深基坑工程的岩土工程勘察的重点

文云芝

(山西省建筑设计研究院，山西太原 030013)

1 概述

随着建筑工程的不断发展，建筑高度越高，其埋置深度也就越深，基坑支护的设计要求越来越高。做好深基坑支护设计工作，首先必须做好深基坑工程的勘察工作。深基坑工程的勘察既是保证深基坑支护设计方案正确的基础，又是指导正确施工、避免事故发生的必要措施。目前很多建筑既是高层建筑，又是深基坑工程。所以工程勘察时既要保证高层建筑的勘察，又要保证深基坑工程的勘察。此类型工程勘察的重点有4点:第一，岩土工程条件分析;第二，周围环境分析;第三，基坑边坡稳定性分析;第四，地基基础方案分析。请看以下工程实例。

2 工程概况

拟建建筑物包括6栋高层住宅楼、商业楼、地下车库。高层住宅楼地上33层，地下3层，基础埋深16.5 m，剪力墙结构，桩基基础。商业楼地上6层，地下3层。基础埋深16.5 m，框架结构。地下车库为地下3层，框架结构，筏片基础。基坑尺寸180 m×220 m。其拟建场地位于太原市长治路的东侧，寇庄南街的南侧，王村北街的北侧。

3 岩土工程条件分析

本次勘察深度和范围既要满足基坑侧壁稳定性评价、稳定性计算及支护设计，并且还要保证高层建筑基底压力估算的压缩层深度及抗震评价所需深度。

了解清楚工程地质条件，是保证基坑支护设计方案正确的基础，是引导正确施工，避免事故发生的基础。根据土层特性、水位变化幅度，正确选择基坑支护方案，正确确定施工设备和施工工艺。

3.1 完成工作量

本次勘察一共完成了56个钻孔，其中26个取土钻孔，26个标贯孔，4个分层测水位孔。在其中6个钻孔内做了波速试验;另外还有8个静力触探试验孔。控制性勘探孔的深度为80.0 m;一般性勘探孔深度为20.0 m～70.0 m。

3.2 地层岩性

根据野外钻探，室内土工试验结果，本次勘探深度范围内，场地地基土自上而下依岩性可划分为12层。

第①1层:杂填土。杂色，含砖块，灰渣，建筑垃圾和生活垃圾，结构松散。该层平均层厚1.53 m。该层平均层底埋深1.53 m。

第①2层:素填土。褐黄色，含砖屑、煤屑、云母、石英，结构松散，土质不纯。该层平均层厚0.89 m。该层平均层底埋深2.42 m。

第②1层:粉土褐黄色，含少量云母、煤屑等，夹有少量的砂质成分。在18号、26号钻孔该土层含砂量较大。很湿，稍密状态，具中等压缩性，压缩系数a1-2=0.243，标贯试验实测锤击数 N值平均4.0击。双桥静探比贯入阻力 Ps加权值为0.6 MPa ～1.35 MPa。fak=60 kPa。该层平均层厚 4.69 m。该层平均层底埋深7.11 m。

第②2层:细砂该层主要位于场地的西北角。褐黄色，矿物成分以石英、长石及云母为主，颗粒均匀，饱和，稍密状态。标贯试验实测锤击数N值平均8.5击。fak=90 kPa。该层平均层厚2.83 m。该层平均层底埋深9.94 m。

第③1层:粉质粘土褐黄色，含少量云母、煤屑等，夹有大量砂质成分。可塑状态，具中等压缩性，压缩系数a1-2=0.241，标贯试验实测锤击数N值平均11.7击。双桥静探比贯入阻力Ps加权平均值为1.5 MPa。fak=140 kPa。该层平均层厚2.81 m。该层平均层底埋深2.64 m。该层平均层底埋深12.58 m。

第③2层:中砂褐黄色，矿物成分以石英、长石及云母为主，颗粒均匀，局部地段夹有粉土。饱和，稍密状态。标贯试验实测锤击数N值平均12.7击。双桥静探比贯入阻力Ps加权平均值为8.0 MPa。fak=160 kPa。该层平均层厚1.37 m。该层平均层底埋深13.95 m。

第⑤1层:中砂。褐灰，含云母、石英，砂质较纯，颗粒均匀，饱和，中密状态。标贯试验实测锤击数N值平均23.0击。fak=200 kPa。该层平均层厚8.35 m。该层平均层底埋深27.30 m。

第⑤2层:中粗砂褐灰，含云母、石英，夹有砾砂，颗粒均匀，饱和，中密状态。标贯试验实测锤击数N值平均30.7击。重型动力触探实测锤击数N63.5值平均18.6击。该层底部局部夹有层厚3.10 m～6.00 m的卵石透镜体。fak=250 kPa。该层平均层厚8.10 m。该层平均层底埋深35.40 m。

3.3 地下水

拟建场地水位较高，基础埋深较深，我们在勘察过程中选了四个勘探点采用套管护壁，隔水顶、底板附近结合红粘土捣实封堵的方法来分层测定地下水水位，现场操作比较难，故野外钻探分层测水位是一个钻探技术难题。准确测量地下水位是制定基坑降水方案的基础。

本场地第一层地下水为潜水，存赋于第②1层粉土中，静止水位埋深3.6 m ～4.6 m，标高775.90 m ～776.32 m;第二层地下水为承压水，存赋于第③2层中砂和第⑤层中粗砂中④层粉土部分段缺失，导致③2层与⑤层贯通，隔水顶板为②1层粉土及③1层粉质粘土，隔水底板为⑥层粉质粘土。承压水头4.7 m～7.0 m，高程773.62 m～775.47 m。勘探期间已进入丰水期，根据调查了解，水位随季节性变化幅度为0.5 m～1.0 m。

根据室内试验即常水头试验方法，土的渗透系数可取6.0×10－4cm/s。不过我认为渗透系数应该根据现场实测试验为准，采用井孔抽水试验，一个抽水井，两个观测井，渗透系数按公式k=即可得到。

4 评价的重点

4.1 周围环境分析

该项工作是选择基坑支护方案，确定围护结构位移，基坑稳定安全系数控制标准等工作的重要依据。

基坑外围以调查研究、搜集资料为主;搜集相关邻近建筑物和地下设施现状的资料。

调查了解场地四周地下的管线如:煤气管道、上下水管道、雨水管道、暖气管道。基坑四周的电力管线如:电信、有线电视管线等。不仅要了解清楚管井的走线、位置、结构，还要了解管道的结构、构件，为基坑开挖、施工采取什么工艺提供必要准备。

调查了解场地周边地上建筑情况:如地上建筑的位置(离基坑边距离)，基础埋深、基础形式，这些资料对基坑支护方案，尤其是施工工艺的确定起决定性的作用。避免由于施工发生临近建筑变形，引起双方矛盾。

4.2 基坑边坡稳定性分析

勘察工作为基坑边坡稳定性分析提供准确、真实数据，勘察工作必须通过外业钻探严格控制土样质量，然后通过土工实验室对野外所取粉土土样做直接剪切试验，对粉质粘土土样做了三轴剪切，对砂类土做了休止角试验。我们通过对试验数据进行科学认真分析，准确提供了基坑支护的岩土参数，为基坑边坡稳定性分析提供必要基础数据。

根据本场地岩土工程条件，抗剪强度标准值可参考表1取用。

表1 抗剪强度标准值

砂类土一律提出休止角。第②2层 φ水下=39.0°;第③2层φ水下=38.0°;第⑤1层 φ水下=40.0°;第⑤2层 φ水下=39.0°。

以上这些数据对基坑边坡稳定的分析、计算是必不可少的。根据工程地质条件和周边环境，勘察应该提出基坑支护方案的建议，建议采取的基坑支护方案是:即从地面到地下5.0 m以1∶1的坡度放坡开挖，上部采用土钉墙支护，下部采用灌注桩加锚索的支护。止水帷幕采用水泥深层搅拌桩加三管摆喷防渗墙。

经过基坑支护设计单位计算分析，最后也采用了此基坑支护方案。

4.3 地基基础方案分析

拟建工程为高层住宅楼、商铺、地下车库基础相连，由于荷载不同，采用不同长度、类型桩基基础是又一难点。

我们在现场钻探过程中采取钻探取样、标贯试验、静力触探及波速测试等多种原位测试方法。土工试验对所取土样做了常规、高压固结试验，快剪和三轴剪切;砂样做了水上休止角、水下休止角、颗粒分析等多项试验。

综合分析外业资料，分层统计土工试验成果资料，准确提供各种桩型的桩端持力层和设计参数，使桩基基础安全、经济合理。

5 结语

勘察工作是深基坑工程设计和施工的基础，是保证深基坑支护设计方案和地基基础方案正确的基础，是保证正确施工、避免事故发生的基础，所以工程勘察工作在建筑工程中很重要，应该引起社会足够的重视。