謝慶修
(廣西壯族自治區(qū)河池水利電力勘測設(shè)計研究院,廣西河池 547000)
當(dāng)前的工程建設(shè)所面臨的地形地質(zhì)條件越來越復(fù)雜,這對巖土工程勘察提出很高的要求,一方面要確定工程場地范圍內(nèi)的各類地形與地質(zhì)條件,并明確這些地形地質(zhì)條件可能對工程建設(shè)造成的影響,另一方面則需要為工程建設(shè)中相應(yīng)措施的制定提供可靠依據(jù)。
(1)對工程場地的基本情況進行勘察。包括場地的地形地貌條件、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件及巖土特性;而巖土特性應(yīng)重點勘察巖土層的種類、層厚、成因與分布范圍。同時,需根據(jù)勘察成果,對地基穩(wěn)定性進行分析評價。
(2)確定地下埋藏物情況。對場地范圍內(nèi)地下是否存在埋藏物進行檢查確認(rèn),若發(fā)現(xiàn)存在埋藏物,且埋藏物相對較大時,還應(yīng)確定對工程建設(shè)是否會造成影響及影響程度。
(3)確定不良地質(zhì)及其可能造成的影響。需勘察確定不良地質(zhì)的發(fā)育類型、分布情況與危害程度,并根據(jù)實際情況提出合理有效的防治措施。
(4)確定地下水的埋藏情況。對場地內(nèi)地下水實際埋深、產(chǎn)生原因和類型等進行勘察分析,確定地下水是否對工程材料有腐蝕作用,通過分析確定地下水的存在是否會引起流沙等現(xiàn)象,若可能引起這些現(xiàn)象,還應(yīng)確定對工程建設(shè)造成的影響[1]。
(5)確定場地周邊的地質(zhì)環(huán)境。為了保證工程建設(shè)場地穩(wěn)定,應(yīng)做好對場地周邊環(huán)境的勘察,同時以勘察結(jié)果為依據(jù),對邊坡穩(wěn)定性進行分析評價,以此為后續(xù)的施工圖設(shè)計工作提供可靠地質(zhì)依據(jù)。
(6)對設(shè)計與施工中可能存在的巖土問題進行預(yù)測評價,并提供巖土工程技術(shù)建議和相關(guān)巖土參數(shù)。
在勘察工作中,需對巖土體堅硬程度與風(fēng)化程度引起重視,因為這對工程勘察難度有很大影響。一般情況下可分成以下三級:一級巖土,其不良地質(zhì)強發(fā)育,地形地貌條件復(fù)雜,存在會對工程建設(shè)造成較大影響的地下水或水文地質(zhì)條件復(fù)雜。在這種情況下進行巖土工程勘察,面對的是復(fù)雜程度較高的地質(zhì)條件,有很多不同的巖土群,工程活動會受到很大影響,很有可能產(chǎn)生性質(zhì)上的變化;二級巖土,其不良地質(zhì)一般發(fā)育,地形地貌條件較復(fù)雜,地下水對工程建設(shè)存在少量影響或水文地質(zhì)條件中等復(fù)雜。在這種情況下進行巖土工程勘察時,雖然其復(fù)雜程度略低于一級巖土,但想要確定可能對工程建設(shè)造成影響,需要做到和一級巖土同等重視;三級巖土,其不良地質(zhì)不發(fā)育,地形地貌條件相對簡單,不存在地下水或地下水對工程建設(shè)不會造成影響。這種情況下的巖土工程勘察工作比較簡單[2]。
復(fù)雜地形條件主要包括山地、峽谷和地形崎嶇等等。復(fù)雜地質(zhì)條件主要包括:①巖性巖相變化大的地層,如軟硬巖體互層或夾層、可溶巖與非可溶巖組成的巖組等;②復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造,如斷裂褶皺發(fā)育、巖層扭曲、巖體破碎、發(fā)育工程地質(zhì)條件較差的斷層泥等;③復(fù)雜水文地質(zhì)條件,如隧道工程的突泥涌水現(xiàn)象;④巖溶發(fā)育區(qū),如地下溶洞發(fā)育;⑤不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育,如危巖和崩塌、滑坡、泥石流、采空區(qū)、地面沉降等。
巖土工程勘察工作方法是多種多樣的,且每種勘察方法都具有其自身的優(yōu)點與缺點,在復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土勘察過程中,應(yīng)依據(jù)場地的不同地形地質(zhì)條件來科學(xué)合理的選擇勘察方法和設(shè)備,有效提高勘察效率,保證勘察質(zhì)量。復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土工程勘察方法主要有以下幾種。
(1)地質(zhì)測繪:①地質(zhì)點測量,在實地上確定具體的地質(zhì)點,并通過測量將其測繪至地形圖,常用測量方法包括目測法、半儀器法和儀器法;②地質(zhì)剖面測量,找出剖面端點。以剖面的長度為依據(jù)進行控制點的設(shè)置,然后在控制點間設(shè)置測站點,以測站點為基礎(chǔ)開展剖面測量,以此確定剖面上各點對應(yīng)的平面位置與高程。另外還需進行剖面計算,并繪制出相應(yīng)的剖面圖;③物化探測量,通過物化探測量,能為實際的物化探工作提供可靠且準(zhǔn)確的測量成果,包括測網(wǎng)的布置、各網(wǎng)點坐標(biāo)及高程的測定等,根據(jù)物化探的要求布設(shè)剖面,并對基點、異常點及測網(wǎng)等實施聯(lián)測,最終提供準(zhǔn)確的測量成果。探線間距與探點深度應(yīng)按照地質(zhì)條件的復(fù)雜程度嚴(yán)格控制。
(2)地質(zhì)鉆探和取樣:地質(zhì)鉆探是地質(zhì)勘探常用技術(shù)手段之一,在地表利用鉆機不斷向下進行鉆進,成孔后對地層進行鑒別與劃分。通過對鉆孔深度的控制能取得不同的樣,如巖心樣、礦樣與土樣等,利用這些樣,能測定巖土層基本性質(zhì)與指標(biāo),為設(shè)計提供參考依據(jù)。鉆探的主要優(yōu)勢在于可以直接深入到地下進行取樣觀察,相較于發(fā)掘,不僅省工,而且不會造成太大的破壞,可以在相對較短的時間內(nèi)掌握大片場地地下情況[3]。
(3)井探、槽探和洞探:當(dāng)鉆探方法難以準(zhǔn)確查明地下地質(zhì)情況時,可采用探井、探槽和洞探等進行勘探。如在壩址、地下工程、大型邊坡等勘察中,需詳細(xì)查明深部巖層性質(zhì)、構(gòu)造特征時,可采用豎井或平洞。
(4)地球物理勘探:可簡稱為物探方法,指通過對不同巖土層地球物理場發(fā)生的變化來觀測及研究確定區(qū)域場地條件。因不同巖土層在密度、彈性和導(dǎo)電性等方面有著明顯的差異,而且這些差異還會使地球物理場出現(xiàn)局部變化,所以通過對物理場實際分布情況與變化特征進行的量測,并結(jié)合現(xiàn)有的地質(zhì)資料,能實現(xiàn)對地質(zhì)性狀的準(zhǔn)確推斷。物探方法具有勘探和試驗方法的優(yōu)勢,相較于地質(zhì)鉆探,設(shè)備更加輕便,所需成本較低,而且工作效率高,適用面廣。然而,該方法無法進行取樣,也不能直接進行觀察,所以在實際情況中大多和鉆探方法配合使用[4]。
(5)室內(nèi)試驗:巖土性質(zhì)的室內(nèi)試驗項目和試驗方法應(yīng)根據(jù)工程要求和巖土性質(zhì)的特點確定。應(yīng)根據(jù)實際情況,對可能產(chǎn)生的各類問題進行模擬,通過科學(xué)分析確定不同巖土層對應(yīng)的物理指標(biāo)。巖土工程評價時所選用的參數(shù)值,宜與相應(yīng)的原位測試成果或原型觀測反分析成果比較,經(jīng)修正后確定。
(6)原位測試:是在巖土體所處的位置,基本保持巖土原來的結(jié)構(gòu)、濕度和應(yīng)力狀態(tài),對巖土體進行的測試。原位測試方法應(yīng)根據(jù)巖土條件、設(shè)計對參數(shù)的要求、地區(qū)經(jīng)驗和測試方法的適用性等因素綜合選用。常用原位測試方法有載荷試驗;圓錐動力觸探(輕型、重型、超重型);標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗;靜力觸探試驗;旁壓試驗;十字板剪切試驗;扁鏟側(cè)脹試驗;波速測試、現(xiàn)場直接剪切試驗、巖體原位應(yīng)力測試、激振法測試等。原位測試的優(yōu)點是試樣基本上在原位應(yīng)力條件下進行試驗;所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結(jié)構(gòu)對巖土性質(zhì)的影響,代表性好;試驗周期較短,效率高;對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質(zhì)。缺點是:試驗時的應(yīng)力路徑難以控制;邊界條件也較復(fù)雜;有些試驗耗費人力、物力較多,不可能大量進行。
(7)現(xiàn)場檢驗和監(jiān)測:在工程施工期間進行,對有特殊要求的工程,應(yīng)根據(jù)工程特點,確定必要項目,在使用期內(nèi)繼續(xù)進行?,F(xiàn)場檢驗包括對天然地基的基坑(基槽)開挖后揭露的地基條件進行檢驗、樁基工程則通過試鉆或試打檢驗巖土條件、地基處理效果則通過原位測試來進行檢驗。如有異常情況,應(yīng)提出處理措施或修改設(shè)計的建議。監(jiān)測包括對基坑工程的監(jiān)測、沉降觀測、不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測、地下水的監(jiān)測。
首先要不斷完善勘察體制,不斷加強勘察人員專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。在實際工作中,應(yīng)建立完善的勘察工作體制,以此規(guī)范人員行為,同時不斷加強人員技術(shù)培訓(xùn),并通過定期考核確定培訓(xùn)成果,未經(jīng)考核與考核結(jié)果不合格的均不允許上崗[5]。在人員培訓(xùn)過程中,應(yīng)因人而異,根據(jù)相關(guān)勘察要求,確定培訓(xùn)的重點,保證培訓(xùn)的針對性與有效性,并通過激勵機制有效提高人員積極性,不斷積累相關(guān)先進經(jīng)驗,形成良好氛圍。其次則要積極引入先進勘察技術(shù),比如借助克里格法進行勘察點的布置,借助回歸分析法對地基承載力數(shù)值進行計算等,通過對不同方法的充分結(jié)合,保證勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。在實際勘察工作中,依據(jù)場地的不同地形地質(zhì)條件科學(xué)合理的選擇勘察方法和設(shè)備,則是勘察中的重中之重。企業(yè)之間應(yīng)加強學(xué)習(xí)交流,共享先進技術(shù)及其應(yīng)用經(jīng)驗,定期安排人員進行外出學(xué)習(xí),建立專門的學(xué)習(xí)小組,由技術(shù)骨干領(lǐng)導(dǎo),提高整個隊伍的學(xué)習(xí)積極性,從而實現(xiàn)勘察技術(shù)水平的有效提高。
綜上所述,巖土工程勘察在保證工程建設(shè)順利實施與日后使用安全方面具有十分重要的作用與意義,尤其是在地形與地質(zhì)條件相對復(fù)雜的情況下,做好巖土工程勘察是使工程建設(shè)順利完成并達(dá)到預(yù)期安全、質(zhì)量目標(biāo)的重要前提。為此,在實際工作中,首先需要明確巖土工程勘察的目的與任務(wù),然后采用不同的勘察技術(shù)與方法,最后要針對勘察存在的問題,通過體制的不斷完善和對新技術(shù)的引入加以改進,以此保證勘察質(zhì)量,為之后的工程建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。