施工動態化管理。此屬于深基坑施工中的一個比較常見的問題。

4 巖土工程中深基坑支護實施策略

4.1 轉變傳統深基坑支護工程設計理念

隨著建筑工程行業的不斷發展，事實上，我國在深基坑支護技術方面已經積累了不少實踐經驗，且也初步摸索出了巖土支護結構的實時受力規律，此為后續深基坑支護結構設計新的理論及方法的誕生奠定了良好的基礎。然而，目前我國對于巖土深基坑支護結構的實際設計及施工方法的探索卻依然還在摸索和探討中，并且目前我國仍舊沒有形成比較規范或統一的支護結構設計規范及標準。根據庫倫或朗肯理論來確定土壓力的分布情況，計算支護樁時也依然采用“等值梁法”進行。經過這些老舊的計算方法計算得到的結果相較于深基坑支護結構的現實受力情況誤差較大，雖然安全性較高，經濟性不高。基于此，在設計深基坑支護結構施工工程時需摒棄傳統“結構荷載法”的計算方式，革新傳統的設計觀念，并一步步建立形成圍繞施工監測展開的信息反饋動態設計體系。

4.2 重視變形監測，并注意及時補救

對于巖土工程深基坑支護結構變形監測所涉及到的內容有：周邊建筑物和地下管線的變形監測、基坑邊坡變形監測等。及時對監測數據進行有效分析，基本可以對土方開挖和支護設計的實際應用情況進行了解，同時對其中存在的偏差進行進一步地分析，就能在最短的時間內有效地了解基坑的土體變形情況和土方開挖造成的沉降請況，另外也可以了解地下管線的變形情況等。設計過程中尚存的偏差，需要在施工過程中對其設計參數進行及時校正，且需要在已經開展施工的部位采取相應的補控措施，對此要求針對施工現場變形觀測數據的測量一定要準確、及時且可靠，因觀測人員必須要嚴格地根據提前設計好的方案認真監測，必須保證監測質量。若測試時遇到異常，則需要采取即時研究措施，避免情況發生惡化。如遇波動較大的情況，應該及時分析問題出現的原因，并且采取相應的加固措施，提高加固工作的效率，避免發生變形或滑動延續的情況。對于現有的基坑工程對應的行業以及地區規范或工作經驗和工程案例，且以專家論證的形式對目前國內較為重大且復雜性高的工程進行深入研究，有利于保證工程施工的安全性同時有效地降低工程造價。

4.3 全程控制基坑支護的施工質量

在巖土深基坑施工中，其重點在于施工過程的控制，只要遇到施工當中潛在控制環節的問題，事后想要補救往往難度都比較大，所以在施工過程中就應該嚴格控制管理，以保證工程質量。嚴格設計施工方案并科學組織施工，施工前要求相關工作技術人員必須對施工區域的地質資料及施工圖紙、施工場地周邊情況等均有所了解，不僅如此，降水系統也必須保證其要處于正常工作狀態。另外對于施工單位而言，切忌在施工過程中自行更改錨桿的位置、錨桿型號和數量、長度，加強筋的范圍和鋼筋網的間距以及放坡系數等。最后設計方案也必須要經專家重新評審之后再進行變更。

要求基坑支護單位必須緊密配合施工單位，必須始終堅持分層分段開挖或者分層分段支護的施工原則展開施工。開挖土方的順序及實際開挖的方法一定要保持和設計一致，且一定要遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則展開進行，盡可能將開挖過程中土體擾動的范圍縮至最小，同時應盡可能縮短基坑開挖卸荷之后無支撐暴露的時間，必須保證要對稱開挖，且要均衡開挖，并且對于土體本身于開挖途中控制位移的能力應合理利用。

針對巖土開挖過程中采取的有效措施，避免碰撞支護結構工程樁和擾動基底的原狀土。如遇異常情況時，必須即刻停止挖土，立即查明原因，及時采取對應的補救措施。待完成巖土深基坑開挖工程之后，還需要及時督促建設單位快速組織勘察設計和質監、監理、施工等各個部門驗槽，確保能盡早開始地下結構工程的施工，切忌將基坑長時間暴露。回填基坑之前，切忌破壞支護結構，尤其是坡腳處。

5 結語

隨著近幾年因建筑工程施工過程中深基坑設計和施工原因誘發的安全性事故發生概率的上升，甚至有部分建設方以安全系數較低的方案造成支護結構受力達到極限，從而造成基坑失穩的問題，最終影響到周圍的建筑物。盡管如此，這也只是單方面原因引起，此外也包括地質條件的多樣性所致，它會使歷屆比較成功的深基坑方案缺乏對新工程的針對性，不能與事實情況匹配最終無據可依。所以，我們就需要進一步更深入地展開對建筑工程深基坑施工技術方法的研究，以保證深基坑施工過程的安全性。