巖土工程勘察對深基坑支護施工的影響

鐘曦

(四川省川建勘察設計院有限公司，四川 成都 610000)

深基坑支護施工是工程施工的重要環節和工序，尤其是大型工程、復雜周邊環境工程或復雜工程地質環境下施工的工程項目，通過采用適宜的支護結構形式和合適的施工工藝，保證基坑側壁的穩定性、周邊環境安全，以確保深基坑支護施工的安全性，為工程項目的順利施工提供基礎保障。巖土工程勘察與深基坑支護施工之間的聯系緊密，勘察獲得的資料信息，能夠為深基坑設計、施工和項目管理全過程提供參考和依據，確保對工程現場的地質情況、水文條件、土層狀態等有更準確的把握，為深基坑支護結構形式、深基坑支護施工方案制定提供依據，以切實保障深基坑支護施工的質量、安全，節省施工成本。

1 深基坑支護施工及特點

隨著國家經濟高速發展，現在新建建筑物地下室往往層數較大，基坑開挖深度越來越深，基坑周邊的環境也越來越復雜，支護形式也越來多樣化。通過利用支擋、加固等方式，以保證地下結構施工作業的質量和安全性，保護基坑周邊環境、確保側壁的穩定性[1]。現在復雜基坑往往是多種常見支護形式相結合或采用復雜的結構支撐體系，可以是土釘墻結合排樁支護結構、錨桿(錨索)結合排樁支護，甚至可以采用錨桿(錨索)、混凝土支撐、型鋼支撐、咬合排樁相結合的支護體系。深基坑支護施工的技術復雜、影響因素多，包含擋土、支護、防水、降水、挖土等多個環節和工序的工作，各施工環節間的聯系緊密，任一環節和工序中存在問題，都將影響整體施工質量和效果[2]。深基坑支護屬于臨時工程，支護結構形式選擇與施工方案的制定，與基坑開挖的深度，場地工程地質情況和周邊環境相關，深基坑支護施工會涉及到多方面專業，例如巖土工程、結構工程和工程管理等。其中巖土工程勘察對深基坑支護施工有著非常重要影響，如果巖土工程勘察質量不高、數據不完整、不足以代表土層的總體情況，都可能對后期的支護結構設計和施工產生不良影響。如果工程現場存在軟土、高地下水位、不良地質等，未能對巖土進行有效治理，在這種情況下開挖基坑，容易導致土體滑移、基坑失穩、樁體變位、坑底隆起、支擋結構漏水等方面的問題，進而影響深基坑施工的質量和安全性[3]。

2 巖土工程及巖土工程勘察

巖土工程主要包括地基與基礎、邊坡和地下工程部分，以及土木工程中涉及巖石、土、地下、水中的部分，巖土工程施工需要規范做好巖土工程勘察、設計、治理、監測、檢測等工序的工作。其中，巖土工程勘察主要指的是采用適合的技術和工具，依照工程項目的要求和標準，實現工程現場的巖土情況的勘察和測量，查明、分析、評價工程項目現場的地質、環境特征及巖土工程條件，了解工程現場的地形、地貌、氣象和水文等情況，查看是否存在不良地質問題等，巖土工程勘察獲得的數據結果，能為工程規劃設計和施工管理提供重要參考和依據[4]。基坑工程、地基與基礎工程等都是巖土工程的重要研究內容，而保證巖土工程的質量，則需要認真規范做好巖土工程勘察工作。

3 巖土工程勘察在深基坑支護施工中的作用

3.1 為深基坑支護施工提供數據依據

巖土工程勘察可以獲取工程現場廣泛的信息，勘察得到的圖像和數據資料，能為深基坑支護設計與施工提供可靠的數據，為完善和優化基坑支護設計與施工方案提供參考和意見，以確保基坑支護結構方式的合理性和基坑支護施工方案的經濟可行性。在深基坑支護的可行性研究階段，通過對巖土勘察數據的深入分析，更為全面、準確的了解工程現場的水文、地質、地勢地貌等，結合工程實際需要，選擇適合的支護結構形式[5]。深基坑支護施工需要考慮和分析的因素多，如工程項目基坑的開挖深度、周邊環境、地質和水文條件等，巖土工程勘察的數據信息，能為深基坑設計與施工提供可靠資料。通過對勘察結果的深入分析，準確判斷和分析持力層的具體位置，針對存在的不良地質和軟弱地基問題，協助處理和治理方案的制定，及時發現和處理巖土和地基方面的問題。在勘察施工中認真做好室內測試、土樣測試、地質調查測繪、原位測試等工序的工作，為深基坑支護施工提供更詳細、準確的地質資料，明確工程現場的地質環境和條件，研究和分析工程地基巖土層的分布和力學性質，在綜合分析深基坑施工要求、工程現場情況的基礎上，進行綜合的巖土工程評價，對特殊地基加固處理，對深基坑支護施工科學設計[6]。

3.2 保障深基坑支護施工質量安全

深基坑支護施工的技術復雜、開挖深度大、周邊環境復雜，稍有不慎容易產生質量、安全事故，深基坑支護施工與工程現場的環境條件、地質條件密切相關，不同地區和工程地質條件下，項目施工所采用的支護結構形式不同，采用的支護施工工藝不合理、挖土的方法順序不科學等，都可能導致施工中出現基坑變形、基坑支護事故等，造成比較大的社會影響和經濟損失。因此，深基坑支護施工需要綜合考慮設計要求、巖土工程現場情況、基坑深度等，選擇適合的施工方案，并經由單位總工程師、監理工程師等仔細審批，確保符合規范要求后，在進行后續施工；要全面掌握巖土工程的水文地質情況，如地形地貌、巖土層構造、土質情況、土層深度及分布情況、水文分布與變化情況、含水層埋深值、水流方向和速度等，針對深基坑支護施工的實際需求，實現巖土問題的綜合治理，使地下水位降到基坑底1m以下，并科學設置排水系統和裝置，以免影響深基坑支護質量；要結合巖土情況，科學控制開挖的深度和范圍，選擇適合的開挖方法等[7]。巖土工程勘察作為重要環節工作，為上述工作的開展提供數據參考，在對巖土工程勘察數據深入分析的基礎上，使深基坑支護施工避開軟土、高地下水位，針對不良地質針對性處理，以免項目出現基坑支護結構穩定性不足、支護結構變形失穩等問題。通過對巖土勘察結果的深入分析，全面評估內外部各項要素可能對深基坑支護施工造成的影響及程度大小，如地下水與地表徑流、巖體風化水平與散布特點等可能造成的影響，并評估采用那種支護結構形式更適合，以切實保障深基坑支護施工質量安全[8]。

4 巖土工程勘察與深基坑支護施工的要點關鍵

4.1 準確把握巖土勘察的目標

為確保巖土工程勘察的準確性和有效性，為深基坑支護設計提供所需數據，實現對深基坑支護施工過程中的優化，需要明確深基坑支護巖土工程勘察的目標要求，所有工作的開展都應圍繞目標要求規范進行。在確定巖土勘察目標之后，對其進行分解和細分，確保巖土勘察人員對此有準確把握，明確自身在基坑支護工程巖土勘察中的主要任務和事項，后續推進有關工作的規范落實。圍繞深基坑支護工程巖土勘察的目標要求，制定可行的巖土工程勘察方案，由專業人員，采用適合勘察設備和方法手段，安規范和勘察方案推進后續巖土工程勘察工作。這就要求做好工程資料分析、圖紙審核等工作，準確把握工程的設計要求、質量標準、工程范圍、巖土施工狀況、深基坑支護施工要求、工程特點和結構特征、工程結構設計和要求及相關技術參數，之后組織規范勘察和測量，以確保對工程現場自然環境條件和地質水文情況有準確把握。對于巖土工程勘察過程的所有數據信息詳細記錄，保證勘察結果準確[9]。

4.2 把握巖土勘察流程

基坑支護工程巖土勘察的主要目的是獲取工程項目現場的水文地質及環境資料信息，對以上信息有更準確的認知，并結合基坑支護施工的要求，制定經濟可行的深基坑支護施工方案，并及時發現和處理不良地質和地基問題，保證深基坑支護施工的質量和安全性。在巖土工程勘察前，需要結合工程實際情況，明確深基坑支護工程巖土勘察的范圍、主要工作任務，并評價和分析工程現場的地質環境復雜程度、工程地質與水文地質勘察的影響因素及可能出現的問題，在此基礎上制定切實可行的勘察方案，選用適合的勘察技術設備[10]。同時需要對巖土工程情況深入分析，了解該工程現場是否存在孤石、溶洞和斷層帶等復雜構造，對范圍內的巖土層的類型、深度、分布、工程特性了解和掌握，在此基礎上持續優化巖土工程勘察的流程，編制完整的勘察大綱，為后續現場勘察提供指導。在勘察工作中，要求準確把握巖土工程勘察的鉆孔位置，科學確定鉆孔深度，科學制定鉆孔方案，規范化布置鉆孔及各項參數，規范做好現場踏勘、技術交底、勘探點定位、高程測量、現場測試、室內試驗等方面的工作，在整個勘察過程中要求詳細地記錄和整理資料，通過對巖土工程勘察數據的分析，要能夠對工程項目基坑側壁結構穩定性、基坑開挖作業面的地質條件等有準確把握。巖土工程勘察還需要促進GPS、現代測繪技術、勘察儀器設備的應用，實現精準定位、準確測量，在這些技術的支撐下，實施詳細勘察及設計，通過對勘察結果和數據的分析，評價和分析基底壓力影響范圍、持力層地基承載力大小等，針對存在的軟弱地基和軟土層科學處理，并選擇適合的深基坑支護施工技術[11]。

4.3 實施深度勘察工作

工程項目巖土勘察是一項復雜的、綜合性的工作，包括但不限于工程地質測繪、勘探與原位測試、取樣與室內測試、現場試驗與監測等方面的工作，從而為深基坑支護設計和施工提供更全面、準確的勘察測量數據。1)工程地質測繪：要求通過利用適合儀器設備，得到系統化的地面地形資料、直觀清晰圖像信息和完善的工程數據信息，觀察和描述工程項目地面的地質現象、地物情況、區域環境情況、景觀植被情況，推斷地下地質情況，獲得的數據能為工程勘探和測試提供參考。可以采用激光雷達技術、Rs技術、無人機技術等現代測繪技術的科學應用，以高效化協助水文地質測量、沉降觀測、變形控制等工作的實施；2)勘探與取樣：這一工序工作的開展，主要是調查和分析工程項目地下地質情況，并利用勘探工程取樣進行原位測試和監測分析，為工程項目規劃設計和施工方案優化提供參考[12]。這一工序工作的開展，需要注意以下方面的問題：1)要通過細致的勘察測量，在對巖土勘察數據深入分析的基礎上，明確工程項目所處場地的穩定性，實現地質結構的全面勘察，把握該工程項目持力層與下臥層的工程特性，對工程項目現場土質的特性與地下水條件進行勘察，明確不良地質作用，確保后續深基坑施工的時候，盡量避開不良地質[13]；2)準確計算巖土參數，并對地基承載能力、變形形狀等進行科學的預測，對不符合要求的地基進行針對性的處理和治理；3)規范做好基坑支護工作，在綜合考慮和分析巖土工程情況、地基施工情況等的基礎上，選擇適合的深基坑支護結構形式，并針對工程現場的水文地質情況，制定深基坑支護施工的排水和防水方案；4)原位測試與室內測試：這一環節工作的實施主要為工程項目巖土工程提供技術相關土層物理力學指標和數據，通過對相關力學指標和數據的整理、分析，了解工程項目巖土的相關工程參數，例如：工程項目巖土的承載力、孔隙比、透水性等參數，實現巖土工程的科學評價分析，發現和處理各種水文地質問題，以免對深基坑施工質量安全造成影響；5)現場檢驗與監測：這一工序工作的開展，要求在深基坑支護施工的時候，對之前巖土工程勘察的結果進行細致的論證、驗證和核查，也需要規范做好施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中結構物監測、項目施工對環境影響的監測等方面的工作，并詳細記錄檢驗和監測的資料信息，為修正和改進施工提供參考和依據，以切實保障深基坑支護施工的質量和安全性。

4.4 推進巖土工程勘察與設計一體化

深基坑支護施工需要科學利用巖土工程勘察所獲得的數據和資料，積極推進勘察、設計與施工的一體化建設，在對巖土勘察數據深入分析的基礎上，把握工程實際情況，并結合工程特點，選用適合的深基坑支護方式，制定合理施工順序，規范深基坑土方開挖，切實保障深基坑施工質量與安全。通過對巖土工程勘察數據的分析，明確開挖工程的范圍、地形地質，并結合工程設計要求，制定土方開挖方案、優化開挖流程、確定運輸線路、挖土堆放位置等，避免因不合理開挖而導致出現一些質量安全方面的問題，在深基坑開挖施工過程中也需要規范做好各種檢測和監督控制工作，及時糾正偏差，并合理設置支護保護邊坡。深基坑支護施工的結構形式比較多，需要結合工程實際及巖土工程勘察的資料信息，判斷和分析該采用哪種支護結構和方式，明確深基坑支護施工的材料質量、性能、用料和用量等，以切實保障深基坑支護施工的質量和安全。需要工程項目的巖土情況、地基情況、設計要求、開挖條件、地質條件、周圍環境條件等，科學計算支護結構和有關數據，因地制宜的進行基坑支護方案設計，選取適宜的支護結構體系，以保證地下結構施工作業的質量和安全性，保護基坑周邊環境、確保側壁的穩定性。例如：1)土釘墻支護：這種支護結構主要用以加固高度較小的邊坡，施工中需要規范做好土釘拉拔實驗，保證土釘的拉拔力符合工程項目的實際要求，并嚴格控制注漿力度、漿液的體積和水灰比等，保證質量性能符合工程要求；2)鋼板樁支護。在綜合考慮和分析巖土工程勘察數據、工程現場施工情況、深基坑開挖情況的基礎上，更靈活的選擇鋼板樁的類型，大多數情況下鋼板樁支護還需要配合內支撐型鋼、外拉錨墊板等進行，并在施工中規范做好深基坑支護的防水與排水工作；3)地下連續墻支護。在地下室、地下停車場等深基坑項目施工中多采用這種支護方式，通過選用適合的機械設備，在地下挖出長度適合的溝槽，之后進行澆筑，過程中需要嚴格控制澆筑的速度和厚度，要重點加強筑導墻、挖掘溝槽、制備鋼筋籠、澆筑混凝土等關鍵環節和工序的監督控制，確保施工作業規范；4)土層錨桿(錨索)支護：綜合考慮和分析巖土工程勘察資料信息和施工現場的情況，科學確定錨桿位置、長度和錨索類型，選取合適的錨索施工工藝確保成孔質量，施工過程中嚴格控制鉆孔深度，之后規范注漿；5)鉆孔灌注樁支護：這種支護結構在深基坑軟弱地基、軟土地基施工中的應用比較廣泛，在基坑深度7～15m的巖土工程項目施工中采用這種支護結構，也能使深基坑支護施工擁有良好的強度和穩定性；6)支撐體系：對于較大較深、對周邊環境保護要求高、對基坑變形嚴格的基坑，在形成支護結構后，根據項目特點結合總體施工進度，選擇合適的支撐體系(混凝土支撐、鋼支撐、型鋼支撐等)，支撐體系的安裝施工順序和土方施工關系密切相關[14]。

5 結語

巖土工程勘察與深基坑支護施工之間有著緊密的關系，深基坑支護施工前需要認真做好一系列準備工作，巖土工程勘察是其中的一個重要環節。巖土工程勘察所獲得的資料信息能夠為深基坑支護施工提供參考和依據，通過對勘察資料的深入分析，實現巖土工程的科學評價，準確把握工程項目的水文地質條件、施工現場的環境條件、土層整體狀況等，并圍繞工程項目的設計要求和質量標準，制定安全可靠、針對可行的深基坑支護施工計劃和方案。積極推進巖土工程勘察、設計與施工一體化建設，在深入分析巖土工程勘察資料的基礎上，有助于更好解決可處理工程地質相關問題，結合工程特點和實際要求，選擇更適合的深基坑支護結構形式和施工工藝，并對深基坑支護施工進行科學規劃和合理布局，以切實保證深基坑支護施工的質量安全，防范基坑變形、基坑失穩、樁體變位、支擋結構嚴重漏水等事故的發生。為確保巖土工程勘察結果的有效性，要由專業人員負責有關工作開展，采用合適的勘察設備和有效的勘察手段，準確把握深基坑支護巖土工程勘察的目標要求，制定可行的巖土工程勘察方案。