水工環地質條件與基坑邊坡穩定性

［關鍵詞］水工環地質；基坑；邊坡穩定性；評價；主要技術

伴隨時代的不斷發展，地質學研究獲得了突破，李永明等研究人員對水工環地質條件下基坑邊坡穩定性進行了研究，令狐榮霞等研究人員對水工環地質條件進行了概述，并對基坑邊坡穩定性進行了分析評價，這些研究均取得成績。實際上，當下的經濟建設較為依賴能源。所以，有必要選取科學可行的方法，在適當范圍內運用先進技術，研究地質環境，滿足技術要求。各類工程正式開工前，無論是基坑開挖，還是邊坡支護，均要開展水工環地質勘察，根據分析評價，為工程建設保駕護航。水工環地質條件較為復雜，水工環要素表現出較大改變，提高了地質勘察難度。所以，落實好水工環地質勘察，是提升基坑邊坡穩定性的技術支撐。

1. 工程概況

工程名稱為秀山信達城A地塊B1#樓地下車庫基坑支護工程，其水文地質包含以下兩方面內容，首先，層雜填土中存在滯水型地下水，分布缺乏連續性，通常沒有穩定自由水面，大多數由降水及地表水滲透補充，通過蒸發與徑流的方式排泄。上層滯水被諸多因素影響，如地形、降水等。測得水位埋深0.9～2.7 m，水位標高處于7.66～13.26 m的范圍。根據周邊環境推測，對于地下水位埋深來講，其波動幅度在1～3 m范圍內。其次，填土中隱藏的上層滯水，需要利用有效措施，如排水以及止水，確保基坑能夠正常開挖。

2. 基坑邊坡穩定性評價和防治

2.1 邊坡穩定性評價方法

①建立計算模型。本文以上述工程為例，對其基坑邊坡崩塌現象進行分析，主要采用了定性分析方法，結合勘探報告，還有允許坡率，借助公式進行定量計算。對計算剖面進行選擇時，在該工程中選取了：1-1'、2-2'、3-3'、4-4'剖面將其當作計算模型。使用極限平衡理論，在暴雨等極端條件下，對剖面穩定性系數進行計算，如表1所示。

②穩定性評價。如表2所述，根據以上分析結果，按照穩定性評價標準，了解到某機場附近環境治理和防護工程，在MN等段的地震工況都是非常不穩定的，在暴雨工況的狀態是臨界穩定，在天然工況上是相對穩定的，由于分析了最不利的因素，還要對這些地段填方區域穩定性，以及可能會產生滑坡的幾率開展了分析，由此得知，它們都是在暫時穩定及不穩定范圍內，產生滑坡的機率是中等以上。

2.2基坑邊坡穩定性防治

對坡度放緩，構建平臺，通過逐步分層回填方式及通過外坡分層回填方式進行夯實，對于基坑邊坡內側，可借助分層回填方式進行處理；在坡體相對較低，同時不具備放坡空間的位置，應采取衡重式支護方式；若是施工場地有軟土層，壓縮性相對較高，在進行堆填之后，將導致嚴重的沉降問題，需將表層軟土全部清除，對深層軟土來說，可借助CFG方式進行處理；對于場地基坑邊坡，需構建健全的截排水系統，在坡面位置可構建泄水孔，避免坡面受到雨水影響；對基坑邊坡發展情況進行動態監測[1]。

3. 地質災害常見類型及其特點

①地震災害。一般情況下，是地殼運動產生的災害，不但存在破壞性，還具有突發性特點，在地震災害出現過程中，對地質區域產生較大的破壞，是非常常見的地質災害，在這一過程中，地震還是非常不易預測的，伴隨地質勘測水平的提高，再加上勘測技術的進步，在地震災害預測方面，仍存在較大難度。②滑坡和泥石流災害。是由于濫墾濫伐導致的，也可能是由于工程建設過程中，由于操作不科學導致的。通常情況下，它會表現為地質結構的變動，從而產生較大的破壞力，對地質造成嚴重的破壞，使得土壤結構開始松弛，進一步造成崩塌及泥石流等，對此，有必要對地質環境進行監測，加強保護工作。③地面塌陷。究其原因，大部分是人類工程建設不合理，對區域性地質結構造成了破壞，使其內部結構出現較大的損壞，致使地面塌陷[2]。如礦產資源開采，由于該資源屬于不可再生資源，若是地質結構層被破壞，無法在短期內進行恢復，資源開采時，維護操作缺乏規范性，從而對地質結構產生破壞，甚至出現地面塌陷，如巖溶地區，該問題是非常普遍的。④地裂縫。其也屬于地質災害，常常表現為區域性地質斷裂，究其原因，同區域內地下水有著較大關聯，由于地下水資源開采較多，導致較多地下水資源抽離，從而導致區域性結構失去穩定性，進一步導致地質層斷裂，在作用力的影響下，產生非常強的破壞性。

4. 水工環地質條件基坑邊坡穩定性分析和主要技術

4.1 GRP技術

針對水工環地質，實際開展勘察作業時，利用GPR探地雷達技術，可以對深層地質環境進行全面勘察。其原理是借助高頻脈沖儀器發射信號，在地質層中，實現高頻脈沖波反射，從而實現不同參數的勘測。通過脈沖接收站，在指定范圍內還能獲取信號，以此進行全面分析。在這一過程中，對于GPR技術來講，它有著較高的專業性要求，針對高頻脈沖波來看，其反射強度需滿足較高的要求，與此同時，借助高頻脈沖波，還可以對各類物質發射信號，通過信號反饋進行數據分析。

4.2 GPS技術

該技術一般是利用無線電信號，實現發射中心同衛星的全面聯系，在此基礎上，構建導航定位系統，將無線電測距當成運用原理，利用控制站實際方位，加強同衛星聯系，通過該方式，可以獲取信號接收機到測試點的距離。正式利用該項技術前，應對GPS接收裝置位置進行確認，以保證可以利用無線電設備獲取衛星信號，對獲取的信息開展參數轉換，完成坐標計算，從而全面展示各個勘測位置三維坐標，明確方位。

4.3 電法

針對水工環技術來看，常常被運用在地質資源勘測中，對可能蘊藏資源的區域開展有效分析，在這之后，根據勘察時間及使用的技術，對資源開展確認。伴隨近幾年的發展，水工環技術獲得了較大的進步，可以獲得更為精準的數據，同時可以為地質勘察工作奠定數據基礎，有利于全面提高地質勘察效率，為其提供技術保障。電法技術在礦山地質勘察中，也有著非常普遍的運用，是較為重要的勘察技術，同別的勘測方法進行比較，電法的實用性非常強，操作及運用都非常簡便。針對水工環勘察電法來看，它分為兩種，首先為瞬變電磁法，其次為頻譜激電法。就瞬變電磁法（圖1）而言，技術優勢非常突出，不但可以對地質勘察等開展分析，還能對礦山事故等進行預防。

就電法技術來看，其原理是借助脈沖電磁波發送，對該區域中存在的二次渦流場進行觀察和記錄。針對頻譜激電法而言，它是借助電極設備，實現多頻復電阻率的科學測量，同時結合測量結果，有效分析空間分布，了解頻譜特征，在此基礎上，對地質構造全面勘察[3]。一般來講，在礦產資源挖掘及開采工作中，該電法技術運用普遍，在基坑邊坡穩定性分析和計算等方面，還有專業優勢，有利于促進水工環技術的科學使用，是行之有效的措施。

伴隨水工環技術的進步，地質數據勘測的準確性越來越高，已經可以對各種地質環境中的資源蘊藏狀況開展科學分析，也能結合科學的數據，構建完善的施工方案，從而增加施工效率，降低時間成本。

4.4分析基坑邊坡穩定性時要注意的事項

①擬建項目的基坑邊坡形態、形狀和種類通過勘察技術明確之后，要對基坑邊坡滑移現象等危害進行確認。施工時，應加強對基坑邊坡巖土坡腳的重視。②針對擬建工程，對基坑邊坡類型、長寬等開展確認。③對于破碎結構和巖質基坑邊坡，應結合等效內摩擦角判斷巖體類型，計算過程中，應結合公式。④對土質基坑邊坡開展計算時，通常會借助圓弧滑動法完成，也能采取極限平衡法完成統計工作。⑤為明確基坑邊坡的放坡條件，應結合使用的方法，運用針對性的方案，可通過分段和分級的施工方式，使用坡率法；若是通過錨桿防護技術進行施工，應對坡面進行有效防護；若為直立的切坡，應構建排樁擋土墻支護。無論哪一種技術，都應結合具體狀況進行選擇，這樣才能對坡面進行科學防護。⑥在開展剪切試驗過程中，應結合有關數據和條件。

5. 地質災害治理中怎樣有效運用水工環地質

5.1優化勘察

對于水工環地質來講，一般是對地質災害危險性開展評估，結合調查結果和勘察狀況，執行有效評估，對地質災害產生的原因以及存在的安全隱患進行全面分析，充分發揮水工環地質的作用，積極找出地質災害，對其開展科學治理，應對施工場地開展全面勘察，同時對災害地區的水文地質、環境地質進行科學調查，掌握工程地質狀況，如此才能確保勘察數據的有效性，這也是評估工作得以順利進行的基礎。總而言之，應根據工程需要和工程現場的實際狀況，在此基礎上，對施工現場開展全面勘察，才能確保勘察的科學性[4]。除此之外，在開展勘測工作時，要求有關工作者應強調整體和具體一致性，具體問題具體分析，應增加勘測的寬度，如此才能為工程建設提供有效的勘察數據。另外，對于工程監督單位來說，也應充分發揮作用，增強勘察質量。表3為工程中的勘查數據：

通過表3可以看出，工程共勘查4次，每一次的勘查測量數量都不同，隨著次數的增加，測量個數增加。每一次勘查，深度各不相同。通過對勘查結果的觀察，能夠使工作人員全面掌握工程情況。

5.2 強化運用勘察結果

眾所周知，開展水工環地質勘察，可以充分彰顯地質災害治理情況，具有重要的參考價值。對此，應對水工環地質勘察的有效利用多加重視，在這一過程中，還應對數據適用范圍加以延伸。根據實際情況來看，在開展勘察時，對監測數據進行運用，應強調數據的分析擬合轉化，以確保地質災害的有效治理，從而獲取全面的數據，進一步提高治理工作質量。對此，應加強對前沿的信息技術的應用，建立數據分析平臺，促進數據分析及轉化，最大程度地發揮技術作用。

5.3 加強對地質環境的勘察

部分地質災害影響水文地質，如地震極易造成地下水流動方向出現變化，滑坡極易產生堰塞湖。若是地質災害出現了這樣的狀況，應加大地質勘察力度，構建科學的環境勘察計劃，對水文工程和地質全面勘察。在這一過程中，開展人類活動，不利于自然環境的發展，也應開展勘察工作，同時將其歸為影響地質災害治理的因素。不僅如此，還應根據影響范圍，構建細致的治理方案[5]。唯有如此，才能全面提高工程施工質量，進一步降低地質災害產生的破壞程度。

6. 結論

綜上所述，本文以秀山信達城A地塊B1#樓地下車庫基坑支護工程為例針對邊坡穩定性的分析，不僅明確了基坑邊坡穩定性的影響因素，也為穩定性提升手段的完善以及優化提供了支持。未來，各工程需要基于本工程的實踐經驗，針對勘查技術進行使用，保證能夠在勘查過程中獲取準確的數據，確保能夠對工程區域的具體情況全面分析及評價，有效掌握工程數據，提高基坑邊坡開挖的精度。