莫建軍

（中國瑞林工程技術(shù)股份有限公司，江西 南昌 330000）

巖土工程勘察是指在施工現(xiàn)場對即將施工的地質(zhì)情況進行查明，并分析、評價建設場地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，編制勘察文件的活動。在勘查過程中主要對巖土層物理力學指標和均勻穩(wěn)定性等數(shù)據(jù)進行測評。對得出的數(shù)據(jù)進行深入分析后，保證數(shù)據(jù)準確無誤的前提下開始施工[1]。

由于因數(shù)據(jù)分析不準確導致工程建設不合理的情況屢見不鮮，對公司經(jīng)濟效益帶來嚴重的損失。由于設計不合理，施工隊無法進行施工，工期被延長，導致施工成本增加。另外施工過程中施工設備的使用、技術(shù)方案的設定、工作人員的安排都需要有一個確定的設計方案參考，避免出現(xiàn)資源安排不合理的情況發(fā)生。

巖土工程勘察工作并不是勘察單位單獨完成的，它需要整個團隊分工協(xié)作，各個單位也需要參與進來，從前期的數(shù)據(jù)采集到后面的數(shù)據(jù)分析，設計單位以及建設工程施工部門都需要對工程現(xiàn)場的情況進行嚴密的考察。發(fā)現(xiàn)問題時需要立即上報，并采取相應的保護措施。在設定勘察目標時，工程設計師需要在圖紙上提前規(guī)劃好重點勘察的施工部位，將不需要重點的關(guān)注點在圖紙上劃掉，進行定點定量工作，提高工作效率。

1 深基坑工程巖土工程勘察重點分析

1.1 勘察深度和平面范圍的確定

在進行深基坑巖土工程勘察過程中，項目負責人應明確項目勘察目標，避免出現(xiàn)勘察目標不明確導致數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，應在與設計師充分溝通的基礎(chǔ)上編制勘察方案，結(jié)合場地條件，預估計劃勘察深度和平面范圍，一般情況下，基坑勘察的平面范圍宜超出開挖線外基坑開挖深度的2～3倍，深度宜為開挖深度的2～3倍，但如遇深厚軟土層，勘察深度和范圍尚應適當擴大，如基坑需設置封閉式止水帷幕，勘察深度還應穿透透水層。在勘察過程中，還應時刻向設計師反饋現(xiàn)場土層情況，為設計采用多種方案比選提供滿足設計要求的地質(zhì)原始數(shù)據(jù)。

1.2 巖土設計參數(shù)的確定

深基坑勘察重點在于采集基坑側(cè)壁土體抗剪強度指標，因此保證原狀巖土樣的采集和土工試驗的準確性是勘察工作中的重中之重?？辈靻挝粦鶕?jù)設計分析工況（或破壞模式），選用與其條件相近的試驗方法。并應結(jié)合土工試驗結(jié)果，參考當?shù)乜辈旖?jīng)驗、對比分析巖土層原位測試情況、周邊出露邊坡的穩(wěn)定性情況，綜合確定各項巖土設計參數(shù)。

1.3 巖土施工條件分析

在進行巖土工程施工前，勘察單位應提出施工方法和施工中可能遇到的問題的防治措施建議：如基坑開挖時應注意嚴禁超挖、注意保護基坑周邊管線或埋藏物等，特殊性巖土施工時需要防止雨水浸泡、防止風化等。

1.4 周邊環(huán)境分析

深基坑工程巖土工程勘察對周邊環(huán)境的調(diào)查和分析也十分重要。基坑周邊環(huán)境包含基坑周邊建（構(gòu)）筑物、管線、水系、道路、設施、荷載等，勘察單位應在調(diào)查清楚基坑周邊環(huán)境的基礎(chǔ)上，綜合分析周邊環(huán)境對基坑支護的影響、基坑支護對周邊環(huán)境的影響，并判定其對基坑支護安全等級的影響。分析有助于確定巖土工程勘察的深度，在進行周邊環(huán)境分析時，需要格外注重是否存在降雨嚴重等惡劣天氣時常出現(xiàn)現(xiàn)象，盡量避免因為雨水過多導致施工現(xiàn)場土質(zhì)遭到腐蝕和破壞，從而降低施工效果。此外深基坑巖土工程在勘察過程中還可以著重分析當?shù)氐貙咏Y(jié)構(gòu)，從而對周圍環(huán)境的巖石風化和軟阻力指標作出良好的判斷，提高深基坑施工方案的可靠性[2,3]。

1.5 地下水勘察

地下水勘察也影響著深基坑巖土工程的安全穩(wěn)定性?？辈靻挝粦榍鍒龅厮牡刭|(zhì)情況，雨季時段及其最大降雨量，主要含水層及其與江、湖等地表水體的水力聯(lián)系，歷史最高水位，初見水位、穩(wěn)定水位，地下水位年變化幅度，并說明勘察期間水位量測的時間，判斷是否是年內(nèi)高水位，還需提供各層土的滲透系數(shù)，分析含水層和承壓水對基坑工程的影響，提供地下水控制的方法建議，對施工過程中形成的流砂、流土、管涌及整體失穩(wěn)等現(xiàn)場的可能性進行評價并提出預防措施建議。

2 巖土工程勘察中深基坑支護技術(shù)分析

2.1 常見深基坑支護結(jié)構(gòu)分析

在我國，深基坑施工的支護結(jié)構(gòu)可分為放坡、土釘墻、重力式水泥土墻、支擋式結(jié)構(gòu)等。下面對常見的深基坑支護結(jié)構(gòu)進行簡要分析。

放坡支護是利用土體自身的穩(wěn)定性，保證基坑開挖面安全的組合措施。主要適用于周邊環(huán)境簡單、施工空間較大的基坑，優(yōu)點為施工簡單、工期較快，缺點為占用空間較大，基坑深度過大時很難滿足穩(wěn)定性要求。破壞模式主要為圓弧滑動破壞。

土釘墻是在放坡的基礎(chǔ)上，向坡面縱橫向密布土釘群，使其與噴射混凝土面層及原位土體共同受力組成的支護結(jié)構(gòu)。主要適用于基坑深度不大、土釘支護結(jié)構(gòu)系被動受力支護結(jié)構(gòu)，當基坑變形要求較嚴格時，可增設預應力錨桿或微型樁，局部夾軟弱土層時，可采用超前錨管或局部補強方法，在有地下水分布時，可采用水泥土攪拌樁兼做支護和截水帷幕。此類支護的優(yōu)點為造價較低，缺點為需要一定的放坡空間，不能有效的控制周邊建筑物、管線沉降。破壞模式主要有土釘拔出、圓弧滑動等。

重力式水泥土墻主要適用于基坑深度較小的軟土基坑，水泥與土形成一個整體擋土墻，利用水泥土墻與墻底的摩擦力支擋基坑外側(cè)土體，此類支護只適用 破壞模式主要為滑動破壞、傾覆破壞、圓弧滑動破壞等。

支擋式結(jié)構(gòu)適用于周邊環(huán)境復雜或較深的基坑，適用性較強，造價較高，主要由圍護結(jié)構(gòu)利用被動土壓力，外部支撐提供支點反力，與基坑外側(cè)主動土壓力形成平衡體系，保證基坑安全。主要包含錨拉式結(jié)構(gòu)、支擋式結(jié)構(gòu)、懸臂式結(jié)構(gòu)、雙排樁、支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合的逆作法等。其中圍護結(jié)構(gòu)包括鋼筋混凝土排樁、連續(xù)墻、鋼板（型鋼）樁、工法樁（smw工法樁、雙輪銑工法樁、TRD工法樁等），外錨包含錨桿、錨索等，支撐包含混凝土支撐，型鋼支撐，鋼管支撐等。設計時應綜合考慮基坑深度、規(guī)模及水文、地質(zhì)條件，基坑周邊環(huán)境條件，保證基坑安全、經(jīng)濟合理。此類支護的破壞模式主要為圓弧滑動破壞、傾覆破壞、隆起破壞等。

2.2 巖土勘查工作中深基坑支護系統(tǒng)分析

目前，隨著基坑施工難度的增加，在進行施工時已經(jīng)不能簡單地對施工場地直接開挖，而是需要先建立完善的防護系統(tǒng)?；臃雷o體系不僅包含了支擋結(jié)構(gòu)，而且包含了地下水控制。在深基坑施工中，為避免深基坑垮塌等施工失敗的現(xiàn)象發(fā)生，需要有支擋結(jié)構(gòu)承擔外力的重量。然而隨著基坑規(guī)模和深度越來越大，基坑周邊環(huán)境越來越復雜，傳統(tǒng)的支護體系并不能很好地承重，還需要通過各種組合措施加固保證基坑開挖安全。且施工過程中，基坑地下水控制是一項重要工作，稍有不慎便會影響施工甚至造成基坑周邊建筑、道路沉降，嚴重可能造成基坑垮塌，因此必須加以重視。排水措施主要為在坡頂及坡底設置排水溝、集水井，在坡面設置泄水孔等，截水措施主要為設置止水帷幕，止水帷幕可采用攪拌樁、高壓旋噴樁、雙輪銑、TRD等，作為一項重要防滲水保護屏障，不僅能保證基坑內(nèi)干作業(yè)，保證基坑外不會因為地下水變化過大導致道路、建筑沉降，同時能加固基坑側(cè)壁，防止側(cè)壁出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)場。

2.3 深基坑的設計

為了滿足施工要求，深基坑支護的設計必不可少。深基坑的設計要以基坑水文、地質(zhì)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)進行設計。要以以下數(shù)據(jù)進行支撐。一是需要有詳細的巖土勘察報告；二是需要有建筑的結(jié)構(gòu)設計圖紙、總平面圖。此外還需要現(xiàn)場進行踏勘，了解基坑周邊環(huán)境，分析周邊環(huán)境對基坑支護的影響及基坑支護對周邊環(huán)境的影響，同時需參考施工總平面圖，了解基坑施工后施工單位材料堆場、出土口等的設置，并分析其對基坑的影響。當?shù)氐慕煌肪€也需要提前進行了解并繪制出來，避免因為施工改造成交通不便，給市民帶來較大影響，在完成上述操作后方可進行深基坑支護的設計。

3 深基坑設計應用優(yōu)化

3.1 工程應用實例

某擬建項目地上為20～31層，包括居民樓和商業(yè)層配套設施，地下為二層整體地下室，周邊為已有建筑物及道路，環(huán)境較復雜，基坑開挖深度約13m。根據(jù)施工設計圖，東、南部為本次項目建設主要用地，主要是由于這兩部分地域較為開闊，便于進行土質(zhì)勘察和地層結(jié)構(gòu)的分析。其中，設置兩個排水溝和土釘墻的主要目的是防止排水過多引發(fā)施工塌陷事故。

3.2 基坑支護勘察重點

根據(jù)對基坑支護施工場地的勘察，發(fā)現(xiàn)地層結(jié)構(gòu)較為復雜，由上而下為雜填土、粉質(zhì)粘土、細砂、粗砂、礫砂，基巖為泥質(zhì)粉砂巖。地下水很豐富，穩(wěn)定水位埋深約1.2m。由于考慮到本項目存在深基坑支護，支護用地空間有限，周邊存在多棟建筑及現(xiàn)有道路，故在勘察期間就對周邊建筑的基礎(chǔ)型式、埋深及管線的類型、埋深進行調(diào)查分析。且考慮到基坑可能需要降水，故采用抽水試驗測定了各含水層的滲透系數(shù)和影響半徑。

3.3 基坑支護設計

根據(jù)基坑開挖深度及基坑工程地質(zhì)、水文條件，考慮到場地周邊環(huán)境，本項目設計采用排樁+內(nèi)支撐+攪拌樁止水帷幕進行支護。

3.4 施工工藝優(yōu)化流程

施工采用的水泥攪拌樁止水幕，具體施工工藝流程如圖1。

圖1 施工工藝流程

根據(jù)勘察報告成果，結(jié)合現(xiàn)場實際，合理確定攪拌樁樁頂位置及樁底位置，既節(jié)約了造價，又方便了施工。

3.5 基坑監(jiān)測的情況

如表1基坑開挖監(jiān)測項目允許值中所示，只有確保深基坑支護各項監(jiān)測指標在允許值范圍內(nèi)，才能實施基坑的安全開挖。

表1 基坑開挖監(jiān)測項目允許值

由于對監(jiān)測項目都有嚴格的標準，因此在規(guī)定的范圍內(nèi)進行施工的基坑是安全的。

4 結(jié)語

深基坑巖土工程勘察是基坑支護方案安全、經(jīng)濟的前提，是消除安全事故的前提，對于建筑工程來說尤為重要，勘察單位應予以重視。對既往經(jīng)驗的梳理與總結(jié)，是為了保證更好的巖土工程勘察質(zhì)量，提供更準確、合理、全面的設計數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，更直觀、針對性的指導施工中可能遇到的巖土工程問題并提供相應的預防措施，因此需要不斷地深入探析，階段性的總結(jié)與驗證。希望通過對所從事工作的歸納提煉，為我國深基坑巖土工程勘察提供借鑒。