岩土工程勘察对深基坑支护施工的影响

钟曦

(四川省川建勘察设计院有限公司，四川 成都 610000)

深基坑支护施工是工程施工的重要环节和工序，尤其是大型工程、复杂周边环境工程或复杂工程地质环境下施工的工程项目，通过采用适宜的支护结构形式和合适的施工工艺，保证基坑侧壁的稳定性、周边环境安全，以确保深基坑支护施工的安全性，为工程项目的顺利施工提供基础保障。岩土工程勘察与深基坑支护施工之间的联系紧密，勘察获得的资料信息，能够为深基坑设计、施工和项目管理全过程提供参考和依据，确保对工程现场的地质情况、水文条件、土层状态等有更准确的把握，为深基坑支护结构形式、深基坑支护施工方案制定提供依据，以切实保障深基坑支护施工的质量、安全，节省施工成本。

随着国家经济高速发展，现在新建建筑物地下室往往层数较大，基坑开挖深度越来越深，基坑周边的环境也越来越复杂，支护形式也越来多样化。通过利用支挡、加固等方式，以保证地下结构施工作业的质量和安全性，保护基坑周边环境、确保侧壁的稳定性[1]。现在复杂基坑往往是多种常见支护形式相结合或采用复杂的结构支撑体系，可以是土钉墙结合排桩支护结构、锚杆(锚索)结合排桩支护，甚至可以采用锚杆(锚索)、混凝土支撑、型钢支撑、咬合排桩相结合的支护体系。深基坑支护施工的技术复杂、影响因素多，包含挡土、支护、防水、降水、挖土等多个环节和工序的工作，各施工环节间的联系紧密，任一环节和工序中存在问题，都将影响整体施工质量和效果[2]。深基坑支护属于临时工程，支护结构形式选择与施工方案的制定，与基坑开挖的深度，场地工程地质情况和周边环境相关，深基坑支护施工会涉及到多方面专业，例如岩土工程、结构工程和工程管理等。其中岩土工程勘察对深基坑支护施工有着非常重要影响，如果岩土工程勘察质量不高、数据不完整、不足以代表土层的总体情况，都可能对后期的支护结构设计和施工产生不良影响。如果工程现场存在软土、高地下水位、不良地质等，未能对岩土进行有效治理，在这种情况下开挖基坑，容易导致土体滑移、基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、支挡结构漏水等方面的问题，进而影响深基坑施工的质量和安全性[3]。

岩土工程主要包括地基与基础、边坡和地下工程部分，以及土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的部分，岩土工程施工需要规范做好岩土工程勘察、设计、治理、监测、检测等工序的工作。其中，岩土工程勘察主要指的是采用适合的技术和工具，依照工程项目的要求和标准，实现工程现场的岩土情况的勘察和测量，查明、分析、评价工程项目现场的地质、环境特征及岩土工程条件，了解工程现场的地形、地貌、气象和水文等情况，查看是否存在不良地质问题等，岩土工程勘察获得的数据结果，能为工程规划设计和施工管理提供重要参考和依据[4]。基坑工程、地基与基础工程等都是岩土工程的重要研究内容，而保证岩土工程的质量，则需要认真规范做好岩土工程勘察工作。

3.1 为深基坑支护施工提供数据依据

岩土工程勘察可以获取工程现场广泛的信息，勘察得到的图像和数据资料，能为深基坑支护设计与施工提供可靠的数据，为完善和优化基坑支护设计与施工方案提供参考和意见，以确保基坑支护结构方式的合理性和基坑支护施工方案的经济可行性。在深基坑支护的可行性研究阶段，通过对岩土勘察数据的深入分析，更为全面、准确的了解工程现场的水文、地质、地势地貌等，结合工程实际需要，选择适合的支护结构形式[5]。深基坑支护施工需要考虑和分析的因素多，如工程项目基坑的开挖深度、周边环境、地质和水文条件等，岩土工程勘察的数据信息，能为深基坑设计与施工提供可靠资料。通过对勘察结果的深入分析，准确判断和分析持力层的具体位置，针对存在的不良地质和软弱地基问题，协助处理和治理方案的制定，及时发现和处理岩土和地基方面的问题。在勘察施工中认真做好室内测试、土样测试、地质调查测绘、原位测试等工序的工作，为深基坑支护施工提供更详细、准确的地质资料，明确工程现场的地质环境和条件，研究和分析工程地基岩土层的分布和力学性质，在综合分析深基坑施工要求、工程现场情况的基础上，进行综合的岩土工程评价，对特殊地基加固处理，对深基坑支护施工科学设计[6]。

3.2 保障深基坑支护施工质量安全

深基坑支护施工的技术复杂、开挖深度大、周边环境复杂，稍有不慎容易产生质量、安全事故，深基坑支护施工与工程现场的环境条件、地质条件密切相关，不同地区和工程地质条件下，项目施工所采用的支护结构形式不同，采用的支护施工工艺不合理、挖土的方法顺序不科学等，都可能导致施工中出现基坑变形、基坑支护事故等，造成比较大的社会影响和经济损失。因此，深基坑支护施工需要综合考虑设计要求、岩土工程现场情况、基坑深度等，选择适合的施工方案，并经由单位总工程师、监理工程师等仔细审批，确保符合规范要求后，在进行后续施工；
要全面掌握岩土工程的水文地质情况，如地形地貌、岩土层构造、土质情况、土层深度及分布情况、水文分布与变化情况、含水层埋深值、水流方向和速度等，针对深基坑支护施工的实际需求，实现岩土问题的综合治理，使地下水位降到基坑底1m以下，并科学设置排水系统和装置，以免影响深基坑支护质量；
要结合岩土情况，科学控制开挖的深度和范围，选择适合的开挖方法等[7]。岩土工程勘察作为重要环节工作，为上述工作的开展提供数据参考，在对岩土工程勘察数据深入分析的基础上，使深基坑支护施工避开软土、高地下水位，针对不良地质针对性处理，以免项目出现基坑支护结构稳定性不足、支护结构变形失稳等问题。通过对岩土勘察结果的深入分析，全面评估内外部各项要素可能对深基坑支护施工造成的影响及程度大小，如地下水与地表径流、岩体风化水平与散布特点等可能造成的影响，并评估采用那种支护结构形式更适合，以切实保障深基坑支护施工质量安全[8]。

4.1 准确把握岩土勘察的目标

为确保岩土工程勘察的准确性和有效性，为深基坑支护设计提供所需数据，实现对深基坑支护施工过程中的优化，需要明确深基坑支护岩土工程勘察的目标要求，所有工作的开展都应围绕目标要求规范进行。在确定岩土勘察目标之后，对其进行分解和细分，确保岩土勘察人员对此有准确把握，明确自身在基坑支护工程岩土勘察中的主要任务和事项，后续推进有关工作的规范落实。围绕深基坑支护工程岩土勘察的目标要求，制定可行的岩土工程勘察方案，由专业人员，采用适合勘察设备和方法手段，安规范和勘察方案推进后续岩土工程勘察工作。这就要求做好工程资料分析、图纸审核等工作，准确把握工程的设计要求、质量标准、工程范围、岩土施工状况、深基坑支护施工要求、工程特点和结构特征、工程结构设计和要求及相关技术参数，之后组织规范勘察和测量，以确保对工程现场自然环境条件和地质水文情况有准确把握。对于岩土工程勘察过程的所有数据信息详细记录，保证勘察结果准确[9]。

4.2 把握岩土勘察流程

基坑支护工程岩土勘察的主要目的是获取工程项目现场的水文地质及环境资料信息，对以上信息有更准确的认知，并结合基坑支护施工的要求，制定经济可行的深基坑支护施工方案，并及时发现和处理不良地质和地基问题，保证深基坑支护施工的质量和安全性。在岩土工程勘察前，需要结合工程实际情况，明确深基坑支护工程岩土勘察的范围、主要工作任务，并评价和分析工程现场的地质环境复杂程度、工程地质与水文地质勘察的影响因素及可能出现的问题，在此基础上制定切实可行的勘察方案，选用适合的勘察技术设备[10]。同时需要对岩土工程情况深入分析，了解该工程现场是否存在孤石、溶洞和断层带等复杂构造，对范围内的岩土层的类型、深度、分布、工程特性了解和掌握，在此基础上持续优化岩土工程勘察的流程，编制完整的勘察大纲，为后续现场勘察提供指导。在勘察工作中，要求准确把握岩土工程勘察的钻孔位置，科学确定钻孔深度，科学制定钻孔方案，规范化布置钻孔及各项参数，规范做好现场踏勘、技术交底、勘探点定位、高程测量、现场测试、室内试验等方面的工作，在整个勘察过程中要求详细地记录和整理资料，通过对岩土工程勘察数据的分析，要能够对工程项目基坑侧壁结构稳定性、基坑开挖作业面的地质条件等有准确把握。岩土工程勘察还需要促进GPS、现代测绘技术、勘察仪器设备的应用，实现精准定位、准确测量，在这些技术的支撑下，实施详细勘察及设计，通过对勘察结果和数据的分析，评价和分析基底压力影响范围、持力层地基承载力大小等，针对存在的软弱地基和软土层科学处理，并选择适合的深基坑支护施工技术[11]。

4.3 实施深度勘察工作

工程项目岩土勘察是一项复杂的、综合性的工作，包括但不限于工程地质测绘、勘探与原位测试、取样与室内测试、现场试验与监测等方面的工作，从而为深基坑支护设计和施工提供更全面、准确的勘察测量数据。1)工程地质测绘：要求通过利用适合仪器设备，得到系统化的地面地形资料、直观清晰图像信息和完善的工程数据信息，观察和描述工程项目地面的地质现象、地物情况、区域环境情况、景观植被情况，推断地下地质情况，获得的数据能为工程勘探和测试提供参考。可以采用激光雷达技术、Rs技术、无人机技术等现代测绘技术的科学应用，以高效化协助水文地质测量、沉降观测、变形控制等工作的实施；
2)勘探与取样：这一工序工作的开展，主要是调查和分析工程项目地下地质情况，并利用勘探工程取样进行原位测试和监测分析，为工程项目规划设计和施工方案优化提供参考[12]。这一工序工作的开展，需要注意以下方面的问题：1)要通过细致的勘察测量，在对岩土勘察数据深入分析的基础上，明确工程项目所处场地的稳定性，实现地质结构的全面勘察，把握该工程项目持力层与下卧层的工程特性，对工程项目现场土质的特性与地下水条件进行勘察，明确不良地质作用，确保后续深基坑施工的时候，尽量避开不良地质[13]；
2)准确计算岩土参数，并对地基承载能力、变形形状等进行科学的预测，对不符合要求的地基进行针对性的处理和治理；
3)规范做好基坑支护工作，在综合考虑和分析岩土工程情况、地基施工情况等的基础上，选择适合的深基坑支护结构形式，并针对工程现场的水文地质情况，制定深基坑支护施工的排水和防水方案；
4)原位测试与室内测试：这一环节工作的实施主要为工程项目岩土工程提供技术相关土层物理力学指标和数据，通过对相关力学指标和数据的整理、分析，了解工程项目岩土的相关工程参数，例如：工程项目岩土的承载力、孔隙比、透水性等参数，实现岩土工程的科学评价分析，发现和处理各种水文地质问题，以免对深基坑施工质量安全造成影响；
5)现场检验与监测：这一工序工作的开展，要求在深基坑支护施工的时候，对之前岩土工程勘察的结果进行细致的论证、验证和核查，也需要规范做好施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中结构物监测、项目施工对环境影响的监测等方面的工作，并详细记录检验和监测的资料信息，为修正和改进施工提供参考和依据，以切实保障深基坑支护施工的质量和安全性。

4.4 推进岩土工程勘察与设计一体化

深基坑支护施工需要科学利用岩土工程勘察所获得的数据和资料，积极推进勘察、设计与施工的一体化建设，在对岩土勘察数据深入分析的基础上，把握工程实际情况，并结合工程特点，选用适合的深基坑支护方式，制定合理施工顺序，规范深基坑土方开挖，切实保障深基坑施工质量与安全。通过对岩土工程勘察数据的分析，明确开挖工程的范围、地形地质，并结合工程设计要求，制定土方开挖方案、优化开挖流程、确定运输线路、挖土堆放位置等，避免因不合理开挖而导致出现一些质量安全方面的问题，在深基坑开挖施工过程中也需要规范做好各种检测和监督控制工作，及时纠正偏差，并合理设置支护保护边坡。深基坑支护施工的结构形式比较多，需要结合工程实际及岩土工程勘察的资料信息，判断和分析该采用哪种支护结构和方式，明确深基坑支护施工的材料质量、性能、用料和用量等，以切实保障深基坑支护施工的质量和安全。需要工程项目的岩土情况、地基情况、设计要求、开挖条件、地质条件、周围环境条件等，科学计算支护结构和有关数据，因地制宜的进行基坑支护方案设计，选取适宜的支护结构体系，以保证地下结构施工作业的质量和安全性，保护基坑周边环境、确保侧壁的稳定性。例如：1)土钉墙支护：这种支护结构主要用以加固高度较小的边坡，施工中需要规范做好土钉拉拔实验，保证土钉的拉拔力符合工程项目的实际要求，并严格控制注浆力度、浆液的体积和水灰比等，保证质量性能符合工程要求；
2)钢板桩支护。在综合考虑和分析岩土工程勘察数据、工程现场施工情况、深基坑开挖情况的基础上，更灵活的选择钢板桩的类型，大多数情况下钢板桩支护还需要配合内支撑型钢、外拉锚垫板等进行，并在施工中规范做好深基坑支护的防水与排水工作；
3)地下连续墙支护。在地下室、地下停车场等深基坑项目施工中多采用这种支护方式，通过选用适合的机械设备，在地下挖出长度适合的沟槽，之后进行浇筑，过程中需要严格控制浇筑的速度和厚度，要重点加强筑导墙、挖掘沟槽、制备钢筋笼、浇筑混凝土等关键环节和工序的监督控制，确保施工作业规范；
4)土层锚杆(锚索)支护：综合考虑和分析岩土工程勘察资料信息和施工现场的情况，科学确定锚杆位置、长度和锚索类型，选取合适的锚索施工工艺确保成孔质量，施工过程中严格控制钻孔深度，之后规范注浆；
5)钻孔灌注桩支护：这种支护结构在深基坑软弱地基、软土地基施工中的应用比较广泛，在基坑深度7～15m的岩土工程项目施工中采用这种支护结构，也能使深基坑支护施工拥有良好的强度和稳定性；
6)支撑体系：对于较大较深、对周边环境保护要求高、对基坑变形严格的基坑，在形成支护结构后，根据项目特点结合总体施工进度，选择合适的支撑体系(混凝土支撑、钢支撑、型钢支撑等)，支撑体系的安装施工顺序和土方施工关系密切相关[14]。

岩土工程勘察与深基坑支护施工之间有着紧密的关系，深基坑支护施工前需要认真做好一系列准备工作，岩土工程勘察是其中的一个重要环节。岩土工程勘察所获得的资料信息能够为深基坑支护施工提供参考和依据，通过对勘察资料的深入分析，实现岩土工程的科学评价，准确把握工程项目的水文地质条件、施工现场的环境条件、土层整体状况等，并围绕工程项目的设计要求和质量标准，制定安全可靠、针对可行的深基坑支护施工计划和方案。积极推进岩土工程勘察、设计与施工一体化建设，在深入分析岩土工程勘察资料的基础上，有助于更好解决可处理工程地质相关问题，结合工程特点和实际要求，选择更适合的深基坑支护结构形式和施工工艺，并对深基坑支护施工进行科学规划和合理布局，以切实保证深基坑支护施工的质量安全，防范基坑变形、基坑失稳、桩体变位、支挡结构严重漏水等事故的发生。为确保岩土工程勘察结果的有效性，要由专业人员负责有关工作开展，采用合适的勘察设备和有效的勘察手段，准确把握深基坑支护岩土工程勘察的目标要求，制定可行的岩土工程勘察方案。

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