廖 恒 貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司

1 前言

巖土工程勘察涉及領(lǐng)域較廣，如工業(yè)和民用建筑、城市建設(shè)、鐵路、公路、水利水電工程、橋隧工程。不同項目，各有不同的特點，勘察的重點、難點有所不同，勘察工作中，工程師應(yīng)該對勘察的重點和難點進行分析研究，這樣可以在實際勘察工作中更好完成任務(wù)。

2 巖土工程勘察重難點問題

2.1 巖土工程勘察工作內(nèi)容

巖土工程勘察，因領(lǐng)域較廣，項目特點不一，一般可劃分為初步勘察、詳細(xì)勘察以及施工勘察等階段。各勘察階段勘察目的不同，則勘察的重點亦有所出入?？偟膩碚f，勘察的重點問題，大體是相似的。

勘察工作，應(yīng)結(jié)合勘察合同及勘察委托書及技術(shù)要求，業(yè)主提供的相關(guān)圖紙，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，勘察工作重點應(yīng)包括以下工作內(nèi)容。

（1）搜集建筑總圖（附帶地形），場區(qū)設(shè)計標(biāo)高，建筑的性質(zhì)特征、規(guī)模特點、荷載大小、結(jié)構(gòu)特點，基礎(chǔ)形式、埋置深度，地基允許變形等資料。

（2）不良地質(zhì)作用，如滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)，應(yīng)進行調(diào)查，提出治理方案的建議。

（3）地質(zhì)勘察應(yīng)采取鉆探、坑探等多種手段，判明場地巖土構(gòu)成，深度，分布范圍以及可能存在的不良危害，分析場地和地基的穩(wěn)定，以及地基的均勻性及地基承載力。

（4）建筑變形會對建筑造成致命損害，對需進行沉降計算的建筑物（如設(shè)計等級為甲級、乙級、部分丙級的建筑），通過相關(guān)試驗，提供地基變形計算參數(shù)，分析建筑物的變形特征。

（5）進行地質(zhì)探查，查明地下暗河、溝浜、墳?zāi)埂⒌叵马鲜?、孤石等對工程不利的埋藏物?/p>

（6）進行水文觀測，探明地下水位及其變化幅度。

（7）取水、土樣，分析水和土對建筑材料的腐蝕性。

2.2 巖土工程勘察重難點

巖土勘察事關(guān)建筑質(zhì)量安全問題及造價問題，勘察鉆探深度過深，地基基礎(chǔ)埋置于深部基巖而未采用上部可利用的良好土層，固然可以讓工程基礎(chǔ)穩(wěn)固，偏于安全，但會造成工程造價倍增。反之，為了節(jié)約成本，勘察深度不夠，未勘察到其下的軟弱層，利用上部土層時亦會造成重大安全隱患，所以工程勘察的重點，亦是難點。

2.2.1 勘察取樣問題

勘察取樣，包括巖樣、土樣、水樣、土樣等，是勘察的基礎(chǔ)工作，也是關(guān)鍵工作，勘察報告里的相關(guān)指標(biāo)，即來源于此。

項目往往地質(zhì)復(fù)雜，勘察取樣，試件制作以及原位測試，并不能完全與實際條件一致，會出現(xiàn)一定的擾動，進而影響測試結(jié)果。結(jié)果是否有代表性，關(guān)乎這項目勘察的成敗。

2.2.2 地基穩(wěn)定性及承載力問題

地基穩(wěn)定性，即地基巖土體在承受建筑荷載條件下的沉降變形、深層滑動等對工程建設(shè)安全穩(wěn)定的影響程度，建（構(gòu)）筑物都是置于地基上的，只有地基穩(wěn)定了，建（構(gòu)）筑物才能保證安全，空中花園是不切實際的。

地基承載力，是地基承受荷載的能力，不同的巖土體，能穩(wěn)定承載的建（構(gòu)）筑物體型大小不一，如何充分發(fā)掘場地的承載力，不浪費，節(jié)約土地成本，也是工程勘察的重難點

2.2.3 地下水

每到雨季，諸多設(shè)有地下室的建筑，可能由于破壞原地質(zhì)地貌環(huán)境，排水設(shè)施不完善，抗浮措施不到位等，終因“盆池效應(yīng)”造成地下室底板隆起破壞，嚴(yán)重則柱梁破壞進而危及建筑體安全，事例不勝枚舉，事后花費巨大代價補漏。

地下水是勘察工作中的重難點問題，需要工程技術(shù)人員做好功課研究。

3 對策分析

3.1 勘察取樣的對策分析

勘察取樣，各行各業(yè)都有對應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，取樣需用專業(yè)的取樣器（如薄壁取土器、回轉(zhuǎn)取土器等）進行，取樣時，應(yīng)注意其代表性，巖土體不是材料力學(xué)里的各向均勻材料，是各向異性的。如土是散體材料，只能受壓，不能受拉。同時，室內(nèi)進行試驗時，也要按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)制備樣品，試驗環(huán)境，過程等會有一定影響，只有取樣這一重要環(huán)節(jié)保證質(zhì)量后，后續(xù)的勘察指標(biāo)才能保證正確合理。

勘察階段應(yīng)應(yīng)按不同地段、不同地層及巖土樣品進行現(xiàn)場取樣并進行室內(nèi)試驗，以為確定有關(guān)巖土的物理力學(xué)指標(biāo)，為設(shè)計提供可靠的參數(shù)，對需要取樣的鉆孔，應(yīng)按取巖、土樣的需求選擇合適的鉆頭及鉆進工藝，盡量減少巖、土樣的擾動甚至破壞。

取樣段之間則用無巖芯鉆進方式通過，亦可采用無泵反循環(huán)方式用單層巖芯管回轉(zhuǎn)鉆進并連續(xù)取芯。在巖層中鉆進時，回次進尺不得超過巖芯管長度，在軟質(zhì)巖層中不得超過2.0m。巖芯采取率應(yīng)逐次計算，完整巖層巖芯采取率不宜小于80%，破碎巖層的巖芯采取率不宜小于65%。對需要重點研究的破碎帶、滑動帶，尚應(yīng)根據(jù)工程要求提高取芯率，必要時尚應(yīng)進行定向連續(xù)取芯。

采取土試樣的勘探點應(yīng)結(jié)合地貌單元、地層結(jié)構(gòu)和土的工程性質(zhì)布置，其數(shù)量可占勘探點總數(shù)的1/4～1/2。采取土試樣的數(shù)量，應(yīng)按地層特點和土的均勻程度確定；每層土均應(yīng)采取土試樣，其數(shù)量不宜少于6個。

3.2 地基穩(wěn)定性及承載力問題對策分析

地基承載力指地基承受荷載的能力。通常針對要采用的地基土體的埋藏深度，可采用淺層或深層平板載荷試驗直接測定Fak，巖石地區(qū)：取巖樣進行飽和單軸抗壓強度試驗，原位測試方法可采用巖基載荷試驗，樁載試驗，能得到可靠的基礎(chǔ)的地基承載力。

平板荷載試驗是向置于自然地基上的模型基礎(chǔ)施加荷載，測量模型在不同荷載等級作用下的沉降量，根據(jù)荷載和沉降量的關(guān)系計算地基土的變形模量和評定地基承載力。在工程現(xiàn)場通過千斤頂逐級對置于地基土上的載荷板施加荷載，觀測記錄沉降隨時間的發(fā)展以及穩(wěn)定時的沉降量S，將上述試驗得到的各級荷載與相應(yīng)的穩(wěn)定沉降量繪制成P-S曲線，即獲得了地基土載荷試驗的結(jié)果。

由于巖石具有較高的承載力，工程設(shè)計一般依據(jù)GB 50007—2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》第5.2.6條，根據(jù)巖石飽和單軸抗壓強度確定巖石地基承載力特征值。只有當(dāng)工程施工過程中地質(zhì)情況變化較大或工程荷載很大而地基為軟質(zhì)巖時，才選擇巖基載荷試驗確定其地基承載力特征值。而往往一旦采用巖基載荷試驗確定巖石地基承載力特征值，則其獲得值往往比地基規(guī)范的計算值提高很多，甚至呈倍數(shù)提高。為進一步確定巖體基本質(zhì)量等級Ⅳ～V級及軟硬互層巖體基巖的地基承載力特征值，為勘察、設(shè)計提供計算依據(jù)。

現(xiàn)場荷載試驗是向置于自然地基上的模型基礎(chǔ)施加荷載，測量模型在不同荷載等級作用下的沉降量，根據(jù)荷載和沉降量的關(guān)系計算地基土的變形模量和評定地基承載力。

圖1 巖基載荷試驗裝置示意圖

3.3 地下水問題對策分析

地下水按其存在形式分為液態(tài)水、氣態(tài)水、固態(tài)水，勘察工作一般進行簡易水位觀測，當(dāng)需分析確定含水層的水文地質(zhì)參數(shù)時，可進行抽水試驗。

簡易水位觀測，開孔應(yīng)采用無沖洗液鉆進?？字幸坏┌l(fā)現(xiàn)水位，應(yīng)立即停鉆，并進行初見水位和穩(wěn)定水位的測定。每隔10min～15min測一次，三次水位相差小于2cm時，可視為穩(wěn)定水位。終孔后，要做好穩(wěn)定水位的觀測，觀測時間應(yīng)不小于24h，觀測時間間隔不超過1h。

特別要提醒的是：有下套管的鉆孔，終孔水位應(yīng)在套管拔完后進行觀測；如需確保封孔前孔壁穩(wěn)定而未拔套管的，同樣應(yīng)進行穩(wěn)定水位的觀測，記錄時應(yīng)注明清楚。除做好孔內(nèi)水位觀測外，應(yīng)做好鉆進過程中孔內(nèi)異常情況的記錄，如水位異常（驟降、驟升）、孔內(nèi)坍塌、掉鉆等情況，詳細(xì)記錄于原始班報表上。特別是漏水鉆孔，不能用“孔內(nèi)漏水”代替觀測內(nèi)容，應(yīng)同樣進行水位觀測，有水位或者無水位，應(yīng)有具體的數(shù)字記錄，同時也應(yīng)做好漏水量的觀測。鉆探完工后，應(yīng)整理好該孔相關(guān)的水文地質(zhì)記錄，做到字跡工整，記錄清楚，鉆探過程中的記錄內(nèi)容應(yīng)匯總于簡易水文觀測記錄表上。

抽水是指從抽水井抽取一定水量，并在一定距離之間的觀測井測定不同時間地下水位的變化，并將觀測數(shù)據(jù)利用各種地下水流理論式或其圖解法分析確定含水層及越流層的水文地質(zhì)參數(shù)的試驗。在抽水試驗中，常利用以固定流量求穩(wěn)定水位，或反之用以固定水位求穩(wěn)定流量的方法。水位、流量穩(wěn)定延續(xù)時間愈長，愈容易發(fā)現(xiàn)微小而有趨勢性的變化和臨時性補給所造成的短暫穩(wěn)定及“滯后疏干”所造成的假穩(wěn)定。

在供水抽水試驗中，三次降深（S3、S2、S1）的穩(wěn)定延續(xù)時間一般為24h、16h、8h。抽水孔水位波波動，不超過降深的1%即為穩(wěn)定，但當(dāng)降深較小，則3cm～5cm為限。當(dāng)用空壓機抽水時，水位波動允許達(dá)10cm～15cm，觀測孔以不超過2cm～3cm為準(zhǔn)，但不能有趨勢性的變化。涌水量波動不應(yīng)超過抽水量的5%。為了解地下水動態(tài)的基本特征和地下水埋藏的基本條件，對鉆孔進行初見水位、動水位、終孔水位、穩(wěn)定水位觀測。

水位及流量觀測：抽水前天然穩(wěn)定水位（靜水位）觀測：一般地區(qū)每小時觀測1次，2h內(nèi)所測數(shù)值不變或4h內(nèi)水位相差不超過2cm者方可作為穩(wěn)定水位。如天然水位波動，則可取一個或幾個周期中水位的平均值作為天然穩(wěn)定水位。

4 結(jié)束語

近年來，我國勘察工作事故頻發(fā)，造成了大量的經(jīng)濟損失，提高巖土工程勘察工作的質(zhì)量具有重要作用。本文將根據(jù)筆者多年積累的工作經(jīng)驗，對在巖土工程勘察過程中的重難點及其對策進行具體闡述，希望通過本文的探討能對提高巖土工程勘察工作的質(zhì)量有所幫助，對相關(guān)人士進行巖土工程勘察有所借鑒意義。