浅谈岩土工程勘察与基坑施工设计

浅谈岩土工程勘察与基坑施工设计

刘自强

昌乐县建筑设计研究院山东省潍坊市262400

摘要：当前飞速发展的科学技术带动了我国建筑事业的发展，我国各个地区的建设规模不断增大，相应的也出现了隧道、地下建筑以及高层建筑等工程。其中基于岩土工程的深坑基支护施工技术的出现，为我国的建筑事业增加了大量的可用面积，也为国家节约了大量的地上空间，因此岩土工程勘察在我国的建筑工程领域扮演着非常重要的角色。但是随着工程的基坑深度不断加大，随之也出现了一系列问题，影响了我国的建筑事业发展。

关键词：岩土工程；勘察；基坑施工；施工技术

一、岩土工程施工的特点

由于自然环境不同，不同地区之间岩土工程的差异性很大，岩体和土体在抗剪强度、应力应变关系以及压缩性方面都有很大差异，岩土工程施工表现出较大的区域性。由于影响因素较多，岩土工程在施工中还会面临各种不确定的问题，这些不确定性的因素不仅可以导致施工参数的变化，严重的还要改变施工的工法。此外，岩土工程施工包括了地基的处理和基坑的维护，基坑围护岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对象。很多工作都必须要在地下完成，工程施工具有隐蔽性，需要较高的监测技术和施工技术，提高工程施工监测的质量。

二、岩土工程勘察与施工技术的应用分析

（一）GIS信息技术在岩土工程中的应用

GIS是地理信息系统的简称，在许多重大岩土工程中应用广泛。重大岩土工程监测一般工期很长，情况繁杂琐碎，输入信息种类和数量很大，但建筑工程岩土勘察工作必须要尽量在最短的时间内完成信息的采集和处理工作，要对资料做出快速处理，及时反馈成果，还要对大量的、不同源的数据进行全面综合分析，这时GIS信息技术就有了其发挥空间。GIS软件系统在数据信息的获取、存储、检索、分析和显示空间定为数据上都有着不可比拟的优越性，它能够基于快速检测、快速反馈的原则，与施工、设计紧密的配合，对地形、地物、地质和施工信息等有关资料及检测信息进行全面采集，并在此基础上实现测量资料的存储、分析处理、检索及成果显示输出的计算机化、图像化和表格化。

（二）采用辅助测试技术

有关室内外测试技术在岩土工程测试技术中得到了一定应用，其内容包括多功能静力触探头、十字板试验、标准贯入试验、波速测试等和施工检测等监测技术，新生的三轴等室内外测试技术。由于这些技术的应用，使从前那些数据资料单一、不详细的弊端可以得到有效的避免，从而提高岩土工程的设计参数的安全性和可靠性。

（三）施工中的边坡加固技术的研究

08年代以后，岩土锚固技术得到迅速发展，特别在深基坑支护以及边坡稳定等电力、水利一系列重大工程中得到广泛运用，尤其这项技术中的机具设备以及材料都由我国自行研发自主生产。软土锚固技术接近世界先进水平，也就是软土基坑周边岩土位移的方法，通过理论分析和实践的总结，在一定程度上掌握了软土中预应力值变化和锚杆蠕变变形之间的作用规律，可重复灌浆技术的应用使得软土中锚杆的承载能力得到大幅度的提高。

（四）未来岩土工程施工技术的发展方向

近几年的发展，我国的岩土工程施工技术变得越来越成熟，正在大力研发绿色施工方案，从国外引进了一系列先进的技术和设备，现在正在进行研究和改进；岩土工程施工技术在现有技术上进行熟练化的转化，不断对其进行改进和拓展。因此，应当抓住机遇，积累经验，不断创新，赶上时代的步伐；随着现代化科技的发展，人类迫切扩展生存空间，向海洋进发、修建海底隧道、开发地下空间以及跨海大桥趋势已成为主轴，岩土工程施工技术更会广泛运用。因此岩土工程施工技术的创新和研发迫在眉睫。

三、岩土工程深基坑支护施工技术

（一）钢板桩的支护技术

钢板桩主要通过钳口式或者带锁口的热轧型钢制作而成，将钢板桩连接起来，形成一道钢板桩墙，在工程中发挥挡土及挡水作用；在当前岩土工程项目中，常用的钢板截面形式主要为U字型、直腹板型等；由于钢板的施工工艺较为简单，因此当前已经广泛应用；但是也要考虑到，利用钢板桩施工过程中可能造成相邻地基发生变形或者产生振动，对周围环境产生极大影响。因此，如果工程处于建筑密度较大的地区，这种方法将受到一定限制；再加上钢板自身具有一定柔性，如果出现锚拉系统、支撑系统设置不当等问题，就会引发变形。另外，当完成地下室结构施工之后，需要将钢板桩拔出来，这时就应考虑周围地表土、地基土等影响作用。

（二）深层搅拌桩支护技术

深层搅拌桩施工，主要以水泥、石灰等原材料作为固化剂，将软土与固化剂进行强制性搅拌，通过产生的物理反应、化学反应等，提高软土硬接的整体性，同时确保块体、桩体等稳定性。深层搅拌桩支护技术，大多以格栅形式为主，如果基坑为二级基坑或者三级基坑，并且基坑深度在7m之内，如果坑边到红线之间保持一定的距离，则更适宜采用该种方法；由于水泥性质的特殊性，具有不透水特征，因此既可以挡土、又可以挡水，防渗效果良好。深层搅拌桩以重力结构为主，凭借自身重量对侧向力进行抵抗，以确保稳定性；一般可以在基坑中进行机械挖土，便于地下结构施工，工艺简单、成本低廉。

（三）排桩施工技术

排桩支护技术主要在桩列之间设置钢筋混凝土孔桩，以钻孔灌注桩作为重要的挡土结构。在桩列之间保持一定的净距离，以此保障疏排的布置形式，更好地发挥桩的作用。另外，在桩列式灌注桩中，具有良好的结构刚度，但是也要保障不同桩体之间的连系差，确保桩顶大面积钢筋混凝土截面的浇筑，同时也要避免地下水夹带着土体颗粒渗入到基坑中。在桩背或者桩间位置采取高压注浆模式，采取旋喷桩、深层搅拌桩等形式，或者设置防水帷幕。由于灌注桩的施工较为简单，因此可以采取机械钻孔或者人工挖孔模式，在施工中不需要使用大型机械，减少由于振动、噪声或者周围土体受压而产生的危害。

（四）土钉墙施工技术

采取土钉墙施工技术，对土体稳定性提出较高要求，只有具备良好的自稳能力，才能确保工程的顺利开展。与其他形式的桩墙支护技术相比，可有效节约工期、降低成本；另外，土钉墙支护技术可以结合工程实际情况，节省桩体、墙体等占用面积；但是从以往工程经验来看，往往由于水的作用对土钉墙造成破坏，因此土钉墙施工中应该做好降水处理，并且不能作为挡水结构使用。

（五）地下连续墙施工技术

由于地下连续墙的整体刚度良好，同时具有止水、防渗漏等作用，因此在地下水位以下的砂土、软粘土等地层或者施工环境较为复杂的情况下，采用连续墙支护技术更为适用。当前，该技术已经在国内外工程得到广泛运用。随着我国科学技术的不断发展以及施工技术、施工机械等运用，地下连续墙已经在挡土围护结构中发挥作用，并且可以构建主体结构侧墙体系，如果采取有效的支护方法，可避免软土地层发生变形问题。

（六）锚杆支护技术

锚杆支护技术采取主动形式，对岩土进行稳定加固；其中以锚杆作为主体工具，将锚杆的一端深入到稳定的岩土中，另一端则采取支护结构进行连接，同时施加一定的预应力。通过杆体中形成的受拉力，对地层深部潜能进行充分调动，以此实现基坑稳定性。另外，由于锚杆支护的适用性较强，因此一般不会受到基坑深度的影响，并且可以和多种多样的支护结构共同使用，如土钉墙、排桩支护等，但是锚杆支护技术不能在有机质土中应用。

结语：岩土勘察工程与结构设计是建筑设计过程中不可缺少的阶段，岩土工程勘察报告是基坑支护的基础，只有岩土勘察报告准确、精密，基坑施工设计才会更安全。

参考文献

[1]严元.论岩土工程深基坑支护施工技术措施.城市建设.2012-04-01.

[2]李晓芳.深基坑支护施工技术的研究与应用.天津大学.2008-01-01.

[3]黄峥.建筑工程基坑支护施工技术探讨.科技致富向导.2013-04-25.