深基坑開挖工程中監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

李倫嘉

中億豐建設(shè)集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇蘇州 215000

摘要：國家規(guī)定，在建筑工程開始前，開挖深度不少于五米或者地下層數(shù)不小于三層，或者深度不超過五米，但周圍地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，地下管道多不易挖掘的工程稱為深基坑開挖工程，巖土監(jiān)測技術(shù)在深基坑開挖工程中占有著很重要的位置，為深基坑開挖工程的開始奠定了基礎(chǔ)，為工程的安全性，準(zhǔn)確性以及工程的施工速度提供了保障。

關(guān)鍵詞：巖土監(jiān)測；深基坑開挖；開挖方式；監(jiān)測方案

引言

隨著國內(nèi)高樓大廈的拔地而起，許多人對高層建筑的安全性產(chǎn)生了懷疑，不論是地震還是臺風(fēng)，高層建筑在經(jīng)歷這些自然災(zāi)害時都讓人們覺得有一些岌岌可危，那么，一個建筑的安全性大部分取決于它的地基穩(wěn)不穩(wěn)，而地基的穩(wěn)定程度又取決于在深基坑開挖工程中是否將工作進(jìn)行的有條不紊，而巖土監(jiān)測技術(shù)為深基坑開挖工程所提供的數(shù)據(jù)和巖土資料是整個建設(shè)工程中必不可少的一步。有了這個數(shù)據(jù)，在保證工程完成時間的情況下，對建筑的安全性也會有很好的保障。

一、巖土監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

巖土監(jiān)測技術(shù)在國內(nèi)多方面的被應(yīng)用到建筑領(lǐng)域中，無論建筑工程規(guī)模的大小，它都在其中發(fā)揮著重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和人類文明的不斷發(fā)展，巖土監(jiān)測在建筑工程中慢慢占據(jù)了主導(dǎo)地位，無論是高樓大廈還是修筑鐵路橋梁，都需要巖土監(jiān)測人員不斷的對土體本身的性質(zhì)進(jìn)行著觀測，數(shù)據(jù)的變化直接影響到工程的進(jìn)度和安全性，不能出一點(diǎn)差錯。

巖土監(jiān)測技術(shù)為深基坑開挖提供了數(shù)據(jù)參考、工作指導(dǎo)和工作安排。正確的數(shù)據(jù)資料可以為開挖工程節(jié)省大量的時間和工期，在保證安全的情況下，使可以應(yīng)用的資源盡量的最大化。

二、深基坑開挖方式

深基坑開挖方式的選取大多數(shù)要看巖土監(jiān)測人員為其提供的數(shù)據(jù)資料和巖土成分，通過對監(jiān)測成果進(jìn)行分析和比對，選取較為適合的開挖方式。

2.1無支護(hù)放坡開挖

如果巖土監(jiān)測數(shù)據(jù)體現(xiàn)出的巖土相對密集，放坡開挖是一個比較方便，不需要支護(hù)支撐且為期較短的開挖方式，適用于場地開闊，可供施工作業(yè)的空間寬余，周圍無建筑以及其它工事影響，并且需要有一個空曠處可提供開挖用的場地。

2.1.1合理的坡度

開挖的斜面高度應(yīng)該考慮施工的安全和方便，斜面太高對于施工作業(yè)是容易完成且速度較快，但是對施工人員的安全性做不到充分的保證，高斜面作業(yè)容易讓施工人員產(chǎn)生高空作業(yè)的感覺，不利于施工。斜面太低在固定的時間內(nèi)對工程量的要求非常大，不利于限期任務(wù)。所以，選擇合理坡度的斜面，能夠縮短工期，并且保證安全。

2.1.2恰當(dāng)?shù)呐潘O(shè)施

不管是什么高度，都應(yīng)該考慮的問題就是排水問題，如果不能選用正確的排水設(shè)施，無論多好的工程都無法保證長時間不會發(fā)生變形。根據(jù)巖土的滲透系數(shù)可以對深井泵進(jìn)行合理的應(yīng)用，采用人工降雨的方法進(jìn)行測試，直到滿足工程需要為止，如表一。

表一 滲透系數(shù)和降水方法的關(guān)系

井點(diǎn)分類 滲透系數(shù)（cm/s） 土層類別

輕型井點(diǎn) 10^-3～10^-6 砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉砂、粉砂，

含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土

噴射井點(diǎn) 10^-3～10^-6 砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉砂、粉砂，

含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土

電滲井點(diǎn) <10^-6 黏土、粉質(zhì)粘土

深井井點(diǎn) >10^-4 砂質(zhì)粉土、粉砂，含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土

表二 挖土深度和降水方法的關(guān)系

挖土

深度（m） 土名

粉質(zhì)粘土、粉土粉砂 細(xì)砂、中砂 粗砂、

礫石 大礫石、粗卵石

（含有砂礫）

<5 單層井點(diǎn)

（真空法、電滲法） 單層普通井點(diǎn) 1、井點(diǎn) 2、表面排水

3、用離心泵自豎井內(nèi)排水

1～12

12～20 多層井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)

（真空法、電滲法） 多層井點(diǎn)

噴射井點(diǎn)

>20 深井或管井

在進(jìn)行排水工程設(shè)置的時候，根據(jù)挖掘深度的不同，來對排水方法進(jìn)行篩選。如表二。

2.2有支護(hù)開挖

在某些狹窄、不利于進(jìn)行大規(guī)模的挖掘的地形中，采用有支護(hù)開挖方式是相對比較安全和方便的，有支護(hù)開挖和放坡開挖相比較而言，前者比較麻煩，但是施工的安全性更好。巖土工程監(jiān)測人員首先對巖土的成分進(jìn)行分析，進(jìn)而對巖土的密度和地下地層的情況做出一個明確的資料提供給施工隊(duì)，在施工隊(duì)進(jìn)行開挖過程中，監(jiān)測人員應(yīng)該時時刻刻的對地下新地層的巖土成分進(jìn)行觀測，不能放松，一旦發(fā)現(xiàn)與自己預(yù)測的情況有所不同，應(yīng)該立即停下施工作業(yè)，重新選取土樣進(jìn)行研究，不要盲目的進(jìn)行作業(yè)，以免造成安全事故和隱患。

在深度很大的多層地下室進(jìn)行開挖時，應(yīng)該提前對室內(nèi)的墻壁上打下支護(hù)，防止墻面坍塌，導(dǎo)致整體坍塌的大型事故。巖土檢測人員應(yīng)該在施工過程中不斷的對周圍巖土進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測，如果巖土成分發(fā)生改變，則應(yīng)該選取合理的支護(hù)位置，從下到上依次逆方向做支護(hù)，從地下依次向上進(jìn)行施工，直到工程結(jié)束，這種支護(hù)開挖方式成為逆作法。

三、監(jiān)測方案

3.1監(jiān)測目的

在深基坑工程中，由于距離地面深度過大，因此，要想在有限的時間內(nèi)在地下完成開挖任務(wù)，必須要求巖土監(jiān)測人員時時刻刻進(jìn)行監(jiān)測，不只是監(jiān)測土壤的成分質(zhì)量，還要對地下構(gòu)造和沒有看見的地下成分進(jìn)行預(yù)測和分析，對施工過程進(jìn)行安排和指導(dǎo)。

表三 內(nèi)摩擦角由a提升到b

土質(zhì) 稍濕的 很濕的 飽和的 重度r（kN/m?）

a b a b a b 稍濕的 很濕的 飽和的

軟的黏土及粉質(zhì)黏土 24° 40° 22° 27° 20° 20° 1.5 1.7 1.8

塑性的黏土及粉質(zhì)黏土 27° 40° 26° 30° 25° 25° 1.6 1.7 1.9

半硬的黏土及粉質(zhì)黏土 30° 45° 26° 30° 25° 25° 1.8 1.8 1.9

硬黏土 30° 50° 32° 38° 33° 33° 1.9 1.9 2.0

淤泥 16° 35° 14° 20° 15° 15° 1.6 1.7 1.8

腐植土 35° 40° 35° 35° 33° 33° 1.5 1.6 1.7

表四 支護(hù)的構(gòu)造形式和特點(diǎn)

名稱 構(gòu)造形式 特點(diǎn)

板樁擋墻系 由鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、主樁橫擋板峰組成的豎直墻體。 有一定的防滲作用，能起到臨時維持基坑穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)物。

柱列式擋墻 把單個樁體并排連接起來形成的構(gòu)造。 方便簡單，易于拆卸。

自立式水泥土擋墻 將水泥或石灰做成的固化劑，利用特殊鉆頭或攪拌頭帶入地下。 利用固化劑使地基土強(qiáng)行拌和，行程加固土樁體。

地下連續(xù)墻 沿著深基坑周邊導(dǎo)墻分段挖槽，澆筑混泥土并連續(xù)開挖澆筑混凝土，行程連續(xù)墻。 承擔(dān)大量壓力，防止對其他建筑物產(chǎn)生影響，可以將上部結(jié)構(gòu)的河外傳到地基特力層。

組合式支護(hù) 采用鉆孔樁、沉管樁、攪拌樁、旋噴樁等組合成復(fù)合式支護(hù)構(gòu)造。 可以根據(jù)建筑物和周圍環(huán)境的特點(diǎn)進(jìn)行不同的組合。

沉井 混凝土做成的筒形結(jié)構(gòu)，施工時從井筒中挖土，使其失去支撐下沉。 作為支撐護(hù)壁，又可以作為永久性基礎(chǔ)。

3.2監(jiān)測方式

3.2.1深基坑坑壁

在深基坑開挖過程中，每到一個地下室，都應(yīng)該對深基坑坑壁進(jìn)行巖土監(jiān)測，因?yàn)橐诳颖诶锎蛉胫ёo(hù)，所以要對巖土的抗壓系數(shù)有一個明確的概念，在土壤的土壓力比較復(fù)雜的情況下，可以采用適當(dāng)增加內(nèi)摩擦角