基坑工程地質環境適宜性評價研究

摘" 要：通過資料搜集、案例分析法，闡釋相關基坑工程案例的基本內容，在執行評價措施時，圍繞搭建適宜性評價結構、建設評價模型、設置評價因子、評價因子權重設置、設置適宜性評價標準、評價結果分析等方面對基坑工程地質環境適宜性評價展開了深入探究。從基坑工程建設環節、使用環節著手，提取適宜性評價因子，包括工程地質條件、水文地質條件、環境地質問題、地面建設狀況、敏感因子、施工技術、不良土層、卵石地層、滯水、承壓水、基巖、建成環境因素、活動斷裂、地面沉降等，合理分配權重，得出適宜性評價結果，判定該區域是否適宜開展基坑工程建設。得出如下結論：基坑工程地質環境適宜性評價技術的靈活應用，保障了基坑工程開發、建設的合理性，控制了成本支出，并為其他相關研究提供了參考資料。

關鍵詞：基坑工[A2] 程 地質環境 適宜性評價 評價因子

Research on t[A3] he Suitability Evaluation of Geological Environment for Foundation Pit Engineering

JIA Bo CHEN Hui

Henan Third Geological and Mineral Survey Institute Co.， Ltd.， Zhengzhou， He’nan Province， 450000 China

Abstract： Through data collection and case analysis， the basic content of relevant foundation pit engineering cases is explained. When implementing evaluation measures， in-depth exploration is carried out on the geological environment suitability evaluation of foundation pit engineering， focusing on building a suitability evaluation structure， constructing an evaluation model， setting evaluation factors， setting evaluation factor weights， setting suitability evaluation standards， and analyzing evaluation results. Starting from the construction and use stages of foundation pit engineering， suitability evaluation factors are extracted， including engineering geological conditions， hydrogeological conditions， environmental geological problems， ground construction conditions， sensitive factors， construction technology， poor soil layers， pebble formations， stagnant water， confined water， foundation rocks， built environment factors， active faults， and ground subsidence， etc. The weights are reasonably allocated to obtain the suitability evaluation results， and determine whether the area is suitable for foundation pit engineering construction. The following conclusion is drawn： the flexible application of geological environment suitability evaluation technology for foundation pit engineering ensures the rationality of foundation pit engineering development and construction， controls cost expenditures， and provides reference materials for other related research.

Key Words： Foundation pit engineering; Geological environment; Suitability evaluation; Evaluation factor

[4] [A5] 隨著城市化進程的不斷加快，地下空間開發也在持續深入，但不同地區的地下地質環境有著較大的差別，要保證開發進程的持續性、穩定性和經濟性，有必要對地下空間開展地質環境適宜性評價，結合評價結果優化地下空間規劃方案、選擇建設技術，提升開發效果。考慮到以往已經針對適宜性評價展開了研究，本研究結合以往的研究資料、數據，梳理研究流程，確定研究要點，并在基坑工程地質環境適宜性評價中，應持續積累經驗，探索更加有效的適宜性評價方法，提升評價準確性。本研究是基于某基坑工程的實際情況展開的，因此會讓研究結果更加的真實，能夠客觀、全面地反映工程各方面特征，從而能夠直接將本研究結果引入其他相關基坑工程地質環境適宜性評價中，提升評價的準確性，對整個行業的發展也有一定促進作用。

1 基坑工程案例分析

以某基坑工程為例，進行基坑工程地質環境適宜性評價探究，已知該地的地質環境、水文因素等適宜進行地下空間開發，但存在新近沉積土、厚層填土等不良地質，并有高滲透性潛水層、基巖、卵石地層等。

2 基坑工程地質環境適宜性評價措施

2.1 搭建適宜性評價結構

結合工程特征搭建適宜性評價結構，關注以下3個方面，保證結構合理性[1]。

（1）搭建適宜性評價結構，包括三級結構：基坑工程地質環境適宜性評價（目標層）、基坑工程建設與使用環節適宜性評價（準則層）、工程地質因子。

（2）結合基坑工程建設階段、使用階段的根本需求，確定地質環境適宜性評價準則。

（3）結合基坑工程施工技術，分析地下空間、地質環境之間相互作用可能造成的風險問題，搜集基坑工程所處區域地質條件設置評價因子，要求所選因子在反映基坑工程真實地質環境特征 [2]。

2.2 建設評價模型

文本框： 工程地質因子A

文本框： 工程地質因子B文本框： 工程地質因子C文本框： ……文本框： 工程地質因子b文本框： 工程地質因子a文本框： ……建設評價模型，包括三層結構，如圖1所示。

（1）準則層到目標層模型搭建：該層模型搭建[A7] ，如式1所示[8] 。

式（1）[A10] 中：表示基坑工程地質環境適宜性評價結果；表示工程建設準則層元素權重；表示工程使用環節準則層元素權重；表示工程建設適宜性評價結果；表示工程使用環節適宜性評價結果。

（2）因子層到準則層模型搭建：該層模型搭建，如式2所示。

式（2）中：表示工程建設第j項因子權重；表示程使用環節第j項因子權重；表示工程建設因子總數；表示工程使用環節因子總數[3][11] 。

2.3 設置評價因子

2.3.1 基坑工程建設評價因子

此類因子有很多，包括條件、水文地質條件、環境地質問題、地面建設狀況、敏感因子、施工技術等。其中：工程地質條件涉及的地質環境風險因素包括邊坡主動土壓力、土體壓縮模量、環境介質均勻程度等，如土體模量，模量越小，壓縮系數越大，越容易出現基坑坍塌、不均勻沉降等問題；水文地質條件涉及的地質環境風險因素包括地下水埋深、水位變化規律、富水性等；環境地質問題涉及的地質環境風險因素包括軟土的低滲透性、低抗剪強度、低壓縮模量等；地面建設狀況涉及的地質環境風險因素包括基礎工程與地上既有建筑物在垂直、水平方向上距離的合理性；敏感因子為若基坑工程所處區域為禁止建設區，不能進行適宜性評價。

2.3.2 基坑工程使用環節評價因子

使用環節基坑工程地質環境因子主要是其面臨的環境特征，評價因子包括：不良土層方面，主要是軟土、新近沉積土、厚層填土等，可能造成邊坡失穩、建筑物變形損壞；卵石地層方面，主要指的是一些超大粒徑漂石（厚度大于等于5 m，粒徑大于等于500 mm），可能造成地下連續墻、護坡樁困難；滯水方面，主要是基坑工程局部地區上層滯水，可能造成側壁坍塌，引發安全事故；承壓水方面，主要是未能及時、有效控制地下水時，造成突涌、底鼓；在降水時造成地面沉降；在基巖方面，主要是黏土巖出現干濕交替問題，引發收縮、膨脹、崩解等問題；礫巖遇水出現水解、軟化等問題；在建成環境因素方面，主要是遇地下建筑物、管道或其他障礙物等；建筑物出現較大變形、破壞。

2.4 評價因子權重設置

為保障目標層評價結果的準確度，要求準則層、因子層元素權重分別滿足以下條件：+=1，對比分析，基坑工程建設環節受到地質環境因素的影響更大，故而建設環節、使用環節的評價因子配比設置為6∶4，即=0.6，=0.4，突出基坑工程建設環節評價因子的重要性[4]。針對基坑工程地質環境評價機制，結合當地地質環境資源、技術經濟水平、環境政策等元素，對比分析不同因子的重要程度，引入專家調查法、層次分析法軟件，設置各因子權重：基坑工程建設環節，工程地質條件（2.0）、水文地質條件（2.0）、環境地質問題（1.0）、地面建設狀況（1.5）、敏感因子（1.5）、施工技術（1.0）；基坑工程使用環節，不良土層（1.5）、卵石地層（1.5）、滯水（0.5）、承壓水（1.0）、基巖（1.0）、建成環境因素（1.0）、活動斷裂（2.5）、地面沉降（1.0）[5]。

2.5 設置適宜性評價標準

結合上述評價模型，對評價因子選擇、標準量化、權重分配等加以探討，保證基坑工程地質環境評價的合理性[6]。結合當地相關工程評價經驗、案例等，進行反演分析，設置適宜性評價指數、評價分級標準對應關系，如下所示：≥70，基礎工程地質環境適宜性分級為：“適宜”；50≥＜70，基礎工程地質環境適宜性分級為：“相對適宜”；20≥＜50，基礎工程地質環境適宜性分級為：“相對不適宜”；＜20，基礎工程地質環境適宜性分級為：“不適宜”。

2.6 評價結果分析

按照上述評價流程，對本基坑工程地質環境的適宜性加以評價，引入基坑法，調查研究地下空間10 m、20 m、30 m、40 m深度的地質環境狀況，得出評價結果：10 m深度，計算值82.3，評價結果“適宜”；20 m深度，計算值76.2，評價結果“適宜”；30 m深度，計算值63.5，評價結果“相對適宜”；40 m深度，計算值58.2，評價結果“相對適宜”。匯總以上評價結果可知，本區域基坑工程地質環境適宜進行開發，并對各類評價地質因素加以整體化分析，提取影響本地區基坑工程建設的主要因素，包括6項，按照其影響程度加以排序：不良土層、卵石地層、基巖、活動斷裂、承壓水[7-8]。

3 結語

綜上，本文就基坑工程地質環境適宜性評價展開了綜合論述與分析，以上提出的適宜性評價機制在落實中具備較大可行性，能夠相對合理、準確、全面地了解基坑工程所處區域地質環境的基本特征，這對基坑工程的整體化規劃、建設有著較大的參考價值。在下一階段的發展中，需要持續優化、更新基坑工程地質環境適宜性評價機制，使其更加貼合當地的實際情況，提升評價效率、提高評價準確度。

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