地下空间工程岩土工程勘察的重点

2020-03-06郭霞万进东

工程建设与设计 2020年21期

郭霞，万进东

（核工业湖州工程勘察院有限公司，浙江湖州 313000）

1 引言

近年来，城市中可利用空间逐渐减少，为更加充分地利用空间，城市建筑工程开始朝着更高、更深的方面发展演变，对建筑施工中的地下空间支护工作提出了更高的要求。如此一来，需要对地下空间支护施工中的地质勘察工作进行有效强化，方可保障地下空间支护工作的顺利开展，确保施工作业的安全性。

2 地下空间工程岩土工程勘察的重点

2.1 关于岩土勘察工作基本要求

在岩土勘察工作之前，需要先明确工程的开挖范围和深度。通常而言，坑外勘察点的设置范围大约为开挖边界的2倍；针对那些复杂性较高的勘察点，其间距通常设置为10～15m，而复杂性较低的勘察点间距设置为15～30m，至于一些相对简单的勘察点的间距可设置成30～50m；在实行勘察工作时，其深度不得低于开挖深度的2 倍，如果地下空间下方存在软弱土层或者承压含水层，则设置的勘察孔必须穿透此类土层。实行岩土工程勘察的目的主要在于清楚明了地掌握地下空间及其附近的岩土状况、物理力学特征等要素，从而给地下空间支护设计工作提供有力参考。对地下空间实行全面勘察以及采集并记录相关勘察数据，能够更好地了解地下空间开挖的具体范围与附近地下水类别、储存程度、水位情况等各个方面的信息。此外，还需要调查并分析地下含水层的渗透情况和半径等信息，从而能够在地下空间开挖工作中不会因地下水问题导致地下空间支护结构与附近建筑受到不良影响【1】。最后，根据有关问题有针对性地制定处理对策，对施工难点和安全隐患因素予以突破。

2.2 了解地下空间工程基本情况，明确勘察工作的目的

要想有效提升岩土工程勘察质量，需要勘察工作人员能够对地下空间工程的基本情况有详细全面的了解，明晰具体的勘察目标。此外，勘察工作人员也应当对施工场地及附近建筑、管线分布等做好相应调查，不仅要对地下空间施工场地进行详尽考察，在时间充足的情况下还应当联系相关部门查询详细的信息。譬如，在部分地区地下铺设的管线十分密集，面对这种情况，勘察人员便可前往当地资料馆对地下管线分布信息进行细致了解，在明确管线的规模、铺设深度以及类型之后，设计开挖与支护方案时便能做好应对措施，尽量减少对地下管线的破坏。此外，也可借助专业勘察设备对地下管线进行检测。在地下空间岩土工程勘查中，除了要对施工现场的地层构成、地下水位以及地下水分布情况做详细调查之外，还需要对土层在垂直与水平方向上的变化情况进行深入了解掌握【2】。尤其是勘察技术人员要格外关注软土夹层的分布情况和地下空间支护施工中牵涉到的有关参数，从而更好地为地下空间工程设计和施工作业提供数据支持，这对提升地下空间工程整体质量有着较大帮助。

2.3 编制勘察纲要

在实际工作中，此环节大多容易被人忽视，所以，施工方面需要建立一套科学有效的勘察纲要编制体系。勘察纲要对于岩土工程的勘察工作有着重要的指导意义，在勘察纲要的编制之前，需要对地下空间工程设计方案和施工场地的地质情况有详细的了解，并参照相关资料来最终确定勘察方案，要确保勘察纲要符合有关规范，以此保障勘察工作的顺利进行。

2.4 布置勘察工作

地下空间工程岩土勘察的具体范围与深度需要按照施工现场条件与设计方案来进行确定，其中，勘察深度应当设置为开挖深度的2～3 倍，若在这一深度范围内发现坚硬黏性土、碎石土或是岩层，可以按照岩土类型与支护设计要求适当降低深度。岩土工程勘察的平面范围最好超过开挖边界以外开挖深度的2～3 倍，尤其是在深厚软土区域，勘察的深度与范围都需要增大。针对软土区域的勘察点设置，其深度要能够穿过软土层。当下，国内建筑工程领域中在岩土工程勘察方面可使用的方法多种多样，而钻探和静力触探试验则是使用较多的勘察方式【3】。

2.5 岩土工程对周围环境的分析

对周边环境加以分析的主要目的为选取正确、合适的地下空间支护方案，更好地确定维护结构的位移范围，并确定地下空间的稳定性安全范围标准。通常按照下述3 项步骤进行调查分析：（1）周边建筑的状况。即周边建筑的分布状况、建筑类型以及荷载状况。（2）附近道路的分布状况。需要了解的内容主要有道路之间的分布距离以及道路荷载状况。（3）附近管线与明/暗沟槽状况。主要包括地下管道、光缆等的分布情况，明/暗沟槽的构建、深度、具体位置等，地下埋深较浅的障碍物的分布状况。

2.6 评价地下空间边坡的稳定性

此环节的目的为尽可能地保障地下空间边坡在施工作业时不会发生滑坡或是塌方等问题。地下空间边坡需要具备良好的稳定性，这是由地下空间的土体质量以及摩擦力决定，若是土体颗粒间摩擦力相较于边坡处的土重力更大，则不容易出现滑坡事件。一般情况下，当处于恶劣的极端天气时，出现边坡滑坡或者塌方的概率相较平时便会大很多。若是跨季节进行地下空间施工，当地下空间开挖之后碰到低温、降水等情况，其岩石层强度也会大幅度下降。此外，暴雨天气时地下空间边坡整体的抗剪强度都会严重下降，若此时边坡受到强大外力作用的影响，便可能引起滑坡或塌方等事故【4】。

综上可知，在进行地下空间工程施工作业时，遇到的不确定因素较多，而技术人员要想在施工中处理好所有细节是不可能的，因此，在进行地下空间开挖前必须要对地下空间的土质情况做详细了解，尽可能地防止施工事故的出现。在稳定性评价过程中需要结合岩土工程的内部以及外部情况多加考虑，不然便可能导致所得勘察结果与实际存在较大误差。

3 岩土工程勘察成果在地下空间支护中的分析研究

3.1 土工试验成果的合理应用

在选取确定地下空间岩土工程的支护方案时，必须要对综合土工试验的最终结果进行考虑，通过对岩土层物理力学特征加以分析，以此作为依据制定支护方案和地下空间支护施工工艺流程。

在岩土工程中通常将土质的指标划分3 项，即：含水率、密度以及土颗粒比重，这3 项指标不仅代表着土体的3 项物理学特性，同时也是计算孔隙比、饱和度以及干容重等相关指标的主要依据，并且也对于把控施工质量有着重要作用。就岩石指标值而言，通常在选取抗压强度、黏聚力以及内摩擦角方面十分关键，与岩质边坡稳定性有着密切关联。所以，在岩土工程中必须要确保上述指标选取的合理性和科学性，并在进行支护方案的设计中有效应用这些指标。