巖土工程勘察對基坑支護(hù)施工的影響探討

鐘安歡 黃高虎

萬道國際工程設(shè)計(jì)研究有限公司 貴州 凱里 556000

隨著城市化的不斷發(fā)展，要求協(xié)調(diào)處理好城市發(fā)展和資源利用之間的關(guān)系，為滿足現(xiàn)代人們的住房需求，緩解城市建設(shè)用地緊張、土地資源不斷縮減等問題，出現(xiàn)了很多高層和超高層建筑，對基坑施工提出了更高要求。基坑支護(hù)施工是建筑施工的重要工序，尤其是在復(fù)雜工程項(xiàng)目或復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，借助支護(hù)結(jié)構(gòu)，用以保護(hù)地下結(jié)構(gòu)施工作業(yè)的安全性，保護(hù)基坑周邊環(huán)境、側(cè)壁等的穩(wěn)定性。巖土工程勘察是工程項(xiàng)目建設(shè)的重要環(huán)節(jié)和基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，巖土工程勘察對基坑支護(hù)施工有著重要的影響，項(xiàng)目施工前需要細(xì)致的做好這方面的工作，全面獲取有關(guān)數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)環(huán)節(jié)施工建設(shè)提供參考和依據(jù)。要有效提高巖土工程勘察和基坑支護(hù)施工的水平，以確保建筑工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。

1 基坑支護(hù)施工特點(diǎn)及與巖土工程的關(guān)系

在建筑工程項(xiàng)目中存在很多基坑支護(hù)施工，如開挖深度超過3m（含3m），或者是開挖深度不足3m，但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境復(fù)雜的基坑（槽）支護(hù)；一些開挖深度超過5m、3層或3層以上的地下室，或者是開挖深度不足5m，但開挖條件十分復(fù)雜、地質(zhì)條件復(fù)雜、周圍環(huán)境和地下管線復(fù)雜，可能影響周圍建筑物安全穩(wěn)定性的深基坑支護(hù)工程。在這些工程項(xiàng)目施工的時(shí)候，借助支護(hù)結(jié)構(gòu)，用以保護(hù)地下結(jié)構(gòu)施工作業(yè)的安全性，保護(hù)基坑周邊環(huán)境、側(cè)壁等的穩(wěn)定性，保證工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，降低施工中的風(fēng)險(xiǎn)隱患和事故。在基坑支護(hù)施工的時(shí)候，要求準(zhǔn)確把握這一工序施工的特點(diǎn)。

1）基坑支護(hù)是一個(gè)臨時(shí)性的工程，但與施工所在地的環(huán)境條件、地質(zhì)條件密切相關(guān)，不同區(qū)域地質(zhì)條件不同，基坑支護(hù)施工也不盡相同。基坑支護(hù)工程也是一個(gè)復(fù)雜性、系統(tǒng)性的工程，涉及巖土工程、結(jié)構(gòu)工程等，巖土工程與基層支護(hù)工程之間有著密切的關(guān)系。基坑支護(hù)工程涉及范圍比較廣、施工技術(shù)復(fù)雜、影響因素多，包含擋土、支護(hù)、防水、降水、挖土等多個(gè)環(huán)節(jié)和工序，且這些環(huán)節(jié)和工序之間聯(lián)系密切，任一環(huán)節(jié)和工序出現(xiàn)問題，都影響基坑支護(hù)施工的質(zhì)量效果。基坑支護(hù)施工中容易誘發(fā)一些事故風(fēng)險(xiǎn)，主要是環(huán)境條件復(fù)雜，尤其是在一些軟土地區(qū)施工，難度更大、風(fēng)險(xiǎn)也更大，如果無法科學(xué)合理的安排好挖土的方法，容易誘發(fā)基坑變形、基坑支護(hù)事故的發(fā)生。

2）隨著城市化的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多高層和超高層建筑，對基坑支護(hù)施工提出了更高的要求，同時(shí)對基坑穩(wěn)定、位移控制等的要求也更加嚴(yán)格。隨著建筑工程行業(yè)的不斷發(fā)展，基坑支護(hù)工程逐漸向大深度、大面積方向發(fā)展，部分工程項(xiàng)目的深度甚至超過20m，長度和寬度甚至超過百米，對基坑支護(hù)施工技術(shù)和工藝、施工管理等提出了更高要求。

3）巖土工程與基層支護(hù)工程之間有著密切的關(guān)系，且?guī)r土的性質(zhì)多變，地質(zhì)埋藏條件、水文地質(zhì)條件具有復(fù)雜性、不均勻性等特點(diǎn)，無疑增加了巖土工程勘察的難度，對巖土工程勘察數(shù)據(jù)也造成一定的影響，如果巖土工程勘察的數(shù)據(jù)不完整、不足以代表土層的總體情況、精確度不夠等，都可能會(huì)對基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)和施工造成一定的影響，增加基坑支護(hù)的難度。在建筑工程基坑支護(hù)施工的時(shí)候，如果存在軟土、高地下水位，或者是周圍的環(huán)境條件和地質(zhì)條件十分復(fù)雜，如果不對其進(jìn)行針對有效處理，在這樣的環(huán)境下開挖基坑，容易造成土體滑移、基坑失穩(wěn)、樁體變位、坑底隆起、支擋結(jié)構(gòu)嚴(yán)重漏水、流土等一系列的問題，甚至造成之坑支護(hù)破損和地基結(jié)構(gòu)破損的情況，進(jìn)而對周圍的建筑物、地下管線以及構(gòu)筑物等造成大的影響和破壞[1]。

2 巖土工程及巖土工程勘察

巖土工程是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工程項(xiàng)目，包括地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等問題，土木工程中涉及巖石、土、地下、水中的部分都可以稱作是巖土工程，巖土工程也涉及多個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容，包括巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、治理、監(jiān)測、檢測等方面。巖土工程勘察主要是指結(jié)合工程項(xiàng)目建設(shè)的各項(xiàng)要求，查明、分析、評(píng)價(jià)建設(shè)工程所在地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，為后續(xù)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工等提供參考和依據(jù)。在工程項(xiàng)目施工建設(shè)之前，需要認(rèn)真細(xì)致的做好巖土工程勘察工作，以獲取全面的數(shù)據(jù)信息，了解工程項(xiàng)目所在地及周圍的地形、地貌、氣象和水文等自然條件；研究和分析是否存在崩塌、滑坡、巖溶等不良地質(zhì)現(xiàn)象，以及可能對工程項(xiàng)目地基穩(wěn)定性等造成的影響和危害程度；研究地基巖土層的構(gòu)造、土質(zhì)和土壤類型及分布；查明地下水類型、水質(zhì)及埋深、分布與變化情況；在綜合考慮和分析實(shí)際工程項(xiàng)目對地基、地質(zhì)條件等的要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合的巖土工程評(píng)價(jià)等，針對性的制定工程項(xiàng)目施工的計(jì)劃方案，切實(shí)維護(hù)和保障工程項(xiàng)目的地基強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，針對特殊地基進(jìn)行處理和加固，盡量避開不穩(wěn)定性地基或軟土地基，以有效規(guī)避出現(xiàn)基坑失穩(wěn)、樁體變位、坑底隆起、結(jié)構(gòu)破壞、嚴(yán)重變形等一系列問題。城市地下空間與地下工程、邊坡與基坑工程、地基與基礎(chǔ)工程等都是巖土工程的重要研究內(nèi)容，與巖土工程勘察等有著密切的關(guān)系[2]。

3 巖土工程勘察對基坑支護(hù)施工的作用

基坑支護(hù)施工前要求全面了解和分析施工所在地的環(huán)境條件、地質(zhì)條件，結(jié)合不同區(qū)域地質(zhì)條件，制定科學(xué)可行的基坑支護(hù)施工方案。巖土工程勘察能為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及施工提供可靠數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)和施工之前，通過細(xì)致的勘察全面獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對這些數(shù)據(jù)信息的深入分析，有助于更全面、準(zhǔn)確的了解工程所在地的水文、地質(zhì)以及地勢地貌等，了解巖土的性質(zhì)和土層的實(shí)際情況，能為優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工提供參考和意見，保證工程項(xiàng)目基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工的準(zhǔn)確性和可行性，盡可能的幫助工程項(xiàng)目施工避開軟土、高地下水位，或者是復(fù)雜的環(huán)境條件和地質(zhì)條件，對于存在崩塌、滑坡、巖溶等不良地質(zhì)現(xiàn)象的，要針對有效的進(jìn)行處理，之后在進(jìn)行施工建設(shè)，以有效降低土體滑移、基坑失穩(wěn)、樁體變位、坑底隆起、地基結(jié)構(gòu)破損等一系列問題。通過細(xì)致的勘察，極大提高了巖土測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，極大保證了設(shè)計(jì)和施工的安全性，有助于減少不良工程的出現(xiàn)[3]。例如，巖土工程勘察是一項(xiàng)復(fù)雜性的工作，地質(zhì)調(diào)查、勘探與采土是其中的重要內(nèi)容，在對巖土進(jìn)行細(xì)致勘察的時(shí)候，能實(shí)現(xiàn)對工程地質(zhì)條件的定性定量分析，為工程項(xiàng)目建設(shè)提供參考和依據(jù)，但是巖土工程勘察中的一些不規(guī)范行為和操作，也可能會(huì)對原有的地質(zhì)環(huán)境造成一定的影響，如破壞原有的土層結(jié)構(gòu)等，需要特別注意，如果基坑支護(hù)施工前沒有針對不良地質(zhì)問題進(jìn)行針對有效的解決，很可能導(dǎo)致出現(xiàn)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形失穩(wěn)等問題，影響基坑支護(hù)作用的發(fā)揮。地下水文情況也是影響工程項(xiàng)目建設(shè)的一個(gè)重要因素，如果存在地下水位過高或水位變化幅度過大的情況，都將會(huì)影響基坑支護(hù)施工的效果以及作用的發(fā)揮，導(dǎo)致出現(xiàn)基坑突涌水等問題，甚至誘發(fā)施工安全事故，強(qiáng)調(diào)通過細(xì)致的巖土勘察工作，全面掌握工程項(xiàng)目所在地的水文地質(zhì)條件（如含水層埋深值、水流方向、測量水流速度等），制定基坑地下水處理方案，解決施工中的風(fēng)險(xiǎn)隱患。在基坑支護(hù)施工的時(shí)候，也存在邊坡滑塌等事故風(fēng)險(xiǎn)問題，通過做好前期細(xì)致的巖土工程勘察工作，全面的評(píng)估和分析內(nèi)外部各項(xiàng)要素對基坑邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可能造成的影響及程度大小，如地下水與地表徑流、巖體風(fēng)化水平與散步特點(diǎn)等造成的影響及程度大小等，針對基坑邊坡采取針對有效的支護(hù)措施，在施工的時(shí)候判斷和分析采用重力式擋墻、懸臂式支護(hù)、錨噴支護(hù)、排樁式錨桿擋墻支護(hù)等哪種支護(hù)結(jié)構(gòu)和方法更適合、取得的效果更好。

4 基坑支護(hù)工程巖土勘察的要點(diǎn)和關(guān)鍵

4.1 確定勘察目標(biāo)

為確保這方面工作的高效化開展和實(shí)施，保證巖土勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精確度，更好服務(wù)于基坑支護(hù)施工，需要明確基坑支護(hù)工程巖土勘察的目標(biāo)，各相關(guān)人員也需要明確自身的職責(zé)和工作事項(xiàng)，規(guī)范化做好這一環(huán)節(jié)和工序的工作。需要對實(shí)際工程項(xiàng)目有全面的了解和認(rèn)知，準(zhǔn)確把握實(shí)際工程項(xiàng)目的巖土施工狀況及支護(hù)施工要求、建筑工程項(xiàng)目的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特征和結(jié)構(gòu)要求以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，通過全面細(xì)致的勘察，要了解工程項(xiàng)目所在地以及周圍的自然環(huán)境、周圍現(xiàn)有的建筑物情況（建筑標(biāo)高、間距等）、地下管線情況（如管道布置狀況、管線設(shè)備埋設(shè)深度、布置范圍等）。對于勘察過程中的所有數(shù)據(jù)信息都要詳細(xì)的記錄，并確保數(shù)據(jù)正確。勘察人員要深入施工現(xiàn)場進(jìn)行細(xì)致的考察，借助精密的勘察、檢測設(shè)備輔助做好一系列勘察和勘測工作，獲取精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和數(shù)值，為后期基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工、地基保護(hù)等提供參考和依據(jù)[4]。

4.2 制定切實(shí)可行的勘察方案

巖土工程勘察開展之前，要準(zhǔn)確勘探點(diǎn)，科學(xué)制定勘察的方案和計(jì)劃，為勘察工作的規(guī)范化開展和實(shí)施提供科學(xué)的指導(dǎo)，對于制定的勘察方案，也需要評(píng)估和分析其是否準(zhǔn)確、可行。在綜合考慮和分析實(shí)際工程項(xiàng)目的地基要求、承載力要求以及基坑支護(hù)工程的要求的基礎(chǔ)上，明確巖土工程勘察的要求，編制完整的勘察大綱，并持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)勘察的流程，指導(dǎo)勘察人員規(guī)范化進(jìn)行現(xiàn)場勘察。在勘察方案制定的時(shí)候，也需要明確各相關(guān)人員的分工和職責(zé)，指導(dǎo)其有效落實(shí)職責(zé)，避免出現(xiàn)混亂、漏錯(cuò)和不到位的情況。

4.3 開展初步勘察及設(shè)計(jì)

在初步勘察設(shè)計(jì)的時(shí)候，要求全面了解和掌握基礎(chǔ)的地質(zhì)條件、巖土工程條件，主要包括地質(zhì)埋藏條件、水文地質(zhì)條件，土層的總體情況；實(shí)際工程項(xiàng)目周圍的環(huán)境條件和地質(zhì)條件（如地形、地貌、氣象和水文等自然條件）；地基巖土層的構(gòu)造、土質(zhì)和土壤類型及分布；地下水類型、水質(zhì)及埋深、分布與變化情況等，為科學(xué)設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目的基坑支護(hù)提供參考和依據(jù)。相關(guān)人員明確勘探孔的具體位置，并對深度勘察以及技術(shù)選擇等提出意見和要求，得出更準(zhǔn)確的勘察結(jié)果，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)。在勘察的時(shí)候，要詳細(xì)的收集和整理各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，并確保操作規(guī)范，依照流程和之前制定好的計(jì)劃方案進(jìn)行。例如，綜合考慮和分析工程項(xiàng)目的實(shí)際情況和施工現(xiàn)場情況，科學(xué)制定鉆孔方案，規(guī)范化布置鉆孔以及設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)；明確勘察的深度，依照相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行勘察，明確工程項(xiàng)目基坑側(cè)壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、基坑開挖作業(yè)面的地質(zhì)條件等；規(guī)范化做好現(xiàn)場踏勘、技術(shù)交底、勘探點(diǎn)定位、高程測量、勘探測試、室內(nèi)試驗(yàn)等方面的工作，并加強(qiáng)勘察過程的監(jiān)督管控，確保勘察數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

4.4 實(shí)施詳細(xì)勘察及設(shè)計(jì)

要求在對勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘和分析的基礎(chǔ)上，評(píng)估和判斷該地是否符合工程項(xiàng)目的要求，評(píng)價(jià)和分析基底壓力影響范圍、持力層地基承載力大小等，查看是否存在軟弱地基和軟土層的情況等，在做好一系列前期的巖土工程勘察，明確工程項(xiàng)目所在地的環(huán)境、條件、土壤結(jié)構(gòu)、地形地質(zhì)的基礎(chǔ)上，選擇適合的基坑支護(hù)施工技術(shù)，針對施工中可能出現(xiàn)的影響因素及不穩(wěn)定性因素，提前制定好應(yīng)對和防范措施。在做好前期的勘察和調(diào)查的基礎(chǔ)上，規(guī)范土方開挖，明確開挖工程的范圍、地形地質(zhì)，并結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際要求，制定適合的土方開挖的方案、優(yōu)化開挖流程、確定運(yùn)輸?shù)木€路、挖土堆放的位置等，保證開挖現(xiàn)場井然有序，能夠及時(shí)的將開挖土運(yùn)走，有效規(guī)避不合理開挖、亂挖、超挖、掏底開挖等情況，在開挖的時(shí)候，還需要實(shí)時(shí)檢測和分析邊坡開挖坡度，及時(shí)的糾正偏差，合理設(shè)置支護(hù)保護(hù)邊坡。基坑支護(hù)施工需要建立在全面細(xì)致的巖土工程勘察之前，結(jié)合實(shí)際情況，判斷和分析該采用哪種支護(hù)結(jié)構(gòu)和方式、選擇使用什么樣的材料（材料的質(zhì)量、性能、用料和用量等），切實(shí)保障支護(hù)樁設(shè)置的科學(xué)合理性以及支護(hù)的性能和穩(wěn)定性，結(jié)合工程的巖土情況和地基情況、質(zhì)量和設(shè)計(jì)要求等，科學(xué)計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)，保證基坑支護(hù)施工的質(zhì)量。例如，通過細(xì)致的巖土勘察，并結(jié)合工程的實(shí)際要求，可以因地制宜的設(shè)計(jì)基坑支護(hù)方案。如果在施工的時(shí)候，開挖深度不超過5m的話，施工中發(fā)生機(jī)械破壞的可能性比較小，但如果開挖深度超過5m，在施工的時(shí)候都需要綜合的考慮和分析開挖條件、地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和地下管線情況，且要針對不同類型的土壤，選擇適合的支護(hù)方式，借助適合的支護(hù)結(jié)構(gòu)，保護(hù)地下結(jié)構(gòu)施工作業(yè)的安全性，保護(hù)基坑周邊環(huán)境、側(cè)壁等的穩(wěn)定性[5]。

5 結(jié)束語

基坑支護(hù)施工是一項(xiàng)復(fù)雜性、系統(tǒng)性的工程項(xiàng)目，巖土工程勘察是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作，二者之間有著密切的關(guān)系，在基坑支護(hù)施工前需要細(xì)致的做好巖土工程勘察工作，深入分析勘察所獲得的數(shù)據(jù)信息，明確施工所在地的地質(zhì)條件和土層總體狀況，結(jié)合不同的地質(zhì)環(huán)境條件，制定針對可行、安全可靠的基坑支護(hù)施工計(jì)劃，保證施工質(zhì)量和安全性，降低基坑變形、基坑失穩(wěn)、樁體變位、支擋結(jié)構(gòu)嚴(yán)重漏水、基坑支護(hù)事故等的發(fā)生。