【摘要】从本世纪开始，随着我国基础建设的飞速发展，地铁站、地下停车库、民防工程以及地下商场等一系列地下工程涌现出来，为人们的生活提供了许多便利，但是也产生了很多深基坑的设计与施工问题。本论文从分析深基坑支护过程中岩土勘察设计必要性开始，介绍了岩土勘察设计的技术以及常见深基坑支护的方案，最后结合实际工程案例，探讨工程建设中深基坑的支护和岩土勘察技术，具有一定的理论意义和实践价值。

【关键词】工程建设;深基坑;支护;岩土勘察

1、深基坑支护过程中勘察工作必要性分析

在岩土工程设计中，开挖是深基坑施工第一个环节，不同于浅基础的施工，深基坑开挖的本质是破坏固结稳定了几十年甚至更久的岩土结构，因此在开完前必须对基坑所在地的地址条件进行全面的了解。

深基坑工程是一个极其复杂的系统工程，深基坑的施工与工程所在地的工程地质条件、水文地质条件、支护结构设计、施工工序、地基稳定性、现场施工管理等多方面紧密联系。实践表明，基坑工程的实践常常超过理论的发展，是一项典型的实践引导理论的工程，深基坑的理论研究离不开勘察工作获取的参数，因此岩土工程勘察工作对于基坑设计理论的发展具有深刻的意义和价值。上述显现表明，在深基坑设计和施工过程中，做好岩土勘察工作，为深基坑的支护设计提供可靠的参数资料具有巨大的必要性。

2、岩土勘察技术

岩土勘察是深基坑工程中重要的工作，为了给基坑支护方法提供有效的参考，岩土勘察范围必须满足基坑边坡稳定性评价与计算等条件，一般来说，基坑周边勘探孔的深度不宜小于基坑深度的两倍。岩土勘察的主要内容一般包括是三个方面的内容：第一，岩土层基本性质。岩土层的基本性质主要包含其分布特征、力学性能、岩层剖面特征、地下水位以及腐蚀状况等，这些性质是支护方案设计与计算不可缺少的参数。第二，岩性与稳定性分析。岩性资料主要包括风化状况、地质构造条件、节理描述以及岩石软化度等。分析岩性资料可以全面了解工程所在地的地质状况，确定工程施工的不利因素，从而采取针对性的防护措施。第三，根据岩土性质和地下水埋深情况，给出不同条件下的抗剪强度指标。如：三轴固结不排水抗剪强度指标、直剪固结快剪抗剪强度指标或者有效应力抗剪强度指标等。当基坑需要降水时，还应给出各含水层的渗透系数。

3、基于岩土勘察工作的深基坑常用支护措施

3.1 地下连续墙

地下连续墙支护是指通过挖槽设备在地面上沿着基坑周边，在泥浆护壁状态下开挖深槽，然后浇筑钢筋混凝土槽段，连接槽段之后形成整体挡墙结构，起到挡土、截水和防渗的作用。地下连续墙支护方式具有整体性好，刚度较大等优点，但是其缺点在于造价高，施工工艺复杂。一般适用于黏土、软土、砂砾土，且地下水位比较高的深基坑工程，也可作为地下商场、车库等地下结构的一部分以降低工程造价。

3.2 锚杆支护

锚杆支护施工时首先在岩土层中倾斜成孔，插入锚杆之后，向空中注浆，通过锚杆与岩土之间的摩擦力和握裹力来承受岩土对支护结构的土压力。锚杆支护一般用于土体本身的抗剪以及抗拉强度较低的土体，通过锚杆与土体形成一个整体来提高土体的抗剪和抗拉强度，从而提高土体的稳定性。

3.3 土钉墙支护

土钉墙支护是指将土钉埋入边坡中，通过土钉与土体中间的粘结和摩擦，来达到稳定土体的目的。土钉支护与锚杆支护的区别在于一方面锚杆一端是自由段，另一端是受力段，而土釘全长受力;另一方面锚杆通过预应力主动受拉而土钉只在土地发生位移时才会被动受拉。土钉支护一般适用于地质条件比较好，周围建筑物比较少的基坑支护。

3.4 排桩支护

对于开挖深度在6～10米之间的深基坑，当受现场条件限制无法采用搅拌桩或放坡支护时，一般采用排桩支护。排桩支护一般在开挖之前在基坑周围设置桩排，通过浇筑冠梁形成联系。排桩支护的刚度较大，适用性较广，其造价比连续墙较低，但是比土钉墙较高。

3.5 放坡支护

放坡支护是在在基坑开挖设计中，通过设置合理的基坑边坡坡度，来保证土体在没有加固和外界支撑的作用下，依靠自身强度以及在新的受力平衡过程中保持稳定。放坡支护适用于地质条件好，基坑深度较低，现场场地足够大以及地下水位较低的情况。但是放坡支护需要注意防水，雨天通过覆盖土工膜或彩条布来防止边坡被雨水冲塌，从而影响边坡的稳定。

3.6 钢板桩挡墙

钢板桩挡墙一般适用于5～10m的深基坑，是一种常见的支挡式结构。根据其截面形状可以分为Z型和U型。钢板桩之间相互连接，能够起到止水和挡土的作用，一般用于坑壁支护和围堰支护，具有承载能力强、施工简单以及可重复使用等特点，有良好的经济价值。

4、工程案例

4.1 工程概况及岩土勘察

4.1.1项目简述

本项目是安徽某跨河大桥桥墩施工的围堰设计，该河流通航等级为V级，净空不小于5m，航道断面尺寸兼顾500t级船舶通航要求，桥梁15号墩基坑深度为11.45m。

4.1.2环境及岩土性质

该桥所在位置属于平原区，地势平坦开阔，附近环境较好，交通方便，地面标高26.1～26.5m，桥梁跨越河间防洪堤，周围多分布旱地，多为杂草。通过地质勘察，桥址地基地层自地表向下依次是：人工填土、新近沉积粉土、粉质黏土、中密至密实粉土、粉砂、可硬塑黏土，地层分布稳定、均匀。

4.1.3水文条件

桥址区为平缓的平原工程地质区，地表水主要为所跨河流、河边水塘等，分布于桥梁中部。其水位受上游水位的影响，水深一般0～7.0m，场地内汴河历史最高洪水位为27.1m，十年最高洪水位为27.4m。根据钻孔观测，地下水位埋深约2.2～2.3m。地下水较发育，主要为第四系孔隙水，富水层主要为3-4粉细砂层。地下水位受季节影响变化较大，补给主要为大气降雨及地表水径流，排泄为蒸发及地下径流。

4.2 支护设计

综合考虑施工作业空间、围檩宽度、模板尺寸等因素，拟定围堰平面尺寸为19.3×10.3m，采用拉森Ⅳ钢板桩配合双拼工字钢围檩内撑的结构形式进行基坑支护，截面为400x170x15.5mm，材料为Q345B，第一、二层围檩内撑采用HN400x200双拼工字钢;第三层围檩内撑采用HW400x400双拼工字钢，如图1所示。

4.3 钢板桩围堰施工

4.3.1钢板桩施工

采用履带吊配合振动锤插打钢板桩。插打时，在单桩的锁口内均匀涂抹黄油混合物油膏，以减少插打时的摩阻力并加强防渗性能。插打过程中，严格控制垂直度，发现倾斜，及时调整，以保证钢板桩顺利合龙。垂直度出现偏差时需将桩向上拔出一段距离后重新插入，以控制垂直度，钢板桩垂直度允许偏差 1%。钢板桩的插打从上游开始，往两个相反方向前进，最后直到下游合龙。合龙段选择符合同一标准尺度的钢板桩插打。在钢板桩施工剩余约5m距离时，开始计划施工合龙桩位置。精确测量已施工钢板桩距离首桩的详细距离，计算是否能顺利合龙，若计算距首桩位置距离不能满足整根桩合龙要求，可采用制作异形桩的方式以满足合龙要求。

4.3.2土方开挖

根据本工程周围的环境条件，本基坑土方开挖采用明挖方式。为确保土方开挖的安全，防止基坑失稳，土方开挖过程中严格遵循“时空效应”理论，按照“分段、分层、随挖随撑、平衡对称”的原则进行开挖和支护，做好基坑排水，减少坑底暴露时间。以长臂挖掘机为主，人工为辅挖泥，挖出的淤泥用自卸汽车运输至指定弃土坑。严禁在基坑周围堆放土体。

4.3.3支护与封底混凝土施工

钢板桩合龙后，施工围檩内撑：在8m处设置第一层围檩内撑;围堰内抽水挖土至4.5m，在5.0m处安装第二层围檩内撑;围堰内抽水挖土至1.5m，在2.0m处安装第三层围檩内撑;围堰内抽水挖土至坑底后，整平基底，并将浇筑混凝土高度内的钢板桩壁粘泥尽可能清除，确保混凝土的效果。最后浇筑混凝土，完成混凝土垫层施工。

总结：

总而言之，深基坑是一项重大的岩土工程，由于其复杂性和重要性，深基坑的支护必须基于细致精密的岩土勘察。深基坑的支护措施多种多样，需要根据工程现场的实际情况选择一种合理有效的措施或者幾种措施的组合。深基坑设计不仅保证了工程项目的顺利进行，同时也促进了基坑设计理论的发展，因此本论文具有一定的理论意义和应用价值。

参考文献：

[1]边渭华.基于岩土勘察的地质工程基坑支护设计[J].世界有色金属，2019（14）：224-225.

[2]王昆鹏.谈岩土工程勘察对基坑支护施工的影响[J].城市建设理论研究（电子版），2018（30）：172.

[3]孙殿英.深基坑工程岩土工程勘察的重点探究[J].世界有色金属，2017（08）：234-235.

作者简介：

程军（1969.12-）男，汉族，安徽明光人，本科，目前职称：高级工程师，目前主要从事：岩土工程勘察、地基处理。