岩土工程勘察在地下空间开发利用的应用研究

夏海滨

摘 要：在地下空间开发利用过程中，项目工程组需要考量诸多技术类问题。其中，尤以岩土问题最为关键。地下空间开发是城市发展的重要资源，是城市发展的趋势，是城市规划发展的重要组成部分。基于此，本文简要论述地下空间开发利用中涉及的各类岩土问题及地下空间勘察情况，深入探讨新型岩土工程勘察方法，以期为后续工程施工奠定一个良好基础。

关键词：岩土工程勘察;地下空间;应用性;开发

中图分类号：TU457文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）11-0088-02

Abstract： In the process of development and utilization of underground spaceproject engineering team need to be considered many technical problems.Among them， the geotechnical problem is the most critical. Underground space development is an important resource for urban development， a trend of urban development， and an important part of urban planning and development. Therefore， this paper briefly discussed various types of geotechnical problems and underground space surveys involved in the development and utilization of underground space， and deeply explored new geotechnical engineering survey methods， ， in order to lay a good foundation for the subsequent construction.

Keywords： geotechnical investigation;underground space;applicability;development

国际上认为21世纪是“人类开发利用地下空间的年代”[1]。地下空间的开发与利用对岩土工程勘察的應用技术提出了更高要求和标准，岩土工程勘察的重要性不言而喻。本文以东南沿海某城市地质调查地下空间开发利用专题为例，分析岩土工程勘察在地下空间开发利用中的重要作用。

1 地下空间开发利用中涉及的岩土工程问题

城市地下空间在竖向深度开发利用划分为3个层次，主要分为浅层（0～-10m）、次浅层（-10～-30m）、深层（-30～-50m）。影响地下空间开发利用稳定性、适宜性的因素较多，包括地形地貌、工程地质、水文地质、构造地质和建筑功能类型等。在地下工程所在场地选址范围内，排查暗浜、孤石、漂石、古河道、河水与砂层连通，沿海地区还应注意海陆交互沉积、岩性岩相变化大、地下热水等影响地下工程施工进度及施工安全的不良地质现象。项目工程应及时找出砂土液化、软土震陷、沉降变形、渗透变形、地基稳定性、基坑稳定性和基岩或围岩稳定性等这些直接影响地下空间开发利用的工程地质问题，并根据地下空间开发利用的深度，对该区域内岩土体特性进行分析，从而综合判定该区域是否适宜本项目建设。

2 地下空间开发利用中勘察遇到的问题

2.1 工程所在区域构造的稳定性问题

工程所在区域构造的稳定性主要指地下空间开发区域是否位于构造活动带内的问题。在地震影响下断裂带、小断层等区域稳定性问题会引起线性地下工程发生不均匀变形、沉降等，从而导致构筑物变形破坏，随着地震影响发生地面沉降、岩溶塌陷等不良地质作用。

2.2 地下岩土体稳定性问题

地下空间选址不同，地下岩土体类型、工程特性、分布情况等都有所不同，岩土体物理力学性质和表现形式有很大差异，如位于基岩和淤泥软土上的地下空间稳定性问题的差别和工作难易程度。因此，对不同地下空间采用的勘察方式、方法、手段、评价方式等也完全不同，主要包括砂土液化、软土震陷等，在岩土工程勘察期间必须有针对性地进行现场调查、测试等。

2.3 地下空间的结构特性、深度问题

各地下空间功能性质、外形、深度都有所不同，甚至差异性很大，如城市地下商业街、停车场、人防工程等宽度大、深度小;有的为线性分布，如市政管廊、地铁长达几公里甚至几十公里，且深度较深，对自身基础、支护方式和基坑稳定性也有不同要求。由于这些项目大多处于繁华城市中心或贯穿整个城市，对地下空间项目基坑侧壁支护处理提出更高要求，对岩土工程勘察提供的调查结果、参数精准性具有更严格的要求。

2.4 地下空间开发的地下水问题

地下空间在施工过程中，治水是重中之重。近年来，由于地下水情况不明，导致管涌、突涌的地下工程事故频繁发生。究其根本原因：一是对问题复杂性的动态认识不足，工程施工措施与环境特征不能统一协调;二是地下水问题的理论落后于实际工程需要，现有理论不能指导工程[2]，因此，项目工程组要加强地下水理论研究工作，提高理论知识。

2.5 浅层基础及管线对地下空间勘察的影响

地表以下0～-10m范围内，多是城区管线埋置的深度范围，笔者在工作期间遇到大量类似情况。一是早期多层建筑物采用条形基础或筏板基础等浅基础，在该类建筑附近开挖施工时，支护不当或降水方案不合理会造成房屋开裂、变形、基础或地面沉降等现象;二是施工年代久远，很多周边建筑物的设计施工图及管线设计施工图，由于保管不当发生遗失、破损或者部分无图纸施工等问题，无法收集相关资料。在这种情况下，工作人员需要辅以现场走访、调查、物探技术排查、多部门管线协调等工作，收集大量资料开展后期工作。

2.6 地面工程的基础对地下空间开发的影响

东南沿海发达地区的经济发展较早，许多多层及高层建筑多是早期修建，当时没有地下空间开发的概念，且城区下存在厚度较大的淤泥、淤泥质土等软弱土层，高大的建筑多采用桩基础，如福州、上海、广州、厦门等城市高层建筑的桩基础长度达到80多米，造成后期地下空间开发支护、建设难度加大。

3 新技术、新方法的展望

城市地下岩土工程是新世纪城市建设的重要环节，把地下空间作为新国土资源进行开发的观点早已被提出[3]。沿海地区地下空间项目开发面临的问题与一般岩土工程有所不同，地质岩土方面主要为地层多以淤泥等软土为主，并有多层含承压水的砂层、卵石层穿插;在环境方面，原有建筑的地下设施、交通设施、地下管道密集复杂，开挖造成的影响大。

开挖和支护方法是地下空间开发的关键。具有明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法和注浆法等诸多工艺，每种施工工艺都适用于一定的地质条件和环境条件，且每几年就会有新的施工方法或设备出现，这就需要工作人员积累工程经验，不断学习新理论知识，并根据实际情况选取最合适的开挖、支护工艺。根据相关资料显示，国外地下岩土开挖主要以全程机械化为主，以盾构机进行非开挖成孔，数字化操控，并辅以全程自动监测技术，实时动态地自动调节开挖支护参数，发现问题及时反馈信息，从而确保开挖过程的安全性、高效性。新方法、新工艺对传统勘察数据提出了新要求，能够进一步推动勘察方法、工艺进步。

4 结语

岩土勘察是岩土工程的重要环节，也是整个建筑工程的重要环节。对施工单位来说，合理有序地开发地下空间，既是挑战又是机遇，既提出了各种新的问题以待解决，也指出了一个新的研究方向。

参考文献：

[1]钱七虎.城市可持续发展与地下空间开发利用[J].地下空间与工程学报，1998（2）：69-74.

[2]韩文峰，谌文武，宋畅.城市地下空间开发利用的工程地质与岩土工程[J].天津城建大学学报，2000（1）：1-5.

[3]钱七虎.可持续城市化与地下空间开发利用[J].世界科技研究与发展，1998（3）：4-8.