深基坑支護與巖土勘察技術探討

王培龍

（中國建筑材料工業地質勘查中心黑龍江總隊，哈爾濱150040）

1 深基坑支護與巖土勘察概述

1.1 深基坑支護

深基坑支護指的是為增強地下結構施工與周邊環境安全性而利用支擋措施與加固措施保護深基坑側壁及周圍環境的施工方法[1]。在施工過程中，深基坑工程的穩定性較差，易出現安全問題，加強深基坑支護有利于減少安全問題的發生，也有利于提高施工質量，保障施工人員的人身安全。在深基坑支護施工中，常用支擋型支護與加固型支護這兩種支護方式。其中，支擋型支護包括排樁支護，比較適用于地質條件好的深基坑；鉆孔灌注樁支護適用于地質條件差的深基坑。施工人員也可以根據實際需求將不同的方式結合起來，優化支護效果。

加固型支護包括水泥攪拌樁支護等方式，比較適用于軟土地基施工，成本相對較低。深基坑支護是建筑工程施工的重要環節，具有復雜性、技術性強等特點。首先，深基坑支護對施工人員有較高的要求，需提高施工人員的技術水平。同時，地下復雜的管線分布等因素會增加深基坑支護施工的難度。其次，深基坑支護的施工周期較長，會受到地質、氣候等自然因素的影響，也會受到人為因素的影響，需加強風險控制。

1.2 巖土勘察

巖土勘察指的是根據建設工程的具體要求分析和評價建設場地的地質、環境特征以及巖土條件，并編制勘察文件[2]。巖土勘察的主要任務包括分析建筑區域的地形、地貌、水文以及氣象等自然條件；分析建筑區域的滑坡、岸邊沖刷、崩塌以及巖溶等不良地質現象及其對建筑穩定性的危害；分析地基巖土層的構造、成因、埋藏分布以及土質類型等情況；分析建筑物地基土層的物理學性質及其可能會出現的變化；分析地下水的類型、水質、分布、埋深以及變化等情況；根據設計要求與施工要求評價地基的地質條件并提出合理化建議；針對不利于建筑施工的巖土層制訂科學的處理方案。

2 深基坑支護與巖土勘察常見問題

2.1 深基坑支護中的問題

深基坑支護施工中存在的問題主要包括材料質量問題、機械設備問題、開挖問題等。第一，部分施工單位為了獲取更高的經濟效益會選擇價格低廉的劣質材料，嚴重影響深基坑的支護效果。第二，機械設備會影響到深基坑支護的施工效率，施工單位需科學選擇機械設備與支護設備。部分施工單位設備維養工作不到位，導致設備在使用時出現問題，且部分施工人員的設備操作水平不高，降低了施工效率。第三，深基坑支護施工中存在坡度不合理等問題，導致支護效果不佳。第四，在施工時，施工技術水平較低等因素會影響支護質量。

2.2 巖土勘察問題

巖土勘察工作是進行深基坑施工的前提與基礎，進行巖土勘察可以明確施工地質條件，優化深基坑支護方案。但是，巖土勘察工作中也存在一些問題。首先，巖土勘察人員的專業能力有待提升，沒有做好數據收集與處理工作，導致巖土勘察結果與實際條件有較大的誤差。其次，巖土勘察工作較為復雜，無論是地質條件還是水文條件都具有較大的不確定性，若沒有做好現場勘察工作與后期數據處理工作，將無法準確判斷地質條件。此外，巖土勘察機制不完善，無法有效約束巖土勘察工作，也無法為巖土勘察提供科學指導，降低了巖土勘察結果的準確性。

3 深基坑支護的技術要點

3.1 施工要點

首先，在進行深基坑支護施工之前，需根據相關要求做好施工準備。施工單位應綜合分析深基坑支護施工區域的地質條件，做好施工區域勘察工作。之后需要根據勘察報告分析深基坑施工方案的科學性與合理性，不斷優化施工方案。其次，施工單位應做好土方開挖工作。土方開挖的質量在一定程度上決定著深基坑支護結構的穩定性，施工單位需根據實際情況開挖土方，保障開挖質量并及時將土體開挖出去，做好環保工作。

3.2 施工技術

3.2.1 土釘支護技術

土釘支護技術的邊坡加固作用較為突出，是常用的深基坑支護技術。在深基坑施工時，土體很容易受到彎矩作用的影響，繼而出現變形的情況，而利用土釘支護技術可以增強土體的強度、抗拉能力、穩定性與韌性，有利于加固邊坡（其原理如圖1所示）。施工單位在應用土釘支護技術時，應先根據需求進行土釘拉拔試驗，測量土釘的實際拉拔力，之后再進行注漿。在注漿前，施工人員需優化漿液水灰比，并添加適量的外加劑，從而優化漿液性能。在注漿時，施工人員需控制注漿的力度與體積，注漿后需進行補漿，當漿液初凝時停止補漿。

圖1 土釘支護原理

3.2.2 鋼板樁支護技術

由于鋼板樁支護技術具有靈活性強、強度高等特點，所以在深基坑支護中得到了廣泛應用。同時，鋼板樁的類型較多，常用的鋼板樁有U 形鋼板樁、H 形鋼板樁以及Z 形鋼板樁，施工人員需根據深基坑支護需求選擇合適的鋼板樁。為了進一步提升深基坑支護效果，施工單位在應用鋼板樁施工時可以結合外拉錨墊板或內支撐型鋼。此外，在深基坑施工結束后，施工單位也可以重復利用鋼板。但是，鋼板樁支護會受到地下水的影響，因此，需通過有效措施加強防水。

3.2.3 土層錨桿支護技術

土層錨桿簡稱為土錨桿，指的是在深基坑未開挖的土層當中鉆孔，當孔深達到要求后在孔內放置鋼管、鋼筋、鋼絞線以及鋼絲束等材料，并灌入化學漿液或泥漿，從而形成拉拔力強的錨桿。土層錨桿支護技術中，錨桿的端部與護壁樁是聯結在一起的，可以有效避免土壁坍塌或滑坡，同時應用土層錨桿支護技術不需要在深基坑當中設置支撐，可以為深基坑施工創設良好的條件。

3.2.4 排樁支護技術

排樁支護主要是由支護樁、防滲帷幕以及支撐共同構成的。常用的支護結構有很多，例如，內撐式支護結構、懸臂式支護結構、錨桿式支護結構以及拉錨式支護結構等。一般情況下，會將排樁支護應用在基坑側壁安全等級為一級、二級以及三級的深基坑支護施工中，也可以將排樁支護應用在可采用止水帷幕的深基坑施工中。排樁支護技術的關鍵功能是排土，在進行排樁支護施工時，施工人員需優化使樁與樁的間距。

3.2.5 地下連續墻支護技術

地下連續墻支護技術指的是利用挖槽機械在地面開挖深槽，并在深槽當中放置鋼筋籠，之后利用導管法灌筑水下混凝土，形成單元槽段，繼而形成連續的鋼筋混凝土墻壁，發揮地下連續墻的防滲、截水、擋水以及承重等作用。相比于其他深基坑支護技術，地下連續墻支護技術的墻體剛度與整體性較好，且施工振動較小、施工效率較高，適用范圍較為廣泛。例如，地下室、地下停車場等工程施工時都會應用地下連續墻支護施工技術。在施工時，地下連續墻支護施工的環節較多，如筑導墻、挖掘溝槽、制備鋼筋籠以及澆筑混凝土等，需把控好每一個施工環節的質量。

3.2.6 鉆孔灌注樁支護技術

鉆孔灌注樁施工指的是在施工現場利用機械設備進行鉆孔，通過鋼管擠土以及人力挖掘等手段在深基坑當中形成樁孔，并在樁孔當中放置鋼筋籠進行混凝土灌注，從而形成支護。工程實踐中，鉆孔灌注樁施工的振動與噪聲較小，可以減小施工對建筑工程周圍環境的影響，且鉆孔以及混凝土澆筑等環節可以增強支護體系的強度、剛度與穩定性。但是，鉆孔灌注樁施工可能會造成水土流失，需利用旋噴樁、水泥攪拌樁等方式做好擋水工作。常用的鉆孔灌注樁施工方法有泥漿護壁施工法以及全套管施工法兩種。在應用泥漿護壁施工法時，需平整場地、制備泥漿、埋設護筒、構建工作平臺、安裝鉆機、鉆孔、清孔、放置鋼筋籠、灌注水下混凝土，最后再將護筒拔出來。在應用全套管施工法時，施工人員應平整場地、構建工作平臺、安裝鉆機、鉆孔、放置鋼筋籠與導管、澆筑混凝土，最后將套管拉出來。

4 巖土勘察技術分析

4.1 準備工作

在進行巖土勘察之前，需做好相應的準備工作。首先，需選擇一支專業的巖土勘察隊伍，完善勘察設施。其次，為了避免返工，需明確巖土勘察的前提條件與保障，減少資源浪費。此外，需科學劃分巖土勘察的階段與內容，優化初步勘察、選擇場地勘察以及詳細勘察等各個環節。

4.2 明確鉆孔間距

巖土勘察人員需根據相關規定明確鉆孔的間距。一般情況下，安全等級越高的建筑，鉆孔間距就越小。巖土勘察人員需要將高層建筑的勘察間距控制在15～35 m。在實際勘察中，勘察人員需根據自身經驗分析地表構造，若基礎埋深較深的話需要合理縮小鉆孔間距。若地表構造簡單且基礎埋深較淺，可以適當擴大鉆孔間距。明確鉆孔間距后，需要科學選擇布孔位置。巖土勘察人員需綜合分析地貌特點與建筑物的條件，在地貌交接位置多設置一些勘察點。

4.3 明確鉆孔深度

探測孔需具備承受應力層的能力。在鉆孔時，巖土勘察人員需確保探測孔的深度符合要求，若利用樁基或筏基就需要使探測孔的深度大于壓縮層的下限[3]。在鉆孔時，樁基長短、基礎埋藏深度以及壓縮層深度等因素都會影響到探測孔的深度。因此，若無特別要求，設計人員在設計基礎埋深時需要將建筑物高度的估算值當作已知量。同時，在應用樁基時，需預計樁基長度，測量建筑荷載。設計人員也需要根據勘察規范、地基規范等標準估算壓縮層的深度。在明確孔深時，巖土勘察人員不僅需要考慮相關標準、設計圖紙，也需要考慮實際情況。

4.4 做好勘探、取樣工作

勘探取樣可以為后續的實驗奠定基礎。一般情況下，巖土勘察人員可以利用勘探、取樣等方式分析地質條件，常用的方法有物探法、鉆探法以及坑探法。

4.5 進行原位測試與實驗室試驗

在進行巖土分析與評價時需進行原位測試與實驗室試驗，通過原位測試明確宏觀結構的巖石性質與土壤性質，利用實驗室試驗控制應力與應變等測試條件，但是成本相對較高。

5 結語

綜上所述，巖土勘察是進行深基坑支護施工的前提與基礎，施工單位應明確施工中的問題，并靈活應用土釘支護技術、排樁支護技術、鋼板樁支護技術等深基坑支護技術并做好巖土勘察的準備工作與鉆孔工作，為工程后續建設奠定基礎。