岩土工程勘察中深基坑支护应用

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［摘要］在当前岩土勘察的施工过程中，深基坑支护保障了施工人员在施工中面临的安全问题，使施工安全和施工可靠性得到了保障。深基坑支护技术的应用增强了当前施工的方式，为施工人员提供了便捷又完善的安全防护体系，也使岩土勘察工程更加高效便捷。本文首先说明了深基坑支护与岩土勘探技术的重要性，然后分析了岩土工程勘察中深基坑支护技术存在的问题及岩土工程勘查中深基坑支护施工技术方法，最后结合具体工程案例分析了岩土工程勘察中深基坑支护技术的应用。

［关键词］岩土工程；勘察；深基坑；支护

1深基坑支护与岩土勘探技术的重要性

随着现代城市人口的不断增长，为了缓解居住压力以及社会需求的矛盾，城市中的高层建筑数量不断增长。高层建筑施工质量对于工程项目有着较大的影响。因此在施工阶段要尤其重视基础设施的建设，需要确保地基拥有良好的稳定性与承受能力，从而确保高层建筑的安全。因此需要重视深基坑施工环节，尤其要重视支护设计与施工的科学性与可行性，因此需要重视前期准备环节中的岩土勘探工作。深基坑支护主要是为了确保基坑周边的安全以及地下施工的安全性，主要是通过在基坑侧壁安装支护档案来稳定施工周边环境，预防坍塌事故的发生。在实际深基坑支护设计中，最关键的要素是现场岩土环境，其对于深基坑支护施工具有直接影响，因此施工单位以及相关责任人需要做好前期调查工作，明确基坑周边的地质和水文环境条件，全面掌握岩土工程的实际情况并制定科学可行的设计方案。深基坑支护需要根据周围环境进行设计，并且对地质条件有着较高的要求，且周围地质与水文环境会对深基坑施工质量有着直接的影响，因此岩土勘探工作具有重要的现实意义，需要采用先进的勘探技术与设备进行检测，并选择符合地质环境的施工技术，尽可能减少各种不良因素。

2岩土工程勘察中深基坑支护技术存在的问题

2.1深基坑支护中的问题分析

深基坑支护施工质量对于工程整体建设质量具有直接影响，但是现阶段深基坑支护施工过程中仍旧存在着较多的问题，主要集中在以下几方面。①施工材料质量不过关：施工材料对于施工质量具有较大的影响，其作为工程建设的基础要素，在施工中具有重要的作用，不少施工单位为了节省费用而使用劣质的材料，这会导致基坑施工质量下降。②施工操作不合理：目前施工人员多为农民工，缺乏专业的培训体系，专业水平参差不齐且经常出现设备操作有误的情况，尤其是在后期施工以及关键环节施工中，对施工人员能力的要求也不断升高，可能会放大这一问题，对于整体施工质量造成了较大的影响。③施工监管不严：现在很多工程的监管部门没有做好现场监督管理工作，从而导致各种安全事故频发。

2.2岩土勘察工程存在的问题

岩土勘察工程中主要存在的问题便是勘察信息数字化程度较低。如今信息技术的发展非常迅速，在各行各业中都得到了很快的发展，在信息化发展的过程中实现更高水平的发展也是必然，岩土勘察工程也不例外。而钻探勘察、井探、物探和槽探这几种比较原始的勘探方式在如今依旧被广泛采用。虽然我国当前科技发展水平很迅速，且已经生产出了更多效率更高的科技产品，可在岩土勘察工程中信息化水平还是比较低的，很多数字化科技产品都没能得到很好的使用。这主要因为两种情况，一是施工单位为了节省成本，方便快速施工，所以很少采取这种高额耗费的高科技产品，二是大部分施工人员没有使用过此类设备，缺乏基本的操作常识。对于这种情况，企业应该为了工程质量着想，积极使用各种高新技术设施，加强施工人员专业知识操作水平，避免因为这一点而影响到整个施工效果。

3岩土工程勘查中深基坑支护施工技术方法

3.1护坡桩施工技术

护坡桩施工是深基坑支护中常用的技术，护坡桩的实施要与施工场地的具体情况相结合。首先，要借助螺旋钻井机，打孔、预定深度等操作一次完成施工，之后实施灌注水泥浆施工，灌注完成后进行自下而上的按压，注意按压的顺序要保证正确。最后进行测量，保证水泥浆液浇灌后深度与施工方案中的标准要求相同，这时可提出钻杆，完成护坡桩施工。

3.2土钉支护施工技术

土钉支护是深基坑支护中十分常用的支护手段，通过实施土钉支护，深基坑的边坡能够得到有效加固。土钉墙支护本质上是一种土体加筋的技术，根据加筋的材质不同，一般有钢管土钉和钢筋土钉两种形式。与锚杆的主动受力方式不同，土钉墙属于被动型受力，并且是全长受力方式，首先要在边坡面上悬挂钢筋网片，之后进行喷射混凝土，进而形成面层。土钉墙的施工稳定性极好，便于施工，并且经济性较好，便于成本控制。但是土钉支护技术的实施会受到土质的限制，如果场地的土质不合格，那么就无法应用土钉支护技术。

3.3钢板桩围护结构

钢板桩具有施工快捷的显著特点，钢板桩施工要在定位放线、挖沟槽、安装导梁之后进行。钢板桩的刚度和强度都是非常强的，并且具备重复利用的特性。但是钢板桩抗弯折能力不强，因此实际施工中常常设置围檩和支撑来帮助其对抗土体施加的压力。除此之外，钢板桩也不能有效止水，对水和土体小颗粒缺乏阻挡作用，因此遇到地下水位较高的情况，就要设置相应的隔水措施，这使得钢板桩在浅基坑中的应用较多。如果在较深基坑中应用钢板桩，则需要设置成双排或者多排钢板桩的形式，从而增强钢板桩的承载能力。

3.4地下连续墙

地下连续墙支护是利用特制的成槽机械，沿着地下结构的边墙，在具备泥浆护壁的前提下开挖成一定长度的沟槽，再将制作好的钢筋笼放入挖好的槽段内，接着通过导管对该槽段灌注混凝土，形成地下连续墙其中一个单元墙段，最后再将各墙段连接起来，地下连续墙就形成了。地下连续墙的支护方式最大的优点便是整体性好，另外刚度强、止水效果佳也是其显著优势，凭借这些优势，地下连续墙在多种复杂的深基坑中也能收到很好的应用效果，可靠性极好。但是这种支护方式的成本是比较高的，对环境也可能造成比较大的污染。

3.5土层锚杆施工应用

土层锚杆是利用“压水钻进”的原理进行施工的，清孔工作完成后边可以进行土层锚杆施工，之后可开展出渣、钻进等工序的施工，这样深基坑的施工便能完成。除此之外，结合施工场地具体情况，可以考虑螺旋钻杆施工来进行成孔操作。只有成孔施工完成后，才能安放拉杆，一般锚杆的长度在30mm左右为宜，需要注意的是，拉杆要进行除锈处理，否则会影响拉杆的使用效果。土层锚杆施工中，要格外考虑施工现场的地质条件，地下水的弱酸性会影响土层锚杆的施工效果，因此要调整水灰比，一般水灰比在0.4为宜，还可以添加一定量的磺酸钙，其能够有效防止水泥出现泌水和干缩的病害。

4岩土工程勘察中深基坑支护技术的应用

4.1工程概况

本研究主要结合某建筑工程项目案例，科学分析了岩土勘察和深基坑支护技术的运用情况。此建筑工程运用了框架结构，总建筑面积约5.5×104m2，基坑开挖的深度大概是4～6m。该工程项目主要运用了土钉墙方式加以支护，基坑的开挖深度是5.67m、6.78m，有助于确保工程项目的施工安全性。当进行基坑开挖和支护以前，应该做好现场的岩土勘察工作，详细了解岩土层的分布、地下水埋藏的状况。

4.2工程项目岩土勘察技术的运用

4.2.1岩土层的分布情况分析。通过对岩土的仔细勘察之后，此工程项目场地岩土层由上至下分别是：（1）杂填土，相应厚度为0.85～1.75m，层底标高是+1.632～+3.424m，包含了黏性土、砖石及建筑垃圾等。（2）粉质黏土夹粉土，具体的厚度为1.902～3.300m，层底的标高是—0.822～+0.532m，涵盖了黄褐色饱和粉质黏土，表现出可塑的状态，含有中密湿粉土。（3）粉质黏土和粉沙层，相应厚度为3.80～7.25m，层底的标高是－9.457～－6.075m，包含了灰色饱和粉质黏土，表现出可塑的状态，而粉沙层则十分松散。4.2.2地下水的埋藏状况分析。此工程项目场地当中的基岩、粉土层均为弱透水层，杂填土地层为强透水层，而区域地下水则主要是孔隙潜水。由于场地位于山前的盆地当中，总体的地势很低。因此，上层带水呈现出十分紧缺的现象。笔者经过仔细调查相关资料信息之后，从中可知，此区域的年水位平均变化幅度为1.4m。依靠勘察测定的方式，能够获取不同测点的稳定水位是2.8～3.8m，而区域地下水位的具体标高是58.145～67.204m。为此，深入分析和探究地下水的埋藏状况可谓非常关键，具有很大的研究意义与实施价值。

4.3深基坑支护施工

4.3.1放样。正式实施深基坑支护以前，需要做好周边放样工作，结束以后，应该及时让现场的监理人员加以复核检查。开挖深基坑以前，需要进行二次复核放样。4.3.2保证开挖和支护施工之间的协同合作。具体的支护施工管理涵盖了下述不同的时期。进行基坑开挖的时候，应该结合实际的施工进度，在开挖以前，组织研讨协商会议，落实不同参建方的职能和责任。具体进行开挖的过程当中，应该掌握支护的进度情况，确保每一天的开挖量能够达到相关要求。对于基坑的表面高度来说，应该和支护的竖向间距相同。第一层的开挖深度通常是第一道支护结构标高以下的22cm，随后，每一层根据1.5m，实现针对开挖的有效管控，正式开挖之前需要加以分区，保证长度不超过32m。当挖至第二层时，应该借助开挖一段保留一段的方式完成支撑的任务。当挖至最后一层时，则需要达到基坑的底部位置。上一层的支护结构注浆为24个小时，使面层的砼喷射为12个小时。在养护工作满足相关规定强度以后，可以开挖下一层。对于此环节而言，应避免挖机碰撞到相关支护结构。当支护结构的最后一层施工结束以后，可以进行大面积开挖施工。基于施工整体的情况来说，应该满足平面分区与竖向分层的相关规定，并安排专业人员负责对施工现场的协调和管理，使支护和开挖施工管理工作得以有序进行。4.3.3土钉制作和成孔管理。参考施工现场、周边环境的具体状况，此工程项目的深基坑运用一致的支护剖面。支护一共运用了4排土钉。在这当中，第1排与地面的间距是1.5m，相应的垂直间距依次是1.7m，1.6m，1.6m，1.6m，1.5m，从上到下的土钉长度依次是7.5m，5.5m。土钉中心的拉杆是螺纹钢筋，根据15°的规定对倾角加以管控，并且将Ø8@250×250mm的钢筋网当成喷锚面层，同时喷射的厚度是120mm的细石混凝土，强度等级是C20。4.3.4制作钢筋网。结合有关设计规定，应该做好双向钢筋网的绑扎工作，结合Ø8@250的规定完成双向配筋，使钢筋接头错开400mm。当钢筋网制作好且锚管安装结束以后，需要把螺纹钢当成加强筋，实现针对锚管的有效连接，然后运用螺纹钢压紧钢筋网，依靠焊接的方式，让井字架、土钉、网片能够和加强筋构成一个整体。最终科学检查搭接的长度情况，以便符合有关设计方面的规定。4.3.5喷射混凝土。通过依据当前的相关要求加以施工管理。当开挖和修坡结束以后，需要进行混凝土的喷射施工处理，并且实现钢筋网成型之后的一次性喷射施工。相应的混凝土强度等级是C20，石子的粒径则处于6～14m的区间当中，并且掺加了一定量的速凝剂，把初凝时间改动到15分钟当中。相应的混凝土配合比则是:水泥:石子:沙=1:2:2。

4.4岩土工程勘察深基坑支护设计改进措施

4.4.1创新工程设计方法。对深基坑的勘察过去普遍采用传统的极限平衡理论，我们知道支护结构的变形是导致工程事故的主要因素，而极限平衡理论虽然能够较为准确地计算出结构的设计强度，但是却不能在结构刚度上进行较为准确的计算。对深基坑的边坡和地下进行结构变形监测一直以来都是岩土工程勘察中的重点内容，并且要及时分析土方开挖和支护设计的相关监测数据，还要分析设计临近建筑基础沉降变形情况及地下管线的变形情况。如果在勘察测量中发现工程中存在的问题，就要立即采取合理的措施进行处理，并实时跟进设计施工，防止出现变形或者滑动的问题，保证施工方案的安全可靠性。4.4.2全过程控制基坑支护施工质量。深基坑支护的施工环节众多，且环环相扣，施工流程的整体性较强，如果某个环节出现了意外，就会对后续的一系列施工造成干扰。基于此，岩土工程勘察的深基坑支护施工中需要加强全过程施工管理控制，确保施工人员能够按照设计要求进行施工，从而提升支护施工质量。需要注意的是，施工前要对场地地质、图纸、周边环境做好勘察，施工支护过程中要严格按照相关标准进行施工。尤其是基坑开挖施工，要按照分层开挖的要求进行施工，不得随意变更开挖原则。在对基坑进行回填之前不能将原有支护结构破坏，否则极有可能会对支护施工的最终质量产生不良影响。

5结语

综上，岩土工程勘察与深基坑支护技术的运用息息相关，因此，在施工时，应该及时发觉其中存在的问题，充分有效地处理好。同时，还应该创建更加完善的管理机制，给深基坑支护技术的使用提供相应的保障，创建更加安全的操作环境，全面地呈现深基坑支护技术在工程施工项目中带来的好处，持续提升我国建筑工程的综合质量与技术水平。

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作者:李茂智 单位:天津华勘集团有限公司