劉 想

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊(duì)，江西 吉安 343000）

地質(zhì)勘察工作主要內(nèi)容是對一定范圍內(nèi)的地質(zhì)條件和土層邊坡的穩(wěn)固性進(jìn)行測量，分析測量數(shù)據(jù)后得到相關(guān)施工參數(shù)。主要的測量檢查項(xiàng)目包括施工區(qū)域內(nèi)的土層結(jié)構(gòu)、地層分布狀況以及地層的力學(xué)特征等各項(xiàng)指標(biāo)。除此之外還要查明施工區(qū)域內(nèi)地層的擾動情況，地層的自然干擾程度及自然狀態(tài)下的發(fā)育規(guī)模；對施工區(qū)域的地下水情況進(jìn)行幾項(xiàng)詳細(xì)調(diào)查，主要有：地下水的產(chǎn)生條件、水流是否對該區(qū)域的地層具有侵蝕性；另外，對施工區(qū)域還要進(jìn)行其他方面的前期準(zhǔn)備工作，例如評價(jià)地質(zhì)條件；計(jì)算基坑邊坡的承受能力，挑選承受地層等；完成上述工作后可以初步開展施工設(shè)計(jì)任務(wù)，該任務(wù)主要是對地基進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的分析討論，最終得出科學(xué)合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。

1 工程概況

擬規(guī)劃實(shí)施的地質(zhì)工程項(xiàng)目是一個(gè)新創(chuàng)建的地點(diǎn)。計(jì)劃所有地質(zhì)工程項(xiàng)目的初始地形都不會發(fā)生顯著變化，并且各個(gè)施工地點(diǎn)都位于坡度平緩的區(qū)域。擬規(guī)劃設(shè)計(jì)的場地總體標(biāo)高為619.0M。在進(jìn)行實(shí)際勘探任務(wù)之前，已經(jīng)發(fā)掘了地下空間，并將其平整至6.190M。地質(zhì)工程施工場地寬闊平坦，根據(jù)地質(zhì)工程施工現(xiàn)場的現(xiàn)狀，路面的設(shè)計(jì)標(biāo)高和別墅地下室設(shè)計(jì)標(biāo)高場地的紅桿的設(shè)計(jì)圖，將在該場地基坑的東，南，西和北端具有開挖后約8m處的臨時(shí)邊坡[1]。

2 擬建地質(zhì)施工場地水工環(huán)地質(zhì)條件

擬建的地質(zhì)工程施工場地的土壤層沒有大中型積水體。根據(jù)對現(xiàn)場鉆探水位的觀察，深部勘探區(qū)沒有地表水。根據(jù)對地質(zhì)場地及附近水力圈的地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合鉆探水位的觀測結(jié)果，田間地下水設(shè)計(jì)高程在590.83m以下。下部區(qū)域基坑是可溶的地質(zhì)層，地質(zhì)層中的裂縫相對較發(fā)達(dá)。地質(zhì)場區(qū)存在水工環(huán)，且不具有穩(wěn)定水位，是地質(zhì)表層的滲透作用。同時(shí)規(guī)定了地質(zhì)區(qū)域大體情況，該區(qū)域位于西南高處和東北部，為一個(gè)流體動力環(huán)面水流區(qū)域的斜坡區(qū)域。在地質(zhì)和水力環(huán)境中，基坑墊層區(qū)域沒有地表水。經(jīng)調(diào)查，該地質(zhì)地點(diǎn)共有工程施工鉆孔54個(gè)，其中基坑鉆孔36個(gè)。與該地點(diǎn)相鄰的地質(zhì)，水文，水利和地質(zhì)基坑通常在1m到5m之間波動，有些區(qū)域超過5m，該場地地質(zhì)水工環(huán)為中等發(fā)育。

3 場地地質(zhì)工程特征

對于水工環(huán)技術(shù)的質(zhì)量把控日益成為建筑施工環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵一步，其受重視程度正在逐漸提升。為了更好的提升水工環(huán)技術(shù)的質(zhì)量控制還要進(jìn)一步要求施工人員從各個(gè)層面認(rèn)識到該項(xiàng)技術(shù)的重要性，以便適應(yīng)今后復(fù)雜且工難度較高的工程項(xiàng)目。場地地質(zhì)工程包含諸多子項(xiàng)目，并且由于各項(xiàng)環(huán)節(jié)之間存在關(guān)聯(lián)性，若在施工后期發(fā)現(xiàn)前面其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的地質(zhì)勘查出現(xiàn)紕漏，必然會引起整個(gè)工程項(xiàng)目連鎖式的反應(yīng)，并且還伴隨著處理起來難度大的問題，對整個(gè)工程造成難以估量的影響。

3.1 勘查技術(shù)

（1）電法。電法由于具有較高的實(shí)用性是當(dāng)前廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘查的一項(xiàng)重要技術(shù)方法。因此，電法的合理應(yīng)用對于有效提高我國地質(zhì)勘查工作水平有著及其重要的影響。在地質(zhì)勘查方法不斷的發(fā)展、演進(jìn)過程中，電法主要演化為兩種，第一是激發(fā)極化法，第二是高密度法。這兩種方法盡管有著類似之處但在使用范圍上完全不同[2]。

（2）GPR技術(shù)。GPR技術(shù)的作用原理是利用高頻脈沖波的折射實(shí)現(xiàn)對地層的勘察。具體是通過地面的發(fā)射站或者儀器向不同的地質(zhì)層發(fā)射高頻脈沖波，然后通過地表的光波接受站接收其反射的光信號，由于不同的地質(zhì)層所接受和反射的高頻脈沖波各有所不同，從而實(shí)現(xiàn)了對深層地質(zhì)進(jìn)行勘察?，F(xiàn)階段國內(nèi)主要將GPR技術(shù)應(yīng)用于處在深層的地質(zhì)情況勘查。

3.2 基坑邊坡穩(wěn)定性分析

擬規(guī)劃建設(shè)場地的水工環(huán)地質(zhì)勘探區(qū)域?qū)㈤_挖深度為-1F底標(biāo)高(623.90m)后，在基坑周圍建設(shè)高度約為4m左右的。根據(jù)此前的勘察測量數(shù)據(jù)對該施工區(qū)域進(jìn)行分析，該區(qū)域的臨時(shí)基坑邊安全等級應(yīng)為二級，利用北京理正巖土計(jì)算6.5版軟件對上述開挖的地質(zhì)半坡按照現(xiàn)場1:0.5的比率發(fā)掘，由計(jì)算可知基坑邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為Ks=1.092，安全系數(shù)在1.20以下，水工環(huán)地質(zhì)邊坡達(dá)到基本穩(wěn)定的狀態(tài)。

4 邊坡穩(wěn)定性評價(jià)方法及防治措施

4.1 構(gòu)建計(jì)算模型

對工程邊坡崩塌滑坡采用定性分析方法，根據(jù)勘探鉆孔報(bào)告、土質(zhì)邊坡允許坡率進(jìn)行計(jì)算，采用公式進(jìn)行定量計(jì)算。計(jì)算剖面的選?。罕敬斡?jì)算選取填方區(qū)1-1’、2-2’、3-3’、4-4’剖面作為計(jì)算模型。

表1 典型剖面穩(wěn)定性計(jì)算

4.2 邊坡穩(wěn)定性評價(jià)

根據(jù)以上分析計(jì)算結(jié)果，并依據(jù)邊坡穩(wěn)定性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可知北湖機(jī)場周邊治理與防護(hù)工程在EF段、GH段、IJ段、MN段、OP段地震工況均不穩(wěn)定，天然工況達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，考慮最不利因素，五個(gè)地段填方區(qū)均為暫時(shí)穩(wěn)定-不穩(wěn)定，發(fā)生滑坡的可能性中等-大。

4.3 邊坡穩(wěn)定性危害防治措施

（1）放緩坡度，設(shè)置平臺，逐步分層回填分層壓實(shí)，或采用外邊坡分層回填分層壓實(shí)，邊坡內(nèi)側(cè)分層回填分層強(qiáng)夯處理。

（2）對坡體不高且沒有放坡空間的坡段可采用衡重式或扶壁式或樁板墻支護(hù)。

（3）場地存在軟弱土層，壓縮性高，堆填后工后沉降量大，表層或淺層軟土應(yīng)清除，深層軟土可采用CFG樁或深層攪拌樁等方法進(jìn)行地基處理。

（4）對場地邊坡應(yīng)設(shè)置完整的截排水系統(tǒng)，坡面設(shè)置泄水孔或泄水盲溝，防止坡面被水沖刷。

（5）長期動態(tài)監(jiān)測邊坡變形[3]。

5 水工環(huán)地質(zhì)工程勘察主要技術(shù)及邊坡穩(wěn)定性分析評價(jià)注意事項(xiàng)

5.1 綜合應(yīng)用與工程特征相匹配的水工環(huán)地質(zhì)工程勘察技術(shù)

5.1.1 GPR技術(shù)

針對深層地質(zhì)勘察可考慮采用GPR技術(shù)。這一技術(shù)的工作原理及實(shí)現(xiàn)方式是借助高頻脈沖儀器，通過反射高頻脈沖波，對地質(zhì)層的參數(shù)進(jìn)行探測，相關(guān)參數(shù)信息由地表脈沖波接收站對反射而來的信號進(jìn)行接收，然后經(jīng)由地面高頻脈沖波發(fā)射站獲取并進(jìn)行分析。GPR技術(shù)采用的高頻脈沖波因?yàn)榫邆錁O高的反射信號強(qiáng)度，物質(zhì)不同時(shí)所反射的信號帶有差異性，據(jù)此分析可詳細(xì)獲得地質(zhì)水工環(huán)狀況。

5.1.2 GPS技術(shù)

目前GPS技術(shù)是通過發(fā)射無線電形成衛(wèi)星導(dǎo)航的定位系統(tǒng)，再根據(jù)無線電可以交會測距得原理，利用各個(gè)控制站及接受信號衛(wèi)星的位置，由此得出地面接收站點(diǎn)的位置和距離信息。其工作方法為以GPS接收機(jī)作為信號接收基準(zhǔn)站，然后借助相關(guān)無線電設(shè)備，對基準(zhǔn)站的GPS接收機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測，并做好參數(shù)的轉(zhuǎn)換工作，最后根據(jù)所接受的電信號計(jì)算坐標(biāo)系，得出地質(zhì)信息的三維坐標(biāo)。

5.1.3 電法

電法作為地質(zhì)勘察的重要手段之一，這一方法相比其他技術(shù)方法更具實(shí)用性，在操作復(fù)雜程度上更小。水工環(huán)地質(zhì)勘察電法主要有瞬變電磁法及頻譜激電法兩類。其中，具有明顯技術(shù)優(yōu)勢的瞬變電磁法在、防治災(zāi)害和地質(zhì)勘察等方面已經(jīng)有了較為廣泛的應(yīng)用范圍，這一技術(shù)的作用原理是利用脈沖電磁波進(jìn)入地下的傳導(dǎo)方式來觀測地質(zhì)勘查區(qū)域的二次渦流場。頻譜激電法也常稱作復(fù)電阻率法，通過對復(fù)電阻率進(jìn)行觀測，實(shí)現(xiàn)勘察目標(biāo)。工作原理為：通過電極裝置對多頻復(fù)電阻率測量，分析其空間分布規(guī)律，結(jié)合得出的頻譜特征，對工程地下地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘察，這一方法在礦藏資源發(fā)掘上應(yīng)用較為廣泛，在基坑邊坡穩(wěn)定性計(jì)算上也尤其獨(dú)到之處。

5.2 分析邊坡穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)注意的幾點(diǎn)事項(xiàng)

（1）擬建工程的邊坡形態(tài)、形狀及具體類型經(jīng)過勘察技術(shù)確認(rèn)后，要再次確認(rèn)邊坡部位是否存在滑移現(xiàn)象及坍塌危害。在實(shí)踐中應(yīng)密切關(guān)注邊坡巖土部位的自穩(wěn)坡角。

（2）對擬建工程邊坡的形態(tài)、類型、形狀、坡角、高度、長度等參數(shù)加以確定。

（3）碎裂結(jié)構(gòu)及其他類型的巖質(zhì)邊坡要根據(jù)等效內(nèi)摩擦角確定邊坡巖體類型，計(jì)算時(shí)依循相關(guān)公式。

（4）計(jì)算土質(zhì)邊坡時(shí)主要采用圓弧滑動法，具體實(shí)施時(shí)采用極限平衡法進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)。

（5）對邊坡的放坡條件加以確定，根據(jù)不同的方法采取相應(yīng)的方案，如以分段及分級為主的施工方式，主要采用坡率法；如以錨桿防護(hù)為主的施工方式，注重采取坡面防護(hù)措施；如以直立為主的切坡方式，應(yīng)采取排樁擋土墻支護(hù)方案。以上方案，根據(jù)實(shí)際情況選用，以保證坡面得到安全防護(hù)為基礎(chǔ)。

（6）需要進(jìn)行剪切試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及條件展開。

6 結(jié)論

綜上考慮上述因素，由于目前我國處理能源危機(jī)和能源改革的需要，水工環(huán)地質(zhì)勘查水平還有待提高，與此同時(shí)，作為地質(zhì)勘查重要手段的地質(zhì)勘查技術(shù)也亟需得到改進(jìn)。因此，筆者建議對水工勘察過程中的關(guān)鍵技術(shù)及步驟進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新和完善，從而確保建筑施工達(dá)到優(yōu)良狀態(tài)。具體而言，首先要做好邊坡施工的專項(xiàng)研究外，還要通過引進(jìn)一流人才與設(shè)備，充分借助技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對施工區(qū)域所處的地質(zhì)狀況的全面勘查。其次，在操作過程中需制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡刭|(zhì)勘察規(guī)范并謹(jǐn)慎執(zhí)行，妥善處理在勘察過程中不斷出現(xiàn)的新問題、新情況；最后，要加強(qiáng)工作人員的能力培養(yǎng)，提高工作質(zhì)量，以及進(jìn)一步完善和落實(shí)地質(zhì)勘查過程中的相關(guān)責(zé)任制度，為提高邊坡開挖的精度做好充分的人員和技術(shù)支撐[4]。