深基坑的支护设计与岩土勘察技术

1 深基坑支护设计的要点

1.1 充分了解工程地质与水文条件

工程地质与水文条件是深基坑支护设计的基础依据。设计前，需开展详细的地质勘察工作，全面获取基坑周边的土层分布、岩土特性、地下水位高低及其变化规律等信息。不同类型的土层，如粘性土、砂土、岩石等，其物理力学特性存在较大差异，对支护结构的选型及设计参数具有显著影响。例如，在软土地层的工程建设情境中，土体呈现出抗剪强度相对较低的特性，极易产生较为显著的侧向变形。基于此实际状况，迫切需要审慎选择具备较强抗弯与抗侧移能力的支护结构。此外，地下水位的高低及其动态变化情况，不仅会对土体的力学性能产生不可忽视的影响，还极有可能诱发渗透破坏、管涌等一系列严重问题。故而，在设计工作中，务必充分考量并采取行之有效的降水或止水措施。

1.2 合理选择支护结构类型

常见的深基坑支护结构类型有多种，如排桩支护、地下连续墙、土钉墙、锚杆支护等。每种支护结构都有其适用范围和优缺点，设计时要根据工程实际情况进行合理选择。排桩支护适用于较深的基坑，具有较好的抗弯能力和侧向刚度，但施工成本相对较高；地下连续墙则适用于对变形控制要求较高的工程，其防水性能和整体性较好，但施工工艺复杂；土钉墙和锚杆支护一般适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑，具有施工简便、成本较低的优点。在选择支护结构时，要综合考虑基坑的深度、周边环境、工程地质条件、施工条件和工程造价等因素，以达到安全可靠、经济合理的设计目标。

1.3 精确计算支护结构受力

精准计算支护结构所承受的荷载与内力，是保障支护结构安全稳固的关键所在。作用于支护结构之上的荷载，主要涵盖土体侧压力、地下水压力、地面超载等方面。针对土体侧压力，存在多种计算方法，诸如朗肯土压力理论、库仑土压力理论等。在进行设计工作时，需依据实际状况，科学合理地选用适宜的计算方法。与此同时，还应充分考量土体的非线性特性以及施工进程中土体应力的变化情形。对于支护结构的内力计算，可运用简化的平面杆系有限元法或空间有限元法等方式。在计算过程中，务必要全面考虑支护结构的材料特性、几何尺寸以及边界条件等要素，以切实保证计算结果的精准性。

1.4 重视变形控制设计

深基坑开挖过程中，支护结构和周围土体都会产生一定的变形。过大的变形可能会导致周边建筑物、地下管线等设施的损坏，影响工程的正常使用和周边环境的安全。因此，在设计中要重视变形控制。首先，要根据工程实际情况，确定合理的变形控制标准。然后，通过优化支护结构的设计参数、增加支撑或锚杆的数量和刚度、采用分层分段开挖等施工方法，来减小支护结构和周围土体的变形。同时，还要建立完善的变形监测系统，对基坑开挖过程中的变形情况进行实时监测，以便及时发现问题并采取相应的措施进行处理。

2 深基坑工程岩土勘察技术的要点

2.1 场地工程地质条件的详细探查

深基坑工程在实施前，必须对深基坑所在场地的地层分布和岩性特征进行全方位且细致入微的了解。为此，需要通过钻探、原位测试等多种地质勘察手段，全面掌握各土层的厚度、埋藏深度以及物理力学性质等关键参数。例如，对于软土层，必须特别关注其压缩性、抗剪强度等关键指标，因为这些特性将直接影响到深基坑的稳定性和安全性。此外，还需深入查明场地内是否存在诸如断层、溶洞、滑坡等不良地质现象，并对其可能对深基坑工程造成的潜在影响进行科学评估，以确保工程设计和施工的合理性和安全性。

2.2 地下水情况的精准掌握

地下水是影响深基坑工程安全的重要因素之一，因此必须对其进行精准掌握。首先，需要确定地下水位的高程、水位变化规律以及补给和排泄条件。为此，可以采用水位观测孔等方法，进行长期监测，以获取地下水位的动态变化数据。对于承压水，必须准确测定其水头压力，并分析其对基坑底板的顶托作用，以防止基坑底部隆起等安全隐患。此外，还需详细了解地下水的水质情况，判断其是否对建筑材料具有腐蚀性，以便在设计和施工中采取相应的防护措施，确保工程的长期稳定和安全。

2.3 岩土参数的合理确定

岩土参数是深基坑设计和施工的重要依据，其准确性和可靠性至关重要。在勘察过程中，必须运用多种测试方法，如钻探取样、原位测试、室内试验等，获取准确的岩土参数。除了常规的物理力学性质指标外，还应根据工程实际需要，确定岩土的动力特性、渗透特性等参数。对于复杂地层，可采用现场原位测试与室内试验相结合的方法，以提高参数的可靠性。同时，要对测试数据进行科学的统计分析，剔除异常值，合理确定岩土参数的设计取值，为深基坑工程的设计和施工提供坚实的数据支撑。

2.4 周边环境的全面评估

深基坑工程施工会对周边环境产生一定的影响，因此在勘察阶段必须对周边环境进行全面评估。首先，要调查周边建筑物的基础类型、结构形式以及与基坑的距离等信息，分析基坑施工可能对其产生的沉降、倾斜等影响。其次，还需考虑周边地下管线的分布情况，如给排水管道、燃气管道、电力电缆等，评估基坑施工对管线的破坏风险。此外，对于周边道路、桥梁等基础设施，也需进行详细的调查和分析，以评估基坑施工可能对其造成的影响。通过全面的评估，为制定合理的保护措施提供科学依据，确保周边环境的安全和稳定。

2.5 勘察成果的有效整合与报告编制

深基坑工程岩土勘察工作结束后，必须对所获取的各种数据和信息进行有效整合。要将场地工程地质条件、地下水情况、岩土参数、周边环境等内容进行系统分析和总结，编制出内容详实、数据准确的勘察报告。报告应包含完整的文字描述、准确的数据表格和清晰的图表，能够为深基坑的设计和施工提供全面、可靠的依据。同时，要根据工程的不同阶段和需求，及时向设计、施工等单位提供必要的勘察成果，确保各环节的顺利进行，为整个工程的圆满完成提供有力的技术支持。

3 结语

综上所述，深基坑支护设计与岩土勘察技术对深基坑工程安全稳定至关重要。支护设计要点相互关联，了解工程地质与水文条件是基础，选好支护结构类型是关键，精确计算受力是保障，重视变形控制是重点。岩土勘察要点相辅相成，详细探查场地地质、精准掌握地下水情况、合理确定岩土参数、全面评估周边环境及有效整合成果并编制报告，为支护设计提供可靠依据。实际工程中，设计与勘察人员应密切配合，遵循规范标准，结合实际，用科学方法与先进技术优化支护设计、提高勘察质量，确保工程顺利实施，减少事故，保障生命财产安全与城市建设可持续发展。未来，随建筑行业与技术进步，深基坑支护设计与岩土勘察技术将不断创新完善以适应更高工程要求。

参考文献：

[1] 冯谊武 . 深基坑的支护设计与岩土勘察技术研究 [J]. 城市建设理论研究（电子版），2024，（29）：112-114.

[2] 刘焱春，李静，李建新，周上智，王琳 . 深基坑的支护设计与岩土勘察技术 [J]. 中国住宅设施，2023，（07）：85-87.