巖土工程中的深基坑支護問題和解決措施

張黎明

江西省地質工程(集團)公司 江西 南昌 330009

社會經濟的高速發展，對建筑領域提出了更加嚴苛的標準規范，為了滿足人民群眾的實際需要，工程的建設速率以及整體成效都應該嚴抓嚴控。近幾年以來，相應人員已經采取了有效舉措，巖土工程整體質量也獲取了顯著提高，但是因為巖土地基與其他工程有所不同，為了確保建筑物的整體穩固程度，基坑支護被大范圍應用其中。但是在實際的基坑挖掘中，因為巖土底層構造與地質特殊問題，十分容易導致塌陷等情況出現，這不但會對工程進行造成不良影響，也會對工作人員的生命安全造成危及，因此，必須做好支護工作，下文也將會對支護相關內容展開分析，希望可以為相應人員提供建議。

1 巖土工程深基坑支護問題

1.1 力學參數選取不科學

所謂力學參數，一般情況下所指代的就是巖土之中的內摩擦力以及土體凝聚力，這兩種指標數據是研究土體破損程度的關鍵力學指標。除此以外，進行支護設計的進程中，工作人員還應該依據被動土的壓力情況與主動土壓力情況進行設計，經由此可以得見，進行土體受力問題的分析研究，應該結合較多種因素與數據。但是縱觀現階段我國巖土工程情況來看，可以發現一部分支護工程的設計工作，選用了不正確的力學指標，從而導致方案與實際工程情況不相符合，特別是在實驗室中得出的數據信息，與實際工程具有較大差距，其中最為顯著的問題，就是對力學參數信息的選用不合理，錯誤估算了土體內摩擦力以及相應的凝聚力，從而在應用相應的建筑構造設計軟件時，沒有辦法獲取與其相適配的支護構造設計，從而導致后續工程作業中土體出現塌陷、圍護構造變形等狀況[1]。

1.2 土體取樣流程失誤

進行深基坑支護設計，應該對施工環境中的土體展開科學的樣品采集工作，很多勘測工作者對于支護構造的關注程度較低，從而沒有依據相應規范標準，對土體取樣工作科學操作，使得取樣工作流程不規范，土體信息數據出現了失真等問題。除此以外，我國明確下發了相應文件，要求土體勘測工作具有清楚全面的要求標準，一切工作流程上的變更或者流程缺失，對于土體勘測工作的最終成果都會造成無法挽回的后果，因此需要相應勘察人員細致了解與測量土體參數，規避問題出現。

1.3 設計與實際工程不符

很大一部分基坑支護設計人員，將支護構造與以往的建筑工程中所應用的擋土墻混為一談，不但沒有達成借助力學知識進行設計的目標，還在設計工作中根據擋土墻的設計經驗展開方案規劃，這就使得設計內容與實際巖土工程之間具有較大差別，這必然會導致工程施工偏差，對工程建設造成不良影響，同時還會提高后續的返工、維護等相應的資金費用成本，提高不必要的工程造價，阻礙工程順利有序進行。除此以外，一部分支護構造設計者不具備實際的工作經驗，基本上都是閉門造車，設計方案沒有實效性意義，這就為建設人員造成了較大的阻礙與限制，并且也會在某種程度上提高設計方案的缺陷性，降低工程質量[2]。

1.4 勘探進程中設備問題

作為工作人員，應該在工程作業的前期階段，對工程施工相應信息數據展開勘測分析，而在科學信息技術的高速進步背景下，對于電子勘測設備的使用越發廣泛，這一來得益于勘測設備的精確性與實效性，二來受到施工進度的影響，必須在最短的時間之中，完成大量土地勘測作業，很多勘測人員對于機械設備幾乎抱著一種堅信不疑的態度，但是在實際的勘測作業之中，很多勘測設施因為受到外部環境因素影響，如潮濕、降雨等相應原因的影響，從而使得設備勘測的精確程度下降，最終導致在設計工作中，因為基礎信息數據的原因引發相應問題與缺陷，對工程進行造成不良阻礙影響。

1.5 設計人員問題

深基坑支護設計工作者應該受到工作經驗、個人能力以及專業技術水平等方面因素的影響，從而使得其在設計工作之中，缺少充分的技術保證，相對應的支護構造在安全性、實效性等方面無法得到保障，又因為在實際工程中，相對應的支護設計問題可能會隨著工程作業的進行而出現，從而引起支護工程安全事故。眾所周知，設計工作者因為自身原因而導致的質量事故是十分常見的。設計工作者應該在設計初期，提高支護設計科學性與完善性，從而實現工程高效進行[3]。

2 深基坑支護措施

2.1 選用符合實際工程的深基坑坑壁模式

在巖土工程的深基坑支護作業初始階段，工作人員應該依據實際工程要求與標準，細致全面判別深基坑之中坑壁受到損壞的狀況，依據基坑被破壞的程度，以此對其展開等級排序。與此同時，根據深基坑之中的基坑安全指數，結合基坑周邊環境情況，在精確測量基坑深度的前提之下，細致調研當地地區的工程地質環境、水文條件等，預先測驗好當地區域施工氣候，從而做好施工預備工作。經由上述種種做法，設計出科學的坑壁模式。在相應的環境條件下，工作人員可以依據實際情況選取應用坡率方式來進行支護作業，也就是在基坑的上方部位不具備重要建筑、施工場所以及具有地放坡基礎要求，與基坑深度不超出八米的狀況下，可以應用坡率方式來展開支護作用。就巖土工程之中坡率技術來說，其最為核心的要點就是將坡率波動指標規范在相應的范疇中，一般狀況下，坡率的波動指標最為常用的是工程類比規范，依據已經被穩定完成的坡率數值來確認。例如，如若是土體質量優異的硬塑性黏土，在其坡體高度不超出五米時，其坡率指標可以在1:1到1:1.25左右波動，如若基坑之中的土壤質地較為松散，并且基坑上部位置承受了較大荷載力，那么其坡率的計算可以應用圓弧滑動的方式展開分析研究。

實際案例分析：2006年黑龍江省哈東筑市某勘察設計院經濟適用住房工程發生一起基坑土方坍塌事故，造成3人死亡、3人輕傷。出現這一事故的原因，就是因為施工單位未按施工程序埋設帷幕樁，帷幕樁抗彎強度及剛度均未達到相應規范要求；并且深基坑坑壁模式選取不合理，在進行帷幕樁作業時，未采取安全防范措施；毗鄰建筑物(鍋爐房)一側雜填土密度低于其他部位，在開挖土方和埋設帷幕樁時，對雜填土層產生了擾動，進一步降低了基坑土壁的強度，導致坍塌事故發生；施工單位在搶險救援過程中措施不力，致使事故災害進一步擴大。因此，必須提高對坑壁的合理選擇，保障工程質量。

2.2 應用新型基坑支護方式

在社會經濟的高速發展與進步背景下，科學技術水平顯著提高，在巖土工程的深基坑支護作業之中，應用全新的基坑支護方式，可以高效避免以往的支護模式中存有的構造性問題與缺陷，提高支護穩定程度。例如，圖1中的基坑支護模式，所應用的就是全新興起的內支撐構造體系IPS工法。

圖1 新型基坑支護方式俯視圖

依據巖土工程施工作業實際情況分析研究，可以發現深基坑支護方案的創新優化。相比較于以往的支護設計模式，其高效改變了以往支護模式不穩固、不安全等相應特點性質，并且全新的深基坑支護構造設計方式，不論是對于巖土構造的改變抑或是對于巖土力學特點的應用，都可以發揮出有效地提高與優化作用。除此以外，經由全新的支護設計，可以避免以往的基坑支護中所出現的標準不一致、規范性較差等實際問題。通過全新支護方式，可以改變支護結構中的缺陷與不足，轉變建筑工程設計思想理念，以一種全新的工藝技術形式，推進我國深基坑工程的蛻變與升華。需要注意的是，新型基坑支護方式并不意味著巖土力學指標沒有效用，而是依據巖土力學指標的實際數量，高效應用全新支護方案，保障相對應力學特點可以被切實滿足，符合巖土工程施工標準與規范，達成巖土工程施工的穩固程度。經由此可以得見，應用全新的基坑支護方案，可以作為巖土工程的創新發展，達成對傳統工藝技術的改良優化。

2.3 強化基坑土體取樣流程

對于深基坑支護工作進行所需要的土體指標，應該借助初始時期的土壤采樣工作，保障相應數據的精確程度，從而為后續的支護作業高質高效提供必要的支撐保證。眾所周知，工程建設的基礎就是設計方案，而方案的前提則是精確的力學指標，經由對力學信息數據的標準與特性分析研究，達成設計方案的實效性提升。為了確保基坑土體數據精確，相關工作人員應該提高對土壤取樣與測量工作的關注與重視，提升對于取樣工作體系流程的關注，嚴格依據國家的相應要求標準，進行對應的土體取樣，確保樣品的抽取滿足要求，將一切潛在流程中的問題都可以有效避免，并且對取樣作業展開全過程的錄像監督，保障數據實效性與科學性，為未來的方案規劃奠定基礎，確保工程建設順利進行。

2.4 強化對基坑變形等問題的控制強度

基坑變形以及塌陷問題，都是基坑工程之中經常可見的多發性問題，作為工作人員，一來，在支護構造設計的初期階段，工作人員就應該更進一步提高支護構造的設計質量，對于特定部位以及區域、土體的承受荷載能力等因素，進行規范科學的設計工作，特別是在以往設計案例之中存有的基坑變形與坍塌等情況，更加應該對其提高重視，逐漸增進設計工作的安全性與實效性。二來，對于基坑工程所具備的復雜性特點，一部分設計工作應該對于周圍土體的不相同特性進行具有指向性的支護構造設計，從而確保支護構造的穩固安全。除此以外，在實際的設計進程中，不但應該設計出具備優良實踐作用的支護構造，還應該對于支護構造應急預案以及相應的補救措施等內容展開設計，從而為建設單位提供必要的科學性保證，實現實際作業進程中，可以經由相應的應急預案，達成對支護構造的保護管理。除此以外，相應建設單位應該在施工作業的進程中，細致全面記錄基坑周邊土體的沉降情況、系數指標、基坑周圍的水平位移等相關信息，經由對深基坑實際數據信息的全面分析研究，為相關安全隱患的出現展開預先防范。作為工作人員，不但應該確保支護構造設計規劃的安全性與高效性，還應該經由建設單位所提供的查驗信息，對構造所具備的力學特點展開分析研究，從而達成支護構造滿足相關的設計要求，符合施工標準。

2.5 提高勘察設備復檢工作

工作人員在進行勘察施工的進程之中，應該保障相對應儀器設施的實效性與高質高效。眾所周知，精密設備應該展開全方位的管控與保護，從而實現設備的有效勘察應用。筆者將全站儀作為實例來分析，在展開土體勘察工作的初始階段，工作人員應該確保設備在運輸進程之中沒有出現劇烈的顛簸情況，并在正式進行測量作業之前，工作人員應該對勘測設備全面檢測，一來，應該保障勘察探測設備的實效性，二來應該對測量工作的適應性進行有效分析。因為全站儀在測量時存有設備問題以及工作人員記錄問題，因此對于測量的信息數據，應該展開重復檢測與抽樣檢查。作為巖土工程勘察人員，其復檢以及抽樣檢查雖然會增加一部分工作時長，但是細致的檢查工作可以為支護構造的高效設計奠定牢固的安全基礎，因此這些流程以及工作內容是十分必要的，一切工作人員都不能將任何理由作為借口逃避檢查工作。與此同時，在實際的勘測進程中，對于水平位移以及高差所展開的勘察測量，都應該精確全面地降低記錄下來。在進行實際的施工工作時，建設人員應該借助智能性的影像設施，對勘測工作展開監督管控與記錄，從而確保土體勘測作業的科學性與實效性。

實際案例分析：21年南京高新區（浦口園）的南京銀行科教創新園二期項目北側基坑發生局部坍塌事故，事故造成2人死亡，2人輕傷，1人輕微傷，造成事故的直接原因是，場地工程地質條件復雜，巖面傾向坑內且傾角較大，對基坑臨空面的穩定性產生不利影響。基坑開挖面積較大，北側基坑較深，時空效應影響明顯。基坑支護體系的實際承載能力不能滿足基坑安全性要求，事故部位樁錨體系失效而導致的坍塌。間接原因是，巖土勘察不夠全面、準確。地質勘察單位出具的地質勘察報告未能準確反映出巖層的產狀、巖面的形態和坡度；未對基礎埋置深度和巖層的產狀、軟弱結構層進行核實；勘察報告結論與現場坍塌區域驗證性勘察及實際情況不相符。

2.6 提高設計人員能力

作為巖土深基坑支護作業的設計工作者，應該持續提高自身的專業素養與工作能力，特別是對于一些具有特殊性的地質環境支護構造設計，工作人員應該持續累積與提高自身的工作經驗與技術水平。縱觀現階段巖土工程基坑支護現狀來看，不難發現一部分經驗較為缺失的設計工作者，一味地將設計軟件作為重點，進行相應的設計工作，根本沒有依據實際工程情況與環境特點進行設計，從而使得相應的支護方案根本沒有辦法符合實際工程需要。作為設計者，應該持續革新優化自身的技術能力，與經驗充分能力較強的設計人員進行技術方面的交互溝通。這樣一來可以提升自身對于工程設計的認知與理解，改正自身在設計工作中的缺陷；二來支護構造的設計內容必須符合相應的巖土工程情況，從而顯現出設計工作的價值與作用。缺少實際性的設計方案，不但無法符合工程施工標準，嚴重情況下還會導致工程質量產生問題，從而引起相應的安全事故出現。作為設計人員，應該將提高設計質量作為終身任務，根據工程實情科學設計，確保工程質量，切實實現支護構造的價值與作用，踐行設計人員的職業使命。

3 結束語

綜上所述，巖土工程是現階段建筑領域中的關鍵構成，在落實巖土工程施工作業的進程中，必須采用有效舉措，科學進行支護作業，從而保障支護作業的高效與安全。相應工作人員在進行巖土工程設計的進程中，就應該全方位考量工程的實際情況，著眼于整體環境與各個方面的因素，綜合分析工程區域環境特點，結合實際巖土工程施工標準規范，對深基坑支護的相應工作嚴格管理，提高工程施工成效，強化支護成效與質量，減少不必要的成本投放，切實保障巖土工程質量，提高工程質量。