淺析巖土工程的勘探技術(shù)

杜曉東

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，我國(guó)的勘探技術(shù)也有了質(zhì)的變化。巖土工程勘探是工程建設(shè)的前提，勘探質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到工程的工期、質(zhì)量和安全。尤其是對(duì)大中型建筑如地鐵、橋梁、水利工程等更為明顯，所以了解并熟悉掌握現(xiàn)代勘探技術(shù)和從勘探報(bào)告中分析出有價(jià)值的信息對(duì)于整個(gè)工程施工顯得十分重要。本文主要對(duì)巖土勘察過(guò)程中涉及的一些技術(shù)進(jìn)行探討，并提出一些意見(jiàn)以供參考，以便和更多的勘察技術(shù)人員一起學(xué)習(xí)、進(jìn)步。將建筑施工的每個(gè)細(xì)節(jié)做好，增強(qiáng)工程的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：巖土工程；勘探技術(shù)

前 言

雖然工程地質(zhì)勘探是地質(zhì)工程的一個(gè)分支，但是在現(xiàn)代工程建設(shè)中發(fā)揮的作用卻是越來(lái)越大。巖土工程勘探是工程建設(shè)的基礎(chǔ)，是整個(gè)工程設(shè)計(jì)順利施工的前提。隨著高層建筑的出現(xiàn)，巖土工程的勘探顯得十分的重要，但是采用傳統(tǒng)的勘探手段和方法很難滿足現(xiàn)代建筑的要求。所以，在這種狀況下，新型勘探技術(shù)顯得尤為重要。

1 巖土工程勘探的內(nèi)容與測(cè)試方法

1.1 工程勘探的內(nèi)容

巖土工程是一門包含土體工程和巖體工程的學(xué)科。巖土工程勘探就是運(yùn)用各種勘察手段和方法，用工程勘探技術(shù)對(duì)建筑工程地基、水域、滑坡地段勘探，了解建筑場(chǎng)地的地質(zhì)條件，分析可能出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)場(chǎng)地地基的穩(wěn)定性和安全性評(píng)估，為工程的正常施工和設(shè)備正常使用提供可靠的依據(jù)，運(yùn)用有利的條件改造不利因素，從而保證建筑工程的安全穩(wěn)定。

按照《巖土工程勘察規(guī)范））（GB50021-2001）明確要求，在整個(gè)工程勘探過(guò)程中需要對(duì)建筑平面圖，場(chǎng)區(qū)地面標(biāo)高、建筑物規(guī)模、結(jié)構(gòu)、埋置深度和荷載等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，巖土工程勘探的主要任務(wù)就是獲取建筑場(chǎng)區(qū)的地質(zhì)條件和水文數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)建設(shè)的地基參數(shù)和巖土工程指標(biāo)進(jìn)行可行性分析，保障整個(gè)建筑物的穩(wěn)定與安全。主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：

（1）了解建筑場(chǎng)地的土層類型、土層的分布、地質(zhì)等特征，結(jié)合實(shí)際勘探情況，就施工場(chǎng)地的地質(zhì)、地形，以及巖土結(jié)構(gòu)等進(jìn)行深度分析并提供建筑設(shè)計(jì)所需要的巖土工程參數(shù)，分析、評(píng)估地基的穩(wěn)定性、安全性和承載力。

（2）了解建筑場(chǎng)地附近有沒(méi)有影響工程穩(wěn)定性的因素，如果有則了解其類型、分布的狀況、以及發(fā)展趨勢(shì)和危害程度等，就其危害程度提出相應(yīng)的防治措施。并結(jié)合實(shí)際狀況提出所需的巖土技術(shù)參數(shù)和方案建議。

（3）了解場(chǎng)地的地震地質(zhì)條件，劃分對(duì)抗震不利和危險(xiǎn)的地段，有無(wú)滑坡、泥石流、地面沉降等情況，對(duì)不良地質(zhì)信息進(jìn)行分析并提出防治措施和整治方案。

（4）對(duì)埋藏在施工場(chǎng)地周邊的孤石、河道、和對(duì)工程施工不利的埋藏物進(jìn)行定位和分析，了解地下水類型、滲透性、腐蝕性等。評(píng)估地下水對(duì)基坑施工的影響。

1.2 測(cè)試方法

1.2.1 室內(nèi)試驗(yàn)與原位測(cè)試

室內(nèi)試驗(yàn)和原位測(cè)試主要是為了獲取巖土工程問(wèn)題的分析評(píng)價(jià)時(shí)的技術(shù)參數(shù)，其參數(shù)主要有巖土工程的強(qiáng)度參數(shù)、滲透參數(shù)、物性指標(biāo)和固結(jié)變形，室內(nèi)試驗(yàn)與原位測(cè)試是在巖土工程詳細(xì)勘察階段中主要的使用方法，但通常還需要在勘探工作配合的情況下進(jìn)行。

室內(nèi)測(cè)試優(yōu)點(diǎn)：在對(duì)試樣進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的條件很容易控制，操作相對(duì)容易，室內(nèi)測(cè)試能夠大量廣泛的使用。室內(nèi)測(cè)試缺點(diǎn)：試驗(yàn)的對(duì)象尺寸規(guī)模小，試樣很難宏觀反映出整體的巖土對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，另外試樣的代表性不強(qiáng)；并且不能夠做到保持試樣的原樣不變。

原位測(cè)試優(yōu)點(diǎn)：試樣是在巖土工程勘探的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試；測(cè)定的試驗(yàn)對(duì)象尺寸足夠大，能夠很全面的反映出宏觀巖土對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，原位測(cè)試的代表性很強(qiáng)；效率也比較高，用的時(shí)間也比較短；尤其是面對(duì)巖土層的采樣難以進(jìn)行的時(shí)候，仍然能夠通過(guò)這種測(cè)試評(píng)定其工程性質(zhì)。原位測(cè)試缺點(diǎn)；在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，巖土工程勘探的場(chǎng)面比較復(fù)雜不好控制；容易受外界環(huán)境影響出現(xiàn)誤差，原位測(cè)試還會(huì)消耗大量人力、物力。

1.2.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)

要不定期的對(duì)巖土工程勘探的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)，其是為了保證工程的施工質(zhì)量和施工安全，提高效益。所謂的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，就是對(duì)施工中前巖土工程勘探得出的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證核查和對(duì)巖土工程施工進(jìn)行監(jiān)理和質(zhì)量控制。而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)的是各類荷載和施工作用對(duì)巖土反應(yīng)性狀和對(duì)環(huán)境影響，以及監(jiān)測(cè)施工運(yùn)營(yíng)中的結(jié)構(gòu)物等方面。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè)，可以保障工程的質(zhì)量和進(jìn)程安全順利的進(jìn)行。

2 巖土工程勘探中存在問(wèn)題

2.1 勘察手段不合理

在對(duì)巖土勘探時(shí)要制定詳細(xì)的勘探規(guī)劃，但是在具體的勘探過(guò)程中，各個(gè)勘探單位往往不能嚴(yán)格按照國(guó)家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行勘探，又或者選擇不合理的勘探方法進(jìn)行勘探，這樣就導(dǎo)致工程勘察結(jié)果無(wú)法滿足相應(yīng)的要求。

2.2 勘察人員技術(shù)不成熟

在進(jìn)行巖土工程勘探時(shí)，相應(yīng)的作業(yè)人員沒(méi)有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的勘探技術(shù)進(jìn)行操作。為了減少花費(fèi)，很多的勘探單位在招聘員工時(shí)的要求會(huì)大大降低，往往會(huì)考慮那些工資要求低的人員。而這些人員大都沒(méi)有進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)，在進(jìn)行勘探時(shí)導(dǎo)致操作規(guī)范甚至錯(cuò)誤，無(wú)法保證巖土工程勘察的質(zhì)量。

2.3 勘察技術(shù)落后

近幾年，我國(guó)在勘察方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，但是相比較那些發(fā)達(dá)國(guó)家還是比較薄弱?？碧降姆桨覆豢茖W(xué)、勘探的設(shè)備落后、缺乏相應(yīng)資料等問(wèn)題制約著我國(guó)勘探行業(yè)的發(fā)展。所以我國(guó)的勘探行業(yè)還有很長(zhǎng)的路要走。

3 巖土工程勘探的方法和技術(shù)手段

3.1 工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查

工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查是巖土工程勘探中一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，在建筑開(kāi)始施工前的最初階段，往往采用工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查的方法。其本質(zhì)是運(yùn)用所掌握地質(zhì)知識(shí)理論，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)現(xiàn)行進(jìn)行觀察，分析地質(zhì)性質(zhì)和活動(dòng)規(guī)律，從而推斷出地下的地質(zhì)情況，為其他勘探方法提供依據(jù)。在眾多的巖土工程勘探方法中，工程地質(zhì)測(cè)繪是最為經(jīng)濟(jì)、有效的一種方法。高精度、高質(zhì)量的測(cè)繪能夠準(zhǔn)確的推斷出地下的地質(zhì)情況，為進(jìn)一步勘探提供有效的指導(dǎo)。

巖土工程設(shè)計(jì)從低級(jí)到高級(jí)可以劃分為四個(gè)階段，即研究勘探階段（稱“選址勘探”），工程初步勘探階段，工程詳細(xì)勘察階段，工程施工勘察階段。工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查正是在第一與第二階段之間，對(duì)整個(gè)工程地質(zhì)的勘探有著十分重要作用。

3.2 勘探與取樣

了解場(chǎng)地地下巖土的性質(zhì)、巖土的分布及地下水等狀況，勘探工作前要對(duì)當(dāng)?shù)氐膸r土層進(jìn)行取樣試驗(yàn)?？碧街饕械厍蛭锢砜碧?、鉆探和坑探三種。大體掌握當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特點(diǎn)，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況采取合適的勘察方法來(lái)進(jìn)行大規(guī)模的巖土工程勘探。巖土工程勘探如圖1所示。

3.2.1 物 探

物探是一種間接勘探地質(zhì)狀況的方法，比坑探和鉆探輕便、經(jīng)濟(jì)、迅速，能夠把在測(cè)繪中難以推斷但又急需了解地質(zhì)情況這一問(wèn)題解決，所以，物探經(jīng)常和工程地質(zhì)測(cè)繪配合使用，另外，物探還可以為鉆探和坑探做鋪墊。然而，使用物探常常會(huì)受到地形條件的限制，導(dǎo)致其結(jié)果具有不確定性，所以，物探的結(jié)果還需要用鉆探或者坑探來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。

3.2.2 鉆探和坑探

鉆探和坑探是查明地下地質(zhì)情況最直接可靠的手段，是在巖土工程勘探中不能缺少的。鉆探工作使用的范圍十分的廣。要根據(jù)勘探地質(zhì)不同而采用不同的鉆探方法。在鉆探無(wú)法達(dá)到目的狀況下，可以采取坑探的方法?？犹焦ぷ饔泻芏喾N，因此要根據(jù)勘探的要求選取合適的方法。以工程地質(zhì)測(cè)繪和物探的成果作為勘探工程的指導(dǎo)可以有效避免勘探時(shí)的隨意性和盲目性?？碧焦ぷ鲿r(shí)一般需要?jiǎng)佑脵C(jī)械設(shè)備。鉆探車如圖2所示。耗費(fèi)很多的人力、物力，有些勘探工程周期長(zhǎng)并且很容易受到外界條件限制，勘探工程要做到經(jīng)濟(jì)合理。盡量以較少的工作量得到較多的成果。在進(jìn)行工程地質(zhì)勘探時(shí)工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探和物探配合要密切。

在巖土工程勘探中，鉆探、坑探、物探相比較，鉆探的優(yōu)點(diǎn)更加突出，鉆探可以在各種復(fù)雜環(huán)境下工作，通常不受地形、地質(zhì)條件的限制；勘探得到結(jié)果精度較高；能提供監(jiān)測(cè)工作和原位測(cè)試，勘探時(shí)的深度越深，其效率較高。

（1）巖土工程鉆探的特點(diǎn)：

①在進(jìn)行鉆探工程的布置時(shí)，要考慮自然地質(zhì)條件結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工程類型。例如房屋建筑與構(gòu)筑物應(yīng)按照建筑物的外部輪廓線布置。

②在對(duì)深埋隧道鉆探或者為了解專門地質(zhì)問(wèn)題而進(jìn)行的鉆探時(shí)候，鉆探孔深一般十余米至數(shù)十米，經(jīng)常采用小型、輕便的鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行鉆探工作。

③在鉆探工作時(shí)鉆進(jìn)的方法、鉆孔的結(jié)構(gòu)、鉆進(jìn)過(guò)程中等方面均有特殊的要求。濕陷性黃土地區(qū)鉆探時(shí)容易造成坍塌所以不能夠使用水鉆勘探。

（2）巖土工程鉆探的特殊要求：

①巖土工程鉆探的主要對(duì)象是巖土層，應(yīng)仔細(xì)鑒定巖土層，準(zhǔn)確判定巖土層的分層深度，正確鑒別巖土層的結(jié)構(gòu)、濕度和密度等因素。

②巖心采取率要求較高，巖心采集如圖3所示。

③水文地質(zhì)觀測(cè)和水文地質(zhì)試驗(yàn)是巖土工程鉆探的重要內(nèi)容，通過(guò)了解巖土的含水性，發(fā)現(xiàn)掌握各含水層之間的聯(lián)系，從而確定巖土的滲透系數(shù)等。

④在鉆進(jìn)過(guò)程中，經(jīng)常需要采取巖土樣來(lái)研究巖土的工程性質(zhì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

巖土工程勘探?jīng)Q定了整個(gè)工程的質(zhì)量，因此，巖土工程勘探顯得尤為重要。在勘探過(guò)程中，勘探人員要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行施工，勘探人員要保證在勘探過(guò)程中不出現(xiàn)重大失誤，保證工程能夠按時(shí)、按量、安全的完成。

參考文獻(xiàn)

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