试论岩石基坑工程勘察与支护技术的合理应用.pdf

140 试论岩石基坑工程勘察与支护技术的合理应用 试论岩石基坑工程勘察与支护技术的合理应用 Reasonable Application of Investigation and Supporting Technology of Rock Foundation Pit Engineering ■ 张洪嘉 ■ Zhang Hongjia [摘 要] 本文介绍了岩石地区基坑的特点，并集合这些特 点分析了岩石基坑工程勘察的基本内容。最后，探讨了岩 石基坑支护技术，对每种支护技术的含义及其适用范围进 行了详细地介绍。 [关键词] 岩石基坑 工程勘察 基坑支护 [Abstract] This paper introduces the characteristics of the fou- ndation pit in rock area, and with a collection of these charac- teristics, analyzes the basic content of rock foundation pit en- gineering survey. Finally, the author discusses the rock foun- dation pit supporting technology, presenting in detail each kind of supporting technology and the scope of its application. [Keywords] rock foundation pit, engineering investigation, fo- undation pit support 随着我国经济发展脚步的加快，各类工程建设 也不断增多。工程勘察和基坑支护是各类工程建设 的前提工作，通过勘察可以查明拟建场地工程地质 条件、水文地质条件等，为施工方案的制定提供重 要依据；通过基坑支护可以提供地下室、基础的施 工条件。由于岩石独特的性质，导致岩石基坑工程 勘察及支护技术同其他类型基坑工程的勘察、支护 存在一定差异。 一、 岩石地区基坑特点 岩石地区一般以低海拔山地、丘陵为主，地势 较高区域岩体多属于较薄第四系地层，低洼处多属 于发育较厚第四系地层。目前许多勘察人员认为岩 石地区基坑稳定性一定高于土质基坑的看法是不正 确的，原因在于岩石地区基坑的稳定性受到岩石风 化程度、裂隙发育程度、碎屑沉积情况、岩体结构 面开挖方式、岩体介质强度均匀性等的影响，在不 确定这些因素的情况下，不能片面认为岩石基坑较 其他类型基坑更稳定。因此，岩石地区基坑的勘察 也应当认真对待， 严格遵守勘察步骤开展各项工作。 二、 岩石基坑工程勘察要点 岩石基坑工程勘察要点包括勘察工作的布置、 工程条件分析、工程环境分析、岩石特性分析和边 坡稳定性分析五个内容。 1. 勘察工作布置 勘察工作布置是岩石基坑勘察工作的第一步， 首先要确定勘察工作的深度。对于普通基坑来讲， 岩土工程勘察规范要求勘察深度为基坑深度的 2～3 倍。 而对于岩石基坑， 由于地层条件比较特殊， 可以将勘察深度确定为基坑深度的 1.5～2 倍。 确定 深度之后，需要进行勘察布点工作。岩石基坑的勘 察布点需要尽可能地利用场地条件， 提高勘察效率。 在勘察方法的选择方面， 岩石基坑主要选择钻探法， 在此基础上利用室内试验、工程地质调查进行全面 地分析。 2. 工程条件分析 为选择最佳的基坑支护方案，方便后续的支护 施工，岩石工程勘察应该对拟建场地进行充分的工 程条件分析，分析的内容包括地质构造、地层结构、 地层分布规律及特征、工程地质剖面图、场地物理 力学性质指标、水文地质条件、不良工程地质条件、 地下水埋藏条件、地下水埋藏及腐蚀性评价等。 3. 工程环境分析 工程环境是指拟建工程所处的地理位置、工程 周围建筑物分部以及地下管线分布等。工程环境的 分析对于支护方案的选择、安全系数的确定等具有 重要的影响。对于工程环境的分析，首先，需要确 定拟建工程周围建筑物的分布、结构类型、基础形 式、建筑红线。其次，要明确周围道路分布，熟悉 道路交通流量，确定动荷载的大小。再次，要明确 拟建工程周围地下管线的分部情况，避免基坑施工 时破坏周围管线、地下室、沟道等。 4. 岩石特性分析 岩石特性分析是指对基坑开挖之后侧壁岩石的 构造、结构、成分、力学性质等进行分析，根据分 析结果判断基坑侧壁的稳定性、选择合适的施工方 案。具体来讲，岩石基坑工程侧壁岩石的特性分析 应该包括岩石的风化程度；不同风化岩石层的分 布；不同硬度岩石的分布；岩石基本构造、有无断 裂带、软弱夹层、入侵岩体等；岩石节理裂隙发育 情况；岩石危险滑动面的分布情况；岩石暴露之后 的抗风化能力等。 5. 边坡稳定性分析 岩石基坑勘察的最后一个步骤是对基坑边坡的 稳定性进行分析，分析的主要内容包括内因分析和 外因分析两个部分。边坡稳定性的内因分析是对于 岩石有关的地层结构、岩层特性、水文条件等；外 因分析是指周围建筑、动荷载等潜在因素。 三、 岩石基坑支护技术应用 由于不同地区岩石基坑的岩体软硬程度、风化 程度以及结构面特征不同，工程中采用的基坑支护 方式也具有一定的差异。目前常用的岩石基坑支护 技术包括放坡开挖、非预应力喷锚支护、复合喷锚 墙支护、预应力喷锚支护和锚杆肋梁支护。 1. 放坡开挖 岩石基坑放坡开挖主要针对岩体质量较好，且 岩体内部不存在不稳定的结构面、地下水不发育、 基坑周围建筑物少的二级或三级基坑。 2. 非预应力喷锚支护 非预应力喷锚支护在岩石基坑中应用较为广 泛， 具体施工方法是将钢筋或者钢管置于岩体内部， 并在钢筋或钢管外部压浆使其与岩体胶结形成一个 整体，并在锚杆端部基坑侧壁上挂钢筋网、喷射混 凝土。该方法适用于对基坑变形要求不严格、强风 化或微风化岩体。 3. 复合喷锚墙支护 复合喷锚墙支护是将预应力锚杆和非预应力锚 杆结合使用的基坑支护方法。非预应力锚杆是指施 工时不施加预应力的锚杆，当岩土体发生变形、产 生位移时锚杆才会受力。而预应力锚杆则相反，在 锚杆施工时需要进行张拉、锁定，通过自由端的伸 展来提供预应力，后期通过锚固段提供锚固力。该 方法适用于对基坑变形、位移控制严格的基坑，对 于强风化、中风化、微风化的岩体、存在滑动结构 面的岩体也适用。 4. 预应力喷锚支护 预应力喷锚支护是采用预应力锚杆和喷射钢筋 混凝土相结合的支护方式，其锚固体系的形成需要 借助锚板或者夹具。根据基坑深度的不同，预应力 锚索施加的预应力大小也不相同。 在实际工程当中， 预应力喷锚支护主要适用于具有一定放坡空间或者 基坑垂直度接近垂直的岩体边坡，该方法可以很好 地控制基坑变形、位移。对于存在潜在滑动面的岩 体、基坑浅部位中风化或微风化的岩体，都可以采 用这种支护方法。 5. 锚杆肋梁支护 锚杆肋梁支护是指预应力锚杆和钢筋混凝土肋 梁相结合的支护方法，这一支护体系的锚固点在肋 梁的交点处。该支护体系的适用范围较广，对于变 形控制严格、存在滑动结构面、强风化、中风化、 微风化的岩体都可以采用这种方法。另外，在基坑 周围情况复杂、基坑规模较大时选取这种方法更为 安全、可靠。 四、 结语 总之，岩石基坑的工程勘察需要结合岩体的特 点、地区地层条件等进行，在勘察过程中要注重对 岩体内部构造的分析，查明岩体内部结构面，对影 响基坑边坡稳定性的因素进行综合评估。在合理勘 察的基础之上， 需要选取合理的支护技术进行施工， 施工方法的选择需要对基坑深度、位移要求、周边 环境、基坑安全等级、地层条件等因素进行综合 分析。 参考文献 [1] 中 国 人 民 共 和 国住 房 和 城 乡 建 设 部 .GB50 021-2009,岩土工程勘察规范[S]. [2]基坑工程手册[M].北京中国建筑工业出版 社,2009. [3]闫志强,蔡守志.岩土工程勘察常见问题的分析 [J].土工基础,20134104-107. （作者单位辽宁地质海上工程勘察院，大连 116600）