邱守翠

（中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘查院，福建 福州 350013）

1 巖土勘察內(nèi)容

第一，周邊環(huán)境調(diào)查?；庸こ淌芡饨缰苓叚h(huán)境因素影響較大。為了進(jìn)一步提升工程基坑設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量，減少基坑失穩(wěn)事故的發(fā)生，在工程勘察施工前，勘察人員要對工程所在區(qū)域的環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查研究，收集周邊建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)類型、埋深和市政道路、管線埋設(shè)情況，制定出合理的勘察工作方案。第二，場地巖土工程勘察。巖土工程勘察應(yīng)詳細(xì)查明場地巖土工程條件、水文地質(zhì)條件，勘察人員通過選用適宜的勘察方法和手段，獲得巖土層特征及其巖土設(shè)計(jì)參數(shù)等較準(zhǔn)確的勘察成果資料，為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員提供可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)，保證了基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)性和合理性。

2 基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則

2.1 安全可靠性

基坑工程的設(shè)計(jì)、施工作為建筑工程的一部分，必須在有安全保證的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。設(shè)計(jì)需要依據(jù)現(xiàn)行有效的規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并有準(zhǔn)確可靠的勘察報(bào)告作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)場地巖土工程條件，采用合理的計(jì)算模型進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)，并需要通過專家評審，有時還需要進(jìn)行施工圖的審查?；庸こ淌┕r，應(yīng)對周邊環(huán)境對施工安全可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行預(yù)判，編制安全防控預(yù)案。合理組織安排施工工序，做好基坑支護(hù)工程施工的安全保障工作。

2.2 經(jīng)濟(jì)合理原則

首先，應(yīng)優(yōu)化基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，做到經(jīng)濟(jì)性和安全性兼顧，滿足投資人的需求；其次，在工程施工過程中要對設(shè)計(jì)成本和施工成本進(jìn)行控制，對施工人員和施工材料設(shè)備等多個方面進(jìn)行施工管理，避免資源浪費(fèi)；再次，制定較完善的施工質(zhì)量管理控制制度，并有效落實(shí)。

2.3 施工便利原則

工程施工建設(shè)項(xiàng)目作為一個系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)時要考慮施工運(yùn)輸問題，以施工便利為前提，對施工現(xiàn)場的運(yùn)輸?shù)缆愤M(jìn)行設(shè)計(jì)，避免長途運(yùn)輸造成人力資源浪費(fèi)。為最大程度提高施工效率，縮短工期，采購工程施工材料首先選用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)物。

2.4 保證工期原則

為避免出現(xiàn)施工工期延誤現(xiàn)象發(fā)生，在施工組織設(shè)計(jì)方案時，要充分考慮施工場地實(shí)際情況和天氣等因素的影響，并應(yīng)有相應(yīng)保證工期的措施。

3 基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)中常見的問題

3.1 基坑工程的勘察工作不規(guī)范

在基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)時，需要可靠的勘察成果資料作為設(shè)計(jì)依據(jù)，對支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型和支護(hù)工程的投資效益有重要影響。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)進(jìn)行實(shí)地踏勘調(diào)查和資料收集工作。設(shè)計(jì)人員如果沒有對施工現(xiàn)場情況進(jìn)行深入了解，只憑經(jīng)驗(yàn)和參照資料進(jìn)行支護(hù)工程設(shè)計(jì)，沒有考慮到施工場地條件和用地范圍的限制，可能造成設(shè)計(jì)方案不合理或無法達(dá)到規(guī)范要求。

3.2 土體的物理力學(xué)參數(shù)選用不當(dāng)

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)作為基坑開挖后分擔(dān)側(cè)向土體壓力的輔助結(jié)構(gòu)，受地質(zhì)條件影響很大，土壓力大小取值直接影響支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對土壓力準(zhǔn)確計(jì)算還存在一定難度。計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)和承受的土體壓力需要考慮土體物理力學(xué)參數(shù)，主要為土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，而抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的取值受巖土體受力條件、固結(jié)排水條件影響顯著，因此準(zhǔn)確計(jì)算土體側(cè)壓力和合理設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)形式較為困難。如果提供的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)不準(zhǔn)確，會給基坑工程的穩(wěn)定性留下隱患。

3.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)際受力不符

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮不同工況條件下基坑穩(wěn)定性的驗(yàn)算。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)根據(jù)基坑類型、巖土工程條件，采用合理的破壞模式和可靠的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件建模，進(jìn)行必要的復(fù)核工作。由于基坑工程施工是一個動態(tài)過程，側(cè)向土體對支護(hù)結(jié)構(gòu)的反力也在不斷地調(diào)整和變化，由此產(chǎn)生的變形也會隨著基坑開挖的進(jìn)行逐漸發(fā)展，設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)基坑開挖過程中受力不斷變化的特點(diǎn)，以及土體因人為的擾動導(dǎo)致其強(qiáng)度降低造成支護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大，導(dǎo)致基坑失穩(wěn)破壞。

3.4 土層開挖與邊坡支護(hù)不配套

在進(jìn)行基坑工程的土層開挖和邊坡支護(hù)施工中，選用的施工班組往往不同，會導(dǎo)致工程管理工作無法很好地銜接。施工單位為趕工期，在開挖基坑過程中，施工現(xiàn)場管理混亂，沒有按合理的施工流程進(jìn)行，施工質(zhì)量無法得到保證，會給工程安全留下隱患。

4 基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

4.1 運(yùn)用先進(jìn)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理念，合理選擇基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)

建設(shè)行業(yè)的迅猛發(fā)展，一些新技術(shù)與新的設(shè)計(jì)理念不斷涌現(xiàn)，特別是最近幾年，建筑工程深基坑支護(hù)技術(shù)不斷改進(jìn)，一些先進(jìn)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)者要收集大量信息，并結(jié)合基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行基坑支護(hù)受力分析，科學(xué)選擇基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)，有效提高建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過運(yùn)用先進(jìn)的基坑設(shè)計(jì)理念，并構(gòu)建相應(yīng)的反饋系統(tǒng)，可以保證建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案更加完善。由于巖土工程條件較復(fù)雜，在一定程度上會增加基坑支護(hù)設(shè)計(jì)難度，因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員還要根據(jù)工程場地的環(huán)境特點(diǎn)及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，合理選擇基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理念，調(diào)整原有的設(shè)計(jì)思路，從而保證基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案得到有效實(shí)施。

為了保證基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作的有序開展，做好巖土勘察工作特別重要，以便為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確可靠的地質(zhì)依據(jù)。設(shè)計(jì)人員結(jié)合工程場地的巖土工程條件，確定基坑開挖邊線，并合理選擇巖土層設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)，確定不同剖面土層參數(shù)，然后對基坑垂直支護(hù)體系進(jìn)行建模，如果基坑有內(nèi)支撐，設(shè)計(jì)人員可以采用啟明星軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過在不同的剖面中準(zhǔn)確輸入各個土層參數(shù)，確定基坑深度，計(jì)算出基坑周圍荷載，從而確定最終的基坑垂直支護(hù)模式。

4.2 妥善解決基坑開挖空間效應(yīng)問題，提高基坑支護(hù)的穩(wěn)定性

為了保證基坑支護(hù)空間效應(yīng)問題得到有效解決，施工單位與基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)進(jìn)行有效溝通，在保證基坑支護(hù)施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，有效縮短基坑支護(hù)施工周期，降低基坑支護(hù)施工成本?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)人員要結(jié)合施工場地的具體情況，加強(qiáng)基坑變形監(jiān)測，進(jìn)行信息化施工反饋，合理預(yù)測基坑變形程度和范圍。根據(jù)施工揭露的工程地質(zhì)條件，對原有設(shè)計(jì)方案進(jìn)行復(fù)核和改進(jìn)?；釉O(shè)計(jì)人員應(yīng)深入到施工現(xiàn)場，及時收集基坑工程施工情況和監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，完善和優(yōu)化基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案。

4.3 科學(xué)調(diào)整基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，減少邊坡堆載現(xiàn)象的出現(xiàn)

一般來說，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方法主要分為三種，分別是常規(guī)的設(shè)計(jì)方法、彈性地基梁設(shè)計(jì)方法與有限元設(shè)計(jì)方法等。其中，常規(guī)設(shè)計(jì)方法主要運(yùn)用極限平衡理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，對巖土工程成果質(zhì)量要求比較高?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)人員要根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)選擇設(shè)計(jì)方法。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，有限元法應(yīng)用越來越廣泛，特別是在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，取得較好的應(yīng)用效果，可以有效減少基坑失穩(wěn)現(xiàn)象的出現(xiàn)。有限元法利用原有的計(jì)算數(shù)據(jù)，合理確定基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度，包括土體深層位移與側(cè)向位移等，并結(jié)合不同類型的開挖工況，進(jìn)行模擬施工，準(zhǔn)確預(yù)測基坑開挖過程中所發(fā)生的變化。設(shè)計(jì)人員要科學(xué)選擇計(jì)算模型，結(jié)合土體應(yīng)力，確定最終的計(jì)算參數(shù)，從而保證基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案合理性?；又ёo(hù)方式主要分為兩種，分別是支擋方式與放坡方式，支擋方式分為懸臂式與重力式，而放坡方式主要包括自然放坡與土釘墻。通常來講，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形要求，在滿足安全施工要求的基礎(chǔ)上，選擇經(jīng)濟(jì)性較好的支護(hù)方式，針對支擋方式與放坡方式來講，放坡開挖方式的經(jīng)濟(jì)性更好。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)工程所在地區(qū)的地質(zhì)條件，包括周圍建筑物特點(diǎn)，合理選擇基坑支護(hù)方式。

5 巖土工程勘察帶來的影響

5.1 基坑巖土層

巖土工程勘察成果為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，也為基坑支護(hù)形式的選擇提供方案。場地巖土層的分布、厚度及其力學(xué)性能差異較大，地基均勻性一般較差。為獲得準(zhǔn)確可靠的工程地質(zhì)資料，需要采取適宜的勘探方法和手段，如采取可靠的原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)，現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型動力觸探試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)及十字板剪切試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)等，通過綜合分析評價(jià)，提供基坑巖土層分布特征及其巖土設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)，為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。設(shè)計(jì)時應(yīng)對勘察報(bào)告中提供的巖土體設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行必要的復(fù)核，應(yīng)根據(jù)基坑開挖支護(hù)的實(shí)際工況合理選用巖土設(shè)計(jì)參數(shù)。

5.2 基坑邊坡穩(wěn)定性

巖土工程勘察成果報(bào)告，應(yīng)對基坑的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算和評價(jià)。應(yīng)結(jié)合場地工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、基坑開挖深度、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級，以及擬采用的支護(hù)方案進(jìn)行分析計(jì)算，特別對于土質(zhì)軟弱，工程地質(zhì)性能差的地段應(yīng)重點(diǎn)評價(jià)所采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)是否安全可靠。必要時應(yīng)提醒設(shè)計(jì)人員在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時應(yīng)注意點(diǎn)問題。

5.3 水文地質(zhì)條件

地下水是基坑施工的一個重要影響因素，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，基坑坍塌事故的發(fā)生與地下水的不能有效控制有很大關(guān)系。因此，巖土工程勘察時應(yīng)詳細(xì)查明場地水文地質(zhì)條件，包括含水層類型、透水性、富水性，地下水水位埋深等，及其水位變化幅度，通過必要的水文地質(zhì)試驗(yàn)，獲得可靠的水文地質(zhì)參數(shù)。對基坑下部存在承壓含水層時，應(yīng)測量承壓水頭高度，評價(jià)發(fā)生突涌的可能性?；邮┕ぶ腥舭l(fā)現(xiàn)地下水情況與實(shí)際不符時，應(yīng)分析原因，必要時進(jìn)行補(bǔ)充勘察工作。

6 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

6.1 優(yōu)化支護(hù)方案

1）提升基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)性，在設(shè)計(jì)階段總結(jié)后期施工可能出現(xiàn)的問題，提出相應(yīng)的解決方案。因?yàn)榛又ёo(hù)方案的選擇與應(yīng)用，直接關(guān)系到基坑工程甚至是整個建筑工程的成敗，所以只有綜合素質(zhì)高的設(shè)計(jì)人員才能夠保證支護(hù)方案的科學(xué)合理性；2）針對施工材料、設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查，控制材料采購、運(yùn)輸?shù)攘鞒?，從?xì)節(jié)方面加強(qiáng)基坑支護(hù)質(zhì)量；3）充分發(fā)揮現(xiàn)場施工設(shè)備的優(yōu)勢?；又ёo(hù)施工期間要引入先進(jìn)施工設(shè)備，并且合理控制設(shè)備質(zhì)量與精準(zhǔn)度，定期組織設(shè)備檢查與保養(yǎng)，以免設(shè)備存在質(zhì)量問題影響到性能，加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

6.2 提高巖土工程勘察質(zhì)量和水平

巖土工程勘察是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的工作，應(yīng)嚴(yán)格按現(xiàn)行的國家、行業(yè)及地方規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等要求進(jìn)行勘察施工，采用多種勘察技術(shù)手段，進(jìn)行相互對比印證，選擇責(zé)任心強(qiáng)、質(zhì)量管控好的勘察隊(duì)伍進(jìn)行工程勘察工作。在勘察過程中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對場地地層的劃分應(yīng)準(zhǔn)確可靠，取樣應(yīng)按規(guī)范規(guī)定的方法和器具采取，并采取可靠的措施保證土樣不受擾動或少擾動。原位測試工作應(yīng)符合規(guī)范要求，采集的數(shù)據(jù)應(yīng)有較好的代表性。通過加強(qiáng)對勘察質(zhì)量的管控，能夠獲得較準(zhǔn)確可靠的第一手資料，為編制質(zhì)量優(yōu)良的勘察報(bào)告提供保證。同時，勘察過程中，勘察人員應(yīng)及時與基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行有效溝通，詳細(xì)了解可能采用的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，明確勘察工作的重點(diǎn)，需要提供的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)等。

6.3 強(qiáng)化基坑支護(hù)工程施工過程中的質(zhì)量控制

施工質(zhì)量控制作為工程施工中重點(diǎn)環(huán)節(jié)，在施工中一旦發(fā)現(xiàn)問題，需要及時處理。對巖土工程基坑支護(hù)施工中存在的質(zhì)量問題，要從源頭上進(jìn)行控制處理，強(qiáng)化施工過程質(zhì)量控制，確保施工質(zhì)量?，F(xiàn)場施工技術(shù)人員需要對施工區(qū)域設(shè)計(jì)資料進(jìn)行認(rèn)真閱讀理解，特別對場地地質(zhì)條件進(jìn)行分析預(yù)判，對施工區(qū)域周邊環(huán)境條件可能對工程的影響程度進(jìn)行分析，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件要求進(jìn)行施工，對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)資料或地質(zhì)勘察報(bào)告不符合時應(yīng)及時通知設(shè)計(jì)及勘察人員到場確認(rèn)，設(shè)計(jì)人員將根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整。

6.4 加強(qiáng)基坑變形監(jiān)測工作

基坑施工采用信息化動態(tài)施工。在基坑開挖過程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測工作，隨時掌握基坑變形狀況，及時調(diào)整開挖施工進(jìn)度。監(jiān)測數(shù)據(jù)異常及報(bào)警時，應(yīng)及時通知施工單位，以便及時處理。對設(shè)計(jì)中存在的偏差，施工中能及時檢查及改正。動態(tài)監(jiān)測可以控制施工進(jìn)度和工程質(zhì)量。施工現(xiàn)場變形監(jiān)測數(shù)據(jù)必須由具有監(jiān)測資質(zhì)的單位完成，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時和可靠。為確保觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量，監(jiān)測人員需要詳細(xì)了解對基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案對監(jiān)測工作的要求，以便更好地指導(dǎo)施工。

7 結(jié)語

本文對基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)和巖土工程施工中存在的問題進(jìn)行分析，對巖土工程地質(zhì)條件下影響基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及其影響基坑穩(wěn)定性的因素進(jìn)行探討，保障基坑支護(hù)設(shè)計(jì)能在特定的巖土工程條件下開展工作，保證基坑工程的順利完成?？辈烊藛T應(yīng)認(rèn)真做好場地巖土工程勘察工作，獲得準(zhǔn)確的巖土工程成果資料，為設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。