巖土工程中軟質巖石基坑支護設計及應用分析

曹 茜，趙 斌，楊佳璇

（1.北京城建設計發展集團股份有限公司，北京 100000；2.保利國際控股有限公司，北京 100000）

巖土工程的基坑作業施工存在一定的安全風險，為了進一步降低安全事故，如塌方事故等的發生，在開展巖土工程的基坑開挖作業時，一定要采取專業、有效的支護支撐。在開展巖土工程的基坑支護設計時一定要綜合地質條件、周邊環境、工程特點、開挖深度等多方面的條件，只有這樣才能確?；又ёo的結構強度達標，符合巖土工程的施工實際需求。

1 巖土工程基坑支護的作用

巖土工程基坑支護的基礎作用是確保整體施工的安全，提高基坑結構的穩定性和安全性。隨著社會經濟的快速發展，全國各地的巖土工程項目也越來越多，巖土工程施工場地也呈現出多樣性的特征，在一些軟土巖石環境下，基坑支護的使用，可以大大提高作業的安全系數，進一步提高工程質量。與此同時，科學的基坑支護設計，能夠有效結合工程的項目的實際特點，對基坑支護的類型、工藝、技術等進行合理的選擇，因而可以進一步提高作業效率，增加工程收益，幫助建筑企業實現經濟效益和社會效益的雙贏。

2 巖土工程基坑支護設計需要考慮的要素

2.1 施工組織設計

施工組織設計是巖土工程基坑支護設計的核心環節，只有做好施工組織設計，才能夠讓后續的基坑施工作業有章可依、有跡可循。在施工組織設計中，首先要結合巖土工程的實際，對巖土工程基坑開挖的深度、寬度、標高等數據進行明確，并在此基礎上計算出合理的土方挖方量。然后以土方挖方量為基礎，開展相應的支護方案設計，再結合先進的管理經驗和時新的施工工藝，優化巖土工程的施工組織設計，讓其更加合理、高效。

2.2 支護結構形變

基坑支護結構的形變產生的原因是多樣化的，這種結構上的形變極易引發基坑作業的不穩定性，嚴重時還會誘發相應的安全事故。因此，在進行巖土工程基坑支護設計時，要對基坑支護有可能存在的變形問題進行提前預估和預判，結合多種因素對基坑支護的結構變形進行綜合考量，從而針對性地采取措施予以預防和管控。

2.3 支護強度設計

基坑作業屬于巖土工程的基礎作業，其強度值、承載力直接關系著整個巖土工程的質量水平，因此在展開基坑支護設計時要進一步落實基坑的支護強度設計，確保其施工強度能夠滿足相應的施工需求。在開展基坑支護強度設計之前，要深入施工場地，對現場的水文、地質情況，周邊環境、生態條件等進行綜合的考察、調研，以調研數據為依據，對基坑支護的強度值、形變量等進行合理的計算。

3 基坑支護設計及應用改進

3.1 掌握施工具體要求

在開展巖土工程的基坑支護設計時，要進一步掌握其施工要點，根據施工具體要求，明確設計的側重點，對重點問題進行有針對性的處理和防治。這樣不僅可以大大提高巖土工程的地基承載力，還能提高巖土工程整體的安全性。在開展基坑支護設計時，要對基坑的深度、寬度、標高等核心數據進行明確，同時支護的施工要盡量與基坑的開挖協同一致，加強對現場施工環境的有效調研，從而對周圍環境的不穩定因素進行預防控制，進一步提高基坑設計方案的科學性、合理性。

3.2 開展支護結構試驗

支護結構試驗是巖土工程基坑支護設計的重要一環，只有通過科學、系統的結構試驗才能確保設計理論數據的完整性，積累相應的實驗經驗，哪怕實驗結果不如人意，也可以通過對不利實驗結果數據的總結，走出一條創新、有效的新路子。巖土工程的支護結構試驗主要可以分為兩個部分：一是位于實驗室的模擬實驗；二是處于施工場地的現場實驗。只有結合兩者的數據，才能確保實驗數據的系統性、完整性、全面性。雖然巖土工程基坑支護結構試驗需要一定資金的支撐，但是這一項投入是必要且有效的，一旦實驗取得良好的成果就可以為后續的基坑支護作業提供有效的數據支撐，讓后續施工變得高質高效，確保工程的支護結構滿足相應的工程需求。

3.3 研究新型支護結構計算方式

隨著科學技術的不斷發展，巖土工程基坑支護的結構形式也呈現出多樣化的特征，如一些組合拱帷幕、雙排樁、土釘墻，以及預應力鋼筋混凝土多控板等得到有效的應用。在對這些新的基坑支護結構進行建模計算時，要綜合考量的影響因素也更多、更復雜，因此需要積極研究新型的基坑支護結構計算方式，提高計算的精準度和正確性，BIM三維立體建模技術在巖土工程基坑支護結構計算中的使用可以大大提高計算的成效，讓相關數據以可視化、動態化、立體化的形象呈現，同時其具備的碰撞檢測功能，能夠讓基坑支護的結構設置更合理、有效。

3.4 提高支護設計管理水平

為了進一步提高巖土工程基坑支護設計管理水平，所有的施工人員都應該確保自身的日常作業都嚴格按照相應的工藝流程和技術要求進行，避免敷衍了事、敷衍塞責，要保持個人作業的專業水平和職業素養。在開展巖土工程的基坑支護設計時，要加大對施工場地的現場稽查力度，對巖土工程所在區域的水文、地質、土層、土質等情況進行深入的了解及詳細的勘察，確?；A調研數據的客觀真實、可靠完整。在設計完成以后，要嚴格按照相應的設計方案來開展巖土工程的基坑支護施工，確保規范作業、標準作業，在施工中要加強對階段性基坑支護成果的保護，施工人員在施工作業時要加強溝通、積極協作，在堅持安全第一原則的基礎上，提高作業效率，穩步推進巖土工程基坑支護作業的穩定、順利、高效開展。

3.5 積極吸收外來優秀經驗

為了進一步提高巖土工程的基坑支護設計質量水平，建筑企業在開展巖土工程基坑支護設計的過程中要積極吸收外來優秀經驗，結合巖土工程的實際，充分運用先進經驗、時新技術，有效應對將要面臨的固有問題，讓巖土工程在面對軟質巖土時能夠更加從容、有序。通過對自我經驗的總結、對他人經驗的吸收，來進一步提高巖土工程基坑支護設計的科學性、完善度，從而更好更快的推動巖土工程的順利開展、圓滿施工。在巖土工程的基坑支護設計中要積極采用先進的觀測技術，加強對基坑邊坡的有效觀測，確保觀測數據的真實有效，同時采用時新的信息技術，來對觀測數據進行綜合分析，保留有益信息，剔除無效信息，大大降低人力統計、分析的強度，在解放人力的同時，也進一步提高巖土工程基坑支護設計的可靠性、有效性。除此之外，建筑企業還要加強對專業設計人才的挖掘和培養，利用豐厚的待遇條件，從人才市場中尋覓到一些既具備專業能力，又具有實踐經驗的巖土工程基坑支護設計人員來充實自身的人才隊伍構成。

4 工程案例

4.1 工程概述

B市某項目擴改建工程，擬建場地分布的巖石陡坎頂部高程在100m左右，坎下地面標高在80m左右，平面布置形態為L型，場地作業面積較為狹小，且地表不夠平整，因此基坑開挖成為其重點工程，預計要構建一個高標達30m的基坑邊坡，且擴改建處基坑側的西南角壁存在滲水問題。根據實地勘察資料顯示，基坑側壁范圍內的地質形態以泥灰巖為主，屬于軟質巖石。此次擴建屬于典型的軟質巖石基坑支護作業。

4.2 基坑支護設計

（1）基坑支護設計原則。根據前期實地勘察資料，此次基坑側壁支護的安全等級設定為二級，其中基坑側壁的重要性系數為1.00；基坑支護的平面結構應該與該擴改建項目的地下室基礎結構及外墻尺寸相一致，并且所有的變形、誤差等都應該控制在標準規范要求的尺度之內?；又ёo側壁的整體穩定安全系數值不能低于1.30，其施工的最大變形量要＜30mm。

（2）基坑邊坡排樁—錨噴網聯合支護設計。第一，鉆孔灌注樁。樁內主筋錨入冠梁的長度不能＜600mm，冠梁材料宜選用C30混凝土材料。同時主筋混凝土的外部需要配備相應的保護層，保護層厚度不能＜50mm，否則無法產生相應的保護效果。冠梁下部位置應該增設100厚C10的素混凝土墊層。第二，上部邊坡錨噴網支護。錨桿孔應該采用梅花型布置，孔徑不低于100mm，水平傾角為80～160°。錨桿材料的水平間距和垂直間距相等為1.2m，長度為9m。注漿水泥宜采用32.5R符合硅酸鹽水泥，強度值為C20，厚度為100mm。

5 結束語

綜上所述，不難看出，在新時代，我國巖土工程的基坑開挖作業也呈現出新的特點，面臨新的機遇和挑戰。當前，基坑支護技術在巖土工程中的使用越來越廣泛，該技術的有效使用大大提高了巖土工程的安全性和穩定性。在基坑支護技術的實際使用中會碰到一些或大或小的問題，為了進一步提高巖土工程基坑作業的有效性，就必須建立預警意識，從基坑支護的設計環節入手，有效解決現存問題，進一步提高巖土工程的質量水平，推動巖土工程行業的健康可持續發展。