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。基坑工程受外界周邊環(huán)境因素影響較大。為了進一步提升工程基坑設計、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)境進行詳細調(diào)查研究，收集周邊建（構）筑物基礎類型、埋深和市政道路、管線埋設情況，制定出合理的勘察工作方案。第二，場地巖土工程勘察。巖土工程勘察應詳細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計參數(shù)等較準確的勘察成果資料，為基坑支護設計人員提供可靠的設計依據(jù)，保證了基坑支護設計方案經(jīng)濟性和合理性。

2 基坑工程支護結構設計基本原則

2.1 安全可靠性

基坑工程的設計、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行設計和施工。設計需要依據(jù)現(xiàn)行有效的規(guī)范、規(guī)程和標準進行，并有準確可靠的勘察報告作為設計的依據(jù)，設計時應根據(jù)場地巖土工程條件，采用合理的計算模型進行支護設計，并需要通過專家評審，有時還需要進行施工圖的審查。基坑工程施工時，應對周邊環(huán)境對施工安全可能產(chǎn)生的影響進行預判，編制安全防控預案。合理組織安排施工工序，做好基坑支護工程施工的安全保障工作。

2.2 經(jīng)濟合理原則

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

2.3 施工便利原則

工程施工建設項目作為一個系統(tǒng)工程，設計時要考慮施工運輸問題，以施工便利為前提，對施工現(xiàn)場的運輸?shù)缆愤M行設計，避免長途運輸造成人力資源浪費。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?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，在施工組織設計方案時，要充分考慮施工場地實際情況和天氣等因素的影響，并應有相應保證工期的措施。

3 基坑支護工程設計中常見的問題

3.1 基坑工程的勘察工作不規(guī)范

在基坑支護方案設計時，需要可靠的勘察成果資料作為設計依據(jù)，對支護結構的選型和支護工程的投資效益有重要影響。設計人員進行支護結構設計時，應進行實地踏勘調(diào)查和資料收集工作。設計人員如果沒有對施工現(xiàn)場情況進行深入了解，只憑經(jīng)驗和參照資料進行支護工程設計，沒有考慮到施工場地條件和用地范圍的限制，可能造成設計方案不合理或無法達到規(guī)范要求。

3.2 土體的物理力學參數(shù)選用不當

基坑支護結構作為基坑開挖后分擔側(cè)向土體壓力的輔助結構，受地質(zhì)條件影響很大，土壓力大小取值直接影響支護結構穩(wěn)定性，對土壓力準確計算還存在一定難度。計算支護結構和承受的土體壓力需要考慮土體物理力學參數(shù)，主要為土體抗剪強度指標，而抗剪強度指標的取值受巖土體受力條件、固結排水條件影響顯著，因此準確計算土體側(cè)壓力和合理設計支護結構形式較為困難。如果提供的巖土設計參數(shù)不準確，會給基坑工程的穩(wěn)定性留下隱患。

3.3 支護結構設計計算與實際受力不符

基坑支護結構設計時，應考慮不同工況條件下基坑穩(wěn)定性的驗算?；又ёo結構設計計算應根據(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計計算軟件建模，進行必要的復核工作。由于基坑工程施工是一個動態(tài)過程，側(cè)向土體對支護結構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行逐漸發(fā)展，設計時應根據(jù)基坑開挖過程中受力不斷變化的特點，以及土體因人為的擾動導致其強度降低造成支護結構變形過大，導致基坑失穩(wěn)破壞。

3.4 土層開挖與邊坡支護不配套

在進行基坑工程的土層開挖和邊坡支護施工中，選用的施工班組往往不同，會導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 基坑工程支護設計要點研究

4.1 運用先進的基坑支護設計理念，合理選擇基坑支護設計參數(shù)

建設行業(yè)的迅猛發(fā)展，一些新技術與新的設計理念不斷涌現(xiàn)，特別是最近幾年，建筑工程深基坑支護技術不斷改進，一些先進的基坑支護設計理念應運而生。基坑支護設計者要收集大量信息，并結合基坑支護結構特點，進行基坑支護受力分析，科學選擇基坑支護設計參數(shù)，有效提高建筑基坑支護結構的穩(wěn)定性。通過運用先進的基坑設計理念，并構建相應的反饋系統(tǒng)，可以保證建筑深基坑支護設計方案更加完善。由于巖土工程條件較復雜，在一定程度上會增加基坑支護設計難度，因此，基坑支護設計人員還要根據(jù)工程場地的環(huán)境特點及當?shù)亟?jīng)驗，合理選擇基坑支護設計理念，調(diào)整原有的設計思路，從而保證基坑支護設計方案得到有效實施。

為了保證基坑支護設計工作的有序開展，做好巖土勘察工作特別重要，以便為基坑支護設計提供準確可靠的地質(zhì)依據(jù)。設計人員結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計計算參數(shù)，確定不同剖面土層參數(shù)，然后對基坑垂直支護體系進行建模，如果基坑有內(nèi)支撐，設計人員可以采用啟明星軟件進行設計，通過在不同的剖面中準確輸入各個土層參數(shù)，確定基坑深度，計算出基坑周圍荷載，從而確定最終的基坑垂直支護模式。

4.2 妥善解決基坑開挖空間效應問題，提高基坑支護的穩(wěn)定性

為了保證基坑支護空間效應問題得到有效解決，施工單位與基坑支護設計人員應進行有效溝通，在保證基坑支護施工質(zhì)量的基礎上，有效縮短基坑支護施工周期，降低基坑支護施工成本。基坑支護設計人員要結合施工場地的具體情況，加強基坑變形監(jiān)測，進行信息化施工反饋，合理預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，對原有設計方案進行復核和改進?；釉O計人員應深入到施工現(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)化基坑支護設計方案。

4.3 科學調(diào)整基坑支護設計方案，減少邊坡堆載現(xiàn)象的出現(xiàn)

一般來說，基坑支護設計方法主要分為三種，分別是常規(guī)的設計方法、彈性地基梁設計方法與有限元設計方法等。其中，常規(guī)設計方法主要運用極限平衡理論進行設計，對巖土工程成果質(zhì)量要求比較高?；又ёo設計人員要根據(jù)實際情況，科學選擇設計方法。計算機技術的飛速發(fā)展，有限元法應用越來越廣泛，特別是在深基坑支護設計中，取得較好的應用效果，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算數(shù)據(jù)，合理確定基坑支護結構體系的強度，包括土體深層位移與側(cè)向位移等，并結合不同類型的開挖工況，進行模擬施工，準確預測基坑開挖過程中所發(fā)生的變化。設計人員要科學選擇計算模型，結合土體應力，確定最終的計算參數(shù)，從而保證基坑支護設計方案合理性?；又ёo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，設計人員要結合基坑支護結構變形要求，在滿足安全施工要求的基礎上，選擇經(jīng)濟性較好的支護方式，針對支擋方式與放坡方式來講，放坡開挖方式的經(jīng)濟性更好。設計人員要根據(jù)工程所在地區(qū)的地質(zhì)條件，包括周圍建筑物特點，合理選擇基坑支護方式。

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設計提供依據(jù)，也為基坑支護形式的選擇提供方案。場地巖土層的分布、厚度及其力學性能差異較大，地基均勻性一般較差。為獲得準確可靠的工程地質(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行室內(nèi)物理力學試驗，現(xiàn)場進行標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、靜力觸探試驗及十字板剪切試驗、抽水試驗等，通過綜合分析評價，提供基坑巖土層分布特征及其巖土設計計算參數(shù)，為基坑支護設計提供依據(jù)。設計時應對勘察報告中提供的巖土體設計參數(shù)進行必要的復核，應根據(jù)基坑開挖支護的實際工況合理選用巖土設計參數(shù)。

5.2 基坑邊坡穩(wěn)定性

巖土工程勘察成果報告，應對基坑的穩(wěn)定性進行驗算和評價。應結合場地工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、基坑開挖深度、基坑支護結構安全等級，以及擬采用的支護方案進行分析計算，特別對于土質(zhì)軟弱，工程地質(zhì)性能差的地段應重點評價所采用的支護結構是否安全可靠。必要時應提醒設計人員在基坑支護設計時應注意點問題。

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，實踐經(jīng)驗表明，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系。因此，巖土工程勘察時應詳細查明場地水文地質(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，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，應測量承壓水頭高度，評價發(fā)生突涌的可能性?；邮┕ぶ腥舭l(fā)現(xiàn)地下水情況與實際不符時，應分析原因，必要時進行補充勘察工作。

6 基坑支護設計的幾點建議

6.1 優(yōu)化支護方案

1）提升基坑支護設計人員的專業(yè)性，在設計階段總結后期施工可能出現(xiàn)的問題，提出相應的解決方案。因為基坑支護方案的選擇與應用，直接關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)高的設計人員才能夠保證支護方案的科學合理性；2）針對施工材料、設備進行嚴格檢查，控制材料采購、運輸?shù)攘鞒蹋瑥募毠?jié)方面加強基坑支護質(zhì)量；3）充分發(fā)揮現(xiàn)場施工設備的優(yōu)勢?；又ёo施工期間要引入先進施工設備，并且合理控制設備質(zhì)量與精準度，定期組織設備檢查與保養(yǎng)，以免設備存在質(zhì)量問題影響到性能，加強設備運行的穩(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實踐性很強的工作，應嚴格按現(xiàn)行的國家、行業(yè)及地方規(guī)范、標準等要求進行勘察施工，采用多種勘察技術手段，進行相互對比印證，選擇責任心強、質(zhì)量管控好的勘察隊伍進行工程勘察工作。在勘察過程中嚴把質(zhì)量關，對場地地層的劃分應準確可靠，取樣應按規(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。原位測試工作應符合規(guī)范要求，采集的數(shù)據(jù)應有較好的代表性。通過加強對勘察質(zhì)量的管控，能夠獲得較準確可靠的第一手資料，為編制質(zhì)量優(yōu)良的勘察報告提供保證。同時，勘察過程中，勘察人員應及時與基坑支護設計人員進行有效溝通，詳細了解可能采用的基坑支護設計方案，明確勘察工作的重點，需要提供的巖土設計參數(shù)等。

6.3 強化基坑支護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施工中存在的質(zhì)量問題，要從源頭上進行控制處理，強化施工過程質(zhì)量控制，確保施工質(zhì)量?，F(xiàn)場施工技術人員需要對施工區(qū)域設計資料進行認真閱讀理解，特別對場地地質(zhì)條件進行分析預判，對施工區(qū)域周邊環(huán)境條件可能對工程的影響程度進行分析，應嚴格按設計文件要求進行施工，對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)與設計資料或地質(zhì)勘察報告不符合時應及時通知設計及勘察人員到場確認，設計人員將根據(jù)實際情況進行設計調(diào)整。

6.4 加強基坑變形監(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進行監(jiān)測工作，隨時掌握基坑變形狀況，及時調(diào)整開挖施工進度。監(jiān)測數(shù)據(jù)異常及報警時，應及時通知施工單位，以便及時處理。對設計中存在的偏差，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)測人員需要詳細了解對基坑支護設計方案對監(jiān)測工作的要求，以便更好地指導施工。

7 結語

本文對基坑支護工程設計和巖土工程施工中存在的問題進行分析，對巖土工程地質(zhì)條件下影響基坑支護設計及其影響基坑穩(wěn)定性的因素進行探討，保障基坑支護設計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應認真做好場地巖土工程勘察工作，獲得準確的巖土工程成果資料，為設計提供可靠依據(jù)。