深基坑的支護設計和巖土勘察技術

于利剛

摘要：深基坑支護與巖土工程勘察技術相結合，二者相輔相成。深基坑支護直接關系到整個施工進度，巖土工程勘察收集和整理的巖土工程資料是深基坑支護質量的前提參考依據。因此，了解和界定深基坑支護和巖土工程勘察技術規范標準，是提高施工整體效率和保障自身質量的關鍵。本文論述了深基坑支護設計與巖土工程勘察技術的結合。

關鍵詞： 深基坑支護設計；巖土勘察技術；結合情況

1、深基坑支護中巖土勘察的重要性

（1）提高深基坑支護的質量和安全性。在實際施工中，通常需要在巖土工程勘察的前期進行深入的研究和分析，并以巖土工程勘察資料為指導，控制基坑開挖和后續施工，避免盲目開挖保證巖層不被破壞，使深基坑施工條件趨于理想，提高支護安全水平。同時，根據巖土工程勘察資料，施工人員可以對深基坑施工中可能存在的各種因素進行估計，事先制定好方案，并對地下水進行處理，以保證施工質量和安全。（2）優化深基坑支護設計與施工方案。綜合、準確的巖土工程勘察資料可為深基坑支護設計方案的優化提供可靠的數據支持，對以后的施工具有積極的推動作用。

2、基坑的支護設計

在經過實地考察以后， 就是開始設計工作， 在設計工作時，有幾個注意事項： ①要保證設計的支護的安全性， 安全是第一位的， 施工事故的造成主要是設計的不合理造成的[2] 。②要保證支護的經濟型， 這個是有條件的， 要求節約的同時不能減少它的安全性。③要兼顧工程施工， 這里還是有一個前提， 就是不能減少安全性來兼顧施工。從這些注意情況來看， 支護的設計重心就是安全， 一定要把安全問題放在首位。

3、巖土工程及軟質巖石基坑的勘察要點

巖土工程這個概念是早年外國提出的一個技術體系， 這種體系的提出是根據以前的土木工程為基礎創建的， 因此也被后人稱為地質技術工程， 這門科學主要講巖體和土質工程， 在現在的土木工程中有很重要的地位。（1）巖土工程的條件。基坑的場地地層劃分比較簡單， 主要是在表層的雜填土層， 在這一層中， 主要包含了泥灰巖、砂質巖層和泥質砂層等。（2） 勘察工作的布工原則。在勘察的深度中， 一般情況下是考慮開挖深度的 2 倍來勘察。這樣的勘察是有條件限制的， 要考慮基坑側壁穩定性和穩定計算以及支護設計。如果在勘察中場地比較小， 無法開展工作時， 就要優先考慮場地原因， 還要開展邊界以外的調查以及收集有用數據。勘察的方法一般采用鉆探的方法進行， 這時就要開展過程調查和土工試驗工作。（3） 巖土工程條件分析。在巖層工程條件分析時， 要保證資料的完整， 這些資料主要有地層的結構、地層的分布特點、水文地質條件和巖土的腐蝕性。把這些資料整合起來用科學的方法進行判斷， 這一步分析工作是非常重要的， 它關系到支護方法的選擇， 基坑的安全穩定性， 最重要的還是內力變形計算工作不可缺少的資料。（4）基坑邊坡穩定性評價。評價工作的目的主要是考慮巖土工程內部因素， 也考慮外部因素， 要同時開展， 不能只評價一種因素。對內部因素評價主要包括地層結構、浸水分布特點、水文地質、基坑側壁巖石、巖石開挖與浸水。外部評價主要包括外部環境、外來水體等因素分析。（5） 基坑不穩定的因素。邊坡下滑主要有兩原因， 一是邊坡土質的原因， 二是外部環境影響的原因。

4、深基坑支護設計存在的問題和對策

基坑取樣是設計人員對地基土體科學分析和選擇支護結構參數提供依據的前提，基坑開挖設計人員對土樣的隨機選擇勢必會帶來一定的片面性，加之地質結構的復雜性，若不能綜合全面取樣，勢必會使得支護結構設計偏移實際應用。力學參數的選擇不合理主要是基坑開挖中外界地質條件發生變化，但在計算土壓力時，設計施工人員無法按照實時和改變后的參數進行調整造成的，加之支護結構形式的選擇和施工工藝的實施會改變相應的參數，這就形成力學參數選擇的不合理性。邊坡堆載問題受現場施工的影響較大，在支護完成后的基坑附近，施工單位不加強施工管理勢必會大大降低基坑邊坡的壓力，從而形成較大的現場變形，甚至引發坍塌等安全事故。基坑空間效應問題主要指的是深基坑開挖過程中的邊坡失穩問題，針對細長基坑的開挖空間問題，設計人員需要按照平面應變的原則進行支護結構的調整，從而避免空間效應問題的發生。在深基坑開挖過程中需要不斷更新設計理念，盡可能避免之前的根據現場的施工數據進行設計計算方法的套用，建立統一的支護結構設計規范和形成精確的計算方法的體系才能形成理論與實際相結合的深基坑支護結構理論，從而設計出更科學合理的深基坑支護結構。對深基坑支護設計方法的研究要確保基坑邊坡的變形觀測合理性，在支護設計中，需要對相關監測數據進行分析，制定出合理的措施避免基坑沉降變形，設計人員確保方案設計的科學合理并經過專家的論證方可有效降低造價，最終確保技術的安全可靠。由于深基坑工程施工的工藝復雜，設計人員需要綜合考慮施工安全和造價、工期等問題，理論聯系實際并進行辯證對待方可對周圍環境進行科學地判斷。做好支護結構前期的試驗工作是降低投資成本的前提和基礎，在實驗室進行模擬試驗后再進行結構的設計不僅能給實際工程提供良好的測試數據積累，還能避免實際工程與理論存在的差異，為樹立起全新的計算方法提供了理論支持。支護結構的計算方法需要結合臨時支護和永久支護的綜合條件，以水力結構與受力結構相結合，由于基坑開挖支護技術是一項系統全面的工程，涉及施工管理和各項工藝，工程水文地質和建筑材料等，工程結構和工程地質條件是土力學、水力學和材料學的有機結合，設計人員在支護結構計算方法的選擇上，需要合理控制基坑支護的各個環節，只有如此才能真正做到支護設計方案的安全可靠性。首先，對于深基坑工程的支護技術，今后的發展趨勢是以靈活方便的小型地下挖土機械設備代替人工開挖，不僅可以加快施工效率還能實現對人員安全的把控；其次，對于地下環境復雜的大面積和高深度的基坑開挖與支護技術來說，采用兩墻合一逆作法不僅能縮短施工工期還能極大降低工程的造價成本，但是鑒于逆作法對承載力的要求稍微嚴格，只能一柱多樁地操作，這無疑會增加施工的難度，只有努力研究增強單樁的承載力，才可以逐漸將一柱多樁變為一柱一樁，增加上部施工的速度和加快施工工期；最后，由土釘支護帶來的混凝土噴射技術的發展將濕式噴射混凝土逐漸提升日程，它不僅可以減少回彈量還能有效確保對環境的保護，配以預應力法減少基坑的變形，對于施工范圍內的土體加固和基坑底部的支護都具有較好的效果。

5、結束語

總而言之， 隨著社會經濟與科學技術的飛速發展，我國城市化進程不斷推進，各種工程項目的復雜性越來越高，對工程項目的質量和安全性也提出了更高的要求。

參考文獻：

[1]柳斌.巖土勘察技術與深基坑的支護設計初探[J].江西建材，2017（07）：234+239.

[2]陳光輝，王書豪.淺議深基坑的支護設計與巖土勘察技術[J].城市建設理論研究（電子版），2017（04）：229-230.

[3]何煒軍.關于深基坑的支護設計與巖土勘察技術探討[J].城市建設理論研究（電子版），2016（36）：77-78.

（作者單位：廣西有色勘察設計研究院）