朱光宇1，杨灿瑾2
中建东设岩土工程有限公司，辽宁 沈阳 110055
中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁 沈阳 110169
摘要：影响基坑工程设计及施工的因素有很多，岩土工程勘察就是其重要的因素之一。本文通过对北方某调蓄池基坑支护工程设计施工情况及出现事故问题探析，说明岩土工程勘察指导着基坑设计及施工，是基坑支护设计及施工的重要依据；基坑支护设计方案的选取，影响着岩土工程勘察的实施；岩土工程勘察中水文、地层地质条件也为基坑支护工程施工的工艺、工法指明了方向。但基坑的设计及施工不能过分的依赖于勘察，对一些特殊地质情况，需进行大量的资料调查收集，在分析研究计算的基础上进行必要的设计和施工调整。
关键词：基坑支护；支护桩；锚索；岩土工程勘察；影响
0引言
随着现今城市大规模建筑基坑和地下工程的发展[1]，地下工程的开发进度越来越快，基坑工程的设计和施工的安全性和经济性突显的尤为重要。影响基坑的设计及施工的安全性和经济性的因素有很多，比如基坑的周边环境条件、基坑深度、周边建筑等，但基坑设计及施工前的岩土工程勘察是其最重要的环节之一，岩土工程勘察的准确性及精细程度严重影响着基坑安全及经济性。本文通过对北方某调蓄池基坑支护工程设计及施工情况出现事故问题进行探析，指出了岩土工程勘察对基坑支护设计和施工的影响。
1工程概况
该工程基坑长56.0m，宽44.8m，基坑开挖深度A区13.3m、B区14.8m、C区16.8m。场地土层地质条件为：①杂填土：厚度1.6-3.6m；②淤泥：厚度1.0-4.8 m；③粉质粘土：厚度1.6-2.6 m；④粘土：厚度2.0-4.4m；⑤粉质粘土：厚度1.2-2.8m；⑥粗砂：厚度1.2-3.5m；⑦全风化泥岩：厚度0.9-3.5 ；⑧强风化泥岩：厚度2.2-3.8 m；⑨中风化泥岩：最大揭露厚度9.0m，勘察范围边线为基坑支护桩中心线。场地位于市中心，基坑南侧、东侧为市政道路，西侧、北侧为湖面，如图1所示。
图1 基坑平面图
地勘报告显示：该场地地貌单元为台地地貌，场地冰面地形平坦，岸边较高。地下水属潜水类型，主要埋藏于③～⑧层土体中。基坑设计采用的各层土的物理力学性能指标见表1。
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基坑支护设计方案采用桩锚支护体系[2]，支护桩采用直径Φ800mm灌注桩，桩中心距1.5m，A区桩长18.3m、B区桩长19.8m、C区桩长21.8m；锚索采用2～5束7×Φ5高强低松弛钢绞线制作锚索。A区、B区设计四层锚索，C区五层锚索，锚索注浆采用二次压力注浆。锚索设计参数见表2。
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2基坑支护施工开挖及出现事故
2.1支护桩施工
基坑西侧、北侧区域位于湖水中，勘察时处于冬季，勘察施工作业在冰面作业。支护桩施工时对该部分区域进行了土方回填，回填后采用110KW的长螺旋钻机施工支护灌注桩。
2.2 开挖及出现事故
按照设计文件要求，对基坑A、B、C区进行了上部两层锚索的施工，二层锚索张拉施工后，由于长螺旋钻机施工的局部支护桩有鼓胀现象，采用了风镐对支护桩鼓胀部位进行了剔除。此时基坑西侧、北侧支护桩顶位移变大，最大变形达到96mm，支护桩顶冠梁出现裂缝，部分桩体开裂，西侧、北侧第一排锚索轴力大部分卸荷至“0”，锚索失效。
3事故分析
3.1岩土工程勘察问题
勘察工作量不足，建筑基坑支护技术规程要求：基坑外宜布置勘探点，其范围不宜小于基坑深度的1倍，当需要采用锚杆时，基坑外勘探点的范围不宜小于基坑深度的2倍[3]。
（1）该基坑外具备布置勘探点时，仅在基坑范围内布置岩土勘察勘探点，基坑采取的原状土样及相应的主要力学试验指标较少，不能完全反应基坑影响范围内土性的真实参数指标。
（2）勘察报告中未考虑薄壁取土器对基坑设计参数的影响，未根据基坑影响范围内软土特点综合判断推荐选用软土的土体抗剪强度参数指标。
3.2基坑设计问题
基坑设计涉及到多门学科，如土力学、基础工程、结构力学和原位测试技术等，需要对场地周边环境、施工条件、工程地质条件、水文地质条件详细了解和掌握，所以目前基坑支护设计方案大多数是偏于保守的，但该项目设计人员经验不足，考虑不周。
（1）基坑设计人员在掌握基坑岩土勘察单位未在基坑影响范围内布置足够的勘探点时、未有完全详细的基坑设计边界条件时，应通过现场调查查明基坑西侧、北侧湖面水位，湖水深度，设计中应综合考虑基坑西侧、北侧第一层锚索的上覆土层厚度。
（2）设计中仅依据勘察报告中提供的软土建议参数，未能根据施工场地的软土特点进行综合判断、忽略了锚索软土中蠕变的特征，导致基坑锚索设计未选用合理的锚索型式。一层、二层锚索锚固段太长，锚索的承载力按照土体的粘结强度充分发挥计算，高估了锚索承载力。
3.3基坑施工问题
基坑西侧、北侧支护桩位于湖中，为满足施工要求，支护桩施工位置采用了杂填土回填，支护桩施工设备因设计文件未明确，施工单位采用了长螺旋钻机。施工时未对回填土层及软土层进行相应的措施处理，造成大部分支护桩鼓胀现象。为不影响后期主体结构施工，锚索施工第二层后，对鼓胀部位进行了机械破除，造成支护桩部分钢筋外露，严重破坏了支护结构[4]，扰动了软土土体，改变了软土的物理性质指标，加速了软土中锚索蠕变，导致基坑西侧、北侧锚索失效。
4岩土勘察对基坑设计及施工的影响
4.1在基坑支护设计工作中，岩土勘察指导设计
岩土工程勘察是基坑支护设计的主要指导依据，基坑工程设计需要对勘察结果有正确认识，岩土勘察结果的有效信息及可靠资料，不仅可以保证基坑支护设计方案的合理及安全性，还可以为后续的基坑施工指明方向。设计使用勘察报告时，首先需查明勘察时的工程地质和水文地质条件是否与实际施工时相符，有无影响和变化因素。同时设计选取的钻孔地质柱状图或地质剖面应具有足够的代表性。在设计选取抗剪强度指标时，一定要注意试验方法对参数以及计算结果的影响并应考虑工程活动对指标的影响后合理选取。同时，应将抗剪强度指标与土的物理、力学指标（包括室内、原位试验）进行对比分析，判断计算采用的抗剪强度指标的可靠性与合理性，防止误用导致工程事故。当岩土勘察资料缺少可靠数据时，应结合类似工程经验和相邻、相近场地的岩土勘察数据通过可靠的综合分析判断后取值。本工程在勘察时，仅对基坑范围内进行勘察布孔，采用桩锚支护设计体系，勘察数据不足，软土经验取值偏大。基坑支护设计时，未及时发现勘察资料缺陷，提出进行岩土勘察补勘，结果造成第一层锚索位于湖面下软土层中[5]，导致锚索上覆土层厚度不足及忽视了软土中锚索时空效应因素。
4.2基坑支护设计方案的选取，影响着岩土勘察的实施
基坑支护设计方案的选取，会涉及到相应的勘察纲要的编写及后期勘察施工的实施。为使得勘察纲要编写及后期勘察施工实施更准确和合理，必须对基坑支护设计方案有个大致了解。桩撑及悬臂支护体系与桩锚支护体系所要求的岩土勘察范围有本质区别，对周边建筑物基础情况、层数情况、使用年限情况；周围管线埋设深度情况等的要求也不尽相同。只有准确了解基坑支护设计方案，才能更好地布设勘察勘探点；才能控制好勘探孔深度的需求；才能做好原位测试工作；才能安排好周围环境及水位地质条件的调查；岩土勘察的实施才能更有针对性、准确、科学合理。
4.3岩土工程勘察指明基坑支护施工方向
不同的基坑工程具有不一样的周边环境条件和不一样的地质，现今由于施工技术人员的技术储备参差不齐，对勘察报告重视程度不够，这样会造成基坑实际施工过程中存在很多问题。本工程勘察施工时基坑西侧、北侧位于湖上，有深厚的软土层存在，施工单位在施工时先对位于湖中的支护桩位置进行回填，采用的长螺旋压灌桩工艺，长螺旋压灌桩灌注混凝土的时候具有泵压性，会造成软土层中的支护桩鼓胀，影响后期基坑及主体结构施工。这样就需要对支护桩鼓胀部位进行破除，破除支护桩支护结构会对软土层产生扰动，改变软土工程地质参数。其实勘察报告中已体现湖面和深厚的软土层，基坑支护施工时应该在回填土后采用护筒跟进的旋挖灌注桩工艺，软土层中的锚索应采用安全储备更大的旋喷锚索。
5结语
岩土工程勘察对于基坑支护设计及施工具有重要作用，在基坑设计及施工前，要做好准确的岩土工程勘察工作，对现场的环境情况、地形地貌及地层、水文情况有准确的描述。这样，基坑工程的设计合理性及施工的科学性才能得到保障。虽说岩土工程勘察是基坑设计及施工的重要依据，但是基坑的设计及施工也不能过分的依赖于勘察，因为当前的基坑岩土工程勘察存在一些非常现实但又难以避免的问题，比如勘察孔布设受场地条件所限、勘察报告的准确性较差等等。因此，基坑工程设计及施工依据岩土工程勘察，但对一些特殊地质水文情况，必须进行充分的资料调查收集，在分析研究的基础上根据实际情况进行必要的现场试验、验算，从而进行设计和施工措施调整。
参考文献:
[1]李广信.基坑支护结构上水土压力的分算与合算[J].岩土工程学报，2000.22（3）：348-352.
[2]段绍伟，沈蒲生.基于工程可靠度、工程造价、工期的深基坑支护结构选型研究[J].湘潭矿业学院学报，2002.17（2）：79-81.
[3]JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程[P].北京：中国建筑工业出版社，2012:13.
[4]刘国彬.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[5]CECS22:89.土层锚杆设计与施工规范[S].北京：冶金工业出版社，1991.