工程勘察中的常见工程风险及应对措施建议

2021-06-24于鸿坤

山西建筑 2021年13期

魏宁于鸿坤

(北京市勘察设计研究院有限公司，北京 100038)

1 概述

我国的岩土工程勘察随着科学技术和社会经济的发展也逐渐取得了新的进步[1]。岩土工程勘察的对象为隐蔽在地面之下的地质体，无法直接观察，并且大部分岩土体都是非均质、受力情况复杂的[2]。针对不同的自然条件和设计条件，岩土工程勘察过程中会出现各种各样的问题，这些问题通常会对后期建筑施工的安全性和经济效益产生直接影响[3-6]。为了规避这些问题带来的风险，勘察成果中除了提供相关地质资料、技术参数和数据指标外，还应针对工程风险提出相应的处理建议[7]。本文从场地条件、地层条件、地下水条件、后期施工4个方面总结了在工程勘察过程中常见的工程风险及处理建议，对后期进行合理、准确的建筑设计，安全、经济的工程施工具有重要意义[8]。

2 场地条件

2.1 相邻基坑

相邻基坑造成的工程风险有两种情况，分别为支护结构之间的不利影响和深浅基坑对侧壁稳定性的影响。当拟建场地周边分布有现状建筑物时，原有基坑支护结构对拟建工程基坑设计施工有直接影响，如图1所示，应详细调查现状建筑物基坑支护设计施工资料，并针对性编制拟建建筑基坑支护设计与施工方案。另外，当不同基础埋深的拟建物距离较近时，需要考虑较深基坑开挖对较浅地基稳定性造成的扰动等不利影响。建议统筹考虑相邻部位基坑设计、施工及开挖顺序，避免增加后期处理难度及成本。

2.2 现状地物

勘察中经常遇到拟建场地内分布有堆土、树木等。若拟建场地内分布有堆土(如图2，图3所示)，堆土将增大基坑边坡坡顶荷载，对基坑支护设计及稳定性造成不利影响，建议在施工前宜整体清除或进行针对性的侧壁支护设计。若基坑边坡坡顶附近分布有树木，树木受风形成的荷载对基坑支护设计及稳定性将造成不利影响。建议基坑侧壁设计考虑额外的荷载，并对树干进行预加固(斜撑)或者移栽。

2.3 地面沉降

对于位于沉降中心区的拟建场地，当勘察时段与设计、施工的时间间隔很长，导致工程滞后或周期持续较长时，场地地面标高及地层分界标高将随区域地面沉降产生变化。例如，长线路工程施工图设计完成数年后进行施工，可能会出现施工的路面标高与交叉的道路标高产生明显的高差。对于深基坑支护工程，护坡桩的桩头可能会因为地面沉降而明显高出地面，这显然是不合理的。

为避免上述情况的发生，在施工前应对地形图进行复核，然后根据实际标高进一步完善相应的设计文件，以消除地面沉降对竖向标高设计、基础砌置标高选择的影响。

2.4 地形地貌

山区工程中，拟建场地的地貌特征是造成工程风险的重要因素。对于如图4所示的场地位置，在强降雨条件下易形成山洪泥石流，直接危害场地安全。建议对两侧泥石流沟进行专项防治的同时，拟建场地周边修筑防护挡墙类构筑物，避免水流冲刷影响场地地基稳定。

同时，在进行地下水控制设计时，应充分考虑地表水对场地地下水的补给作用，做好沟谷地表水的疏排工作，制定相应防洪、防汛应急预案，防止对施工安全造成不利影响。

3 地层条件

3.1 潜在污染场地

根据对场地历史的调查，场地原为化工工厂(已进行过污染场地治理)，钻探过程中也揭示了有异味的污染土(如图5所示)，并详细圈画了污染土分布的范围及深度。在该区域进行基坑及地下结构施工时，存在吸入挥发性气体或皮肤直接接触土体的风险，可能对工人造成人身伤害。

建议施工单位采取必要的人身防护措施，进行土方作业时，应密切关注气象预报，对裸露土体进行苫盖防护，避免影响周边环境。同时，施工单位应针对场地的特殊性，编制相应的应急预案。

3.2 人工填土

人工填土是常见的不均匀土，按照物质组成和堆填方式分为杂填土、素填土和冲填土。当基底下分布有一定厚度的人工填土时，遇地表水下渗或管线渗漏影响，存在人工填土湿陷变形的可能，如图6～图8所示。建议对基底人工填土进行换填或其他地基处理；当采取部分处理时，适当加强上部结构刚度，并做好地面硬化、排水处理。

当填土坑位于基坑边，且需要进行人工换填时，将增大基坑开挖深度、减少护坡桩嵌固深度，且存在揭露地下水的可能，对基坑稳定性及施工安全存在较大风险，可能造成基槽边坡设计方案的调整。建议综合考虑各种不利情况对设计、施工的影响，提前做好安全储备[9]。

3.3 地层接触关系

当拟建隧道需要穿越土岩结合面的情况，如图9所示，在地下水的作用下，土层有沿土岩分界面滑塌的可能，直接影响掌子面稳定和施工安全。建议采用台阶法等分段开挖方法，避免全断面开挖，同时及时进行初期支护、封闭成环，并及时进行初支背后的回填注浆。

3.4 地层结构

图10反映的是山区工程中较为典型的地层结构，涉及碎石土及风化基岩，各层顶板起伏较大，首先涉及地基不均匀问题，建议结合验槽实际情况，对基岩采取部分破碎或者铺设褥垫层的方式协调变形。

山区碎石土中往往分布有粒径超过1 m的超大块石、漂石，增大了施工难度。建议施工前选择针对性的施工工艺，对于桩基础，提前试桩，确保施工工艺可行有效。

4 地下水条件

随着一系列生态涵养措施发挥效益，区域地下水在逐渐回升。对于勘察期间地下水位未超过基底标高，但又距离较近的情况，若开槽时间距离勘探时间较长，地下水有上升至基底以上的可能，将可能危及基坑稳定性，并增加施工成本及延长工期。例如，2019年春季永定河生态补水期间，北京西郊单一卵石含水层中的潜水水位明显回升，造成多处深基坑项目停工，如图11所示。

建议在施工前针对潜在含水层设置水位观测孔(如图12所示)，以了解届时地下水情况，并采取针对性措施[10-12]。

5 后期施工

5.1 肥槽回填不实

当肥槽回填不实时，易受地表降水、管线渗漏等影响，引起建筑周边地面下沉，严重时影响地下管线及建筑周边道路正常使用。建议严格按照有关规范控制肥槽回填质量，并做好地面排水，适当加大建筑散水的宽度[13]。

5.2 挖填方作业

工程建设过程中会存在大量的挖填方作业施工，施工形成的弃土无序堆积形成的不稳定斜坡会影响场地整体稳定性，如图13所示。建议对于施工形成的弃土应及时、妥善处理，避免无序堆积。若工程涉及整体填方，在场地施工空间有限的情况下，为保证拟建建筑的整体抗滑移稳定性和场地填方质量，场地外围可考虑采用排桩方式进行防护[14,15]。