巖土工程勘察中深基坑支護技術的關鍵點分析

謝 丁

廣州建研工程科技有限公司 廣東 廣州 510000

深基坑工程作為城市建設和土木工程領域中的重要項目，承載著大型建筑物的基礎支撐和地下空間的利用。目前，雖然在深基坑支護技術方面已經取得了一定的研究成果和實踐經驗，但仍存在許多關鍵問題有待解決[1]。首先，地質條件的復雜性和不確定性導致基坑工程在設計和施工過程中常常面臨風險和挑戰。其次，基坑周邊環境的影響，如地下水位、土層壓縮性、鄰近建筑物的影響等，對支護結構和施工工藝提出了更高的要求。此外，選擇合適的支護結構和材料，以及施工過程的監測與控制，也是影響深基坑工程安全與質量的重要因素。因此，本研究旨在通過分析巖土勘察在深基坑工程中的關鍵點，探討深基坑支護技術的優化和改進方向，以提高工程的安全性和經濟性。

1 基坑支護技術分類與特點

1.1 傳統支護技術

（1）土釘墻支護

土釘墻支護是一種常見的基坑支護技術，其原理主要是通過鋼筋或鋼索土釘錨固在土體內，形成一種抗滑移與抗傾覆的穩定結構。土釘的布置和施工順序對整體支護效果具有重要影響，具有成本低、施工速度快、環境影響小等優點，特別適用于地下水位較低、土體穩定性較好的場地條件。然而，在地質條件復雜、土體性質較差的情況下，土釘墻支護可能存在局限性，需要與其他支護技術相結合以確保基坑的安全和穩定。

（2）錨固噴漿支護

錨固噴漿支護是一種以噴漿技術為基礎，輔以預應力錨桿或錨索進行固定的基坑支護方法，通過噴射水泥漿體于基坑邊坡表面，形成一定厚度的噴漿層，同時設置錨桿或錨索穿透噴漿層并深入土體，提供額外的拉力支撐[2]。錨固噴漿支護具有施工靈活性高、適應性廣等優點，尤其適用于土體較松、地下水位較高的地質條件。在實際應用過程中，錨固噴漿支護的關鍵因素包括噴漿材料性能、錨桿或錨索的設計參數以及施工工藝等。合理選擇噴漿材料以提高抗滲性能和強度指標，是確保支護結構穩定性的重要步驟。此外，錨桿或錨索的設計參數，如布置形式、長度、角度等，需要根據實際工程條件和土體性質進行優化，以保證整體支護效果。

（3）深層水平加固支護

深層水平加固支護通過在基坑邊坡下方設置水平加固層，以提高土體的整體穩定性和抗滑移能力的基坑支護方法，主要適用于地下水位較高、邊坡土體容易發生滑動和局部破壞的場地條件。深層水平加固支護通常采用水泥土攪拌樁、噴射樁、水泥漿體射入法等技術實現土體加固，形成具有較高強度和抗滲性能的加固層。實施深層水平加固支護時，關鍵因素包括加固層的設計、加固材料性能以及施工工藝。首先，加固層的設計需要根據土體性質、地下水位等工程條件進行優化，以保證加固層在深度、厚度和位置方面的合理性。其次，選用具有高強度、抗滲性能的加固材料，如水泥、粘土、化學藥劑等，有助于提高土體的整體穩定性和耐久性[3]。最后，嚴格執行施工工藝規范，例如攪拌樁的施工速度、噴射樁的噴射壓力等參數控制，是降低施工過程中安全風險的重要保障。

1.2 現代支護技術

（1）頂管法支護

頂管法支護主要應用于地下空間開發、基礎設施建設等領域，利用管片組成的管道作為臨時或永久性支護結構，通過頂管機對管道進行推進。頂管法具有施工速度快、對周邊環境影響小、適用范圍廣等優點。頂管法支護可以根據地層條件和工程需求選擇適當的管片材質和頂管機型，如鋼管片、鋼筋混凝土管片等。在頂管法支護施工過程中，應實時監測管片的推進速度、頂管機姿態、管片應力等參數，確保頂管過程的順利進行。若遇到不良地質條件，如突泥、突水等，應及時采取相應的措施，如改變推進速度、調整頂管機姿態、注入止水材料等，以確保支護結構的安全與穩定。同時，對施工過程中的地表沉降、周邊建筑物位移等影響因素進行監測，以確保基坑支護的質量和施工安全。

（2）雙壁鉆孔柱支護

雙壁鉆孔柱支護采用雙壁鋼管在地下形成鉆孔柱，內壁鋼管起到鋼筋作用，外壁鋼管作為臨時支護結構。雙壁鉆孔柱施工過程中，通過灌注水泥漿將鋼管內外固結，形成鋼筋混凝土復合材料，提高整體支護結構的強度和穩定性[4]。雙壁鉆孔柱支護具有施工速度快、環境影響小、適應性強等優點，尤其適用于復雜地質條件和緊鄰其他建筑物的基坑工程。在施工過程中，應根據地層條件、工程需求和設計參數，選擇合適的鋼管直徑、壁厚和鋼筋配筋方案。同時，應密切監測鉆孔柱灌漿過程中的壓力、流量等參數，以確保灌漿質量和支護結構的穩定性。

（3）降水預壓支護

降水預壓支護通過降低基坑周邊地下水位，降低水壓力，從而減小支護結構所承受的水壓力和土壓力，提高基坑的穩定性。在施工過程中，采用降水井、井點泵等設備進行地下水抽排，實現對基坑周邊土體水壓力的有效控制。降水預壓支護具有對周邊建筑物影響較小、適用范圍廣、降低支護結構設計要求等優點。在實際工程中，應根據地層條件、地下水位、基坑深度等因素，合理設計降水井布置方案和抽排水參數。同時，需實時監測地下水位變化、土體沉降、周邊建筑物位移等指標，以確保降水預壓支護的安全和有效性。但是，降水預壓支護可能導致地下水位下降，從而影響土體結構和地下水資源。因此，在施工過程中，應采取合理的抽排水措施，平衡降水預壓支護效果與環境影響。通過與其他支護方法相結合，如錨固、土釘墻等，降水預壓支護技術為高水壓環境下深基坑工程提供了一種有效、安全的支護解決方案。

2 深基坑支護技術中存在的關鍵問題

2.1 土體性質與基坑穩定性

土體性質包括土的類型、密實度、含水量、抗剪強度等，這些性質直接決定了土體的承載力、滲透性和變形特性，具體如表1所示。根據土體性質分析，工程師需要綜合考慮各種因素，選擇合適的支護技術并制定科學的施工方案，以提高基坑穩定性[5]。例如，對于粘土地層，采用錨固噴漿支護技術可以有效提高基坑穩定性；而在松散土中，采用土釘墻支護技術可以減小土體變形，提高基坑的安全性。在實際工程中，土體性質的綜合分析和考慮是確保基坑穩定性的關鍵。

2.2 基坑開挖與支護結構設計

基坑開挖和支護結構設計是深基坑工程中的兩個核心環節，在進行基坑開挖前，需要充分考慮土體性質、開挖深度、周邊環境等因素，以確定合理的開挖方案和施工順序。基坑開挖過程中，要盡量減少土體擾動，以維護基坑邊坡穩定性。同時，還需要根據實際情況采取合適的開挖方法，例如分層開挖、分段開挖等，以減輕土體的變形和應力集中[6]。支護結構設計是基坑穩定性的關鍵，其主要目的是確保基坑邊坡的穩定，防止土體崩塌和周邊建筑物受到破壞。支護結構設計應根據土體性質、基坑深度和周邊環境等因素綜合考慮，選擇合適的支護技術和材料。在設計過程中，還需關注支護結構的剛度、強度和變形能力，以確保基坑的安全穩定。

2.3 深基坑周邊環境影響評估

深基坑開挖過程中，周邊環境受到的影響不可忽視。評估深基坑周邊環境影響的主要因素包括地下水位變化、土體沉降、振動、噪音等。首先，地下水位變化可能導致周邊建筑物的沉降和基礎不穩定，甚至引發地質災害。因此，在基坑開挖前，應對地下水位進行充分的調查和分析，采取相應的降水、防滲措施。其次，土體沉降對周邊建筑物及管線設施產生影響，需要對沉降范圍、速度進行預測，并制定有效的控制措施。此外，基坑開挖過程中產生的振動、噪音等環境污染因素，可能對周邊居民和生態環境產生影響，應制定相應的減震、降噪方案。

2.4 工程監測與安全控制

工程監測主要涉及基坑邊坡穩定性、支護結構變形、土體沉降、地下水位變化等方面。通過對這些關鍵指標進行實時監測，可以實時掌握基坑開挖過程中的安全狀況，發現潛在風險并及時采取措施。首先，對基坑邊坡穩定性進行監測，可通過邊坡位移、裂縫寬度等指標來評估邊坡的安全狀況。其次，支護結構變形監測有助于及時發現支護結構的破壞和失效，為施工安全提供保障。同時，對土體沉降進行監測可以預測周邊建筑物和管線設施的受影響程度，以采取有效措施減輕影響。最后，地下水位變化監測有助于了解地下水對基坑穩定性的影響，為降水、防滲等措施提供依據。安全控制方面，應建立健全安全管理體系，嚴格執行國家及行業相關規定。同時，要加強現場作業人員的安全培訓，提高安全意識。

3 深基坑支護技術應用策略

3.1 綜合考慮地質條件與工程需求

在深基坑支護技術的應用中，應對項目所在區域的地質環境進行詳細調查，包括地層、巖性、地下水位、水文地質等因素，以了解其對基坑穩定性的影響。同時，還需要充分了解工程的實際需求，例如基坑深度、開挖面積、施工時間、周邊建筑物與基礎設施等，以便選擇最合適的支護技術[7]。在綜合考慮地質條件與工程需求的基礎上，可以制定出科學合理的支護方案，確保基坑的安全穩定和施工效率。此外，對于特殊地質條件下的深基坑工程，應充分考慮到可能出現的不利因素，提前預防和減輕對工程造成的影響。

3.2 優選支護技術與結構設計方案

在深基坑工程中，優選支護技術與結構設計方案，涉及到工程的安全性、穩定性和經濟性。首先，應針對地質條件、土體性質及周邊環境，對各種支護技術進行綜合評估，選取適宜的技術方案。在設計階段，應重視支護結構的強度、剛度、變形控制及施工工藝等方面的要求，合理選擇支護材料和施工方法，確保支護結構能夠有效抵抗土體和水壓力，降低基坑變形和周邊建筑物受到的影響。同時，應根據實際情況采取靈活的設計思路，對支護結構進行優化。在方案選擇時，可采用計算機模擬、數值分析等方法，對不同設計方案進行對比分析，從而確定最佳方案。此外，還應關注施工過程中的質量控制，確保支護結構的施工質量符合設計要求，以提高工程安全性。

3.3 持續監測與實時調整施工方案

在深基坑工程中，通過對基坑內外的土體、支護結構和周邊環境的實時監測，能夠及時發現潛在的安全隱患，并采取相應的措施進行調整，以確保工程安全。實時監測主要包括地表沉降、土體側向位移、支護結構內力、水位變化等方面，通過采用多種現場檢測設備，如測斜儀、水準儀、應變計、水位計等，實時收集監測數據并進行分析。若監測數據超出設計允許范圍或出現異常現象，應立即啟動應急響應措施，對施工方案進行調整。實時調整施工方案主要涉及臨時支護措施、加固處理、降水措施等方面。工程師應根據監測數據及分析結果，及時評估施工方案的安全性和有效性，必要時修改或優化施工方案。同時，施工團隊應嚴格按照調整后的方案進行施工，確保施工過程中的安全與穩定。

3.4 強化風險防范與應急處置能力

為提高風險防范與應急處置能力，首先需要在項目初期階段進行全面的風險評估，識別潛在的危險因素，并制定相應的預防措施。風險評估應涵蓋地質條件、施工技術、周邊環境等方面，確保項目各方面的風險得到充分識別和控制。其次，在工程實施過程中，應建立健全風險監控與報警體系，及時掌握現場施工情況，發現異常情況時立即采取應急響應措施。風險監控與報警體系應包括定期巡查、監測設備檢查、人員培訓等措施，確保各項風險防范措施得到有效執行。此外，還需建立應急處置預案，針對可能發生的事故和突發情況，提前制定相應的應對措施和救援方案。應急預案應明確責任人、救援流程、通訊聯絡等事項，確保在緊急情況下能夠迅速、有效地進行救援。最后，加強人員培訓和管理，提高現場工作人員的安全意識和應急處置能力。定期進行安全培訓和演練，使現場人員熟悉應急預案和操作流程，提高應對突發事件的能力。

4 結語

本文對巖土工程勘察中深基坑支護技術的關鍵點進行了分析，重點探討了土體性質與基坑穩定性、優選支護技術與結構設計方案、持續監測與實時調整施工方案以及強化風險防范與應急處置能力等方面。隨著工程技術的不斷發展，深基坑支護技術將朝著更高效、安全、環保的方向發展。未來研究應更加關注新型支護技術的開發與應用、智能監測技術的整合以及數字化、信息化手段在巖土工程領域的推廣，為深基坑工程提供更優質、高效的技術支持。