李 明

(中建材西南勘測設(shè)計(jì)有限公司，四川 成都 610051)

0 引 言

在建筑工程實(shí)施階段，巖土勘察是工程設(shè)計(jì)與施工的重要前期工作。對于大型建筑工程項(xiàng)目而言，建筑所在場地地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，要綜合采用地質(zhì)調(diào)查、測放鉆孔、鉆探取樣、原位測試、物探試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)等多種巖土勘察技術(shù)，全面掌握巖土技術(shù)資料，對場地地質(zhì)條件進(jìn)行客觀準(zhǔn)確評價(jià)，為工程設(shè)計(jì)提供資料支撐[1]。隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑工程規(guī)模越來越大，要求越來原稿，務(wù)必高度重視巖土勘察工作，采用先進(jìn)勘察技術(shù)方法，獲取準(zhǔn)確可靠的地質(zhì)資料，從而保障工程建設(shè)順利實(shí)施。

1 工程概況

某大型建筑工程包括3棟高層建筑和2個(gè)地下車庫，建筑用地面積為14 752.14 m2，總建筑面積為60 147.52 m2。擬建建筑工程位于膠東半島西南沿海區(qū)域，年平均降水量為798.3 mm，地下水環(huán)境為Ⅱ類，地形較為平緩，不存在斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造。擬建建筑工程的重要性等級為一級，場地復(fù)雜程度為二級，地基設(shè)計(jì)等級為二級，巖土工程勘察為甲級。擬建建筑工程的具體情況見表1。

表1 建筑工程建設(shè)指標(biāo)一覽表

本工程巖土勘察工作布置如下：

(1)共布置74個(gè)勘探點(diǎn)，其中高層建筑中布置43個(gè)，地下車庫中布置31個(gè)；高層建筑勘探點(diǎn)的點(diǎn)間距在24 m以內(nèi)，地下車庫采用方格網(wǎng)布置勘探點(diǎn)，點(diǎn)間距在30 m以內(nèi)。

(2)布置9個(gè)取土孔、1個(gè)取土主動(dòng)探孔、12個(gè)標(biāo)貫孔、5個(gè)動(dòng)探孔、10個(gè)波速測試孔。

(3)高層建筑中布置16個(gè)控制性孔，勘探點(diǎn)深度為樁端平面以下3～5倍樁徑，控制孔進(jìn)入中風(fēng)化基巖深度不小于8 m；地下車庫中布置控制孔21個(gè)，勘探點(diǎn)深度為基坑開挖深度2倍以上，控制性鉆孔進(jìn)入中風(fēng)化基巖深度不小于7 m。

2 某大型建筑工程巖土勘查技術(shù)應(yīng)用

2.1 地質(zhì)調(diào)查

本工程地質(zhì)調(diào)查深入到工程所在區(qū)域地段，調(diào)查場地和周圍環(huán)境的不良地質(zhì)作用，查明場地和周圍地下的管線分布，掌握場地和周圍環(huán)境的地質(zhì)資料、氣象水文資料。

2.1.1 地質(zhì)調(diào)查方法

在工程場地及附近區(qū)域的巖層、地質(zhì)單元體分界線處布置地質(zhì)觀測點(diǎn)；采用定位目測法、儀器法、資料搜集等方法查明巖土特性、地質(zhì)構(gòu)造。

2.1.2 地質(zhì)調(diào)查情況

本工程的地質(zhì)調(diào)查結(jié)論如下：

(1)場地及附近區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造不發(fā)育，無活動(dòng)性斷裂。

(2)自第四紀(jì)以來，場地及附近區(qū)域的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以緩慢升降為主，可忽略發(fā)生斷裂危害的可能性。

(3)擬建場地構(gòu)造穩(wěn)定，地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，未發(fā)生滑坡、巖溶、泥石流等不良地質(zhì)作用。

(4)擬建場地為建筑空地，地形平緩，無地下采空區(qū)，未發(fā)現(xiàn)不利的填挖情況，基巖穩(wěn)定性強(qiáng)，為抗震一般地段。

2.2 測放鉆孔

2.2.1 測放鉆孔方法

根據(jù)本建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)總平面圖布設(shè)勘探點(diǎn)，制定勘察方案，明確勘察技術(shù)要求、勘察人員配置、勘察成果報(bào)告等內(nèi)容；使用GPS現(xiàn)場復(fù)核基準(zhǔn)點(diǎn)，復(fù)核后測放勘察點(diǎn)位置、高程，勘察點(diǎn)位置偏差控制在10 cm以內(nèi)，高程偏差控制在5 cm以內(nèi)[2]。

2.2.2 測放鉆孔結(jié)論

本工程的測放鉆孔結(jié)論如下：

(1)經(jīng)過現(xiàn)場勘察結(jié)果顯示，施工點(diǎn)位坐標(biāo)系與設(shè)計(jì)方案提供的高程基準(zhǔn)、坐標(biāo)系一致。

(2)現(xiàn)場校核鉆孔位置和高程后，滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

2.3 鉆探取樣

2.3.1 鉆探取樣方法

本工程鉆探與取樣方法如下：

(1)鉆探。鉆探施工采用干鉆法和泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法。巖石層以上的鉆進(jìn)采用干鉆法，鉆機(jī)配用合金鉆頭，每次鉆進(jìn)控制在1.0 m內(nèi)，孔徑大于110 mm；巖石層鉆進(jìn)采用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法，鉆機(jī)配用雙重巖芯管配合金剛石鉆頭，每次鉆進(jìn)控制在2.0 m內(nèi)[3]；在鉆探完工后，回填所有鉆孔，采用分層填筑法，回填后夯實(shí)，保證回填土層的密度不小于原有巖土層密度。

(2)取樣。采用單動(dòng)三重管回轉(zhuǎn)取土器取出孔內(nèi)粉質(zhì)黏土，取樣間距為1.0 m；采用巖心鉆頭擾動(dòng)取樣砂土層，取樣間距控制在1.0～1.2 m；采用鉆探在孔內(nèi)取巖石樣，取樣后洗孔，置換孔內(nèi)泥漿，待孔內(nèi)水位穩(wěn)定后測量地下水位，并對地下水取樣[4]。

2.3.2 鉆探取樣結(jié)論

本工程巖土勘察中的鉆探取樣結(jié)論如下：

(1)驗(yàn)收鉆孔深度和回填情況，均達(dá)到勘察方案要求以及相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

(2)初步驗(yàn)收土樣、巖石樣、水樣的數(shù)量和質(zhì)量，均滿足實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目試驗(yàn)與分析要求。

(3)地下水位量測精度達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

2.4 原位測試

2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法

為評價(jià)工程所在場地內(nèi)粉質(zhì)黏土、砂土層、強(qiáng)風(fēng)化層的承載力、密實(shí)程度、液化性質(zhì)，在現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，試驗(yàn)方法如下：

(1)試驗(yàn)前清理鉆孔底部沉渣，沉渣厚度不得超過5 cm，選用直徑為42 mm的觸探桿，在孔內(nèi)下入觸探桿，安裝試驗(yàn)裝置。

(2)采用63.5 kg自動(dòng)脫鉤落錘裝置，落距標(biāo)準(zhǔn)為76 cm，控制落錘錘擊速率，每分鐘錘擊20～30次[5]。

(3)試驗(yàn)前預(yù)打15 cm，再打入30 cm。

2.4.2 液化判別

本工程6層為中細(xì)砂，8層為粗礫砂，均為飽和砂土，在發(fā)生地震時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)液化現(xiàn)象，所以要對孔位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，判別6層與8層的液化性質(zhì)。表2列舉出8個(gè)孔位的試驗(yàn)檢測結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)論顯示，6層為稍密狀態(tài)的中細(xì)砂，8層為密實(shí)狀態(tài)的粗礫砂，均為不液化。

表2 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)液化判別結(jié)果一覽表

2.4.3 重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)

本工程場地內(nèi)部有硬質(zhì)顆粒、小塊體分布，為判斷填土層的強(qiáng)度和均勻性，采用重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)估算填土層變形參數(shù)。試驗(yàn)方法如下：

(1)下入套管用于穩(wěn)定孔口和導(dǎo)向裝置，牢固連接探頭、探桿，減少摩擦。

(2)探桿要微露出地面，避免試驗(yàn)中出現(xiàn)較大幅度晃動(dòng)[6]。

(3)準(zhǔn)確測量探桿長度和標(biāo)示刻度，清晰記錄數(shù)據(jù)。

(4)采用自動(dòng)落錘裝置，落距為76 cm。

(5)連續(xù)測試，錘擊頻率為15～30擊/min。

試驗(yàn)結(jié)論顯示，填土層松散，均勻性較差。

2.5 物探試驗(yàn)

2.5.1 波速測試

本工程物探試驗(yàn)采用綜合工程物探儀進(jìn)行檢層測試，用以確定巖石的動(dòng)力學(xué)彈性特性，在每個(gè)測點(diǎn)的板左和板右各敲一張記錄，再移動(dòng)到下一測點(diǎn)繼續(xù)采集測試記錄。本工程的波速測試結(jié)論如下：1層為雜填土，3層為粉質(zhì)黏土，6層為中細(xì)砂，7層為中軟土，8層為粗礫砂，11層為風(fēng)化花崗巖，13層為軟質(zhì)巖石。

2.5.2 地脈動(dòng)測試

本工程地脈動(dòng)測試采用三分量拾振器和綜合工程測振儀對工程所在場地卓越周期進(jìn)行測定，共布設(shè)4個(gè)脈動(dòng)測試點(diǎn)。測試結(jié)論如下：本工程場地卓越周期在南北方向0.07～0.12 s，垂直方向0.07～0.13 s。

2.5.3 電阻率測試

本工程采用電阻率勘探技術(shù)測定地層電阻率，借助微機(jī)電測儀和電極自動(dòng)轉(zhuǎn)換器自動(dòng)獲取多個(gè)電極的信息，根據(jù)計(jì)算公式測算出測量點(diǎn)的電位[7]。電阻率測試結(jié)論顯示，本工程場地內(nèi)的地下水位以上部位會(huì)對建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生輕微腐蝕作用。

2.6 室內(nèi)試驗(yàn)

2.6.1 室內(nèi)試驗(yàn)方法

本工程室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目為：

(1)采用環(huán)刀法測定樣本密度。

(2)采用烘干法測定樣本含水量。

(3)采用圓錐儀法測定樣本液限。

(4)采用液塑限聯(lián)合測試儀測定樣本液塑限。

(5)采用快速逐級穩(wěn)定加荷法測定樣本固結(jié)性；采用篩析法分析樣本顆粒物理性質(zhì)。

2.6.2 室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)論

本工程室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)論如下：

(1)3層為軟塑狀態(tài)高壓塑性粉質(zhì)黏土，6層為級配良好、均勻性較差的中細(xì)砂，8層為級配良好、均勻性較差的粗礫砂，13層為較軟中風(fēng)化巖。

(2)場地內(nèi)的地下水具有微腐蝕性。

3 結(jié) 論

綜上所述，對于建筑工程，尤其是大型建筑工程，開展巖土勘察工作時(shí)要綜合采用多種勘察技術(shù)方法，全面考慮多種因素對工程場地的影響，以對巖土地質(zhì)情況做出準(zhǔn)確評價(jià)。本工程的巖土分析結(jié)論為：巖土地震穩(wěn)定性影響小，場地穩(wěn)定性綜合判定良好，無明顯不良地質(zhì)構(gòu)造，地下水具有弱腐蝕性。根據(jù)巖土勘察結(jié)論，對建筑工程原地基基礎(chǔ)方案和基坑開挖支護(hù)施工方案進(jìn)行調(diào)整，以保證建筑工程施工安全性，提高建筑工程質(zhì)量。