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(jìn)行查明，并分析、評價建設(shè)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(xué)指標(biāo)和均勻穩(wěn)定性等數(shù)據(jù)進(jìn)行測評。對得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析后，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤的前提下開始施工[1]。

由于因數(shù)據(jù)分析不準(zhǔn)確導(dǎo)致工程建設(shè)不合理的情況屢見不鮮，對公司經(jīng)濟(jì)效益帶來嚴(yán)重的損失。由于設(shè)計不合理，施工隊無法進(jìn)行施工，工期被延長，導(dǎo)致施工成本增加。另外施工過程中施工設(shè)備的使用、技術(shù)方案的設(shè)定、工作人員的安排都需要有一個確定的設(shè)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(dú)完成的，它需要整個團(tuán)隊分工協(xié)作，各個單位也需要參與進(jìn)來，從前期的數(shù)據(jù)采集到后面的數(shù)據(jù)分析，設(shè)計單位以及建設(shè)工程施工部門都需要對工程現(xiàn)場的情況進(jìn)行嚴(yán)密的考察。發(fā)現(xiàn)問題時需要立即上報，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。在設(shè)定勘察目標(biāo)時，工程設(shè)計師需要在圖紙上提前規(guī)劃好重點(diǎn)勘察的施工部位，將不需要重點(diǎn)的關(guān)注點(diǎn)在圖紙上劃掉，進(jìn)行定點(diǎn)定量工作，提高工作效率。

1 深基坑工程巖土工程勘察重點(diǎn)分析

1.1 勘察深度和平面范圍的確定

在進(jìn)行深基坑巖土工程勘察過程中，項目負(fù)責(zé)人應(yīng)明確項目勘察目標(biāo)，避免出現(xiàn)勘察目標(biāo)不明確導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，應(yīng)在與設(shè)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(yù)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(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大，如基坑需設(shè)置封閉式止水帷幕，勘察深度還應(yīng)穿透透水層。在勘察過程中，還應(yīng)時刻向設(shè)計師反饋現(xiàn)場土層情況，為設(shè)計采用多種方案比選提供滿足設(shè)計要求的地質(zhì)原始數(shù)據(jù)。

1.2 巖土設(shè)計參數(shù)的確定

深基坑勘察重點(diǎn)在于采集基坑側(cè)壁土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，因此保證原狀巖土樣的采集和土工試驗的準(zhǔn)確性是勘察工作中的重中之重。勘察單位應(yīng)根據(jù)設(shè)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(yīng)結(jié)合土工試驗結(jié)果，參考當(dāng)?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(shè)計參數(shù)。

1.3 巖土施工條件分析

在進(jìn)行巖土工程施工前，勘察單位應(yīng)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(yīng)注意嚴(yán)禁超挖、注意保護(hù)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(fēng)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?；又苓叚h(huán)境包含基坑周邊建（構(gòu)）筑物、管線、水系、道路、設(shè)施、荷載等，勘察單位應(yīng)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(hù)的影響、基坑支護(hù)對周邊環(huán)境的影響，并判定其對基坑支護(hù)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(jìn)行周邊環(huán)境分析時，需要格外注重是否存在降雨嚴(yán)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(dǎo)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(dāng)?shù)氐貙咏Y(jié)構(gòu)，從而對周圍環(huán)境的巖石風(fēng)化和軟阻力指標(biāo)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?yīng)查清場地水文地質(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(jìn)行評價并提出預(yù)防措施建議。

2 巖土工程勘察中深基坑支護(hù)技術(shù)分析

2.1 常見深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)分析

在我國，深基坑施工的支護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡要分析。

放坡支護(hù)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(diǎn)為施工簡單、工期較快，缺點(diǎn)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(hù)結(jié)構(gòu)。主要適用于基坑深度不大、土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)系被動受力支護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)基坑變形要求較嚴(yán)格時，可增設(shè)預(yù)應(yīng)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(bǔ)強(qiáng)方法，在有地下水分布時，可采用水泥土攪拌樁兼做支護(hù)和截水帷幕。此類支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)為造價較低，缺點(diǎn)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(hù)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(fù)雜或較深的基坑，適用性較強(qiáng)，造價較高，主要由圍護(hù)結(jié)構(gòu)利用被動土壓力，外部支撐提供支點(diǎn)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(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合的逆作法等。其中圍護(hù)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(shè)計時應(yīng)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(jì)合理。此類支護(hù)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(hù)系統(tǒng)分析

目前，隨著基坑施工難度的增加，在進(jìn)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(hù)系統(tǒng)?；臃雷o(hù)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(dān)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(fù)雜，傳統(tǒng)的支護(hù)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(yán)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(shè)置排水溝、集水井，在坡面設(shè)置泄水孔等，截水措施主要為設(shè)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(hù)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(dǎo)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(shè)計

為了滿足施工要求，深基坑支護(hù)的設(shè)計必不可少。深基坑的設(shè)計要以基坑水文、地質(zhì)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計。要以以下數(shù)據(jù)進(jìn)行支撐。一是需要有詳細(xì)的巖土勘察報告；二是需要有建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙、總平面圖。此外還需要現(xiàn)場進(jìn)行踏勘，了解基坑周邊環(huán)境，分析周邊環(huán)境對基坑支護(hù)的影響及基坑支護(hù)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(shè)置，并分析其對基坑的影響。當(dāng)?shù)氐慕煌肪€也需要提前進(jìn)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(jìn)行深基坑支護(hù)的設(shè)計。

3 深基坑設(shè)計應(yīng)用優(yōu)化

3.1 工程應(yīng)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(shè)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(fù)雜，基坑開挖深度約13m。根據(jù)施工設(shè)計圖，東、南部為本次項目建設(shè)主要用地，主要是由于這兩部分地域較為開闊，便于進(jìn)行土質(zhì)勘察和地層結(jié)構(gòu)的分析。其中，設(shè)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(hù)勘察重點(diǎn)

根據(jù)對基坑支護(hù)施工場地的勘察，發(fā)現(xiàn)地層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，由上而下為雜填土、粉質(zhì)粘土、細(xì)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(hù)，支護(hù)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(jìn)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(hù)設(shè)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(shè)計采用排樁+內(nèi)支撐+攪拌樁止水帷幕進(jìn)行支護(hù)。

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(hù)各項監(jiān)測指標(biāo)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(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，因此在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)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(hù)方案安全、經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(zhǔn)確、合理、全面的設(shè)計數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，更直觀、針對性的指導(dǎo)施工中可能遇到的巖土工程問題并提供相應(yīng)的預(yù)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。