浅谈深基坑中岩土勘察技术要求

文/王诚东 浙江省核工业二六九大队 浙江 金华321017

随着科学技术的发展，城市建筑物的规模也越来越大，人口密度也在增大，建筑密度也越来越大，城市不断向空中和地下扩展。高层、超高层建筑，深基坑、超深基坑工程也不断涌现。在向地下空间拓展的同时，深基坑施工安全，周边环境保护的问题也越来越突出。一个安全、稳定、可靠，对周边环境影响最小的深基坑围护方案是关键，制定深基坑围护方案的前提是要对场地进行全面的勘察。

深基坑勘察工作主要是围绕收集制定确保施工期间深基坑稳定、周边环境能得到有效保护的资料。其中岩土勘察的要点有以下几点：

首先，必须认真掌握深基坑的规模、大小、深度、安全等级和用途，分析其特征来选择勘察方法和手段；同时结合深基坑用途――主建（构）筑物所需勘察要求，综合考虑勘察深度，勘察范围，测试方法等。

第二，必须全面详细的查明深基坑场地及周边一定深度的岩土层分布、埋藏、物理力学性质等岩土体内在特征，保证资料的 准确性和全面性。

第三，全面查清场地及周边的水文地质条件，分析其对深基坑工程的影响。

第四，仔细查明场地填土的堆填方式，物质组成、埋深；暗沟、古河道，溶洞、土洞、防空洞等不利埋藏物的分布、埋深，分析其对深基坑工程的影响。

第五，准确全面掌握深基坑周边环境状况，主要包括邻近建（构）筑物，地下管线，周边道路等情况，分析评价深基坑工程对其影响，为对其实施保护提供依据。

围绕以上的勘察要点，应如何实现勘察目的，需要比较具体的勘察技术手段。现对其进行粗略分析。

1. 根据不同的场地，不同的深基坑安全等级，目前主要的勘察方法和步骤：

党的十八届三中全会要求，“将水资源管理、水环境保护、水生态修复、水价改革、水权交易等纳入生态文明制度建设。”如何进行农业水资源的合理确权和交易制度的平台设计，是此轮水资源管理改革的基础性重要工作。

第一步，资料收集。深基坑自身及主建筑物的特征是必要的基础资料，场地概况及周边环境情况是必须的资料；区域地质和水文地质资料是必备的资料。

第二步，现场调查。既要对已收集到的资料进行现场核对，又要对资料未反映的情况进行补充；同时，有条件的区域应进行工程地质测绘调查。

第三步，现场勘察施工。现场勘察施工包括钻探、物探、原位测试、必要的岩、土、水样的采取。

第四步，室内试验。室内试验不仅包括常规岩、土、水样试验，还应注意深基坑工程中必要特殊的试验项目，如三轴试验、渗透试验、砂土颗粒分析试验等。

第五步，综合分析，为深基坑开挖、设计提供安全、经济、合理的参数和勘察报告。

2. 深基坑围护设计和施工对岩土勘察的要求有别于主体建筑，其重点部位是深基坑对围护结构和周边环境有影响的范围。因此，深基坑周边围护结构所处位置是深基坑勘察的重点，勘察孔主要布置在深基坑周边；对深基坑开挖或围护有影响的深基坑周边外2-3倍深基坑深度的范围重点进行勘察；一般由于空间狭小、红线范围的限制，深基坑开挖线以外的范围一般采取现场调查和资料收集整理为主。特别是大城市为了充分利用地下空间，勘察工作和围护结构是不允许延伸至红线以外。为了确保周边环境得到有效保护，周边环境资料的收集和调查是必须认真做好，深基坑内岩土勘察工作主要涉及开挖工作的顺利进展，主要必须查清开挖深度范围内的岩土层的基本性状和不利埋藏物情况，一般应与主建（构）筑物勘察一起进行。

3. 深基坑工程勘察孔深度是一个比较值得探讨的问题。一般情况是深基坑深度的2-3倍，但必须结合主建（构）筑物、岩土工程条件来确定。一般来说，深基坑内主建（构）筑物的勘察深度一般大于深基坑勘察深度，如整体地下室与上部高大主体工程为一整体，基础持力层一般选择 同一 岩土层。由于主体工程荷载大，勘察深度一般较大，而对于深基坑开挖后仅为建设带地下室上部结构荷载轻的低层建筑，或纯地下室，对于地下水位较高的南方，必须考虑抗浮结构的勘探深度；对北方地下水位较低，无需抗浮设计时，则以深基坑开挖和围护结构来考虑勘察深度。总之，深基坑勘探的深度必须与主建（构）筑物的勘察结合在一起，既要注重深基坑的开挖围护所需上部岩土层深基坑勘察资料的收集，又要达到主建筑持力层的要求。

4. 抗剪强度的准确性是决定深基坑围护结构稳定性成败的关键，但不同的试验方法可能得出不同的结果。

现行通用的做法是采用朗肯理论为设计理论基础，砂土、粉土水土分算，粘性土水土合算。主动侧开挖面以下土自重压力不变，抗剪强度一般采用以下试验方法：

（1） 对地下水位以上的各类土，土压力计算、土的滑动稳定性验算时，对粘性土、粘质粉土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu或直剪固结快剪强度指标ccq、φcq，对砂质粉土、砂土、碎石土，土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c'、φ'；

（2） 对地下水位以下的粘性土、粘质粉土，可采用土压力、水压力合算方法，土压力计算、土的滑动稳定性验算可采用总应力法；此时，对正常固结和超固结土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu或直剪固结快剪强度指标ccq、φcq，对欠固结土，宜采用有效自重压力下预固结的三轴不固结不排水抗剪强度指标cuu、φuu；

（3） 对地下水位以下的砂质粉土、砂土和碎石土，应采用土压力、水压力分算方法，土压力计算、土的滑动稳定性验算应采用有效应力法；此时，土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c'、φ'，对砂质粉土，缺少有效应力强度指标时，也可采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu或直剪固结快剪强度指标ccq、φcq代替，对砂土和碎石土，有效应力强度指标φ'可根据标准贯入试验实测击数和水下休止角等物理力学指标取值；土压力、水压力采用分算方法时，水压力可按静水压力计算；当地下水渗流时，宜按渗流理论计算水压力和土的竖向有效应力；当存在多个含水层时，应分别计算各含水层的水压力；

（4） 有可靠的地方经验时，土的抗剪强度指标尚可根据室内、原位试验得到的其他物理力学指标，按经验方法确定。

5. 对水文地质情况的掌握，是确保深基坑工程顺利施工和围护结构稳定的重要保证。在深基坑开挖过程中需要对地下水进行控制，因此，其勘察工作主要围绕满足降水设计需要和对环境影响评估（隔水）的需要两个方面的目的来进行。

详细全面掌握地下水类型、埋藏条件、水位变化、补给排泄条件、土层的渗透系数等水文地质资料以及地表水情况，区域水文气象资料。准确提供降水、隔水设计参数，确保方案的可行性，可靠性，解决深基坑开挖过程降水、隔水问题，同时保证围护结构具抗底部突涌和抗侧壁管涌，防止产生流砂、流土、管涌等渗透破坏，减少降水对地面的沉降，控制深基坑施工对环境的影响。

6.查明深基坑周边环境条件是深基坑勘察的重要工作。

现代城市，特别是大城市，真可谓寸土寸金，新建工程周边环境一般相当复杂，为了保证深基坑工程对环境不损害，必须对深基坑周边环境条件进行全面勘察，主要有以下内容：

（1）采取收集资料、走访调查的方法，查明邻近建筑物和地下设施的结构类型、层数、位置、基础形式和尺寸、埋深、使用期限、用途等，分析、评估对开挖变形的承受能力。

（2）收集资料、走访调查，查明现有地下管线、地下构筑物的类型、位置、尺寸、埋深等；对现有供水、污水、雨水等地下输水管线使用状况及渗漏状况也应查明。

（3）收集资料、现场调查，查明道路的类型、位置、宽度、道路通行状况、最大车辆荷载等。

深基坑岩土勘察除掌握以上技术要求外，还应注意一些细节和特别的事项。

1.岩质深基坑

岩质深基坑相对土质深基坑是一个更加复杂的、更难把握的勘察难题。现在，深基坑工程大部分在人口和建筑密度比较大的城市中，场地多为被开挖或堆填整平，原生地貌基本被破坏，且具有一定的覆盖层。勘察期间基岩露头难于找到，而利用常规钻探和物探难于准确确定岩石结构面（层理、断层、节理裂隙）产状，结合程度、充填物状态、充水状况、组合特征与临空面的关系等。准确的说，难于准确确定岩体相对临空面的抗剪程度。

但是，岩体结构面的产生、发育、发展是有一定规律的。在一定区域内，地质历史的演变是有一定规律的；岩体是地质历史演变的载体，反映在岩体中结构面在一定区域有一定的规律。勘察时，首先要收集该区域的区域地质资料，掌握地质应力演变过程，了解本区域的地质构造和地层等基本情况，掌握岩体结构面的一般规律；其次，应注重周边岩露头的调查，直观反映区域构造在勘察区的实际反映，如结构面产状、结合程度等；第三，注意收集整理邻近深基坑的资料，利用地质类比的方法确定勘察深基坑岩体结构面抗剪程度等；最后，在深基坑开挖期间，及时跟进地质编录，准确直观掌握深基坑岩体状况，发现与勘察不同情况，应及时调整地质参数，并调整原有设计方案，达到安全、经济、合理的效果。

2.特殊性岩土在深基坑勘察中有其特殊的要求。比如，有机质土应提供有机质含量，以免影响水泥搅拌桩成桩质量，降低止水效果；深基坑安全等级要求高的深基坑还需要进行十字板试验，提供软土的十字板强度和灵敏度；对新近填土应全面了解其物质成分堆填方式，堆填时间等情况，准确估算其抗剪强度。

3.在我国东南沿海地区，平均海拔低，河网湖泊异常发育，暗塘、暗浜（河）非常发育及没有规律。对其勘察目前较为有效的方法是收集原始地形图和用小螺纹孔加密钻孔。

4.在勘察过程中，比较容易忽略的一个问题是对老旧基础的调查。现在城市，历史变迁快，土地供用紧张，往往是拆旧房建新房，遗留下大量的旧基础，这些老旧基础对深基坑开挖、围护结构的施工等影响大；特别是遗留下的桩基础，难于处理。因此，准确了解老旧基础的型式、分布、埋深，为下一步设计施工提供依据，是保证深基坑开挖围护结构的顺利实施和顺利开挖的重要条件。

5.地方政府的特殊规定，也是勘察应了解的情况之一。如有许多城市规定，深基坑围护结构或放坡范围不允许超出用地红线范围。这样有可能改变围护方式，影响勘察孔深度等。

总之，深基坑的岩土勘察技术要求不同于普通岩土勘察工作，具有其自身独特的技术要求，它既需要对场地工程地质条件和水文地质条件等内在因素进行详细的勘察，又需要掌握深基坑自身的特点和周边环境情况等外在因素的情况，同时要结合主体建筑的勘察要求，综合分析，认真施工，准确收集各方信息，科学合理的提供深基坑围护方案所需各项参数，保证深基坑施工期间的稳定和对周边环境的有效保护。

[1]卜繁健.浅谈深基坑中岩土勘察技术[J].技术与市场.2014,12（24）：112-115

[2]万齐.关于深基坑的支护设计与岩土勘察技术探讨[J].价值工程.2012,12（24）：163-168

[3]朱哲峰.关于深基坑的支护设计与岩土勘察技术探讨[J].中国高新技术企业.2014,12（24）：174-176