巖土勘察技術在深基坑施工中的應用

鄭堅持

（福建省閩東南地質大隊，福建 泉州 362000）

0 引言

大多數工程都包含深基坑工程。深基坑開挖深度較深，并且施工復雜，在實際的施工中，通常面臨各種施工方面的危險。為保證施工安全，提高施工質量，在深基坑工程建設中可以使用巖土勘察技術，對深基坑及其周邊的地質條件進行探測，根據獲取的地質信息指導深基坑施工，確保整個施工過程有序進行。本文就巖土勘察技術在深基坑施工中的應用進行分析。

1 深基坑工程中巖土勘察的作用

在深基坑工程中，工程所在地的地質條件是進行基坑支護設計與施工的重要基礎信息，若不加以重視，可能影響施工質量和施工安全。利用巖土勘察技術，可以獲取工程所在地的地質信息，并根據不利于工程建設的地質信息，給出適合該工程的施工方案，從而避免各種安全問題和質量隱患[1]。在根據地質信息確定施工方案時，需要了解施工地的巖土層類型及分布、地下水情況，以及地下埋藏的河道、墓穴、巖石等埋藏物，根據地下的巖土和地下水確定其對建筑材料的腐蝕性，并對地基沉降和建筑物變形等進行預測，提供場地卓越周期、平均剪切波速值等抗震設計所需要的信息；根據地下埋藏物的信息確定深基坑位置是否合理，若存在墓穴等埋藏物，需要解決埋藏物問題后再進行深基坑的施工。以上各種地質信息均可通過巖土勘察技術獲取，利用巖土勘察技術使深基坑工程的施工更加安全，并在一定程度上提高工程建設的質量，使深基坑工程的建設更符合工程建設要求。

2 深基坑工程巖土勘察要點

（1）在進行勘察時應根據巖土地質，合理設計勘察方案。在勘察時常接觸軟質巖土層，此種地層中的土質較軟，在深基坑施工時可能導致支護結構不穩定，或者側壁坍塌，因此，在設計時應考慮以上因素。在勘察方案設計時從實際出發，根據獲取到的當地水文地質信息檔案和相關資料，根據場地條件和深基坑設計要求，設計勘察方案[2]。

（2）深基坑工程施工中通常會面對各種復雜、多變的環境，在實際的巖土勘察工作中，可能獲得不同的勘察結果。為避免勘察結果誤差對工程施工的影響，在進行巖土采樣時，應利用專業設備進行鉆探和獲取樣土，并結合該地區的地質資料和周邊環境，盡可能地減小勘察結果的誤差。

3 工程案例

3.1 工程概況

為研究巖土勘察技術在深基坑工程中的應用，本文以某深基坑工程為例進行分析該工程所屬項目為住宅樓建筑工程，所勘察的內容為項目中所有住宅樓建筑的深基坑及其周邊區域的巖土情況。經分析，該項目的保密性為二級，根據對工程安全、場地情況、地基情況的等級判斷，確定本次工程的勘察等級為乙級。

3.2 巖土勘察

3.2.1 測點設置

由于本次工程需要勘察的范圍較大、內容較多，因此，在實際進行巖土勘察時，需要鉆探和試驗結合完成勘察工作。在設置測點時，根據業主方提供的資料，在工程區設置25個觀測點，并將相鄰觀測點的距離設置在15~30m左右，保證測點可以覆蓋整個區域[3]。同時，觀測點位置的布置根據工程區的具體范圍和深基坑的設計位置確定，在測點布置完成后需檢查測點是否對施工區全覆蓋，從而提高測點布置的精準度。

3.2.2 地質調查及鉆探取樣

在對施工區的地質情況進行調查時，需要安排勘察人員進行實地勘察，勘察內容包括深基坑施工位置及其周邊的巖土信息。實地勘察時需要在已設置的測點進行鉆探取樣，首先根據鉆探取樣的標準和要求，選擇合適的鉆探工具，本次工程選擇的是XY-150鉆孔設備；之后進行鉆探工作，利用130mm鉆具開口，并將孔徑尺寸設置為110mm，鉆孔時在黏土層下方獲取巖土樣本。需要注意的是，在粉土層以下的區域，應使用泥漿護壁，并配合旋轉鉆井工藝完成鉆探取樣；對于巖石類，應從巖石的芯柱位置提取樣本。此外，還需要結合當地的地質資料，利用各種數據對地質信息進行整合、分析，進一步提高信息的精準度。

3.2.3 觸探試驗

在進行地質勘察的過程中，為保證能準確檢測和獲取卵石層的壓實度數據，本次工程使用重錘動力完成觸探試驗[4]。試驗選擇直徑74mm、錐角60°的探頭，將質量為62.4kg的圓錐重錘置于高度為73cm的位置，使其以自由落體的方式落下，之后記錄錘擊數。其中，錘擊數的記錄按照貫入10cm為一個單位。

3.2.4 標準貫入試驗

本次工程使用標準貫入試驗測定粉土層的壓實度，通過試驗分析粉土層的孔隙比、密實度等數據。試驗選擇質量為62.4kg的圓錐重錘，以自動脫鉤的方式從高度為73cm的位置落下，試驗記錄圓錐重錘貫入30cm距離的錘擊數。一般情況下，粉土的粒徑大于0.075mm，塑性指數≤10，在工程中，密實的粉土是良好的地基，但飽和稍密的粉土在地震時容易液化，屬于不良地基；并且，粉土具有砂土和黏性土的特征，整體性質介于二者之間。基于此，結合標準貫入試驗的實測擊數，對粉土層的密度進行劃分（見表2）。

表2 粉土層密實度劃分表

3.2.5 波速測試

在完成以上勘察流程后，可以獲得施工地的地質數據，通過對數據的分析可以將場地進行分類，并基于此設計建筑抗震系數。抗震系數的設計可利用以下方法：首先在已設置測點所在的位置進行波速試驗，由于本次工程覆蓋面積較大，僅選擇兩個具有代表性的測點進行波速試驗，兩個測點的代號分別是10號和18號；在進行波速試驗時，選擇單口速度檢測方式，并控制測點距離1m，測試深度為20m；在測試完畢后使用人工激振方法，利用動測儀和探頭采集測試數據；最后將數據導入計算機，并對其進行相應的處理[5]。

3.3 場地條件勘察

3.3.1 巖土層分布情況

利用巖土勘察技術，獲得施工地的巖土層分布情況：自上至下依次為雜填土、粉質黏土夾粉土、粉質黏土和粉砂層、粉細砂。其中雜填土厚度為0.8~1.9m，層底標高為1.730~3.328m，此土層包括黏性土、磚石、建筑垃圾等；粉質黏土夾粉土厚度為2.0~3.1m，層底標高為-0.825m~+0.521m，此土層主要是黃褐色飽和粉質黏土；粉質黏土和粉砂層厚度為3.8~7.4m，層底標高為-9.488~-6.082m，此土層主要是灰色飽和粉質黏土；粉細砂厚度為42.9m，層底標高為-47.451~-6.174m，此土層主要是飽和粉細砂，呈中密~密實狀態。

3.3.2 地下水埋藏情況

根據巖土勘察的結果，可知施工地的地下水埋藏情況。根據巖土層自上至下的分布，雜填土層為強透水層，粉質黏土夾粉土層、粉質黏土和粉砂層、粉細砂層為弱透水層；主要的地下水類型為孔隙潛水。通過對施工地進行實地的勘察，可知該地的地勢相比周邊區域較低，上層帶水表現比較貧乏；結合施工地所在城市的水文地質資料，本次工程所在地的年平均水位變化幅度在1.4m左右。綜合以上信息，可以確定施工地的穩定水位在2.9~3.8m，其所在區域的地下水實際標高為59.36~68.14m。

3.3.3 基坑周邊施工條件對施工的影響

在巖土勘察中，除對施工地的地質條件和地下水情況進行勘察外，還需要勘察施工地周邊的環境和基礎設施。由于本次的深基坑施工屬于某居民樓建筑項目，因此，施工地周邊的地上設施包括各種公用建筑和公用設施，包括學校、超市、商場等，施工地附近的地下設施主要為各種管道，包括燃氣管道、自來水管道等。據此分析，在實際的施工中，若不注重施工方面的管理，可能會破壞地下設施，給周邊的建筑和居民的生活和工作帶來不便。基于此，在正式施工之前，需要根據周邊各種設施的位置、類型、規模等，確定基坑的施工要求和限制，在保證不破壞周邊原有設施的情況下進行施工。

3.4 深基坑開挖

3.4.1 施工準備

（1）明確基坑設計圖紙的相關要求，包括基坑位置、基坑尺寸等；

（2）做好施工地的調查工作，結合已獲取到的巖土勘察信息，對于數據異常的位置，在實地進行補充勘察，保證使用真實、可靠的數據指導施工進行；

（3）做好施工準備調查，包括基坑開挖所使用到的各種機械設備的進場條件，場地的臨時用電和用水、排水條件，以及地下障礙物、地下設施的影響等；

（4）施工前與市政部門進行溝通，避免施工過程中誤挖，導致水管或燃氣管道出現損壞。

3.4.2 施工過程

在深基坑的開挖施工中，首先應做好標高控制，利用設備開挖至接近設計深度要求后，留有20cm的土層進行人工開挖，從而避免設備過大導致的超挖現象。之后應結合工程的特點，選擇合適的開挖施工模式，由于本次工程需要開挖的深基坑較多，應合理安排設備和開挖順序，從而提高施工效率。同時，考慮到后續深基坑支護工作的施工質量，應使基坑開挖量與支護施工量相匹配，并按照深基坑支護要求，控制好作業段的長度，確保施工設備不會碰撞支護結構[6]。最后，應做好深基坑開挖施工過程中的管理控制工作，及時清理開挖出的土方，安排專人進行施工現場的指揮和質量管理工作，使深基坑的開挖施工安全、有序地完成。

3.5 深基坑支護

3.5.1 施工準備

深基坑支護的施工準備工作主要是根據設計圖紙和巖土勘察結果了解施工地具體地質數據后，結合實際情況判定是否需要修改圖紙。此外，還需要對支護施工用到的各種設備和施工材料進行檢查，從而保證支護施工的順利進行。

3.5.2 施工過程

本次工程的深基坑施工采用土釘墻支護施工工藝，施工流程依次為測量放線、基坑開挖、邊坡修理、錨桿安裝、注漿、編網和噴混凝土、繼續開挖。根據已確定的施工工藝，對其進行進一步的優化，支護前做好周邊放樣工作，完成后上報檢查；將開挖與支護相結合，一邊支護一邊開挖，在保證施工質量的前提下提高施工效率。在制作土釘中心拉桿時，采用螺紋鋼筋，使其與豎直方向呈15°傾角，同時，使用細石混凝土進行噴施工作，保證土釘、網片、加強筋為一個整體，提高支護的穩定性[7]。

4 結束語

綜上所述，深基坑工程應用巖土勘察技術能通過獲取施工地的地質信息，確定科學、合理的深基坑施工方案，從而提高深基坑施工的質量，保證施工安全。根據本文的工程案例分析可知，在深基坑工程中應用巖土勘察技術，首先應進行地質勘察工作，并使用相應的設備和試驗手段，減少勘察結果的誤差，使結果盡量貼近實際的地質情況；在實際的施工中，應以獲取到的信息為參考，做好施工中的各項準備工作，之后進行工程的施工，從而使深基坑工程的施工與巖土勘察技術有機結合，推動深基坑工程施工的順利開展。