试论岩土勘察技术及深基坑的支护设计

芦霁

（新疆建筑科学研究院（有限责任公司），新疆 乌鲁木齐830002）

在大型工程施工中，需要开挖深基坑以提高地基承载力，保障工程稳定性与安全性。在深基坑开挖和支护前，需要运用岩土勘察技术，掌握工程所在区域的地质、水文信息，以此为参照设计科学的深基坑施工方案。深基坑施工中，为了避免出现渗水、坍塌等问题，需要采取支护措施。目前常用的支护方式有锚杆支护、排桩支护等多种形式，选择最佳支护技术，并掌握支护要点，对营造良好的施工环境，以及保障工程质量安全有积极作用。

1 岩土勘察技术要点

1.1 编制岩土勘察方案

由于不同地区的地质条件、水文特点存在较大差异，在开展岩土勘察工作之前，需要提前编制完善的作业方案，为工作人员开展现场勘察工作提供必要的指导。岩土勘察方案中应包含勘察点分布位置、场区地层信息、勘察操作规程等详细内容。另外，在一些地下水较为丰富的地区，地下水的埋藏条件、侵蚀性等，也是岩土勘察的重要内容，也需要在该方案中加以体现。关于勘察作业的一些细节参数，也要在方案中加以明确，例如钻探孔的孔深、标准贯入实验的次数、取样的件数等等，指导现场作业的顺利进行。

1.2 布设勘察点

根据技术人员编制完成的勘察方案，结合现场地形地质，布设勘探点。原则上来说，优先考虑在比较平坦的位置布置勘察点，像边坡倾角较大、有暗沟的位置，应当减少勘察点的数量，或是不设勘察点。垂直于勘察点所在的地平面，钻探成孔，并且进行功能划分，例如有控制孔、基坑孔等，具体数量根据方案进行确定。成孔后还要检查质量，保证取样顺利。同时，对勘察孔的具体参数也要进行控制，例如控制性孔的深度一般在40m 左右，而基坑孔的深度一般不会超过25m。孔深、孔径等都要按照方案要求来确定，确保所取土样或水样，能够真实的反映地质信息，为后期的深基坑支护设计提供必要的指导。

1.3 取样及原位测试

随机从不同位置取土样或水样，在存储样品时，应在存储容器上贴好标签与备注，包括样品标号、取样位置等。样品一般需要封存，按照相关的规程制度进行操作，避免样品受到污染，保证后期实验室分析结果的准确性。选择合适的方法进行原位测试，进一步获取该位置的岩体工程力学指标，常用的测试方法有静力触探实验、标准贯入实验等。技术人员应熟悉每一种原位测试实验的适用条件、操作技巧，以及结合现场环境，选择最佳勘察方式，规范实验操作，得到更为准确和细致的指标，实验结果还需要进行复核，确保精准、可用。

2 深基坑支护设计

2.1 排桩支护

结合深基坑的所在位置，确定桩位点。使用机械设备进行钻孔。检查钻孔有无倾斜问题，以及孔壁开裂、塌陷等情况。如果成孔质量较差，则需要重新布设桩位点并钻孔。在成孔质量较好的情况下，进行孔内粉尘、泥土的清理，将制作好的钢筋笼放入钻孔内，最后将配制好的标准混凝土，缓缓注入钻孔。经过一段时间的养护后，形成坚硬的灌注桩。在深基坑支护中，选择灌注桩排桩支护的优势在于施工速度快，成桩强度大，可以起到较好的挡土效果。另外，施工噪音小，适合在一些人群比较密集的居住区等进行施工作业。排桩支护也是现代建筑深基坑支护中较为常用的形式之一。

2.2 深基坑搅拌支护

搅拌桩支护的操作原理是：首先确定桩位点，然后使用钻机沿着桩位点向下垂直钻孔。将带有旋转喷头的喷浆机，提前灌注配制好的混凝土浆液，沿着钻孔伸入到地下一定深度。启动喷浆机后，喷头旋转，同时在强大的压力作用下，将内部的混凝土喷射出去，与地下的土体充分搅拌、混合。停留15～30min，将喷浆机上提一定的高度，继续停留作业一段时间，直到靠近地表。混凝土与土体的混合物，在干燥、固结成型以后，形成了具有一定强度的搅拌桩。这种深基坑支护方式的特点是扰动较小，成本较低，同时具有较强的环境适应性，在各类复杂的地质环境下，都可以使用搅拌桩支护进行深基坑加固。

2.3 锚杆支护

锚杆支护是在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道等地下硐室施工中，采取的一种加固支护方式。通过围岩内部锚杆改变围岩自身的力学形态。根据锚杆材质组成的不同，可以分为水泥砂浆锚杆、树脂卷锚杆等若干种，需要现场施工人员结合岩土勘察结果以及支护要求进行具体选择。支护时需要注意的技术要点有：其一，锚杆眼的角度和孔深等要符合要求，锚杆眼的方向与岩层或土层尽量保持垂直，可以根据实际情况进行一定倾斜，但是需要控制在80°～100°之间，保证锚杆的稳固性。其二，对锚杆及锚固剂都要进行严格的质量检查，锚杆本身存在变形、开裂的，锚固剂过期变质的，必须禁止使用。其三，锚杆固定之后，还要进行二次加扭，确保锚杆的预紧力符合设计要求。

2.4 地下连续墙支护

在一些超大规模或超高层建筑中，对深基坑的支护要求更高。这种情况下使用锚杆支护、搅拌桩支护，可能在承载力和稳定性上难以达到设计要求，就需要使用地下连续墙支护技术。其施工流程为：首先沿着深基坑的外侧，开挖一定深度和宽度的沟槽，进行沟槽内壁的简单清理，保证整齐。然后现场制作钢筋笼，保证钢筋笼的高度、宽度，与沟槽正好符合。然后将钢筋笼逐个放置到沟槽内。将钢筋笼简单固定，避免上浮。将混凝土灌注到沟槽内，形成钢筋混凝土连续墙。地下连续墙支护不仅在承载力上有了明显的提升，而且还具有较强的挡水能力。

3 岩土勘察与深基坑支护的优化措施

3.1 岩土勘察的优化措施

首先要分析岩土勘察技术可行性，确定基坑深度。通过钻探进行勘察，确定岩层分布特征，为后续的设计坑支护提供技术资料。环境调查了解岩性资料，把握岩层的风化情况、软化程度和断裂结构，综合分析内外部影响因素编制合理的施工方案。施工环境周围勘察，确定深基坑性质和维护结构，获取管道位置和埋深信息。

其次要明确岩土勘察的具体内容和勘察要点，例如进行岩性分析。岩性分析主要包括：岩层风化情况、软化程度、断裂构造、节理描述。可通过所得数据，对深基坑开挖地区的地质进行全面了解。此外还要重视岩层分析。岩层分析是勘探岩土层的基本性质。主要通过勘察岩层的分布特征、地下水特征、地质表面特征和对岩层的力学性分析等。根据所勘测的数据对土层进行综合性分析，可将所获得数据做为深基坑支护设计的审计依据，该数据还可对支护结构的稳定性和内力分布情况进行分析。

3.2 深基坑支护的优化措施

通过提前做好岩土工程勘察，可以为深基坑开挖施工、支护施工提供必要的参考。但是在实际支护阶段，仍然要注意加强技术控制，保证支护效果和确保现场施工安全。结合以往经验，深基坑支护中需要采取的优化措施有：对支护所需的各类材料，以及现场支护施工所用的各类设备等，进行严格的质量检查。无论是锚杆支护中的锚杆材料，还是灌注桩支护中的混凝土材料，都要按照相关的标准进行检验，不符合标准的一律不准使用。同时还要重点做好施工人员的培训，要熟悉各类支护形式的适用条件，根据岩土勘察和现场情况，科学选择相应的支护方式。施工单位既要做好现场人员的技能培训，同时又要开展安全教育，提升安全意识，保证深基坑作业的安全性。通过杜绝质量隐患，为工程建设奠定扎实的基础。

4 结论

工程建设中，岩土勘察和深基坑施工是两项基础工作，并且岩土勘察所得结果，还能够为深基坑支护设计与施工提供必要的参考。施工单位一方面需要通过编制勘察方案、科学布置勘察点，保证勘察结果的准确性，另一方面又要在此基础上选择恰当的深基坑支护形式。掌握各类支护方式的适用条件、操作要点，提高深基坑的支护稳定性，为现场施工作业的顺利开展和建筑工程的质量安全提供必要的保障。