王輝

【摘要】巖土工程勘察的對(duì)象是建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，具體而言主要是指場(chǎng)地巖土的巖性或土層性質(zhì)、空間分布和工程特征，地下水的補(bǔ)給、貯存、排泄特征和水位、水質(zhì)的變化規(guī)律，以及場(chǎng)地周?chē)貐^(qū)存在的不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害情況。

【關(guān)鍵詞】巖土工程；勘察；探討

引言：巖土工程勘察在快速的發(fā)展過(guò)程中，不論是在體制還是在勘察方法、計(jì)算機(jī)輔助軟件、勘察報(bào)告編制等各方面工作都有了較大的進(jìn)步，并且還在不斷優(yōu)化中。巖土工程勘察工作研究的主要對(duì)象是地基和基礎(chǔ)以及地下工程的關(guān)系。由于地基巖土的勘察是因地而異的，在接受一項(xiàng)巖土工程勘察任務(wù)時(shí)，必須明確該工程的主要技術(shù)矛盾是什么，需要的技術(shù)問(wèn)題。在對(duì)設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)要求以及建筑物荷載情況了如指掌的情況下，在巖土工程勘察實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)工程的具體情況，就基礎(chǔ)及地下工程的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，給以充分的論證和分析，最終提出經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的解決方案。只有這樣，巖土工程勘察才能提高勘察成果質(zhì)量，才能有較大的市場(chǎng)。

1.巖土工程勘察的目的和任務(wù)

1.1勘察場(chǎng)地概貌：查明勘察范圍內(nèi)場(chǎng)地原始地形、地貌，巖土層的成因、類(lèi)型、深度、分布、工程特性和變化規(guī)律，分析評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性和均勻性。

1.2埋藏物情況：查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、舊基礎(chǔ)、孤石等對(duì)工程不利的埋藏物及其分布范圍。建設(shè)單位應(yīng)委托有足夠經(jīng)驗(yàn)與設(shè)備的有關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)部門(mén)對(duì)地下空洞（含采空區(qū)、地道）作專(zhuān)項(xiàng)勘察，勘察時(shí)應(yīng)采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查訪問(wèn)，工程物探及鉆探、坑探相結(jié)合的措施。

1.3地質(zhì)作用的影響：查明影響建筑場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用（包括：巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、地面沉降、場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)、活動(dòng)斷裂等）和特殊土（包括軟土、填土、污染土、濕陷性土、膨脹土、紅粘土、多年凍土等）的類(lèi)型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢(shì)和危害程度，并提出相應(yīng)防治措施的建議。

1.4地下水埋藏情況：查明地下水埋藏情況、類(lèi)型、補(bǔ)給及排泄條件，地下水位，水位變化幅度及規(guī)律；評(píng)價(jià)地下水（土）對(duì)建筑材料的腐蝕性。對(duì)基坑工程還應(yīng)查明各土層的滲透性質(zhì)，分析評(píng)價(jià)地下水的靜水壓力、動(dòng)水壓力及浮托力的作用和影響；預(yù)估產(chǎn)生基坑突涌、流沙（土）或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度，并提出相應(yīng)的防治措施建議；提供基坑施工降水的有關(guān)技術(shù)參數(shù)及施工降水方法的建議；提供用于計(jì)算地下水浮力的設(shè)計(jì)水位。

1.5基坑周邊環(huán)境：基坑工程還應(yīng)查明基坑周邊環(huán)境，提供基坑設(shè)計(jì)所需的巖土參數(shù)，分析評(píng)價(jià)放坡開(kāi)挖的可能性和基坑邊坡穩(wěn)定性，適宜選用的支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型及其穩(wěn)定性，基坑開(kāi)挖與降水對(duì)地基變形、周?chē)ㄖ锖偷叵略O(shè)施的影響。

2.巖土工程勘察等級(jí)的劃分及其要求

不同的建筑物的重要性也不同，其破壞后產(chǎn)生的后果嚴(yán)重性也不同。因此針對(duì)工程重要性的不同以及場(chǎng)地和地基復(fù)雜程度的差異，巖土工程的勘察也要?jiǎng)澐植煌牡燃?jí)，針對(duì)不同的等級(jí)，各個(gè)勘察階段的工作內(nèi)容、方法及詳細(xì)程度也會(huì)具有顯著地差別。

2.1根據(jù)工程的規(guī)模和特征以及工程破壞或影響正常使用所產(chǎn)生的后果，可將工程分為三個(gè)重要性的等級(jí)，如下所示：一級(jí)工程：工程性質(zhì)是重要工程，破壞后引起的后果很?chē)?yán)重；二級(jí)工程：工程性質(zhì)是一般工程，破壞后引起的后果嚴(yán)重；三級(jí)工程：工程性質(zhì)是次要要工程，破壞后引起的后果不嚴(yán)重。

2.2根據(jù)地基復(fù)雜程度，可按規(guī)定分為三個(gè)等級(jí)，具體劃分如下：一級(jí)地基（復(fù)雜地基）：特征是巖石種類(lèi)多，很不均勻，性質(zhì)變化大，需特殊處理，多年凍土，嚴(yán)重濕陷、膨脹，鹽漬，需要專(zhuān)門(mén)處理；滿足前面一個(gè)特征及以上者。二級(jí)地基（中等復(fù)雜）：特征是巖石種類(lèi)多，不均勻，有特殊巖石；滿足前面一個(gè)特征及以上者。三級(jí)地基（簡(jiǎn)單地基）：特征是巖石種類(lèi)單一，均勻，無(wú)特殊巖石；全部滿足前面全部特征。

2.3巖石工程勘察等級(jí)的劃分，確定了上面的工程的重要性等級(jí)、地基等級(jí)復(fù)雜程度等級(jí)以后，就可以進(jìn)行巖土工程的勘察等級(jí)的劃分了，具體劃分如下，巖土工程勘察等級(jí)分甲、乙、丙三級(jí)。甲級(jí)：在工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度中，有一項(xiàng)或多項(xiàng)為一級(jí)。乙級(jí)：除勘察等級(jí)為甲級(jí)和丙級(jí)以外的勘察項(xiàng)目。丙級(jí)：工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜和地基復(fù)雜程度等級(jí)均為三級(jí)的。

3.巖土工程勘察的主要方法

3.1工程地質(zhì)測(cè)繪

工程地質(zhì)測(cè)繪是巖土工程勘察的基礎(chǔ)工作，一般在勘察的初期階段進(jìn)行。這一方法的本質(zhì)是運(yùn)用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論，對(duì)地面的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述，分析其性質(zhì)和規(guī)律，并藉以推斷地下地質(zhì)情況，為勘探、測(cè)試工作等其他勘察方法提供依據(jù)。在地形地貌和地質(zhì)條件較復(fù)雜的場(chǎng)地，必須進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪但對(duì)地形平坦、地質(zhì)條件簡(jiǎn)單且較狹小的場(chǎng)地，則可采用調(diào)查代替工程地質(zhì)繪。工程地質(zhì)測(cè)繪是認(rèn)識(shí)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法，高質(zhì)量的測(cè)繪工作能相當(dāng)準(zhǔn)確地推斷地下地質(zhì)情況，起到有效地指導(dǎo)其他勘察方法的作用。

3.2勘探與取樣

勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來(lái)調(diào)查地下地質(zhì)情況的，并且可利用勘探工程取樣進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測(cè)。應(yīng)根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段，它的優(yōu)點(diǎn)是較之鉆探和坑探輕便、經(jīng)濟(jì)而迅速，能夠及時(shí)解決工程地質(zhì)測(cè)繪中難于推斷而又急待了解的地下地質(zhì)情況，所以常常與測(cè)繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。其中鉆探工作使用最為廣泛，可根據(jù)地層類(lèi)別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當(dāng)鉆探方法難以查明地下地質(zhì)情況時(shí)，可采用坑探方法?？犹焦こ痰念?lèi)型較多，應(yīng)根據(jù)勘察要求選用?？碧焦こ桃话愣夹枰?jiǎng)佑脵C(jī)械和動(dòng)力設(shè)備，耗費(fèi)人力、物力較多，有些勘探工程施工周期又較長(zhǎng)，而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時(shí)應(yīng)具有經(jīng)濟(jì)性，布置勘探工程需要以工程地質(zhì)測(cè)繪和物探成果為依據(jù)，切避盲目性和隨意性。

3.3原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)

原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的是為巖土工程問(wèn)題分析評(píng)價(jià)提供所需的技術(shù)參數(shù)，包括巖土的物性指標(biāo)、強(qiáng)度參數(shù)、固結(jié)變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應(yīng)力、應(yīng)變時(shí)間關(guān)系的參數(shù)等。原位測(cè)試一般都借助于勘探工程進(jìn)行，是詳細(xì)勘察階段主要的一種勘察方法。原位測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)是試樣不脫離原來(lái)的環(huán)境，基本上在原有應(yīng)力條件下進(jìn)行試驗(yàn)所測(cè)定的巖土工程力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，能反映宏觀結(jié)構(gòu)對(duì)巖土性質(zhì)的影響，代表性好，試驗(yàn)周期較短，效率高尤其對(duì)難以采樣的巖土層仍能通過(guò)試驗(yàn)評(píng)定其工程性質(zhì)。但是也有一些原位測(cè)試是要進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)的，因此，此種方法的使用要因情況而定。此方法的缺點(diǎn)主要是試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力路徑難以控制、邊界條件也較復(fù)雜有些試驗(yàn)耗費(fèi)人力、物力較多，不可能大量進(jìn)行。室內(nèi)試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)條件比較容易控制邊界條件明確，應(yīng)力應(yīng)變條件可以控制等入可以大量取樣。

3.4現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)的主要目的在于保證工程質(zhì)量和安全，提高工程效益。現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的涵義，包括施工階段對(duì)先前巖土工程勘察成果的驗(yàn)證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質(zhì)量控制。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)則主要包含施工作用和各類(lèi)荷載對(duì)巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測(cè)、施工和運(yùn)營(yíng)中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測(cè)和對(duì)環(huán)境影響的監(jiān)測(cè)等方面。檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)所獲取的資料，可以推算出某些工程技術(shù)參數(shù)，并以此為依據(jù)及時(shí)修正參數(shù)，使之在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面更優(yōu)化。

4.巖土工程中常采用的鉆探方法及其適用條件

巖土工程勘察中采用的鉆探方法很多，根據(jù)其破碎巖土方法的不同，大致可分為回轉(zhuǎn)鉆探、沖擊鉆探、振動(dòng)鉆探與沖洗鉆探等四大類(lèi)。

4.1回轉(zhuǎn)鉆探就是利用鉆具回轉(zhuǎn)使鉆頭的切削刃或研磨材料削磨巖土使之破碎而鉆進(jìn)。又可進(jìn)一步分為孔底全面鉆進(jìn)和孔底環(huán)狀鉆進(jìn)（巖心鉆進(jìn)）兩種，巖土工程勘察多采用巖心鉆進(jìn)。

4.2沖擊鉆探就是利用鉆具的重力和下沖擊力使鉆頭沖擊孔底以破碎巖土而鉆進(jìn)。又可進(jìn)一步分為鉆桿錘擊鉆進(jìn)和鋼絲繩沖擊鉆進(jìn)兩種，巖土工程勘察中均有使用。

4.3振動(dòng)鉆探就是將機(jī)械動(dòng)力所產(chǎn)生的振動(dòng)力通過(guò)連接桿及鉆具傳到圓筒形鉆頭周?chē)耐林?，使土的抗剪力急劇降低，圓筒形鉆頭依靠自身及振動(dòng)器的重量切削土層而鉆進(jìn)。

4.4沖洗鉆探就是利用上述各種方法破碎巖土，然后利用沖洗液將破碎后的巖土攜帶沖出而鉆進(jìn)，沖洗液同時(shí)還起到護(hù)壁和潤(rùn)滑等作用。此法在鉆孔灌注樁等巖土工程施工中使用較多，而在巖土工程勘察中使用較少。

5.巖土工程中的巖石勘探

5.1勘探與取樣：勘探就是采取某種方法去揭示地下巖土體（含地下水、不良地質(zhì)作用等）的巖性特征及其空間分布、變化特征。取樣則是為了提供對(duì)巖土的工程特性進(jìn)行鑒定和各種試驗(yàn)所需的樣品?？碧脚c取樣也是巖土工程勘察中最基本和最重要的工作方法之一。 巖土工程勘察所采用的勘探方法主要有鉆探、坑探、物探和觸探。

5.2鉆探：鉆探就是利用專(zhuān)門(mén)的鉆探機(jī)具鉆入巖土層中，以揭露地下巖土體的巖性特征，空間分布與變化的一種勘探方法。它是巖土工程勘察中所采用的一種極為重要的技術(shù)方法和手段，其成果是進(jìn)行巖土工程評(píng)價(jià)、巖土工程設(shè)計(jì)與施工的基礎(chǔ)資料和依據(jù)。巖土工程地質(zhì)鉆探應(yīng)符合下列要求：能為鉆進(jìn)的地層鑒別巖性，確定其埋藏深度與厚度。能采取符合質(zhì)量要求的巖土試樣，地下水試樣和進(jìn)行原位測(cè)試。能查明鉆進(jìn)深度范圍內(nèi)地下水的賦存與埋藏分布特征。

5.3鉆探質(zhì)量保證措施：鉆進(jìn)深度、巖土分層深度的量測(cè)誤差范圍應(yīng)為±0.05m。終孔口徑不得小于0.11m。巖芯采取率：粘性土100%；砂及碎石土不低于80%。保持孔內(nèi)干凈，不允許孔壁坍塌，應(yīng)隨地層變化采取護(hù)壁措施（泥漿護(hù)壁或套管護(hù)壁）

地下水位以上必須干鉆，不得向孔內(nèi)注水。準(zhǔn)確測(cè)量穩(wěn)定水位。

6.原位測(cè)試按作業(yè)文件中標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行

6.1巖性描述：必須按繪測(cè)描述，粘性土應(yīng)描述其顏色、狀態(tài)、包含物、結(jié)構(gòu)及層理特征；粉土應(yīng)描述其顏色、顆粒級(jí)配、包含物、濕度、密實(shí)度及層理特征；砂土應(yīng)描述其顏色、顆粒級(jí)配、顆粒形狀、粘性土含量、濕度、密實(shí)度及層理特征。

6.2土樣應(yīng)詳細(xì)標(biāo)明孔號(hào)、取樣深度及野外定名。原狀樣及水可比樣品應(yīng)封嚴(yán)，防止失水，運(yùn)輸過(guò)程中防震等，保證樣品質(zhì)量。土工試驗(yàn)嚴(yán)格按照相關(guān)試驗(yàn)規(guī)范規(guī)程執(zhí)行。

7.鉆探方法應(yīng)符合要求

7.1對(duì)要求鑒別地層巖性和取樣的鉆孔，均應(yīng)采用回轉(zhuǎn)方式鉆進(jìn)，遇到碎石土可以用振動(dòng)回轉(zhuǎn)方式鉆進(jìn)；

7.2地下水位以上的地層應(yīng)進(jìn)行干鉆，不得使用沖洗液，也不得向孔內(nèi)注水，但可以用能隔離沖洗液的二重管或三重管鉆進(jìn)取樣；

7.3鉆進(jìn)巖層宜采用金剛石鉆頭，對(duì)軟質(zhì)巖石及風(fēng)化破碎巖石應(yīng)采用雙層巖心管鉆頭鉆進(jìn)。需要測(cè)定巖石質(zhì)量指標(biāo)時(shí)，應(yīng)采用外徑為75mm的雙層巖心管鉆頭；

7.4在濕陷性黃土中，應(yīng)采用螺旋鉆頭鉆進(jìn)，或采用薄壁鉆頭錘擊鉆進(jìn)，操作時(shí)應(yīng)符合“分段鉆進(jìn)，逐次縮減，堅(jiān)持清孔”的原則。

總之，工程勘察工作地任務(wù)是查明情況，提供各種相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)，分析和評(píng)價(jià)場(chǎng)地的巖土工程條件并提出解決巖土工程問(wèn)題的建議，以保證工程建設(shè)安全、高效運(yùn)行，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

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