深基坑工程支护技术及地质勘察要点

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［摘要］随着深基坑工程周边环境越来越复杂，这就对深基坑支护及施工提出新的要求，本文结合深基坑工程的特点，分析了深基坑工程支护设计及实践应用，并对深基坑工程水文地质、工程地质、环境地质勘察的内容、重点进行了分析。工程技术人员应该重视深基坑工程的水工环地质勘察工作，利用水工环勘察资料，比选制定出合适的支护方案，确保深基坑工程安全施工。

［关键词］深基坑；支护；勘察；工程地质；水文地质；环境地质

随着城市化的不断发展，高层建筑不断涌现，加之地铁等轨道交通及地下设施建设的大量应用，建筑深基坑工程的数量急剧增加，城市深基工程作业面往往受到限制，毗邻的建筑物和地下设施比较多，基坑的开挖往往对其产生影响，危及结构的安全性及使用寿命。选择的合理的深基坑支护方案既能保证基坑的安全施工，同时可以减小对基坑周边环境的影响。近年来，建筑深基坑工程建设环境及施工条件越来越复杂，工程人员应更加重视深基坑工程的水工环地质勘察工作，准确掌握基坑场地及周边环境的工程地质、水文地质、环境地质情况等与支护方案的选择息息相关。

1深基坑工程的勘察特点分析

1.1工程地质条件分析

工程地质勘察的目的是查明场地地貌单元、地基各岩土层的时代及成因，提供地基各岩土层的物理、力学指标及承载力等，深基坑工程具有很强的区域性[1]，不同工程地质条件下基坑工程差异性很大，同一工程场地不同区域基坑工程也可能差异。由于地质条件复杂性、差异性，致使工程勘察取得的土层物理力学性质数据离散性很大，用于基坑支护设计精确度很低。因此，深基坑工程设计时，应详细对场地进行勘察，通过科学的采样，保证深基坑范围内各岩土层的物理、力学指标数据的精确性。工程技术人员应根据实地情况，利用地质学知识，对数据进行分析，提出合理的支护方案建议，分析在基坑工程施工期间可能发生的安全问题，优化调整施工方案，从而确保深基坑工程的安全顺利竣工。

1.2水文地质条件分析

水文地质勘察是岩土工程勘察的重要组成部分[2]，在深基坑工程勘察中更应引起工程技术员重视。近年来，因地下水导致的基坑安全事故频频发生。地下水的存在，致使岩土体物理力学性质变差，导致岩土体结构被破坏、强度下降，当滑动力矩较大且抗滑力矩不足时，基坑周边土体会沿着滑动面向基坑内产生滑动坍塌，导致土体与支护结构同时失稳；当渗透压力达到土的浮重时，地下水存在还能导致基坑土体渗流破坏，表现为流砂、管涌、突涌等形式，造成基坑底部土体破坏；地下水状态的改变会造成地基不均匀沉降，破坏基坑周边建筑物、地下管线等设施。深基坑工程的水文地质勘察十分重要，工程人员须重点对基坑场地地下水状况进行勘察和分析，查明地下水的类型、埋藏条件及水位变化幅度等，并以此为基础建立模型，进行风险预测，制定科学有效的预防和处理措施，预防因地下水导致的安全事故，保证深基坑工程的安全施工。

1.3环境地质条件分析

深基坑工程具有较强的环境效应，基坑的开挖会导致周围岩土体应力场的改变，同时会对地下水位产生影响，有效应力改变会使土体产生变形，对毗邻建筑物、地下管线设施产生影响，危及建筑物、地下设施的安全与正常使用；深基坑开挖会产生大量土方，处置不当会对交通运输及环境产生不良影响。因此，工程人员除应准确掌握场地工程地质条件、水文地质条件外，还应对深基坑场地周边环境进行详细的勘察，详细调查深基坑周边环境，排查基坑施工过程中可能造成的环境污染及环境破坏问题。

2深基坑支护设计及应用

2.1深基坑工程特点

为了保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，需对基坑侧壁及周边环境采取支挡、加固等保护措施[3]。深基坑工程具以下特点：①基坑开挖深度大，岩土层相对复杂，基坑开挖深度一般超过5m，基坑侧壁水土压力相对较大；②受地下水影响较为明显，根据不同的地质条件，深基坑工程往往受不同类型的地下水共同影响；③基坑周边环境复杂，支护设计时需考虑对周边环境的影响。对于工程人员而言，首要目的是选择合适的支护方案，确保深基坑施工作业的安全性以及支护方案经济性。实际设计过程中，技术人员应根据基坑场地的水工环地质条件，比选不同支护形式，从而选择安全、合理、经济的基坑支护方法。

2.2深基坑支护技术

根据工程应用情况，深基坑工程广泛采用的支护技术分为以下三种：①利用支护结构拉锚或支撑提供水平方向的作用力来抵抗基坑侧壁水土压力，保证侧壁岩土体的稳定，典型的支护方式有锚杆及土钉支护技术，此外钢筋混凝土内支撑、钢结构内支撑等支护技术在深基坑工程中也得到比较广泛的应用；②通过支撑结构或加固基坑侧壁土体，限制基坑侧壁土的变形，从而保证基坑施工安全、顺利地进行，典型的支护技术有钻孔灌注桩、深层水泥搅拌桩、注浆加固技术等，在深基坑工程中均得到不同程度的应用；③兼顾稳定性及抗渗性的整体支护技术，其特点是对基坑四周采取加固措施，保证基坑侧壁岩土体稳定性的同时提高了抗渗性能，包括地下连续墙、锁扣钢板桩、排桩支护等技术，在场地条件限制、地层含水丰富的深基坑工程中应用十分广泛。

2.3深基坑支护设计的应用

深基坑工程设计应充分利用基坑范围及周边的水工环地质资料，应该加强对水工环地质勘察工作的重视程度，勘察工作过程中，应尽可能查明区域工程地质、水文地质、环境地质情况，通过详细的调查、规范化的外业作业、严格的原味测试、标准化取样及进行室内试验，保证提供的数据的准确性；设计人员要对勘察人员提供的水工环地质数据进行准确把握，明确设计要点，认真进行支护方案的比选，保证深基坑工程安全性的同时兼顾经济效益；应加强勘察、设计、施工等部门技术人员相互配合，加强施工过程管理，施工前反复核对支护及施工方案，施工过程中，如发现地质情况异常，应及时沟通，必要时进行补充勘察，同时密切应密切关注施工过程中地下水的动态，一旦发现地下水渗漏、涌出或者其他隐患问题，施工、勘察及设计人员应查明原因并立即采取相应措施加以解决。

3深基坑工程的勘察要点

3.1工程地质勘察要点

工程地质勘察所提供的报告及资料，是深基坑支护设计与施工的重要依据。通常情况下，深基坑工程勘察会与主体工程的勘察同步进行，考虑到深基坑支护工程的特点，应专门对深基坑的工程地质勘察工作提出要求。3.1.1明确勘察要求深基坑工程地质勘察的目的是给支护设计和施工提供详细的岩土工程资料，进行深基坑工程岩土勘察时，应根据场地平面位置图及基坑设计深度沿基坑周边合理布置勘探点，通常情况下，基坑外围勘探点布置范围不应小于一倍基坑开挖深度，当支护结构深入基坑侧壁土体时，其布置范围不应小于支护影响深度，当采用锚杆支护时，应在基坑外不小于两倍基坑深度范围内布置勘探点；勘探点间距宜取15～25m，当工程地质条件复杂，存在软弱土层及不良地质现象时，应适当加密勘探点；勘探点的深度不宜小于基坑开挖深度的两倍，同时应兼顾主楼沉降变形计算所需的岩土层厚度，勘探点深度应穿过对基坑工程有影响的承压含水层及软弱下卧层。3.1.2编制勘察纲要岩土工程勘察过程中，编写岩土工程勘察纲要是一项重要的工作，工程地质勘察工作通常是围绕勘察开展的，勘察纲要既是野外工作的指南，同样是外业管理及质量验收保证[4]。深基坑作为危险性较大的分部分项工程，勘察纲要编制尤为重要，深基坑工程勘察纲要的内容要侧重以下几点：①勘察纲要明确勘察目的和任务，保证勘察期间查明的场地工程地质情况满足深基坑支护及和施工的要求；②勘察纲要应明确勘察方法，勘察布置和工作量，以便技术人员优化勘察流程，保证勘察工作有序进行；③勘察纲要应明确质量、安全保证措施及环境保护措施，明确勘察参与人员的责任分工，预防和减少勘察作业过程中的突发事故。3.1.3加强过程管理深基坑工程的支护设计，对基坑周边岩土层物理力学性质参数的准确性要求较高，勘察人员必须保证基坑支护相关参数的准确性和真实性，勘察人员不仅需要实地开展勘察工作，同时还负责安全生产、设备材料和人员调配，协调各种关系，控制工程质量，因此应加强勘察过程管理。为保证深基坑勘察质量目标的顺利完成，须做到以下几点：①现场技术工作、质量管理按勘察纲要和有关规范、规定和标准执行；②室内实验，试样规格、实验过程须符合规范、标准的要求，提交的成果要求数据准确、结果可靠；③进场前向参与勘察的人员进行详细技术交底，明确责任义务，现场的人员一律戴安全帽、着防护服、穿劳动鞋，工作中思想必须高度集中，保证安全生产。

3.2水文地质勘察要点

工程地质勘察已包括查明地下水的埋藏条件、提供地下水位及其变化幅度等地下水勘察相关内容。因深基坑开挖深度较大，往往受地下水影响情况较为复杂，因此工程技术人员必须重视深基坑工程中的水文地质勘察。3.2.1提高水文地质勘察重视工程技术人员应加强深基坑水文地质勘察意识，要将水文地质勘察和工程地质勘察放在同等的位置看待。在实际深基坑勘察过程中加强场地水文地质研究力度，采取原位测试、钻探等查明水文地质情况，认真分析施工过程中地下水对深基坑工程的影响，确保深基坑安全施工。3.2.2准确评价水文地质问题深基坑工程中水文地质的评价主要包括两个方面：一是查明地下水埋藏分布情况，包括地下水位、地下水类型及埋藏条件，以此为基础，分析地下水对深基坑工程施工的影响，针对可能存在的危害性制定措施，减少风险情况的出现。二是分析深基坑施工对地下水的影响，工程人员应测量和计算含水层半径以及渗透系数等水文参数，评价深基坑开挖是否会导致地下水状态改变，进而对附近环境产生不利影响，并根据实际情况应采取有效的应对措施。

3.3环境地质勘察要点

近年来，深基坑工程中的环境地质勘察逐渐得到工程人员的重视，深基坑开挖对环境的影响主要表现为环境污染及环境破坏，应加强对深基坑周边环境的勘察，采取有效的措施，减小对基坑开挖对周边环境影响。3.3.1明确环境地质勘察内容深基坑工程环境地质勘察重点主要包括以下方面：①查明基坑周边既有建筑物的情况，包括基础形式和尺寸、埋深等，查明各种既有地下管线、地下构筑物的类型、位置、尺寸、埋深等；②查明场地地下水分布情况，评价地下水对深基坑施工及周边环境的影响；③分析勘察过程中可能造成的环境污染，如噪声污染、泥浆对周边污染环境的污染，制定合理的施工方案，降低对环境的污染。3.3.2加强新技术的研发及应用由于深基坑周边环境限制，传统的勘察方法存在钻机无法到达指定位置、勘察过程可能破坏地下设施等不足，因此应加大勘察新技术的投入力度。加强物探技术在基坑环境地质勘察中的应用，如采用地质雷达技术，向地底发射电磁波，利用声纳技术探测以数据形式采集的地质信息，通过专业仪器将获得的数据形成图形，技术人员能更清楚地了解与地质环境有关的信息，包括地层情况和地下水状态[5]；采用遥感技术，利用计算机信息系统构建基坑周边环境的多维模型，通过清晰的图像，使工作人员能够更清楚地观察勘探区的环境地质情况，从而对场地进行更全面的分析。3.3.3加强对深基坑周边环境的监测工程人员应重视深基坑工程施工对周边环境的影响，应在深基坑及周边环境安装相应的预警设备，布置传感器，对深基坑支护结构、侧壁土体、周边建筑、地下管线等变形进行实时监测，并建立信息化平台，及时更新监测数据，分析并找出偏差，及时预警，并对后续深基坑工程的施工进行适当的校正，保证深基坑工程支护及施工安全。

4结语

总而言之，工程人员应重视深基坑工程的地质勘察工作，明确水工环地质勘察工作的重点，准确掌握基坑周边工程地质、水文地质、环境地质情况，加强专业理论知识储备，选择的合理的基坑支护方案，加强对周边环境的监测，保证基坑的安全施工，减小对周边环境的影响。

参考文献

[1]曹际妹.岩土工程深基坑支护施工技术[J].建筑技术开发，2021，48（10）：159-160.

[2]贺凯.岩土工程勘察中的水文地质问题分析[J].居舍，2022（3）：169-171.

[3]闫兵兵.深基坑工程岩土工程勘察的重点及对支护施工的影响研究[J].中国住宅设施，2021（12）：42-43.

[4]闫中锴.深基坑岩土工程勘察的重点探析[J].房地产世界，2022（3）：101-103.

[5]王晓龙，聂鑫，郭洪亮.水工环地质勘察技术与应用研究[J].世界有色金属，2021（19）：205-206.

作者：胡荡 单位：蚌埠市勘测设计研究院