■曲肇偉

（九州工程設(shè)計(jì)有限公司 河南鄭州 450000）

基于復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程勘察的探析

■曲肇偉

（九州工程設(shè)計(jì)有限公司 河南鄭州 450000）

我國的國土幅員遼闊且地形多樣，有巖體致密、堅(jiān)硬且穩(wěn)定性良好的地質(zhì)條件，也有特殊的、復(fù)雜多變的地質(zhì)條件。例如黃土地區(qū)，其獨(dú)特的地理環(huán)境、自然條件賦予其一定的濕陷性，加之黃土區(qū)域的下部土質(zhì)松散，多含碎石類物質(zhì)，使得該地區(qū)的巖土工程勘察工作的困難度大大提升。在復(fù)雜的地質(zhì)條件下進(jìn)行巖土工程的勘察工作，所面臨的困難、所存在的問題都是普通條件下的數(shù)倍，其任務(wù)量也繁重很多。因此，如何在復(fù)雜地質(zhì)條件下，對(duì)工程區(qū)進(jìn)行巖土工程的勘察是廣大地質(zhì)工作者潛心研究的重要課題之一。本文介紹了地質(zhì)條件等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)闡述了在復(fù)雜的地質(zhì)條件下進(jìn)行巖土工程勘察工作中存在的一些主要問題，論述了復(fù)雜地質(zhì)的地區(qū)進(jìn)行巖土工程勘察的主要策略，并對(duì)地下鉆探、巖土勘察的原位測(cè)試以及室內(nèi)試驗(yàn)等與巖土工程勘探相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行了深入的分析。

復(fù)雜地質(zhì)巖土工程勘察

1 地質(zhì)條件等級(jí)的劃分

劃分等級(jí) 地質(zhì)條件一級(jí)（復(fù)雜）巖土種類多，性質(zhì)變化大，地下水對(duì)工程影響大，且需特殊處理；多年凍土、濕陷、膨脹、污染嚴(yán)重的特殊巖土，以及其他情況復(fù)雜，需要專門處理的巖土二級(jí)（中等復(fù)雜） 巖土種類較多，性質(zhì)變化較大，地下水對(duì)工程有不利影響；一級(jí)地質(zhì)規(guī)定以外的特殊性巖土三級(jí)（簡單） 巖土種類單一，性質(zhì)變化不大，地下水對(duì)工程無影響，無特殊性巖土

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程的勘察中存在的一些主要問題

2.1 野外勘探工作的問題

事實(shí)上，在巖土工程的勘探工作中，常由于不能明確了解勘探地區(qū)的地層、建筑物的結(jié)構(gòu)和功用等情況，而導(dǎo)致以下幾個(gè)方面出現(xiàn)問題：

2.1.1 勘探點(diǎn)的間距以及勘探的深度

（1）勘探點(diǎn)的間距：根據(jù)規(guī)定，對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件的地基，應(yīng)加密勘探點(diǎn)，不為后續(xù)工程埋下隱患。但在實(shí)際操作當(dāng)中，有的勘探人員仍按照大綱的方案執(zhí)行，使得相鄰勘探點(diǎn)之間的地層相差甚遠(yuǎn)。還有，由于對(duì)勘探區(qū)的巖土特性不甚了解，隨機(jī)根據(jù)某一地基的等級(jí)就開始進(jìn)行勘探，而隨后的室內(nèi)試樣分析常顯示采集到的巖土為濕陷性土、鹽漬土等特殊性的巖土，因此造成地基等級(jí)發(fā)生改變，從而使得勘探點(diǎn)的間距變得不合理。

（2）勘探的深度：通常情況下，5-6層的磚混結(jié)構(gòu)的住宅，15m的孔深就可以滿足勘探的需求，但若是在有碎石土的地區(qū)或是2-3層的建筑物，盲目依據(jù)15m深進(jìn)行勘探，勢(shì)必造成資源浪費(fèi)；而相對(duì)的，若存在軟上層，15m的深度明顯無法滿足要求。

2.1.2 原位測(cè)試

原位測(cè)試的操作非常嚴(yán)格：調(diào)零過程操作不規(guī)范會(huì)導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；在氣溫和地溫相差很大的夏季和冬季，觸探指標(biāo)的相差會(huì)異常明顯：進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入的測(cè)試時(shí)，若孔深與桿長的校正不符合規(guī)定，時(shí)常不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)標(biāo)貫器沒有落至測(cè)試位置，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果嚴(yán)重失真等。

2.1.3 地下水位的測(cè)量以及樣品的采集

在實(shí)際進(jìn)行地下水位的測(cè)量過程中，忽視測(cè)量的鉆孔周圍滋出地下水的陡壁、抽水井等情況，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的地下水位非常不準(zhǔn)，給工程的施工帶來不必要的麻煩。

試樣在采集過程中，未嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，從而導(dǎo)致原狀樣的密封不嚴(yán)、高度不足、數(shù)量不夠、含水量散失等情況出現(xiàn)。

2.2 工程分析評(píng)價(jià)方面的問題

2.2.1 地基均勻性的評(píng)價(jià)

在地基均勻性的評(píng)價(jià)方面，我國的高層建筑根據(jù)《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》JGJ72-2004進(jìn)行評(píng)價(jià)，一般建筑則是按照GB50021-2011進(jìn)行評(píng)價(jià)。但由于國家并未出臺(tái)相應(yīng)的評(píng)價(jià)細(xì)則，因此部分單位就參考高層建筑地基均勻性的評(píng)價(jià)方法為一般建筑地基的均勻性做評(píng)價(jià)。許多專家都認(rèn)為此種方法缺乏合理性。

2.2.2 抗震效應(yīng)的評(píng)價(jià)問題

抗震效應(yīng)的評(píng)價(jià)對(duì)于重要的建筑場(chǎng)地來說是必不可少的，然而部分勘察單位進(jìn)行場(chǎng)地類別、覆蓋層厚度的判定時(shí)，常采用所謂的“地區(qū)經(jīng)驗(yàn)”，而沒有進(jìn)行專門的地層剪切波速測(cè)試，這給工程埋下了隱患。并且在巖土工程的評(píng)價(jià)中，地基處理后場(chǎng)地的類別、地基土的類別、剪切波速是否改變等情況也很少被重視。

2.2.3 地基的承載力指標(biāo)的確定

盡管《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5007-2011已經(jīng)取消了查表確定地基承載力值的方法，但是由于經(jīng)驗(yàn)不足，無法建立起適合自身的檢測(cè)體系，很多地區(qū)仍然沿用此方法。有些勘察單位各自為政，甚至故意打著所謂“地區(qū)經(jīng)驗(yàn)”的旗號(hào)，以達(dá)到降低承載力指標(biāo)的目的。

3 復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程的勘察實(shí)踐

3.1 采用創(chuàng)新、先進(jìn)的巖土工程勘探技術(shù)

巖土工程的勘探技術(shù)的基本原則是實(shí)用性高、針對(duì)性強(qiáng)，在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行巖土工程的勘察時(shí)，為得到有效的巖土層的測(cè)量評(píng)價(jià)指標(biāo)和相關(guān)參數(shù)，主要的勘察技術(shù)有：工程地質(zhì)測(cè)繪、地質(zhì)鉆探、原位測(cè)試以及室內(nèi)測(cè)試等。

3.1.1 地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)

巖土過程進(jìn)行地質(zhì)的測(cè)繪，主要目的是：細(xì)致調(diào)查、分析工程區(qū)域的地形，并深入研究該地區(qū)的地貌特點(diǎn)、地層、地質(zhì)構(gòu)造以及不良地質(zhì)等情況，能更好地了解復(fù)雜地質(zhì)條件地區(qū)的地貌單元、巖土的性質(zhì)、巖土分布情況、形成原因及年代等，從而完成巖土層風(fēng)化程度的鑒定工作等。

3.1.2 巖層鉆探技術(shù)

巖層的鉆探可使用100A-D型鉆機(jī)、KY一250型鉆機(jī)等，鉆探方法可采用泥漿護(hù)壁、全部采芯、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)等。砂土層的巖芯和粘性土的巖芯的采取率要分別大于75%和90%，對(duì)各類土層的宏觀特點(diǎn)要仔細(xì)觀察并進(jìn)行描述。為了對(duì)地層結(jié)構(gòu)的分布特點(diǎn)進(jìn)行更好地研究，應(yīng)對(duì)不同深度的底層進(jìn)行采樣，之后認(rèn)真進(jìn)行分析，并詳細(xì)記錄各土層在水平與垂直方向上發(fā)生的變化，最終確定巖土工程勘察的相關(guān)指標(biāo)。

3.1.3 原位測(cè)試技術(shù)

采用靜力觸探測(cè)試，使用原裝的液壓靜力觸探探頭完成，并將采集的信息傳至電腦上進(jìn)行分析、整理。標(biāo)準(zhǔn)貫入的試驗(yàn)使用標(biāo)準(zhǔn)落錘自由落體法進(jìn)行時(shí)，注意試驗(yàn)前做好清孔工作，保持錘擊速率在2O次/min左右。也可以采用動(dòng)力觸探法，該方法能有效確定風(fēng)化基巖的物理力學(xué)指標(biāo)。

3.1.4 室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)

即模擬場(chǎng)地環(huán)境中可能出現(xiàn)的巖土工程問題，在室內(nèi)進(jìn)行針對(duì)性地分析試驗(yàn)。這樣能夠科學(xué)地判定與巖土相關(guān)的物理力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)，為工程的評(píng)價(jià)、分級(jí)提供更有效的標(biāo)準(zhǔn)。物理性指標(biāo)的試驗(yàn)一般包括：土層物理性質(zhì)的測(cè)定、水質(zhì)分析、顆粒分析、壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)等。

3.2 復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程的地基的處理技術(shù)

我國許多地區(qū)的沉積地層的土壤顆粒構(gòu)成屬于細(xì)砂、粉細(xì)砂一類，直徑在0.06-0.24mm之間；部分地區(qū)表層的砂子含水量低，粉細(xì)砂多呈松散狀，不適于作天然地基，因此必須進(jìn)行必要的處理，主要有以下幾種方法：

（1）墊層法：又稱水墜法，主要應(yīng)用在黃土地區(qū)的松散粉細(xì)砂層上。首先，將基坑挖至設(shè)計(jì)處理的深度，在基坑的兩側(cè)設(shè)置樣樁，并鋪設(shè)砂層，將砂層的厚度控制在0.25m；接著向基坑注水至與砂層齊平的位置；之后向砂子中插入鋼叉并搖勻。若砂子已經(jīng)沉實(shí)，則提出鋼叉，并間隔0.1m重新插入進(jìn)行搖勻，然后反復(fù)。

（2）強(qiáng)夯法：一種有效加固軟土地的方法。因?yàn)槠涫┕ず唵?、速度快、成本低等?yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于地基的處理。通過夯錘下落時(shí)產(chǎn)生的巨大沖擊波、能量，地基土層可以很快被夯實(shí)，有效降低了砂土的振動(dòng)液化現(xiàn)象、土地濕陷性以及地基壓縮性，達(dá)到地基高承載力、穩(wěn)定性的雙重目標(biāo)。

（3）振沖法：主要分為兩種，一種需要添加填充材料(礫石、砂子等)，另一種則不需要，采用就地振密的方法。黃土地區(qū)常采用振沖礫石樁的方法，而對(duì)于中等、較粗的沙礫地基則振密法使用較多。借助水沖和振動(dòng)來進(jìn)行土壤加固的振沖法，常用于振密松砂類的地基，通過振動(dòng)器帶來的強(qiáng)力振動(dòng)，松散飽和的砂層得到了一定的液化，再借助振動(dòng)使得砂粒重新排列，空隙度減小，同時(shí)再加回填料，最終實(shí)現(xiàn)砂層的擠壓、加密。

4 結(jié)束語

進(jìn)行復(fù)雜地質(zhì)條件的巖土工程勘察工作，不論使用哪一樣技術(shù)，都需要進(jìn)行細(xì)致的分析、檢測(cè)。通過不斷提高勘察人員的專業(yè)知識(shí)及技能水平，注重加強(qiáng)傳統(tǒng)勘探技術(shù)與新興勘探技術(shù)的結(jié)合、創(chuàng)新，嚴(yán)格遵守、執(zhí)行相關(guān)法律法規(guī)的制度和建設(shè)程序，使得勘察工作能保質(zhì)保量完成，以求復(fù)雜地質(zhì)條件的巖土工程勘察工作效果愈來愈佳，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的質(zhì)量得到快速發(fā)展。

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-182-2