深基坑工程巖土工程勘察的重點探析

周子煜

(浙江科技學院，浙江 杭州 310023)

0 引 言

深基坑巖土工程地質勘察作為建筑工程施工中的一個重要組成部分，是保證整個工程順利進行的基礎和核心環節，直接影響著整個工程項目施工質量的高低。只有保證好深基坑巖土工程勘察工作的質量及安全，才能夠為工程建設提供良好的保障。隨著社會經濟水平的不斷提升，建筑行業得到快速發展，建筑工程建設環境和施工條件日益復雜，深基坑巖土工程勘察工作得到重視的同時，得到進一步推廣應用，有助于提高深基坑工程的建設質量。

1 巖土工程勘察的重要性

1.1 質量保障

巖土工程勘察是工程建設質量的保障。由于各個工程所在地區的地質條件存在較大的差異，而工程項目的質量與工程建設區域的地質環境情況有著密切的關系，所以為了確保工程建設施工質量和成效，工程人員需要以科學的方法對工程建設區域的地質情況進行嚴密的勘察工作，采取合理的施工方案。

1.2 安全保障

巖土工程勘察是工程施工安全性的保障。許多干擾因素存在于深基坑施工的過程中，如果在工程施工前未做好仔細、準確且規范的巖土工程勘察工作，就會潛在各種安全隱患。因此，科學合理的巖土工程勘察工作有利于減少安全隱患，在詳細的勘察工作后制定應急預案，有效減少安全事故的發生。

1.3 經濟效益保障

巖土工程勘察是工程建設經濟效益的保障。工程建設的過程中，設計上的不合理以及可能的安全事故造成的工程延期會給工程的經濟效益帶來不同程度的損失。而巖土工程勘察所得到的勘察數據和結果是工程建設中人員、機械設備、材料以及施工等各方面安排的重要依據，因此準確、高質量的勘察所引導的各個項目的投資是工程經濟效益的保障。

2 巖土工程勘察的重點

2.1 勘察要求

深基坑工程巖土工程勘察過程中，需充分了解基坑開挖深度，坑底標高，基坑平面尺寸和可能采取的基坑支護類型等情況，并了解現場和鄰近環境條件，從而合理選取勘察點，確保后續作業的連續進行。通過實例分析了工程地質情況和水文地質情況與勘察方案之間的關系。在實際施工過程中，應根據不同的情況選取合適的深基坑工程勘探點以滿足以下要求：1～2 m深的基坑應位于軟土內；勘探點與基坑之間距離不宜過大，一般應控制在地層復雜程度為20～30 m為宜；勘察孔深度不得小于基坑開挖深度2～2.5倍，既要滿足支護結構承載能力又要滿足整體穩定性驗算。

2.2 勘察目的

在對深基坑工程進行施工的過程中，巖土工程勘察應采用多種勘察手段與技術方法相結合，切實查明建筑場地工程地質條件并對可能存在的巖土工程問題進行分析與評估，評估場地地基穩定性與適宜性，從而為工程建設規劃，設計，施工及正常使用等提供可靠地質依據，并充分利用良好自然地質條件以規避或轉化不良地質因素以確保工程建筑物安全，環保和技術經濟。在勘察工作中，工作人員必須對工程項目所在地區及其周邊環境的地質條件、地質特性進行深入且細致的調查，并以此為前提進行科學合理的工程設計，避免設計問題造成對安全性的影響。

2.3 綱要編制

在深基坑工程巖土工程勘察過程中，一份合適的勘察綱要是必不可少的，是勘察工作順利的具有指導性的保證。編制勘察綱要時，應考慮深基坑工程的設計、施工的特點與內容，以工程地質勘察任務書為依據，收集場地范圍和周圍環境現有地質，水文，氣象和本地建筑經驗資料編制。

2.4 勘察場地工程地質條件

2.4.1 場地土質勘察

在勘察過程中，要采取有效的勘察手段和特殊的判別與評價方法來勘察土質，尤其注意濕陷性土、紅黏土、軟土、混合土、填土、多年凍土、膨脹巖土、風化巖和殘積土、污染土等具有獨特物理力學性質和工程特征，以及特殊的物質組成、結構構造的特殊性巖土，以避免給工程建設帶來不良后果。勘察階段通常分為場址選擇或可行性研究、初步勘察、詳細勘察3個階段。對場地面積不大，地質條件簡單或有建筑經驗的地區，可簡化勘察階段，但應符合初步勘察和詳細勘察兩個階段的要求。對工程地質條件復雜或有特殊要求的建筑物，必要時應進行施工工堪察或專門勘察。

2.4.2 水文地質勘察

深基坑工程巖土工程勘察中，地下水的勘察工作也非常關鍵。進行水文地質勘察工作，來進行擋墻防滲和基坑降水設計，應查明含水層(包括上層滯水、潛水、承壓水)和隔水層的層位、埋深和分布情況，測定精致地下水位。對重要工程進行分層抽水試驗或注水試驗(對黏土)，布置水位觀測孔，以便分層提供各個含水層的滲透系數K和補給來源。另外，根據勘察所得的地下水現狀及水位高度，還需確定抗浮水位。抗浮水位的高低與地形、地下水類型、土質等多種因素相關，應綜合多種因素分析確定，不能簡單地取用勘察報告提供的勘察時的水位。地下水對工程的質量與安全有著很大的影響，地下水位的上升與下降會對巖層結構產生影響，地基可能會移動和抬升，對建筑物的安全產生威脅，縮短建筑物使用壽命。

2.4.3 周邊環境勘察

深基坑工程巖土工程勘察中，對建設場地周邊環境的勘察分析也非常重要。深基坑工程項目施工與基坑周邊環境的關系密切。工作人員需仔細調查工程項目周邊環境比如相鄰建筑物的高度以及周圍的地下設施，如地下管線、輸水通道、排水管道、煤氣管道、水暖管道等。對深基坑周圍環境巖土分化狀態與抗軟化能力進行分析，研究該工程所處的巖土情況，從而可以確定維護結構，提高基坑穩定安全系數。

3 深基坑支護技術

3.1 深基坑支護結構

在基坑開挖過程中，由于場地條件、地質情況及施工開挖方法不同，常采用放坡開挖或垂直開挖；場地條件較差時，宜采用垂直開挖，并應保證基坑邊壁的穩定性。基坑側壁與鄰近建筑物之間以及基坑邊壁處都要采取一定的支護加固措施，包括圍護墻、支撐系統(如圍檁及防滲帷幕等)和支護結構。基坑支護結構具有良好的擋土、防水作用，對保護主體結構與周邊環境影響小。

(1)排樁式支護結構。對不能放坡開挖的基坑，開挖深度在6～10 m時，基坑支護可采用排樁支護結構。排樁可以是鉆孔灌注樁、預制板樁或鋼板樁，排樁支護結構的形式可分為柱列式、連續排樁、組合式排樁。排樁有鉆孔灌注樁，預制板樁和鋼板樁等，其支護結構形式有柱列式，連續排樁和組合式等，見圖1。

圖1 排樁支護現場施工圖

(2)水泥土攪拌樁支護結構。是對軟土地基進行加固處理的一種新型方式，以水泥，石灰等為固化劑，采用深層攪拌機械對軟土與固化劑進行強制混合，利用固化劑與軟土發生的物理化學作用，使軟土堅硬形成整體性強，有一定強度的樁體來實現地基加固。

(3)土層錨桿支護結構。深基坑高邊坡采用土層錨桿、鋼筋網和噴混凝土聯合形成的支護結構。這種采用土釘或錨網支護法圍護深基坑，打破了傳統法及其被動支擋的方法，最大限度地發揮基坑邊壁土體固有的力學強度將土體荷載作為支護結構體系中的組成部分。

(4)土釘墻支護結構，基坑開挖時將較密排的細長桿件土釘放入土體內，坡面噴布鋼筋網混凝土面層。土釘與土體之間形成一個封閉的空間，通過噴射混凝土面層將土體的重力傳遞給擋土結構。該擋土墻具有施工速度快、工期短、造價低等優點。另外，該文提出了一種新型的基坑排水技術—水平旋噴樁加排水板止水帷幕法。這種方案簡單易行，效果良好。為達到節省投資、降低地下水位等目的，一般采用人工降水的方法對粘性土、粉土、雜填土、非松散砂土及卵石土進行處理。在基坑周邊沒有放坡條件、地下水位低、臨近沒有重要建筑物和地下管線、基坑以外的地下空間容許土釘占據的情況下，可以使用土釘墻進行支護，見圖2。

圖2 土釘墻支護示意圖

(5)地下連續墻支護結構，地下連續墻采用圍護+內支撐或者土錨的形式，在施工過程中受周圍環境的影響不大，對于土層條件具有較強的適應性，墻的抗彎剛度，防滲性能以及整體性等都比較理想，可作為主體結構的一部分，但造價更高，施工技術要求高。

3.2 深基坑的設計

基坑工程規模不斷擴大，基坑支護工程的風險也在增加，基坑工程的設計與施工有著密不可分的關系。因此，需要正確的進行基坑工程的設計與施工，來保證基坑支護結構以及臨近建筑的安全，推動工程建設施工的順利進行。在深基坑工程設計中，要應用翔實的巖土勘察資料對圍護結構，支撐系統，挖土方案，換撐措施，降水防水方案，地基加固，監測方案和環境保護方案等方面進行設計。深基坑工程在設計和施工之間存在著緊密的聯系，要在充分，完整了解巖土工程勘察資料的基礎上，對每一種施工工況細致了解，設計出符合強度、穩定和變形等條件的支護結構以保證其安全。

4 邊坡穩定性分析及加固

4.1 基坑邊坡穩定性

基坑邊坡穩定分析要對邊坡工程主體建筑及邊坡進行細致調查并達到邊坡調查深度及要求。在設計中應充分考慮各種可能出現的問題。對于小型及一般土質、巖質邊坡宜采用抗滑樁加錨桿支護方案；對高陡斜坡段可考慮設置截排水系統；同時要加強監測工作。對規模較大、地質條件比較復雜的邊坡要分期進行調查，對地質環境比較復雜的一級邊坡工程要進行施工調查。勘察過程中，應查明地形地貌，巖土的類型、成因、工程特性，巖體主要結構面的類型、產狀、充填情況、力學屬性，地下水的類型、水壓、水量、補給和動態變化，地區氣象條件，并借助試驗測得軟弱結構面抗剪強度，細致縝密地考察和分析。根據工程地質條件和水文地質條件對邊坡穩定性進行評價，并提出了相應的處理措施。

4.2 加固處理技術

為了更好的解決基坑邊坡失穩的問題，應制定并采取合理的加固處理技術。①傳統HDPE防滲膜加固技術，這項技術可以有效預防雨水或強降水、積水侵入，從而防止邊坡出現失穩，還能減少邊坡的裂縫問題，提高安全性；②抗滑樁支護技術，此技術在基坑內部澆筑混凝土，通過其黏著性來控制基坑邊坡周圍出現不良位移，從而提高邊坡穩定性；③排水加固技術，分為地表排水和邊坡排水。地表排水即在地表挖通道用以排水，操作簡便，適用范圍廣。邊坡排水是通過天然的溝道或挖掘的排水盲溝、排水孔等排出積水，防止積水影響基坑邊坡穩定性；④復合型加固技術，是針對較復雜施工條件的區域，結合多種加固技術，因地制宜地有效提高基坑邊坡整體穩定性。復合型加固技術主要有掛網噴混凝土與三維網植草。

5 結 語

綜上所述，深基坑工程具有規模大，干擾因素多、施工難度高等特點，因此要在施工開始前做好詳細的巖土工程勘察工作，制定因地制宜的施工方案，保證深基坑工程的施工質量與安全。