基于岩土勘察的地质工程基坑支护设计研究

基于岩土勘察的地质工程基坑支护设计研究

张军

身份证号码：610425197110150259

摘要：利用各种岩土勘察技术对基坑支护进行综合调查，可以为基坑支护设计提供充分的资料，根据土壤黏度、环境条件等条件，选择适宜的支护形式，并对其进行合理的力学性能校核，以确保施工的安全性。在实际工作中，必须熟悉岩土工程勘察及基坑支护设计的要领，并按规范进行各种试验，以确保所获取的资料的准确性，进而制定合理的支护方案，提高支护结构的稳定性。

关键词：岩土勘察；地质工程；基坑支护

1.岩土勘察分析

在地质工程的岩土勘探中，应包括两个方面：一是岩土勘探，二是环境调查。开展地质调查，必须对土质特性、软化度等进行全面的分析，以获取准确的资料。通过对地层、水文分布等资料的掌握，可以对施工条件进行深入的研究，并据此制订出合理的支护方案。对环境进行调查，首先要对项目所在地的环境进行调查，确定建筑的分布情况，精确地测量不同建筑之间的距离。同时，还要对周边的土壤进行监测，掌握地下管线和电缆的埋设。综合调查所得资料，进行工程地质评估，以统一规划建设。在进行复杂的地质构造时，需要运用各种技术方法进行分析，对其进行严格的检查，确定其是否符合施工的需要，这将直接影响到其施工的质量与安全。运用先进的技术进行勘测，并对资料进行合理的分析，以达到对工程地质条件、土层结构、土壤状况的全面了解，从而实现对基坑支护的合理设计，做好支护结构的施工安排，以保证工程建设取得理想的效果。

2.岩土勘察与地质工程基坑支护设计要点

2.1.基坑勘察要求

地质工程基坑支护设计需要做到因地制宜，因为不同场地地质条件和不同土层岩土性质等都存在差异，而基坑施工将同时受到土壤性质、地下水位和周围环境等多种复杂因素影响。想要为支护设计提供科学数据依据，需要做好前期勘察工作，避免施工期间出现安全或质量问题。根据基坑开挖复杂度，可以确定勘察工作布点要求，随着开挖程度从简单变化为复杂，各勘察点距离需要从50m减小至10m，以便获得更全的地质数据。在调查土壤性质时，需要确定土层下是否存在软土层或含水层等特殊土层。特殊土层位置较深，在深基坑施工期间可能与这些土层产生接触，因此应做好土层勘察。在雨季施工，基坑支护容易受地下水影响，需要对地下水位置及其变化情况等相关情况展开勘察。

2.2.选择合理结构参数

随着基坑地质工程的发展，挡土墙、连续墙、喷锚等多种支护形式的出现，具有自身的结构特征，必须对其进行受力分析，以保证其整体的稳定性，从而为基坑的开挖提供可靠的保证。在结构分析中，由于土的黏聚力和摩擦角等原因，各部位的受力有很大的差别，如果没有正确的选取机械参数，会降低结构的安全性。为了确保支护结构的稳定性，必须引入先进的设计思想，并通过建立反馈体系，对其进行优化设计。但是，由于实际工程地质构造比较复杂，必须依据场地地形、周边环境条件等因素来进行分析，所以必须在精确测量资料的基础上，进行土层参数的选取，并对竖向支撑系统进行建模和分析。在基坑开挖中，利用有限软件对基坑进行了简单的计算，将不同的土层参数输入到各个剖面中，实现了基坑深度的确定，并对基坑周边的荷载进行了分析，从而确定了相应的支护方式。由于支护结构大多位于边坡岩土中，因此对测量资料的准确性要求很高。在地质调查中，由于存在一定的偶然因素，应适当提高支护结构的整体强度，以保证其具有足够的承载力，从而有效地防止了安全事故。在深基坑支护中，为了确保支护方案的科学性，必须进行土体特性的动态观测，并与以前的地质资料进行对比，了解其性质的变化，以便合理地选取结构力学参数，从而有效地提高基坑支护技术水平。

2.3.科学处理开挖问题

在基坑开挖阶段，可能遭遇边坡失稳问题，与开挖作业引发的空间效应有关。在基坑长度较大的情况下，这一问题较为突出，应通过改进支护结构加强平面应变，确保长度方向产生一致开挖效应，有效避免边坡失稳问题发生。在基坑支护设计实践中，应根据场地情况做好变形设计，合理预测变形范围，并根据气候环境做出适当改进。根据基坑安全等级，可以确定变形控制参数，作为临时工程，基坑支护应加强安全设计，在周围环境或岩土性质复杂的情况下，应适当增加结构承载力。在深基坑支护中，为保证结构安全，可以采用有限元分析软件对结构受力情况进行验算，确定支撑体系强度，在不同工况条件进行模拟施工，确定结构深层位移和侧向位移变化情况，提出有效支护方案。在保证结构安全的基础上，选择经济性较佳的支护方式，能够达到较高基坑支护设计水平。

3.基于岩土勘察的地质工程基坑支护设计实践

3.1.测点布置

在岩土勘察阶段，考虑到工期紧张，同时采用钻探、贯入试验等手段高效开展勘察工作，做到全面采集工程地质信息，合理判断场地是否存在造成工程基础不稳的因素。根据工程相关资料，在现场布置25个观测点，各点之间保持15～30m距离。开展实地考察工作，完成施工场地及周围岩土的土质取样。结合实际条件，选用

XY－150钻机进行钻探取样，使用130mm钻具开口，孔径达到110mm。钻进作业期间，直至达到黏土层可以停止钻孔，从提升上来的钻具下方取样。针对粉土层下方区域，采用旋转钻进方式，并配合使用泥浆护壁防止塌孔问题发生。在岩石取样操作中，按规定从芯柱位置获得样品。

3.2.支护设计

（1）安全评价

通过对工程水文地质调查的分析，可以对基坑及周边环境进行安全评估。根据现场条件，该工程建设区地势平坦，周边有大量的空隙，高差最高达6.4米。在基坑工程中，以平地充填土、粉质黏土为主，同时还含有风化岩石、砂砾等。地下水在表层0.2~0.5m处的素填土中，其含水量有明显的季节性。而水质是轻度的侵蚀，没有污染，所以需要使用防腐的钢筋。在基坑底部，以黏土为主。从有关技术标准中可以看出，这是一个二级的评价。为了不影响周边公路的正常交通，不能进行斜坡的开挖。另外，由于侧墙是松软的填充物，在开挖过程中很可能会对边坡的稳定性造成一定的影响。从整体上讲，工程地质条件较为简单，可以采用等截面梁方法进行围岩稳定校核，并对其进行抗渗流计算，从而制订出合理的支护方案。

（2）支护方案

在基坑支护设计中，为了确保工程的安全，为了不影响周边道路的交通，采取了锚杆支护。用C30砼进行了钻孔灌注桩的施工，并将支护结构设于距坑顶部1/3处。由于在基坑开挖过程中会遇到雨季，因此，在开挖过程中，基坑的地下水位会发生变化。为了确保基坑工程的安全，必须进行底部排水，并对上部的滞水进行有效的处理。根据工程的后期建设情况，建立了监控系统，确定了基坑的水平位移最大值为36mm，附近的最大变形值为21毫米，而不超过2级。另外，在施工过程中进行了环境监测，没有发现路面裂缝、异常水渗漏，表明所采用的排水及支护方法是行之有效的。所以，从整体上讲，采取的支护措施可以保证基坑工程的安全。

4.结束语

综上所述，在地质工程建设中，应充分考虑结构的安全及对环境的影响，使其能合理地进行岩土勘察与支护设计。因此，在对基坑开挖进行研究的基础上，对基坑支护的设计要点进行了分析，并根据实际情况应用了岩土勘察技术，为基坑支护设计提供了可靠的地质资料。

参考文献

[1]史俊峰.基于岩土勘察的地质工程基坑支护设计[J].住宅与房地产,2020,(04):89.

[2]张鹏.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,(20):252+254.