巖土工程深基坑支護與勘察技術分析

［關鍵詞］巖土工程；深基坑；支護技術；勘察技術

隨著工程事業的發展，技術應用水平逐步提高，在巖土工程領域，一系列配套的技術應運而生，并在工程人員的持續探索之下逐步積累了經驗，呈現出探測手段、試驗儀器等多個方面“百花齊放”的效果。在巖土工程施工中，深基坑是重要部分，其穩定性必須得到保證，需要合理應用支護技術與勘察技術，以掌握的現場情況為準，采取措施，保證深基坑施工的安全性，提高深基坑的施工質量[1-2]。無論是深基坑支護技術還是勘察技術，在應用中均有諸多技術要點，值得工程技術人員深入探究并掌握。

1. 巖土工程深基坑勘察目的和任務

巖土工程深基坑勘察中，需要探明勘察施工現場的地形地貌、埋藏物分布情況、地質作用的影響、地下水埋藏情況以及周邊環境。

（1）勘察施工現場的地形地貌。準確探明現場的原始性地貌，例如巖土層的分布、特性等，基于勘察數據對地基的穩定性作出準確判斷。

（2）埋藏物分布的勘察。注重對各類埋藏物的勘察，例如暗藏的河道、防空洞、孤石等，確定內容和分布范圍，合理協調，最大限度減少對工程施工的干擾。

（3）地質作用的影響。不良地質、特殊土均會對建筑物的穩定性造成不同程度的影響，在勘察階段要掌握情況。不良地質包含泥石流采空區沉降場、危巖和崩塌等，特殊土則包含多年凍土、濕陷性膨脹紅黏土等，需要確定各自的分布范圍、危害程度，在此基礎上采取防治措施，規避對巖土工程深基坑施工的不良影響。

（4）地下水埋藏情況的勘察。水文條件對施工的干擾作用較強，掌握地下水埋藏情況具有必要性，具體體現在埋藏類型、補給條件、水位變化幅度等方面，還需考慮到地下水對建材造成的不良影響（如：腐蝕性）、水壓及浮托力的作用、發生管涌事故后的危害程度等。經過全面的分析，提出防治措施，以可行的方法降水，提高結構的防滲水平。

（5）深基坑周邊環境的勘察。從現場巖土參數出發，評價開挖作業可能會對基坑邊坡造成的影響（部位、范圍和深度等），進而確定合適的支護類型，通過支護結構的設置維持基坑邊坡的穩定性。針對降水對基坑的影響也需重點考慮，采取有效的防控措施[1]。

2. 巖土工程深基坑支護、勘察考慮因素

巖土工程施工具有系統性特征，以深基坑為例，則需要著重考慮支護技術和勘察技術的應用，充分發揮各自的優勢，給工程質量提供保障。

（1）明確具體特征。從工程實際條件出發，通過與其他工程的對比分析，發現其存在的特殊性。作為工程技術人員，應準確掌握地層、水文的分布特點，對現場的總體施工情況形成準確的認識，繪制出具有可行性的施工圖紙，給施工提供引導。

（2）在針對現場環境展開分析時，除了明確施工場地的環境特征，還需要將目光延伸至周邊環境，綜合考慮。在環境分析環節，施工單位需要與電力、水利部門取得聯系，并勘察現場已經敷設的管道、電纜線等設施，采取保護、遷移等方法加以處理，以免因工程施工導致既有設施無法正常使用[2]。

（3）在應用勘察技術時，需要明確勘察點位，準確掌握現場實際條件，于合適的部位組織勘察工作，部分地層的巖石偏軟弱，需嚴格依據施工標準開展工作。在確定勘察深度時，工作人員需要準確掌握現場的地質條件和各項關鍵指標，基于掌握的數據客觀評估項目施工后具備的承載性能。

（4）勘察工作的布置應具有可行性。工作人員明確現場的限制條件，若施工現場及其周邊不具備布置大型儀器的條件，則要結合實際環境合理優化勘察方案。

3. 工程建設中的巖土勘察方法

3.1 布置巖土勘察點與鉆探取樣

在工程施工前，要采取現場取樣、鉆探等措施對施工現場的環境、巖土情況進行勘察。一般情況下，要根據具體工程建設規模，選擇鉆探設備和儀器，對施工現場進行細致勘察。勘察時，對擬施工現場進行土質取樣，通常要在擬施工現場設置≥20個勘察點位，勘察點與點距離控制在10～25 m。最后，要對勘察取回的土樣開展化學檢測，分析出可能影響工程施工的不確定因素，為工程基坑支護施工技術的選擇提供參考。此次勘察選用的儀器設備是具有120 mm孔徑的XY-150型號，它的優點是可以結合泥漿護壁完成對巖土勘察的開口施工，可以做到對粉土層下面地質取土，所以該設備的運用更加符合巖土勘察的要求，可以使結果更加準確和符合實際[3]。

3.2 基于觸探試驗的巖土密實度分析

對巖土層完成開口施工處理后，要先用重錘檢測法對擬施工工程現場進行探觸檢測，要嚴格控制檢測設備參數，將錐角的可旋轉角度調整為90°，探頭直徑為70 mm，以10 cm為一個貫入單位，將60 kg的錘體從設定好的高度，以自由落體的方式自由落下，同時記錄錘擊數。

對將要施工的工程巖土層進行重錘檢測后，通過試驗數據分析可知巖土層整體結構及受力情況，巖土層的粉土密實度較為適中，粒徑＞0.07mm，塑性指標＜10，對巖土層施工提供有力數據支撐。

4. 工程建設中深基坑的支護案例

4.1 工程概況

本文以某工程施工建設為案例，對深基坑進行支護施工，同時要對巖土層進行勘察分析。該工程中的深基坑東西長121.4 m，南北長132.6 m，需要開挖的深度是13.2 m，施工范圍內的年降水量約為623.24 mm，施工區域處于Ⅱ類場地環境。工程深基坑支護采用土釘墻，土釘中心拉桿采用螺紋鋼筋，并與豎直方向夾15°傾角。噴錨面層采用200 mm×200 mm 鋼筋網，以細石混凝土噴施，厚度為100 mm；錨管安裝完成后，將其與螺紋鋼連接在一起，對鋼筋網進行壓緊，借助焊接的方式，確保土釘與網片、加強筋形成一個整體。混凝土噴射選擇強度為C20的水泥，將粗骨料粒徑控制在5～15 mm，配合比水泥、石子、沙為1∶2∶2，通過添加速凝劑的方式，將混凝土的初凝時間壓縮到10 min 以內。本工程施工過程中的深基坑巖土層參數見表1。

4.2 基坑支護設計參數

由于多數工程基坑側壁的巖土層不太穩定，要在利用上述分析結果的基礎上，采用放坡的方式對基坑進行支護施工。各類巖土層的坡度比例為：素填土層1：1.3；粉質黏土層1：1.5；黏土夾卵礫石層1：0.7。結合工程現場深基坑的巖土層密實度，對坡面土層進行土釘掛網處理，從而可以得知深基坑的支護設計參數，如表2所示。

基坑支護的設計要嚴格按照參數進行，同時要運用明排的方式對基坑上層的滯水進行處理。在具體施工過程中，要時刻關注地下水流動、巖土層情況，以及深基坑側壁巖土層的穩定性等。

4.3 深基坑支護工藝流程

對深基坑開展支護施工前，要先對深基坑周圍的結構開展放樣測量，通過對基本參數的測定確定施工措施，同時要將測量分析結果記錄存檔。在深基坑支護設計參數的基礎上，采用土釘掛網技術對深基坑進行支護施工，施工流程為：放線→利用機械開挖基坑→對基坑邊坡進行整修→放置錨桿→澆筑混凝土漿液→對下一土層進行開挖。在施工過程中，要注意以下事項：一是開挖深基坑的土體時，要完成第二次復合放樣施工；二是要按照支護施工的設計方案進行嚴格施工，并要做好開挖土體和支護施工時間的協同工作；三是土體的開挖速度要匹配支護施工的進度，一定要保證在支護施工的過程中，事先完成土體開挖。通過對每個細節的精準控制，才能達到深基坑支護效果，進而確保整個工程的施工質量[4]。

5. 對比實驗

在理論技術設計的基礎上，需要對深基坑支護技術的應用效果進行更加深入的研究分析，本工程將把深基坑施工分成A、B兩個施工區，A區運用本文論述的施工技術，B區運用傳統施工技術。在表2數據支撐的基礎上，通過兩種施工技術對深基坑的支護進行施工和巖土層的勘察，然后利用測量儀器對支護結構施工中被動壓力和主動壓力的抗傾覆彎矩進行重點檢測，以被動壓力與主動壓力的抗傾覆彎矩作為支護機構施工的安全系數。將記錄好的在A、B兩個區域上對應位置上的安全系數繪制對比圖，如圖1所示。

從圖1 的結果可知，利用本文所述的深基坑支護技術，可以將安全系數穩定控制在0.8以上，傳統的施工技術，安全系數則≤0.4。安全系數的高低與支護結構的穩定性和抗壓力是成正比的。所以，以實際案例和理論論述印證，采用本文論述的新技術可以提高整體施工質量，實現穩定性、安全性、可行性更高的目的[5]。

6. 結束語

綜上所述，在社會經濟發展的背景下，巖土工程建設規模擴大，對施工質量提出更高的要求。在巖土工程中，深基坑屬于重點部分，支護工作必須落實到位。為此，建議合理應用勘察技術，準確掌握現場地質、水文條件，以工程建設目標為導向，合理組織深基坑支護結構設計工作，設置可靠的支護結構。