岩土工程勘察在深基坑支护工程中的应用

引言

随着城市建设的不断发展，地下空间开发力度持续加大，深基坑工程数量日益增多。深基坑支护作为保障基坑开挖施工安全及周边环境稳定的关键工程，其设计与施工受到地质条件的显著影响。复杂多变的岩土体性质、地下水分布等地质因素，若不能被准确掌握，极易引发基坑坍塌、周边建筑物沉降等安全事故。岩土工程勘察通过系统的技术手段，能够全面获取深基坑工程区域的地质信息，为支护工程提供可靠的数据支撑。

一、岩土工程勘察核心技术与数据类型

1.1 原位测试技术

原位测试技术直接在场地原生土层中开展测试，避免了土样运输和室内试验可能导致的参数失真。静力触探通过探头匀速压入土层，依据阻力变化判断土层性质，能连续获取不同深度的岩土力学特征，尤其适合软土、砂土等易扰动地层的探测。标准贯入试验则通过重锤自由下落的冲击能量，记录贯入特定深度的击数，以此评估土层密实度和承载力。这类技术的优势在于实时性和代表性，可同步反映土层在自然状态下的物理力学特性，包括应力状态、结构完整性等。在深基坑勘察中，既能快速划分土层界面，又能为支护结构设计提供贴近实际的参数依据，减少因室内试验与现场工况差异带来的误差。

1.2 物探与钻探技术

钻探技术通过机械钻孔获取岩土样本，结合肉眼观察和室内分析确定土层类型、分布规律及夹层特征，是勘察的基础性手段。物探技术则借助物理场变化间接探测地下结构，地质雷达通过电磁波反射识别地下空洞、管线等隐蔽构造；地震波勘探利用波速差异判断岩土体完整性，适合探测深层复杂地质界面。两者结合形成点面结合的勘察体系：钻探提供具体土层的物理性质数据，物探则弥补钻探点少面广的局限，实现对基坑范围地质条件的整体把握。

1.3 岩土物理力学参数

这类参数直接反映岩土体的力学行为特征，黏聚力体现土体抵抗剪切破坏的能力，内摩擦角则与颗粒间摩擦作用相关，二者共同决定土层的抗剪强度。压缩模量和变形模量用于评估土体在荷载作用下的压缩特性，直接影响支护结构的变形控制设计。在深基坑支护中，这些参数是计算支护结构受力和基坑稳定性的核心依据。参数的准确性直接关系到支护方案的安全性与经济性平衡。

1.4 水文地质数据

水文地质数据聚焦地下水的分布与运动特征，地下水位高度决定了基坑降水的深度和范围，渗透系数反映水体在岩土中的流动能力，而含水层与隔水层的分布则影响降水方案的选择。这些数据对深基坑支护的防渗设计至关重要：若场地存在高水头承压水，需通过止水帷幕阻断水力联系，对于强透水地层，则需设计合理的降水井布局以避免管涌、流砂等险情。地下水动态变化数据还能预测施工期间的水位波动，为支护结构的抗浮设计提供依据。

二、在深基坑支护工程中的应用场景

2.1 支护方案选型阶段

土石工程勘察数据是拟定支护体系关键。根据勘察确定的土层分布情况，可以直接推断拟采用支护结构体系的适用性，例如当场地以粘性土为主时，可以直接选用土钉墙体系或复合土钉墙体系，可以依靠土体的黏聚力实现稳定支护；如果含砂层深厚，则需选择排桩加止水帷幕共同组合作为支护体系，控制渗流破坏；勘察提供的不良地质体出现的范围，如局部的淤泥夹层，则需在相关区域加强支护体系刚度，以免当地基局部失稳导致整体风险。勘察给出的土石体参数是进行方案比选的基础。

2.2 施工过程动态调控

勘察和测量工作一起介入施工动态控制。例如通过勘察中揭示的初始应力状态、地基土体变形等指标，作为测量中设置监控报警值的依据，例如勘察中揭露场地埋深的高压缩性土，则将设置监控报警位移数值减小一些，留有余量。在施工过程中如果观测数据接近报警值，又可以根据勘察中反映的地层界面分布，分析其变形产生的因素，例如某个部位位移增长较快，但通过勘察又了解到该深度存在弱夹层，则可根据实际情况实施局部注浆加固等措施。

2.3 周边环境保护

勘察信息是了解周边环境对施工影响的主要来源，经勘察所得的周边建筑物基础埋深及土层渗透系数，可建立基坑开挖与周边建筑物沉降关系：当建筑物基础处于透水层且靠近基坑时，需在基坑开挖前先做隔离桩切断水力联系；勘察测得的地下管线走向和埋深可以准确划分出施工保护带，防止支护结构施工过程对管线的扰动；勘察所得的土体的压缩模量等参数，可计算出建筑物沉降数值来选取预加固方案，对于建筑物基础较浅，可结合勘察中土层分层的状况，于基坑与基础之间形成注浆加固带，利用注浆体的刚度控制土体变形从而主动保护周边环境。

三、应用中的问题与优化策略

3.1 现存问题

深基坑支护岩土工程勘察存在的问题一是勘察提供的岩土参数精度与深基坑支护的要求不一致，往往忽略对复杂土质进行必要的参数测试，提供的力学参数与现场实际存在较大差异，导致提供的方案不符合支护的实际情况；勘察深度不够和勘察范围不够的情形也比比皆是，若勘察的深度和范围不能保证基坑周边较大的范围覆盖，可能会因遗漏或漏探软弱夹层或地下水通道对工程造成隐患。二是勘察与深基坑支护技术的应用重在测试数据采集环节，对物探测试结果、钻探的结果缺乏综合分析，对勘察结果不能有效统一整理和分析，往往缺乏综合地质模型；勘察报告多为静态，未与施工监测的动态数据结合，不能对变化中的地质条件进行反应。三是勘察、设计、施工之间关联性较差，信息传递中间造成信息传递损失，勘察结果难以为工程所用。

3.2 优化策略

针对数据精度问题，需强化针对性勘察设计。根据基坑深度与地质复杂程度，合理确定勘察点密度与测试频次，对关键区域开展补充勘察；采用原位测试与室内试验对比的方式校准参数，提升数据可靠性。技术融合方面，应构建三维地质信息模型，整合钻探、物探及监测数据，实现地质条件的可视化表达与动态更新。建立勘察、设计、施工协同机制，通过专项对接会明确数据应用需求，将勘察成果转化为设计参数与施工预警指标。

结语

岩土工程勘察是深基坑支护工程安全实施的基础，其通过核心技术提供的地质数据，在支护方案选型、施工调控及周边保护中发挥关键作用。虽目前存在数据精度、环节衔接等问题，但通过优化策略可逐步解决。随着技术融合与协同机制完善，岩土工程勘察将更精准支撑深基坑支护，为地下工程安全高效建设提供有力保障。

参考文献

[1] 渠红 霞. 基于 岩土 工程 勘察 的深 基坑 支护 设计 方案 探究 [J]. 江西 建材,2023,(02):223-225.

[2]范晓静.岩土工程勘察在矿山深基坑支护中的重要性研究分析[J].世界有色金属,2023,(06):187-189.