淺談我國(guó)巖土工程勘察技術(shù)現(xiàn)狀及其改進(jìn)措施

剡　晟

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開(kāi)發(fā)局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)新疆烏魯木齊830091）

淺談我國(guó)巖土工程勘察技術(shù)現(xiàn)狀及其改進(jìn)措施

剡晟

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開(kāi)發(fā)局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)新疆烏魯木齊830091）

巖土工程勘察是一種綜合性的工程地質(zhì)調(diào)查工作。巖土工程勘察的目的是運(yùn)用各種勘察測(cè)試手段和方法，對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行調(diào)查研究，對(duì)修建各種建筑物的地質(zhì)條件和建設(shè)對(duì)自然地質(zhì)環(huán)境的影響作出分析判斷；保證地基和上部結(jié)構(gòu)共同工作時(shí)，地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及不至于產(chǎn)生過(guò)大沉降變形的措施，就當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)巖土工程施工的現(xiàn)狀來(lái)看，并沒(méi)有充分利用全新的技術(shù)來(lái)施工，主要就是因?yàn)槭┕て髽I(yè)缺乏引入新技術(shù)的概念和意識(shí)，很多企業(yè)的技術(shù)還只停留在傳統(tǒng)的技術(shù)上面，這阻礙了巖土工程的發(fā)展。本文針對(duì)巖土工程勘察技術(shù)中一直以來(lái)所存在的問(wèn)題，結(jié)合其他的專業(yè)技術(shù)提出了解決問(wèn)題的思路及方法，并在此基礎(chǔ)上，探討了改進(jìn)措施以及創(chuàng)新應(yīng)用。

巖土 勘察 工程 創(chuàng)新

一、巖土工程施工技術(shù)的特點(diǎn)

1.復(fù)雜性。一個(gè)巖土工程的施工并不像想象起來(lái)那么簡(jiǎn)單。首先它受到多種人為和環(huán)境的因素制約。施工工程需要的工種多，而且要求人員的密集性高，施工準(zhǔn)備時(shí)，其工作量也很繁重。但是即便以上說(shuō)明都處在復(fù)雜之中，還是有一部分的因素起著方便性的作用，比如說(shuō)在做現(xiàn)場(chǎng)工程勘察的作業(yè)時(shí)，所用的設(shè)備以及測(cè)試儀器都相對(duì)輕便和靈活很多。而施工時(shí)，工藝是很重要的。所以工藝的復(fù)雜是必然的，比方說(shuō)不同的施工地點(diǎn)，即使是用同一種樁型和同一種工法，其施工工藝也必須要不同。

2.嚴(yán)格性。巖土施工的各個(gè)方面都是相當(dāng)嚴(yán)格地，比如說(shuō)灌注樁，不但它的樁身結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密，而且樁身使用的材料強(qiáng)度也必須有一定的高標(biāo)準(zhǔn)。并且在對(duì)灌注樁施工時(shí)，允許偏差一定要在要求范圍，不可偏差過(guò)大。

二、巖土工程勘察技術(shù)中存在的主要問(wèn)題

（1）界面的劃分，主要按巖土體和巖石風(fēng)化程度劃分，不良地質(zhì)體的地質(zhì)界面以及地質(zhì)構(gòu)造和軟弱結(jié)構(gòu)面的判定等。

（2）地質(zhì)的形態(tài)，主要有空洞、不明的地下物體和分布的狀況、埋藏的位置深度的確定。

（3）巖土的參數(shù)，主要是些難于取到原狀巖土樣和難于進(jìn)行室、內(nèi)外試驗(yàn)的巖土層即風(fēng)化巖、殘積土和粗顆粒土等。

（4）綜合能力，主要表現(xiàn)在一部分勘察技術(shù)人員缺乏對(duì)勘察各專業(yè)的野外和室內(nèi)原始資料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨別真?zhèn)?、歸納總結(jié)的能力，缺乏建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，常造成勘察的目的不明確，所提供的資料不能滿足設(shè)計(jì)的需要。

三、巖土工程施工技術(shù)的改進(jìn)措施

1.巖土工程測(cè)試技術(shù)。巖土工程是整個(gè)工程建設(shè)中的重要部分，而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與檢測(cè)是巖土工程的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。不但能夠使整個(gè)工程的質(zhì)量得以提升。還可以使工程師們對(duì)上部結(jié)構(gòu)與下部巖土地基共同作用的性狀及施工和建筑物運(yùn)營(yíng)過(guò)程的認(rèn)識(shí)在理論和實(shí)踐上更加完善。依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，利用反演分析的方法，求出能使理論分析與實(shí)測(cè)基本一致的工程參數(shù)。巖土工程測(cè)試包括室內(nèi)土工試驗(yàn)、巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、原位測(cè)試、原型實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等，在整個(gè)巖土工程中占有特殊而重要的作用。

2.地基處理技術(shù)——PCC樁。（1）PPC樁技術(shù)特點(diǎn)分析。①PPC樁技術(shù)有利于產(chǎn)生直徑較大的樁型，最大可超過(guò)1.5 m，常見(jiàn)的實(shí)心樁的樁徑在600 mm以內(nèi)。將PPC樁與實(shí)心樁二者進(jìn)行對(duì)比，顯然PPC樁技術(shù)由于其較大的樁徑可以增加樁的摩擦力從而使混凝土不多余不浪費(fèi)。這樣就可以節(jié)約很多的投資和使用成本；②PPC樁不但具有樁徑大的優(yōu)勢(shì)，它還有一個(gè)突出特點(diǎn)，那就是具有活瓣樁靴的優(yōu)良結(jié)構(gòu)。它并不需要預(yù)制鋼筋混凝土樁頭，就能夠在節(jié)省成本和按期交工的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)預(yù)期的良好效果。如若不滿意，還可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)成果進(jìn)行相應(yīng)的合理改變；③由于PPC樁是大直徑樁，因此其樁身面積足夠大的特點(diǎn)可以用來(lái)鞏固地基。但是單樁承載能力也要加大，這樣大直徑的樁符合復(fù)合地基服務(wù)范圍大的特點(diǎn)。

（2）PPC樁技術(shù)應(yīng)用范圍。PPC樁技術(shù)應(yīng)用很廣，只要是在大面積地基的條件下都可以使用，即使是在不同種的結(jié)構(gòu)物中。通常在以下五種施工條件下優(yōu)勢(shì)更加顯著。例如，多層與小高層建筑物地基處理；高速公路、市政道路的路基處理；大型能源設(shè)備的地基處理；工業(yè)污水處理的大型水池；江河大壩地基加固等。

（3）施工技術(shù)要點(diǎn)。①基礎(chǔ)工作。施工以前要做好場(chǎng)地清理工作，并保證場(chǎng)地足夠平整，樁位周圍位置不允許有任務(wù)障礙物，在場(chǎng)地坑洼不平處要充填一定量的素土，注意素土中不該含有直徑過(guò)大的石塊或樹(shù)根等物。同時(shí)施工單位還要組織專業(yè)技術(shù)檢查人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的所有施工材料進(jìn)行抽查取樣，只要達(dá)不到相關(guān)規(guī)范要求，就不允許在工程中使用，并將不合格物品退回廠家，杜絕因管樁質(zhì)量問(wèn)題而返工。②樁機(jī)就位。樁機(jī)應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定的位置進(jìn)行安放，對(duì)于一次擺放不平整的樁基，需用起吊設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，直到符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為止。設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定只有當(dāng)裝機(jī)主腿的垂直度偏差小于1％時(shí)，裝機(jī)的平整度和導(dǎo)向架的垂直度才會(huì)水平，樁管在沒(méi)有任何束縛下與樁位對(duì)好，一旦樁機(jī)就位后就不允許隨意移動(dòng)樁機(jī)位置。③沉管到樁低。沉管有一定的重量能自行壓入到土層中一定深度，要想壓入足夠的深度還應(yīng)使用鋼絲繩加壓輔助沉管，隨后啟動(dòng)振動(dòng)錘將沉管打到預(yù)期樁深。④混凝土攪動(dòng)。進(jìn)場(chǎng)原材料一定要有相關(guān)部門(mén)出示的質(zhì)檢報(bào)告和質(zhì)量保證書(shū)，如果沒(méi)有這些證明就不準(zhǔn)許進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。在進(jìn)行混凝土的攪動(dòng)時(shí)，各個(gè)環(huán)節(jié)的先后順序一定要掌握好并由專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)。否則一旦坍塌，后果不堪設(shè)想。

四、巖土工程施工技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

1.GIS技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用。隨著國(guó)內(nèi)地理科學(xué)信息技術(shù)得到逐步發(fā)展，這些技術(shù)在巖土工程勘察中得到了一定的應(yīng)用，使得這些專業(yè)得到了較為明顯的發(fā)展。尤其是GIS技術(shù)，其在工程勘察過(guò)程中的應(yīng)用更加廣泛。整體來(lái)講，當(dāng)前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平得到提高，工程建設(shè)需求不斷加大，這為巖土工程勘察的深度以及廣度提供了更多的機(jī)會(huì)。由于巖土工程勘察得到的數(shù)據(jù)資源是可以重復(fù)使用的寶貴資源，而傳統(tǒng)的巖土工程勘察所采用的鉆探技術(shù)是基于巖土力學(xué)推測(cè)和工程技術(shù)人員勘察經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。在勘察精度以及廣度等方面，主要根據(jù)勘探點(diǎn)的深度和密度來(lái)獲得。另外，復(fù)雜的地形地質(zhì)條件也限制了對(duì)應(yīng)信息獲取方式的拓展，導(dǎo)致工程的前期工作沒(méi)有方向。隨著計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)資料的收集、存儲(chǔ)以及應(yīng)用都更加便捷、快速。基于該部分基礎(chǔ)建設(shè)起來(lái)的工程勘察方案技術(shù)進(jìn)一步提高了當(dāng)前巖土工程勘察設(shè)計(jì)的水平，其中以GIS技術(shù)尤為重要。在巖土工程勘察設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)利用地理信息系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)信息資源的共享、單項(xiàng)勘察項(xiàng)目的優(yōu)化、科學(xué)決策體系的優(yōu)化以及工程的科學(xué)規(guī)劃等，在這些方面都起著至關(guān)重要的作用。隨著GIS技術(shù)在巖土工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與實(shí)踐日趨成熟，更多的地理信息在巖土工程中得到了應(yīng)用。但是在這個(gè)過(guò)程中依然存在一些問(wèn)題，這就要求工程技術(shù)人員不但要對(duì)相關(guān)的研究條件和基礎(chǔ)科學(xué)熟練了解、掌握，還必須建立起一個(gè)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)模型。將之合理的利用到巖土工程中的GIS分析當(dāng)中，提高工程勘察成果的可靠度。

2.巖土工程施工中對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用。（1）沉井施工技術(shù)。沉井施工技術(shù)又叫做沉箱施工，其具有對(duì)周圍環(huán)境影響小、需要的場(chǎng)地條件小等等優(yōu)點(diǎn)，因這些優(yōu)點(diǎn)使得沉井施工技術(shù)已經(jīng)被廣泛引用到了巖土工程施工中。沉井施工技術(shù)的工作原理就是構(gòu)建一個(gè)井筒狀的結(jié)構(gòu)物，在井內(nèi)挖土后，利用結(jié)構(gòu)物的自重克服與井壁之間的摩擦力，使得井內(nèi)的土下沉到預(yù)先設(shè)計(jì)的高度，然后再使用混凝土密封底部，最后將井孔填塞好作為構(gòu)造物的基礎(chǔ)。另外，因沉井結(jié)構(gòu)可以按照預(yù)先設(shè)計(jì)的深度進(jìn)行埋填，這樣設(shè)計(jì)的目的是為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與整體性，使得承載面積變大，就可以承載更多的水平與垂直載荷，因此，沉井施工技術(shù)使用與城市巖土工程施工。沉井施工技術(shù)的施工過(guò)程主要按照以下工序來(lái)進(jìn)行；首先，對(duì)地基進(jìn)行處理后，才能夠開(kāi)始基坑的開(kāi)挖工作，隨后才能進(jìn)行沉井的制作與下沉，只有這些工作處理完畢后才能對(duì)沉井進(jìn)行封頂與封底的工作。在實(shí)際的沉井施工過(guò)程中，需要特別注意的是，沉井施工需要的施工人員較多，在下沉的過(guò)程中需要加強(qiáng)進(jìn)一步的觀測(cè)，及時(shí)分析出現(xiàn)的變差，并進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，保障沉井施工的施工質(zhì)量。此外，在設(shè)計(jì)沉井時(shí)，還必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件與結(jié)構(gòu)嚴(yán)格對(duì)刃腳等部件計(jì)算進(jìn)行仔細(xì)的符合，以確保設(shè)計(jì)檔案的準(zhǔn)確性。

（2）泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)。泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)是現(xiàn)代巖土工程中廣泛應(yīng)用的施工技術(shù)，也是常用的基礎(chǔ)性技術(shù)。伴隨著各項(xiàng)建筑工程技術(shù)的發(fā)展與革新，巖土工程中的施工設(shè)備與材料也都伴隨得到了更大的提升，這些新技術(shù)新材料不斷被應(yīng)用到巖土工程中來(lái)。泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)并且不會(huì)出現(xiàn)積壓情況等的優(yōu)點(diǎn)，比較適用于水位較淺的巖土工程施工中來(lái)運(yùn)用。主要利用的是鉆孔時(shí)的泥漿將鉆渣帶出來(lái)的方式，同時(shí)，不會(huì)對(duì)孔壁造成破壞，再將鉆進(jìn)中的泥漿通過(guò)水下混凝土澆筑的方式置換。從而保證了鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。同時(shí)，在進(jìn)行施工之前必須要進(jìn)行驗(yàn)證，查看設(shè)計(jì)是否滿足現(xiàn)實(shí)情況的要求后才能進(jìn)行具體的施工。

（3）噴射混凝土技術(shù)。將一定配比量的拌和料混凝土通過(guò)噴射機(jī)械壓縮空氣再噴射到受噴面的方式進(jìn)行混凝土的澆筑。其中拌和料是通過(guò)管道運(yùn)輸確認(rèn)準(zhǔn)確定位后再進(jìn)行噴射的，拌和料一旦接觸到受噴面就會(huì)很快凝結(jié)，實(shí)現(xiàn)了在短時(shí)間內(nèi)加固的作用。當(dāng)前，一些巖土工程中常常將噴射混凝土技術(shù)與鋼筋網(wǎng)聯(lián)合使用的方式，實(shí)現(xiàn)受噴面的加固耐久性與更高的力學(xué)性能。噴射混凝土技術(shù)的主要施工流程為：在對(duì)受噴面進(jìn)行充分的底層處理后，用水潤(rùn)濕，然后編設(shè)固定好鋼筋網(wǎng)，緊接著要進(jìn)行合理的混合料拌和，等待噴射操作完畢后，還應(yīng)進(jìn)行合理的后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作，保證各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。

五、結(jié)束語(yǔ)

巖土工程勘察屬于集地質(zhì)資料數(shù)據(jù)分析與設(shè)計(jì)功能于一體的專業(yè)技術(shù)作業(yè)，原始的二維狀態(tài)地質(zhì)資料分析與制圖已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代各類技術(shù)工程施工應(yīng)用。因此，它脫離不開(kāi)地理信息系統(tǒng)對(duì)地質(zhì)資料呈現(xiàn)出的空間信息進(jìn)行采集、分析、處理等功能的應(yīng)用?，F(xiàn)如今我國(guó)的巖土工程技術(shù)還不足以在世界上達(dá)到領(lǐng)先水平，與許多國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)也存在著一定差距。要想改變這種相對(duì)落后的格局，我們要從多方面剖析并加以解決。未來(lái)，巖土工程勘察相關(guān)的GIS技術(shù)應(yīng)用會(huì)隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展而走向成熟，這是巖土工程專業(yè)勘察設(shè)計(jì)走向智能化發(fā)展趨勢(shì)的重要途徑。