工程建设深基坑支护与岩土勘察技术

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摘要：城市化进程的不断推进，人们对各项基础设施如交通出行，住房保障等的需求量不断增加。因此，工程建筑业具有良好的发展前景，但是我国深基坑以及地下岩石勘察技术尚处于起步阶段，容易受到外部环境和施工人员技术水平等因素的影响，工程质量难以得到有效保障。其中深基坑的支护和岩土勘察是建筑工程稳定程度的决定性因素，应得到充分的重视与发展。

关键词：工程建设；深基坑的支护；岩土勘察技术

前言

现代社会呈现出人口大量地从周围农村郊区地区向市中心涌进的特征，城市经济的发展，各项政策的优惠等都吸引着人口的大规模流动，为满足基本的生活需要，建筑工程行业应运而生并且具有良好的发展前景。为取得的经济效益的最大化，要在有限的空间内容纳更多的人口就只能不断提高建筑物的高度。深基坑的支护与岩石勘察是建筑物稳定性的重要保障，因此，本文旨在对工程建设中深基坑的支护与岩石勘察技术进行探讨。

1深基坑支护与岩土勘察特性

1．1施工环境

在进行建筑施工之前要对周围的环境开展勘察工作，自然条件和人文条件都会对建筑施工工作造成一定的影响。因此，施工方案设计要同时兼顾建筑工程选址的相关指标参数的考察还要对周边各方面环境的条件的指标参数达到全方面的理解、掌握。与建筑物选址密切相关的因素如下。①对施工地周围的建筑环境进行数据的采集与分析，包括施工地附近建筑物的数量与分布，如果施工地周围的高层建筑物过多，地表承载的压力过大，再进行施工活动会加重其承载的压力，导致地下基建塌陷问题的发生，对施工人员的安全构成威胁，阻碍施工进度的推进。同时建筑物之间的距离过近，当出现地震等地质灾害时不方便居民逃生，建筑倒塌之间的关联性强。除此之外，还要对施工地的地质进行测量分析。以云贵高原的喀斯特地貌区为例，土壤的酸性强，长期腐蚀建筑材料导致建筑的地基不稳，西北地区的土质多为砂石，土壤的粘合性不强，受到风力侵蚀地基外露建筑容易倒伏。②在人为因素方面，施工人员要积极与当地的电力、水利部门合作联系。在正式开展工程建设前，施工人员要进行细致的检查工作，如发现设有地下交通设备、水利工程、电缆以及油气运输管道等设施时，若与施工之间存在矛盾必须立即迁移上述设施设备，避免因为施工设备的大规模运行而导致的电缆毁损，管道泄漏引发的一系列问题。③对周围的居民区密集程度和经济发展程度进行分析。在经济发展程度较高的居民集聚区，进行大规模的工程建设时要注意安全保障工作、施工时间安排、建筑污染和垃圾处理等会对居民正常生活产生影响的方面。

1．2勘察工作开展

勘察工作时设计施工方案设计的重要前提，勘察工作所得数据的准确性将直接影响最后建筑物的质量。因此，在开展勘察工作时要把可能影响施工的方方面面纳入到考量的范围内，包括：当地的土质、建筑物重量、选址、地下结构稳定性、地下工程的建设数量等。为保障勘察数据的全面性，通常情况下勘察人员会使勘察所涉及的深度高于建筑的实际需要。施工地的土质为软土，砂石，酸性土质的特殊土壤，施工方案的设计不能直接照搬依据，制定的方案要在国家相关标准的基础上进行细化以保障建筑物的稳定性，降低施工和后期使用中的风险，减少维修成本和后期维护费用的投入，兼顾经济效益与社会效益。其次，若施工地附近为经济较为发达的CBD或囊括学校的密集居民区，在开展建设工程时要尽量降低施工噪音，使用先进技术避免大规模的粉尘污染，合理处置建设的固体废弃物，做好安全防范工作派遣专人对施工地周围逗留的居民进行疏散，防止高空坠物对公众生命安全构成威胁。除此之外，地铁，地下水库等地下工程与施工地距离过近容易导致漏水漏电事故的发生，给公共设施和工程开展都会带来不可估量的损失。为保障施工方案的科学性，前期的勘察工作发挥着不可替代的重要作用。

1．3工程条件

在进行建筑施工工程前，要具体分析影响施工进度和质量的因素，如地质结构、土壤性质、水文等地下环境就与深基坑支护和岩石稳定息息相关。从施工地的实际出发进行方案设计，充分分析建设工程条件，做好科学合理的工程预算，选取适合本地区特殊环境的建筑材料。同时要做好几种不同形式的预案应对施工工程中出现的各种问题，保障施工的进度和建筑物质量。实现勘探数据的科学性和方案设计的系统性。

2深基坑支护工作的重难点

2．1前期设计方案不合理

深基坑支护工作的质量不仅影响建筑物地下设施的稳定性，而且对整个建筑工程的使用性能起到决定性作用。因此，要将深基坑的设计纳入到前期的岩石勘探研究中，保障所得数据的科学、准确性。但是由于施工人员技术水平的限制，对深基坑重要性认识不到位，导致深基坑的支护工作未达到国家制定的相关质量标准，无法发挥其支撑建筑物地基的作用。深基坑设计的不合理导致在实际的工程开展中，具体的建设工程与设计方案存在较大的差异。同时，部分施工人员不具备相关的建设素养，为了减少勘探的成本，建材购买成本的投入，缩短工期贪图一时的利益，没有根据设计方案的要求进行建设工作，大大降低了深基坑对建筑物的承载能力，给接下来的施工和建筑物使用埋下坍塌、倾倒等安全隐患。其次，在深基坑建筑材料的选取和应用方面，施工人员也没有按照设计方案的要求推进。如在酸性土壤地区，不宜选用含有碳酸元素的建材，在与酸性土质长期接触后发生化学反应导致支护的强度下降。在进行深基坑墙体的浇筑时，水泥混合比例不达标导致墙体破裂。除此之外，施工地周围建筑物数量多且密集，与其他地下工程距离较近都会缩减深基坑的建设面积。深基坑的实际建设面积不足，会对支护设施的效果产生不利影响，综上，应在设计中为建设合理的支护结构留出足够的空间。

2．2施工未达到国家标准

随着高层建筑工程数量的增长，其产业链条已经趋于成熟，为了进行统一的管理，国家对其工程的各个方面都制定了相关的工程操作与质量标准。其中边坡修理作为决定深基坑承载能力的关键一环，应得到充分的重视与发展。对边坡修理的平整性和顺滑性进行有效的规制处理，可以有效提升深基坑的使用性能。施工人员的认识不足和管理不到位是导致施工不达标的主要原因：①在施工过程中设施使用的不恰当，如机械手臂开挖的深度超过或未达到最低限度；②由于施工产生噪音被附近居民投诉等外界因素的影响，使得施工人员不能继续推进深基坑的挖掘，边坡的修整不符合国家的质量标准。综上，施工人员要在工程的实际开展过程中，结合施工现场的具体情况，优化施工设备，避免出现上述问题。

2．3地下开挖技术与边坡支护不配套

深基坑建设工程包括选址、土层开挖迁移、支护结构安装、挡土层建设、墙体加固几个环节。其中土层开挖迁移和挡土层建设是深基坑支护强度的两个关键性影响因素。这两个步骤之间相互作用，相辅相成。土层开挖所需的技术水平较低，但在此过程中，开挖的深度、位置和方式需要有专门的人员进行管理设计，当发现有土层滑坡，漏水漏电问题时要及时灵活地应对处理，所以需要管理人员具有一定的工作经验支持和专项素养。土层的开挖迁移要按照工作流程推进，同时还要给未支护设备的安装留有足够的空间。最后，虽然国家对建设工程制定了标准，但工程转手承包问题频发，施工存在较大的安全隐患，降低了建筑物的稳定性。

3深基坑支护工程发展方向

3．1加强施工现场管理

总结上述深基坑支护建设工程中出现的各种问题，不难发现由于管理人员欠缺对施工质量的重视和监管工作的不到位，导致支护设备未能充分发挥其效能。因此，针对上述问题，要将监管责任实名制落实到人，进行终身追责，把建设工程的各个方面都纳入到监管的范围内，对施工现场严格把控。首先，管理人员要从设计方案的制定入手，和设计人员一同前往施工现场进行考察掌握建设地周围的自然条件和人文条件，方便在设计方案出炉后初步核查其可行性，为施工中各个环节的顺利推进提供前提保障。其次，在施工过程中管理人员要对施工人员和施工环节严格监控。针对施工地土质的特殊性选择适合的建筑材料，延长深基坑的使用寿命。严格按照设计方案进行水泥的配比，提高深基坑的承载力，防止建筑物塌陷的发生。同时保障深基坑的支护设备有充足的建设空间，发挥其支撑保护建筑物地下结构的功能。在国家制定的边坡修理标准的基础上，根据自身的实际需要进行细化，通过使用先进的技术设备打磨边坡，减少毛边等影响边坡平整性与顺滑性的因素。其次，为有效提高管理人员的管理能力，施工单位要严格审查管理人员的资质，确保其通过国家相关资质的考试。在处理管理人员疏于管理导致的工程质量不达标的问题上，要为每个施工环节派遣专门的管理人员，加大监管的力度，当发现施工人员有偏离施工方案和偷工减料的操作时，及时予以批评纠正，将安全风险控制在最小。要落实责任到人和实名制原则，当某一个施工环节出现施工质量问题后，施工方要最先追究部门管理人的责任，进行批评、罚款、撤职等处罚。同时在深基坑支护设施投入使用后一定期限内，如果出现质量问题，即使管理人员已经离职也要追究其监管不力的责任。最后，为保证深基坑支护的稳定性，管理人员要使各施工方保持密切联系，依据分层开挖的原则进行任务分配，以缩短工期，保障施工质量。

3．2优化施工设计方案

深基坑的勘察工作是建筑施工顺利进行的先决条件，施工方案设计是施工稳步推进的手段与决定性因素。施工方案集中体现了前期的勘探数据成果和施工人员的经验与技术水平。因此，针对施工方案没有将施工过程全方面纳入到考量的范围内导致的方案设计与现实情况不符的问题，施工人员要进行深基坑支护施工设计的优化。首先，要考虑施工地的自然条件如地质环境，不同的地质条件对深基坑支护设施的承载能力要求不同。在西北地区进行深基坑建设时要加深土层开挖的深度实现加固地基，并减少风力侵蚀的影响；在西南地区地下水含量大，软土地基容易出现下陷的危险，因此，设计人员要通过混合部分砂石来加强土壤的黏稠度，提升地基的稳定程度。目前我国尚未就深基坑支护结构的建设制定统一的建设质量标准，所以为保障建筑的质量，国家要就深基坑支护结构的建设制定质量标准，各地区要根据当地的现实情况在此基础上进行细化。同时还要求设计人员具备丰富的施工经验以及较高的技术水平。其次，设计人员还要根据深基坑支护结构的受力规则并结合施工中传统的“等值量法”相结合，计算出预案中建筑物某一高度下深基坑支护所需要的承载力大小。但是由于在实际施工中多种因素共同对其造成影响，还要利用现代化的先进技术开展计算，在施工方案中留出一定的误差空间，保障施工的质量和进度。最后，为应对施工过程中可能出现的突发事件，在进行方案设计的同时，设计人员要进行多种不同形式的预案的设计，将各种可能出现的意外事件纳入到管控之下。

3．3及时处理建筑形变问题

建筑物深基坑变形是施工过程中难以预测的突发性事件，因此，管理人员要对深基坑支护结构进行实时观测，一旦发现支护结构发生变形，破裂的现象后及时采取加固支护结构防止更大危险事故的爆发带来难以估量的损失。首先，依据施工经验，管理人员应通过观测边坡、周围建筑物和地下安装的管线判断深基坑支护的稳定性。再将深基坑边坡的实地测量数据与预案中数据进行对比，分析支护结构是否变形，当差异保持在国家制定的质量标准内，说明仍处于深基坑的支护结构承载力内，如果超出了允许的范围，就要及时调整现有的施工方案。其次，管理人员发现深基坑内出现不明原因的漏水漏电现象，应对周围建筑物的地下管件进行检查，当发现管件严重变形位移后应改进施工参数，保障施工质量。最后，为深基坑划拨建设区域，若出现大规模的位移现象，则说明深基坑支护结构的承载能力下降，应采取应急预案进行深基坑加固，防止破窗效应的加剧。

4岩石勘察技术难点分析及改进方向

4．1施工人员技术水平较低

深基坑岩石的勘察环境较为复杂，受到内外部、人为、自然等多方面因素的共同作用，并且勘察工作所涉及的内容也很多包括施工地的地形、地质、水文条件、气候条件、人文交通条件、经济发展程度等，信息大量繁杂，真实性有待进一步核实，收集工作较为困难。如果技术人员水平不达标，就会导致信息技术与实际情况存在较大的偏差，降低工程质量。因而需要技术人员具有较高的专项素养和工作经验，目前由于岩石勘察技术尚处于起步阶段，市场上的高水平技术人员储量不足导致勘察工作的效果不能达到预期目标。针对施工人员技术水平地的问题，应注重施工团队的选取。首先，施工单位在选择合作的施工团队时，应就岩石勘察的实际需要提出自己的标准。最基本的一点是，该团队应具有五年以上的工作经验作为技术支持并且取得了国家的从业许可证，团队内至少有两名具有国家资质的地质勘探成员。其次，还可以引进先进的勘察设备来减少人为因素对勘察工作的影响。最后，为方便信息技术人员，要将数据分为准确与有待验证两个部分进行记录，为研究提供参考。

4．2勘察设备更新不及时

勘察工作的技术要求较高并且进行地下环境的信息收集工作必须有勘察设备的参与。因此，除了以技术人员为代表的人为因素外，岩石勘察技术设备也会对勘察工作的进度和准确性造成影响。目前所使用的勘察技术性能较为单一，在数据的测量后不能自行对信息进行分类汇总和分析，加大后期的工作量，阻碍工程推进。针对上述技术设备落后的问题，勘察技术人员先要依据现实的需要制定出科学、合理的勘察方案，不同的岩石和深基坑对勘察信息的需求也不同。在西北地区由于土层中以砂石为主，较为疏松，容易进行打孔探测，因而可以采用静态钻孔勘察技术，在节约成本的同时获得精准的信息数据；在西藏等地质环境复杂的地区，可以通过综合多种不同的先进勘察技术进行信息的采集。西藏地区处于喜马拉雅山脉以及板块交界处，地下土受到岩浆和高海拔的共同影响，可以分为两层：上层土冰冻严重，下层土岩浆活动频繁，在进行岩石勘察时可以采用超声波地质勘察技术，利用超声波不受温度和介质的影响的特性，向地下发送超声波，通过监测其在通过不同介质时速度和所需时间的不同将数据反馈到电子信息库中建立地下岩石结构模型。除此之外，因为岩石施工环境的复杂性，所以未获得对施工区域信息的全面掌握，收集的各项数据应具有代表性。在勘探点的布置上要尽量分散覆盖整个施工地区。同时，还要引进智能化的设施设备，提高施工质量。5总结深基坑的支护与岩石勘察是建筑物稳定性的重要保障，因此，施工人员要重视对其的发展完善。首先要从分析现有技术中存在的问题入手，再进行有针对性的提升改善。除此之外，施工人员还应将上述两种技术紧密结合，互相促进控制好建设成本。兼顾经济效益与社会效益，落实好施工工作，提升建筑的质量水平。

参考文献：

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［3］郑微．工程建设中深基坑的支护与岩土勘察技术初探［J］．百科论坛，2019，33（2）：115－116．

作者：祝佳楠 单位：北京矿务局综合地质工程公司