巖土工程勘察技術(shù)方法措施分析探討

岳海東

（大連理工大學(xué)土木建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧，大連，116023）

巖土工程勘察技術(shù)方法措施分析探討

岳海東

（大連理工大學(xué)土木建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧，大連，116023）

巖土工程勘察是工程建設(shè)中必不可少的環(huán)節(jié)，其主要目的為如實(shí)弄清擬建場區(qū)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件,提供準(zhǔn)確的巖土工程特性指標(biāo)和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)，對建筑場地進(jìn)行穩(wěn)定性和適宜性評價(jià)，并提出經(jīng)濟(jì)合理的巖土利用、整治、改造的建議和方案。巖土工程勘察包括現(xiàn)場鉆探、原狀土取樣、室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場原位測試等方面，本文對巖土工程勘察中的存在的問題進(jìn)行了分析并提出了建議。

巖土工程；勘察方法；技術(shù)

一、傳統(tǒng)的巖土工程勘察方法存在的問題

1、勘察資料過于地質(zhì)化。由于部門長期的條塊分割，勘察、設(shè)計(jì)分散作業(yè)，加之巖土工程規(guī)范制定和新技術(shù)、新方法應(yīng)用的滯后，以及專業(yè)設(shè)置過細(xì)，巖土工程本身的特殊性等原因，設(shè)計(jì)與勘察之間脫鉤多，使得勘察提供的巖土工程信息通常以設(shè)計(jì)人員難以理解的形式出現(xiàn)，而且勘察也較難參與設(shè)計(jì)的全過程；設(shè)計(jì)人員也因知識(shí)的局限，很難深層次理解巖土工程勘察信息，因而勘察成果在設(shè)計(jì)中的轉(zhuǎn)化率較低，造成許多不應(yīng)有的浪費(fèi)和損失

2、數(shù)字化地圖與數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)間不夠貫通。地形圖是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的底圖或稱基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，由于數(shù)字化地圖中的某些環(huán)節(jié)技術(shù)條件不成熟，與CAD設(shè)計(jì)軟件的接口不匹配，很難順利實(shí)現(xiàn)對接，設(shè)計(jì)系統(tǒng)不得不重新將勘察資料數(shù)字化，影響了設(shè)計(jì)系統(tǒng)CAD的推廣應(yīng)用。

3、勘察信息數(shù)字化程度低?？辈觳块T提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主，內(nèi)容上定性描述較多。這一方面造成設(shè)計(jì)人員對于勘察信息難于準(zhǔn)確理解，另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。

二、數(shù)字化勘察技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)的完善，已經(jīng)完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數(shù)字化、巖土工程數(shù)據(jù)庫管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質(zhì)解釋以及空間分析和預(yù)測、地學(xué)統(tǒng)計(jì)和圖形可視化的一體化系統(tǒng)，繼而發(fā)展成為現(xiàn)代化、信息化為一體的巖土工程勘察數(shù)字化新體系。

數(shù)字化巖土工程勘察是指應(yīng)用當(dāng)代測繪技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和CAD技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)及其軟件，把一個(gè)工程項(xiàng)目的所有信息(勘察、設(shè)計(jì)、進(jìn)度、計(jì)劃、變更等數(shù)據(jù))有機(jī)地集成起來，建立綜合的計(jì)算機(jī)輔助信息流程，使勘察設(shè)計(jì)的技術(shù)手段從手工方式向現(xiàn)代化CAD技術(shù)轉(zhuǎn)變，作到數(shù)據(jù)采集信息化、勘察資料處理數(shù)字化、硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、圖文處理自動(dòng)化，逐步形成和建立適應(yīng)多專業(yè)、多工種生產(chǎn)的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設(shè)計(jì)體系。該技術(shù)體系用系統(tǒng)工程觀點(diǎn)，把勘察、設(shè)計(jì)的圖紙、圖像、表格、文字等以數(shù)字化形式存貯，供各專業(yè)設(shè)計(jì)使用。

三、巖土工程勘察關(guān)鍵技術(shù)措施

1、勘探孔深度及間距根據(jù)基礎(chǔ)形式及結(jié)構(gòu)形式的不同，勘探深度也會(huì)不同。如：一般5層～6層磚混結(jié)構(gòu)住宅，勘探孔深15m基本可滿足要求，而5層框架結(jié)構(gòu)商場由于柱網(wǎng)的柱荷載大，基礎(chǔ)面積大甚至可能采用樁基，則勘探孔深度15m一般不夠。地層工程地質(zhì)性質(zhì)不同，勘探深度也不同。埋藏較淺且工程地質(zhì)性質(zhì)好的密實(shí)碎石土及基巖地區(qū)勘探孔深度較淺，而工程地質(zhì)性質(zhì)差的淤泥及松散雜填土地區(qū)勘探孔深度較深，這就要求在勘探前對勘探區(qū)域地層大致情況有所了解，做到有的放矢。地基復(fù)雜程度不同，勘探點(diǎn)間距不同。在勘探時(shí)遇復(fù)雜地基情況，應(yīng)按規(guī)范要求加密勘探點(diǎn)，不能局限于經(jīng)濟(jì)或時(shí)間等因素而堅(jiān)持原勘探方案不變，事畢難以查明場地工程地質(zhì)情況，埋下工程隱患。對于高層建筑，勘探孔間距要比一般建筑的小，且比安全等級高的要更小。實(shí)際上鉆孔間距主要取決于場地的復(fù)雜程度,即場地是否存在暗溝、塘等異常帶，保證鉆探所揭露地層能準(zhǔn)確反映水平和垂直方向土質(zhì)情況及地下水賦存形態(tài)等，而不是建筑物安全等級決定孔距，當(dāng)然布孔位置也要考慮到擬建建筑物的條件，如在主體建筑角上、荷載和建筑體形變異較大處應(yīng)有勘探點(diǎn)進(jìn)行控制；另外對于不同地貌交界處也應(yīng)加密勘探?？碧娇咨疃瓤偨Y(jié)如下：天然地基?？刂瓶咨?m)=基礎(chǔ)埋深+地基壓縮層厚度；一般孔深(m)=基礎(chǔ)埋深+0.7倍的基礎(chǔ)寬度(并應(yīng)小于2/3壓縮層厚度)。樁基。控制孔深(m)=基礎(chǔ)埋深+預(yù)計(jì)樁長+樁端平面下壓縮層厚度一般孔深(m)=基礎(chǔ)埋深+預(yù)計(jì)樁長+5m。另外，當(dāng)場地或場地附近沒有可信資料時(shí)，至少要有一個(gè)鉆孔滿足地震場地劃分對覆蓋層厚度的要求。

2、野外編錄及地層劃分。野外地層的正確劃分是室內(nèi)資料整理的關(guān)鍵因素，對于較大型的工程由于施工多采取多鉆機(jī)平行作業(yè)形式，技術(shù)人員較多，各勘探班組往往各行其事，進(jìn)而造成野外資料分層、定性、描述等難以統(tǒng)一，最后給室內(nèi)資料整理帶來困難。為避免這種問題應(yīng)將所有技術(shù)人員首先集中培訓(xùn)并一起共同勘探1到2個(gè)鉆孔，統(tǒng)一編錄形式，并派專人現(xiàn)場負(fù)責(zé)勘探區(qū)域整體野外分層連線，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理，只有這樣才能更好地保證勘探質(zhì)量，同時(shí)應(yīng)將勘探到的特殊地層重點(diǎn)描述。

3、地下水的測定。實(shí)際地下水位量測存在以下幾個(gè)問題：1）應(yīng)同時(shí)觀測地下水位，量測時(shí)間須在最后一個(gè)鉆孔施工24h后。2）地下水位觀測應(yīng)考慮周圍地下水開采情況的影響，若量測時(shí)間正好處于附近抽水井抽水下降漏斗時(shí)，所量測到的地下水位肯定偏深。3）水位量測應(yīng)與鉆孔坐標(biāo)、標(biāo)高回測相結(jié)合。我們知道勘探孔口周圍地面實(shí)際不是一個(gè)水平面，水位量測參照孔口位置不同，水位埋深也不一樣，因此而產(chǎn)生的誤差幾厘米是難以避免的，這根本無法滿足按規(guī)范要求地下水位量測精度為±2cm的要求，也更無法測定地下水的正確流向。解決方法是孔口坐標(biāo)、標(biāo)高回測，同時(shí)以標(biāo)高回測時(shí)的孔口位置為準(zhǔn)向下量測地下水位深度。4）要分析近年地下水的變化幅度以及歷史最高水位、最低水位。5）鉆孔深度范圍內(nèi)有2個(gè)以上含水層時(shí)，應(yīng)分層量測水位，在鉆穿第一含水層(到下一含水層之前)并進(jìn)行靜止水位觀測之后，采用套管隔水，抽出孔內(nèi)存水，變徑鉆進(jìn)，再對下一含水層進(jìn)行水位觀測。這樣量測到的水位才是含水層分層水位。

4、原位測試。原位測試應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行，在施工中常會(huì)出現(xiàn)一些所謂“捷徑”：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)不按規(guī)定進(jìn)行桿長和孔深校正，在縮徑和孔底有殘留時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)標(biāo)貫器是否落至應(yīng)測試孔底位置，造成標(biāo)貫數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真。因此標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行桿長和孔深校正，一方面可以保證在縮徑和孔底有殘留時(shí)測試位置控制在應(yīng)測試段，另一方面可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)極軟弱地層標(biāo)貫自陷、自沉現(xiàn)象，從而確保標(biāo)貫數(shù)據(jù)的真實(shí)性。重型及超重型動(dòng)力觸探按規(guī)定需連續(xù)貫入，并定深旋轉(zhuǎn)觸探桿(以減小側(cè)摩阻)，但在施工時(shí)由于連續(xù)貫入比較緩慢且起桿困難或局部地段錘擊不進(jìn)而放棄連續(xù)貫入，使得對碎石土評價(jià)本來就缺乏相應(yīng)手段的觸探指標(biāo)數(shù)據(jù)不夠詳實(shí)，進(jìn)而造成對碎石類土的評價(jià)困難。

5、原狀土取樣。由于土樣采取的方法不同，導(dǎo)致取回的“原狀”土樣的質(zhì)量在不同的試驗(yàn)室之間差別很大，從而使室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與真實(shí)情況有較大的誤差。取樣方法的不同會(huì)導(dǎo)致土樣含水率有一定的變化，應(yīng)注意在取土裝置上及時(shí)加裝套管，以避免地下水對原狀土的影響。取出后應(yīng)迅速密封。天氣炎熱時(shí)為避免蠟封融化，宜采取多種措施密封。天氣寒冷要避免冰凍。土樣保存時(shí)間不宜超過三周。土樣運(yùn)送過程中，采用自制的緩震裝置對土樣加以保護(hù)，對無粘性土土樣應(yīng)盡量避免有過大的震動(dòng)。土體的結(jié)構(gòu)性遭到破壞，會(huì)導(dǎo)致粘聚力與內(nèi)摩擦角試驗(yàn)值與現(xiàn)場測試比較出現(xiàn)過大差異。

[1] 趙成剛 白冰 王運(yùn)霞.土力學(xué)原理[M],清華大學(xué)出版社[M].北京:北京交通大學(xué)出版社,2004.

[2] 軼名，淺談巖土工程勘察中存在的若干問題[J]山西建筑,2008.4

[3] 崔可銳，毛由田編著，巖土工程師實(shí)用手冊[M]出版社：化學(xué)工業(yè)出版社 2007.8

TU476

1674-3954（2011）03-0182-01