深基坑工程岩土工程勘察的重点探析

王聪

摘要：本文主要探讨了深基坑工程施工建设及其岩土工程勘察的相关问题。首先阐述了岩土工程勘察的重要性，明确其在深基坑工程建设中的作用;然后探讨了当前我国深基坑工程中岩土工程勘察存在的突出问题;最后分析了常见深基坑支护结构、深基坑支护系统的分类以及深基坑的设计，从而为我国深基坑工程的发展提供有益的方向。

Abstract： This paper mainly discusses the related construction problems of deep foundation pit construction and geotechnical engineering investigation. Firstly， the importance of geotechnical engineering investigation is expounded， and its role in deep foundation pit construction is clarified. Then， the outstanding problems in geotechnical engineering investigation in deep foundation pit engineering in China are discussed. Finally， the classification of common deep foundation pit protection structure and the deep foundation pit support system and the design of the deep foundation pit are analyzed， to provide a useful direction for the development of deep foundation pit engineering in China.

關键词：深基坑;岩土工程勘查;重点

Key words： deep foundation pit;geotechnical engineering investigation;key points

中图分类号：TV551.4                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）18-0211-03

1  岩土工程勘察的重要性

第一，岩土工程勘察是工程质量的保障。工程的质量在很大程度上会受到当地地质条件的影响，而每个地区的地质条件又存在着很大的差别。为保障工程建成后的质量，必须在工程建设开始之前对于建设区域的地质状况进行深入而细致的调查，在结果中反映出当地地质环境的特点。并以此为依据，进行工程各个方面的设计，从而避免在设计中出现重大的问题影响到工程的质量。

第二，岩土工程勘察是保证工程安全的重要手段。在工程建设中，如果没有进行详细的岩土勘察，很可能使得工程在施工建设与建成后投入使用的过程中出现安全事故。通过岩土勘察，设计单位、施工建设单位等部门可以全面掌握工程的地质与岩土状况，了解在建设中可能会带来安全隐患的因素，在设计和施工中采取措施进行防范，以避免安全问题的产生。在近些年，由于岩土工程勘察没有严格实行导致安全事故的发生并不少见。一旦发生事故，不但会带来巨大的经济损失，形成重大经济事故。还可能会带来人员伤亡，造成负面的社会影响。因此，在保障工程安全方面，岩土勘察的作用是不可忽视的。

第三，岩土工程勘察对于工程经济效益的提高具有重要的作用。在工程建设中，无论是出现安全事故，还是存在设计上的不合理，都会对工程的建设带来负面的影响，使工程的经济效益下降。一方面，安全事故与设计不合理会造成严重的工期拖延。工期的拖延会使工程无法如期完工，从而导致工程的经济效益下降。另一方面，岩土工程勘察的结果是工程建设中各项决策的依据，只有确保结果的科学性，才能为工程建设中材料、技术、机械设备、人员安排等方面的决策提供正确的参考，从而确定各项投资的规模。如果岩土工程勘察没有落实到位，很可能会导致不合理投资，出现经济效益的损失。

在工程建设中，岩土勘察是一项基础性的工作，对于工程的安全、质量、合理投资以及工期等具有重要的影响。在深基坑工程中，岩土工程勘察的重要作用也是不能够忽视的。

2  我国目前深基坑工程中存在的问题

2.1 勘察市场的不规范

在多年前，我国的勘察单位就已经实行了企业化，勘察单位需要自负盈亏，需要面对盈利的压力。经过一段较长时间的发展后，虽然我国的岩土勘察市场已经有了一定程度的完善，但是仍然存在着许多不规范的现象。部分岩土工程勘察单位为了获得最大化的利益，在勘察中放松了管理，使得岩土工程勘察的质量出现了不同程度的下降。其主要表现为：一是缺少规范的岩土工程勘察纲要。作为岩土工程勘察中的一项纲领性文件，纲要对于勘察工作的开展与深基坑工程的建设意义重大。但是，部分勘察单位在实施岩土工程勘察项目时却没有按照规定进行勘察纲要的编写，有的虽然编写了勘察纲要，但却是依据工程地质勘察的要求来进行，对于深基坑工程的岩土工程勘察工作没有太大的指导意义，也给勘察结果带来不利影响。二是勘察工作量不足。部分勘察单位为了获得更多的经济利益，往往会减少勘察工作量，勘察中的某些项目不做或者是少做，影响到了岩土工程勘察的最终效果。为了抢速度，在钻探取样的过程中没有严格按照规定进行，2～3m才提一次钻。为了减少工作量造成了勘察中分层位置不准确，使得深基坑工程中的特殊的地质现象可能会被忽略。而在取样时，由于偷工减料，没有使用取样器而是从岩芯管中直接取原状土样，甚至直接编造了事，这都给岩土工程勘察的效果带来了负面影响，从而为深基坑工程的建设质量带来了隐患。三是勘察报告书不规范。在勘察报告书的编写中，存在内容的表达不精准的问题，所选择的地质参数存在不完整和错误，在报告书中重结论、轻建议等。

2.2 勘察信息数字化程度较低

信息技术对于各个行业的发展都带来了重大的影响，在发展的过程中实现更高水平的信息化是一个必然的趋势，深基坑工程中的岩土工程勘察也不例外。传统的岩土工程勘察中，钻探勘查、井探以及物探槽探是最主要的勘察方法。随着信息技术与岩土工程勘察的结合，许多先进的技术已经在岩土工程勘察中得到了应用，大大提高了岩土工程勘察的信息化水平。但是，当前我国岩土工程勘察的信息化水平还是比较低的，许多先进的技术没有得到广泛的应用。如GIS技术作为一种地理信息技术，其在岩土工程勘察中的应用可以使勘察结果的精确性有效提高，提升勘察的信息化水平。但目前还有部分勘察单位却还没有具备将GIS技术运用于深基坑工程岩土工程勘察中的技术实力，不仅在专业设备的购置上无法跟上，在技术人员的配置上也还无法满足技术应用的要求。这是我国深基坑工程中岩土工程勘察信息数字化水平低的体现之一。

2.3 勘察人员专业技术水平低下

勘察人员自身的专业素质对于深基坑工程中岩土工程勘察的实施效果有直接的影响。而在当前，部分勘察人员本身的专业素质存在一定的问题，这是导致我国深基坑工程建设出现问题的原因之一。一方面，部分勘察人员的职业素养有待提高。岩土工程勘察工作不仅需要高水平的专业技术，同时也需要勘察人员在工作中具有高度的责任感和良好的职业道德。而现实是部分勘察人员在岩土工程勘察中存在许多不规范的行为，为图方便出现许多不规范的操作。甚至会出现敷衍了事、编造数据出现数据造假的行为。这些都是勘察人员在深基坑工程岩土工程勘察中缺少职业素养与职业道德的具體体现。另一方面，有部分勘察人员还存在专业技术不过关的问题。尤其是运用信息技术进行勘察工作的能力还有很大的提升空间，无法利用计算机对复杂的岩体问题进行模拟分析，并且制定出合理的解决方案的能力。

3  岩土工程勘察中深基坑支护技术分析

3.1 常见深基坑支护结构分析

在我国，深基坑工程建设中的支护结构主要可以分为柱列式、重力式、板柱式挡墙，还有沉井、土层锚杆等。下面主要对常见的，深基坑支护结构进行简要的分析。

一是工字钢桩支护结构。工字钢支护结构是在砂性土、粘性土等环境下使用广泛的一种深基坑支护结构。在施工中其多采用i55、i50及i60大型工字钢，需要先通过冲击式打桩机，在深基坑的设计边线将工字钢打入地下，桩间距保持在1～1.2m，然后再进行深基坑的开挖。在深基坑开挖的过程中，需要插入50mm厚的水平木板来挡住桩间的土体。但深基坑达到一定的深度后还需要进行横撑、腰梁、锚杆的设置工作，横撑多由组合钢梁、钢管构成，而腰梁多为工字钢或者大型槽钢。在深基坑工程施工中，如果地下水位较高，还需要有人工降水措施配合工字钢桩支护结构的施工。由于该类支护结构施工时施工噪声要远超于环境保护法规定的限值，所以通常在远离居民点的深基坑工程施工中使用。

二是钢板桩支护结构。该类深基坑支护结构的施工与工字钢桩相同，其多用于地铁工程的深基坑建设当中。钢板桩支护结构的优点在于强度高，而且其桩与桩的连接紧密具有很好的隔水效果，并且能够进行重复的使用。钢板桩的断面多是Z形或者U形。在地铁施工中，如果基坑的深度较大，通常会采用帷幕式构造来保障支护结构的垂直度，为施工提供便利。

三是深层搅拌桩支护结构。深层搅拌桩是一种将石灰、地基土、水泥等通过搅拌机械进行拌合，从而达到支护和挡土效果的支护结构。通常，深层搅拌桩支护结构中的搅拌桩会布置为格栅形，或者是通过连续搭接而布置成止水帷幕。

四是SMW桩支护结构。该类支护结构需要通过搅拌设备，就地进行深基坑土体的切削，再将水泥类混合液注入土体中，经过搅拌而构成均匀的挡墙。最后再将型钢插入墙中，从而形成具有劲性的复合围护结构。SMW桩支护结构具有构造简单，而且止水性好的优点。其施工的难度较小，速度快，而且型钢也可以进行回收并重复利用。

五是地下连续墙支护结构。地下连续墙的施工需要使用到专门的挖槽设备，在深基坑的周边开挖出狭长的沟槽。在开挖过程中，通常需要通过特制的泥浆护壁来保证槽壁的稳定性，泥浆的配制需要地面沉降控制的要求以及地质状况来确定，保证泥浆的黏度、pH值、相对密度、含砂率能够达到相关技术性能指标的要求。在一个副段内，沟槽开挖工作完成后需要将钢筋笼放入槽段中，并进行水下混凝土的浇筑。然后再将各个幅段连城整体，构成连续的地下墙体。地下连续墙不仅具有墙体刚度大的优点，可以很好地满足深基坑工程建设的要求。而且其在多种土层当中都适用，无论是无黏性土、黏性土，还是卵砾石层都能够高效成槽。

3.2 岩土勘查工作中深基坑支护系统的分类

在目前，随着基坑的施工难度越来越高，深基坑在工程建设中的应用越来越多。在基坑施工中直接开挖，或者是放坡开挖已经较为少见了。深基坑的开挖必须要有完善的支护系统作为支撑。传统的基坑支护通常为钢板桩外加井点降水，随着基坑的体量与深度不断增大，简单的支护系统已经满足不了深基坑工程的支护要求。根据功能不同，深基坑支护系统可以分为挡土系统、挡水系统以及支撑系统三大类。挡土系统在深基坑工程建设中主要承担着坑外土压力的重要功能，从而避免深基坑出现坍塌等导致施工失败。常见的挡土系统主要有钻孔灌注桩、钢板桩、深层水泥搅拌桩等，其通常是由支护挡土墙或者支护排桩构成。在深基坑工程施工中，渗水是影响施工的一个重要因素，挡水成为深基坑建设一项重要的工作。挡水系统的主要作用就是减少深基坑工程建设中出现坑外渗水的现象。压密注浆、锁口钢板桩、旋喷桩等是较为常见的挡水系统。而深基坑工程中的支撑系统则具有防止支护结构出现位移，支承支护结构的侧力，从而使深基坑支护结构保持稳定的作用。常用的支撑系统主要有钢筋混凝土内支撑、钢管与型钢内支撑，以及钢与钢筋混凝土组合支撑等。

3.3 深基坑的设计

在深基坑的设计中，基坑地下水控制，施工监测，以及支护结构强度变形、基坑内外土体稳定性等的设计是最主要的内容。深基坑的设计不仅需要遵循科学的原则，还需要有充足的数据与资料进行支撑。深基坑工程的设计需要有以下几个方面的资料进行支撑。一是需要有详细的岩土工程勘察报告;二是需要有建筑物的結构设计图、总平面图，工程的用地红线图等图纸资料;三是需要有邻近建筑物的结构图、平面位置、埋深及荷载资料，周围的地下设施、道路的详细资料，市政管道、通信工程管线图，以及深基坑的支护结构系统设计要求等。

4  深基坑优化设计应用

4.1 工程实例

本项目基坑场地，位于××市××大道西侧，场地内拟建多栋地上27～38层、地下2层的住宅楼，以及多层的商业配套设施。东面、西面、南面为本项目规划建筑用地，场地周边开阔、平坦，其中西南、南面与珠江相邻;北面周边地表存在很多邻近建构筑物，本项目规划建筑用地红线与这些建构筑物相距位置较近，根据规划总图基坑边线与规划红线距离最短约为10米，建构筑物外为黄沙大道。基坑周长约974m，基坑面积约63000m2，基坑开挖深度12m。（图1）

4.2 工程地质与水文地质状况

据地质勘察揭示，场地地层上部自上而下由人工填土（Q4ml）、冲积层（Qal）及残积层（Qel）组成，下伏基岩为白垩系（K）沉积岩组成。基坑最大深度约12m。在开挖深度内，主要分布有杂填土、淤泥和冲积砂层。基坑底为冲积砂层、残积土。勘探期间测得地下水位埋深0.80～4.80m，受钻孔残留水及施工期间降雨影响，水位浅。本场地内地下水丰富。

4.3 施工工艺流程

先施工完成水泥搅拌桩止水幕及加基坑内加固土台，具体施工工艺流程如图2。

4.4 基坑监测的情况

如表1基坑开挖监测项目允许值中所示，只有确保深基坑支护结构达到了一定的要求，才能实施土方的开挖。通过分析监测数据基坑的变形均在设计及规范规定的允许范围之内，基坑是安全的。

总之，深基坑工程的建设是许多建筑工程建设的基础。在深基坑工程中，需要严格按照有关的规定与技术标准进行岩土工程勘察，为深基坑的设计与施工提供科学的依据。同时，也必须提高深基坑支护结构的设计与建设水平，从而确保深基坑工程的正常、安全施工。

参考文献：

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