岩土工程深基坑支护与勘察技术分析.pdf

西部资源037WESTERNRESOURCES西部资源作者简介张炳翔水文地质、环境地质、工程地质2023年第3 期岩土工程深基坑支护与勘察技术分析张炳翔（广东省珠海工程勘察院，广东珠海519000)【摘要为了提高深基坑结构施工的安全性，文章以某工程为例，开展深基坑的支护与岩土勘察的研究，通过布置岩土勘察点，调节勘察点距离，触探试验和分析岩土密实度，获取工程地质信息；通过设计基坑支护参数、规划支护工艺流程，实现对深基坑的支护处理。【关键词岩土工程；深基坑；支护技术；勘察技术随着工程事业的发展，技术应用水平逐步提高，在岩土工程领域，一系列配套的技术应运而生，并在工程人员的持续探索之下逐步积累了经验，呈现出探测手段、试验仪器等多个方面“百花齐放”的效果。在岩土工程施工中，深基坑是重要部分，其稳定性必须得到保证，需要合理应用支护技术与勘察技术，以掌握的现场情况为准，采取措施，保证深基坑施工的安全性，提高深基坑的施工质量1-2 。无论是深基坑支护技术还是勘察技术，在应用中均有诸多技术要点，值得工程技术人员深入探究并掌握。1.岩土工程深基坑勘察目的和任务岩土工程深基坑勘察中，需要探明勘察施工现场的地形地貌、埋藏物分布情况、地质作用的影响、地下水埋藏情况以及周边环境。（1)勘察施工现场的地形地貌。准确探明现场的原始性地貌，例如岩土层的分布、特性等,基于勘察数据对地基的稳定性作出准确判断。(2)埋藏物分布的勘察。注重对各类埋藏物的勘察，例如暗藏的河道、防空洞、孤石等，确定内容和分布范围，合理协调，最大限度减少对工程施工的干扰。（3)地质作用的影响。不良地质、特殊土均会对建筑物的稳定性造成不同程度的影响，在勘察阶段要掌握情况。不良地质包含泥石流采空区沉降场、危岩和崩塌等，特殊土则包含多年冻土、湿陷性膨胀红黏土等，需要确定各自的分布范围、危害程度，在此基础上采取防治措施，规避对岩土工程深基坑施工的不良影响。（4)地下水埋藏情况的勘察。水文条件对施工的干扰作用较强，掌握地下水埋藏情况具有必要性，具体体现在埋藏类型、补给条件、水位变化幅度等方面，还需考虑到地下水对建材造成的不良影响（如：腐蚀性）、水压及浮托力的作用、发生管涌事故后的危害程度等。经过全面的分析，提出防治措施，以可行的方法降水，提高结构的防渗水平。(5)深基坑周边环境的勘察。从现场岩土参数出发，评价开挖作业可能会对基坑边坡造成的影响（部位、范围和深度等），进而确定合适的支护类型，通过支护结构的设置维持基坑边坡的稳定性。针对降水对基坑的影响也需重点考虑，采取有效的防控措施2.岩土工程深基坑支护、勘察考虑因素岩土工程施工具有系统性特征，以深基坑为例，则需要着重考虑支护技术和勘察技术的应用，充分发挥各自的优势，给工程质量提供保障。（1)明确具体特征。从工程实际条件出发，通过与其他工程的对比分析，发现其存在的特殊性。作为工程技术人员，应准确掌握地层、水文的分布特点，对现场的总体施工情况形成准确的认识，绘制出具有可行性的施工图纸，给施工提供引导（2)在针对现场环境展开分析时，除了明确施工场地的环境特征，还需要将目光延伸至周边环境，综合考虑。在环境分析环节，施工单位需要与电力、水利部门取得联系，并勘察现场已经敷设的管道、电缆线等设施，采取保护、迁移等方法加以处理，以免因工程施工导致既有设施无法正常使用 2 。(3)在应用勘察技术时，需要明确勘察点位，准确掌握现场实际条件，于合适的部位组织勘察工作，部分地层的岩石偏软弱，需严格依据施工标准开展工作。在确定勘察深度时，工作人员需要准确掌握现场的地质条件和各项关键指标，基于掌握的数据客观评估项目施工后具备的承载性能。（4)勘察工作的布置应具有可行性。工作人员明确现场的限制条件，若施工现场及其周边不具备布置大型仪器的条件，则要结合实际环境合理优化勘察方案。3.工程建设中的岩土勘察方法3.1布置岩土勘察点与钻探取样在工程施工前，要采取现场取样、钻探等措施对施工现场的环境、岩土情况进行勘察。一般情况下，要根据具体工程建设规模，选择钻探设备和仪器，对施工现场进行细致勘察。勘察时，对拟施工现场进行土质取样，通常要在拟施工现场设置2 0 个勘察点位，勘察点与点距离控制（19 9 4 一），男，助理工程师，本科，主要从事岩土施工工作。038西部资源WESTERNRESOURCES西部资源WESTERNRESOURCES在10 2 5m。最后，要对勘察取回的土样开展化学检测，分析出可能影响工程施工的不确定因素，为工程基坑支护施工技术的选择提供参考。此次勘察选用的仪器设备是具有12 0 mm孔径的XY-150型号，它的优点是可以结合泥浆护壁完成对岩土勘察的开口施工，可以做到对粉土层下面地质取土，所以该设备的运用更加符合岩土勘察的要求，可以使结果更加准确和符合实际 3 3.2基于触探试验的岩土密实度分析对岩土层完成开口施工处理后，要先用重锤检测法对拟施工工程现场进行探触检测，要严格控制检测设备参数，将锥角的可旋转角度调整为9 0，探头直径为7 0 mm，以10 cm为一个贯人单位，将6 0 kg的锤体从设定好的高度，以自由落体的方式自由落下，同时记录锤击数。对将要施工的工程岩土层进行重锤检测后，通过试验数据分析可知岩土层整体结构及受力情况，岩土层的粉土密实度较为适中，粒径 0.0 7 mm，塑性指标 10,对岩土层施工提供有力数据支撑。4.工程建设中深基坑的支护案例4.1工程概况本文以某工程施工建设为案例，对深基坑进行支护施工，同时要对岩土层进行勘察分析。该工程中的深基坑东西长12 1.4 m，南北长13 2.6 m，需要开挖的深度是13.2 m，施工范围内的年降水量约为6 2 3.2 4 mm，施工区域处于类场地环境。工程深基坑支护采用土钉墙，土钉中心拉杆采用螺纹钢筋，并与竖直方向夹15倾角。喷锚面层采用200mm200mm钢筋网，以细石混凝土喷施，厚度为100mm；锚管安装完成后,将其与螺纹钢连接在一起，对钢筋网进行压紧，借助焊接的方式，确保土钉与网片、加强筋形成一个整体。混凝土喷射选择强度为C20的水泥,将粗骨料粒径控制在5 15mm，配合比水泥、石子、沙为1:2：2,通过添加速凝剂的方式，将混凝土的初凝时间压缩到10min以内。本工程施工过程中的深基坑岩土层参数见表1。表1工程区域深基坑土层信息参数表容重/土层内聚力/kPa内摩擦角/土层厚度/m(kNm3)填土层17.211.312.42.6粉质黏18.621.311.32.8土层黏土18.740.612.43.5粉质黏19.255.414.25.2土层残积20.457.312.31.5土层弱风化20.762.414.38.2基岩续表容重/土层内聚力/kPa内摩擦角/土层厚度/m(kNm3)强风化20.4100.415.62.4基岩4.2基坑支护设计参数由于多数工程基坑侧壁的岩土层不太稳定，要在利用上述分析结果的基础上，采用放坡的方式对基坑进行支护施工。各类岩土层的坡度比例为：素填土层1:1.3；粉质黏土层1:1.5；黏土夹卵砾石层1:0.7。结合工程现场深基坑的岩土层密实度，对坡面土层进行土钉挂网处理，从而可以得知深基坑的支护设计参数，如表2 所示。表2 基坑支护设计参数表内聚力综合内摩擦角综基坑土层结构重度/(kNm)取值/kPa合取值/素填土层17.512.58.4粉质黏土层18.541.514.5黏土夹卵砾石层19.446.513.7黏土层18.452.714.5基坑支护的设计要严格按照参数进行，同时要运用明排的方式对基坑上层的滞水进行处理。在具体施工过程中，要时刻关注地下水流动、岩土层情况，以及深基坑侧壁岩土层的稳定性等4.3深基坑支护工艺流程对深基坑开展支护施工前，要先对深基坑周围的结构开展放样测量，通过对基本参数的测定确定施工措施，同时要将测量分析结果记录存档。在深基坑支护设计参数的基础上，采用土钉挂网技术对深基坑进行支护施工，施工流程为：放线利用机械开挖基坑一对基坑边坡进行整修一放置锚杆一浇筑混凝土浆液一对下一土层进行开挖。在施工过程中，要注意以下事项：一是开挖深基坑的土体时,要完成第二次复合放样施工；二是要按照支护施工的设计方案进行严格施工，并要做好开挖土体和支护施工时间的协同工作；三是土体的开挖速度要匹配支护施工的进度，一定要保证在支护施工的过程中，事先完成土体开挖。通过对每个细节的精准控制，才能达到深基坑支护效果，进而确保整个工程的施工质量45.对比实验在理论技术设计的基础上，需要对深基坑支护技术的应用效果进行更加深入的研究分析，本工程将把深基（下转0 4 8 页）048西部资源WESTERNRESOURCES上接0 3 8 页）西部资源WESTERNRESOURCES在完成一次洗井作业之后，仍需根据孔深、地层含水层情况，再次调整空压机的参数，并使用该设备再次洗井。之后还需使用水泵洗井，达到“井内水质清澈，无泥沙（可有砂砾、石头，但出水的含沙量不得超过1:2 0 0 0 0 的体积比)”的标准即可 5。洗井工作量完成情况如表4 所示。表4洗井工作量完成情况表洗井方法工作量（小时）六偏磷酸钠溶液洗井132活塞洗井144空压机洗井96水泵抽水洗井762.4共计1134.44.结束语现代工程地质钻探工作已经发展为通过多种技术，从地表开始向下钻进，逐渐形成具有一定深度的钻孔。钻孔的边缘实际上可视为地下土层、岩层的截面，通过对岩石、土层的成分进行分析，可以对地表下方的成分构成情况进行较为精确的总结。此种方式相比常规的挖掘工作，不仅坑施工分成A、B两个施工区，A区运用本文论述的施工技术，B区运用传统施工技术。在表2 数据支撑的基础上，通过两种施工技术对深基坑的支护进行施工和岩土层的勘察，然后利用测量仪器对支护结构施工中被动压力和主动压力的抗倾覆弯矩进行重点检测，以被动压力与主动压力的抗倾覆弯矩作为支护机构施工的安全系数。将记录好的在A、B两个区域上对应位置上的安全系数绘制对比图，如图1所示。1.0支护结构安全系数口口0.8本文技术0.6传统技术0.40.2口口0BCDE支护结构图1两种技术应用对比图A为围护墙；B为土层锚；C为围；D为防渗惟幕；E为降排水从图1的结果可知，利用本文所述的深基坑支护技省时省力，而且破坏性较小，能在短时间内了解较大面积的地下情况。相关数据如果应用于建筑工程勘探作业，还能使方案设计的完善性达到更高的水平。本工程应用工程地质钻探技术时，为了提高岩芯采取率的表述精确性，根据专业技术人员给出的指导意见，将黏性土、砂性土、砾石层、基岩采取率分开统计。在此基础上，本工程完善补充了钻探施工工艺，针对不同地层采用更有针对性的钻进施工方法，并增加了配套的施工质量控制及对多个施工关键环节的自查流程。总体来看，通过这些改进措施，进一步完善了工程地质钻探流程，整体可行性更高。参考文献1朱建良.试论工程地质钻探过程中钻孔技术的应用 J.中国金属通报，2 0 2 0（12）：14 3-14 4.2郭志斌.物探方法和钻探方法相结合在工程地质勘察中的运用研究 J.居业，2 0 19（0 7)：12+14.3朱乐平.物探与钻探在工程地质勘察中的具体应用经验分析 J.智能城市,2 0 19,5(13):112-113.4凡波.物探方法和钻探方法相结合在工程地质勘查中的效果分析应用 J.智能城市,2 0 19,5（0 9)：6 1-6 2.5陈宇，曹旖旅.工程地质勘察中物探方法和钻探方法的结合应用策略 J.工程建设与设计，2 0 18(2 2)：4 5-4 6.术，可以将安全系数稳定控制在0.8 以上，传统的施工技术，安全系数则 0.4。安全系数的高低与支护结构的稳定性和抗压力是成正比的。所以，以实际案例和理论论述印证，采用本文论述的新技术可以提高整体施工质量，实现稳定性、安全性、可行性更高的目的 5。6.结束语综上所述，在社会经济发展的背景下，岩土工程建设规模扩大，对施工质量提出更高的要求。在岩土工程中，深基坑属于重点部分，支护工作必须落实到位。为此，建议合理应用勘察技术，准确掌握现场地质、水文条件，以工程建设目标为导向，合理组织深基坑支护结构设计工作，设置可靠的支护结构。参考文献1徐浩.解析深基坑的支护设计与岩土勘察技术 J.建材与装饰,2 0 19(2 7)：2 2 7-2 2 8.2陈俊任.工程建设中深基坑的支护与岩土勘察技术探讨J.工程建设与设计，2 0 2 1(10)：4 2-4 3+53.3张军.深基坑支护施工技术措施研究 J.工程建设与设计,2 0 2 1(0 9):2 6-2 8.4祝佳楠.工程建设中深基坑的支护与岩土勘察技术探讨J.四川建材,2 0 2 1,4 7(0 5)：7 7-7 9.5尹永川.岩土工程勘察中深基坑支护技术的应用探究 J.工程质量,2 0 2 1,3 9(0 5)：9 6-9 8.