巖土工程勘察和施工處理技術(shù)研究

陳寅軒

摘要：文章首先對(duì)巖土工程勘察的現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，接著對(duì)工程巖土勘察主要任務(wù)進(jìn)行了細(xì)致的分析，最后重點(diǎn)探討了巖土工程勘察方法及強(qiáng)化措施。

關(guān)鍵詞：巖土工程；勘察技術(shù)；施工處理

一、前言

勘察方法中相關(guān)問(wèn)題的探討在解決我國(guó)建筑工程巖土中的問(wèn)題起到了很大的作用，只有在勘察中加強(qiáng)管理，分析其出現(xiàn)的問(wèn)題并制定解決措施，對(duì)我國(guó)建筑工程巖土勘察的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，才能夠使建筑工程巖土勘察技術(shù)不斷的提升。

二、巖土工程勘察施工技術(shù)的現(xiàn)狀

我國(guó)已經(jīng)能夠解決技術(shù)要求高、地質(zhì)條件復(fù)雜的巖土工程問(wèn)題。相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程的編制，標(biāo)志著我國(guó)這方面已經(jīng)積累的經(jīng)驗(yàn)達(dá)到的水平。

勘察工作已從單一的鉆探、取樣、試驗(yàn)、提報(bào)告模式發(fā)展為多種測(cè)試手段、綜合評(píng)價(jià)的模式。多功能靜力觸探、超重型動(dòng)力觸探、預(yù)鉆式和自鉆式旁壓試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)、孔隙水壓力測(cè)試、波速試驗(yàn)等新技術(shù)的迅猛發(fā)展，大大提高了地基評(píng)價(jià)的水平。室內(nèi)土工試驗(yàn)中高壓固結(jié)試驗(yàn)和三軸壓縮（剪切）試驗(yàn)的普遍應(yīng)用，使土力學(xué)理論更進(jìn)一步應(yīng)用到勘察生產(chǎn)實(shí)踐中。另外，土的動(dòng)力性質(zhì)的試驗(yàn)也日益增多；樁的動(dòng)力測(cè)試已經(jīng)列入有關(guān)規(guī)范、規(guī)程和手冊(cè)中；表面波速法也開(kāi)始在工程中得到應(yīng)用；巖土測(cè)試的重要性已經(jīng)越來(lái)越顯示出來(lái)。

勘察與設(shè)計(jì)、施工密切結(jié)合，初步形成了從勘察到設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)，貫穿各個(gè)階段的認(rèn)識(shí)、實(shí)踐、改造全過(guò)程。

地基處理技術(shù)水平的大幅度提高。十多年來(lái)為了滿足工程建設(shè)的需要，引進(jìn)、發(fā)展了多種地基處理技術(shù)，積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)第四紀(jì)松散地層、濕陷性黃土、膨脹土、軟土、填土、飽和松散粉細(xì)砂等各種不良地基，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用了許多新的地基處理技術(shù)，已成為巖土工程中一項(xiàng)重要內(nèi)容。

三、工程巖土勘察主要任務(wù)

1、做好獲取標(biāo)明坐標(biāo)和地形的建筑物的平面構(gòu)圖的工作

任何建筑物具備的形狀特征以及建筑物構(gòu)造時(shí)的型式，都有獨(dú)特一面，建筑物的尺寸、預(yù)計(jì)埋置的深度等不盡相同，因此對(duì)建筑工程地基勘察提出了更高的要求。通過(guò)地基的巖土工程勘察反饋資料獲得不良地質(zhì)現(xiàn)象的原因，不良地質(zhì)的存在類型、分布的范圍以及不良地質(zhì)的危害程度等等，提出整治的具體措施。

2、做好地震多發(fā)區(qū)域的地基土類型的劃分及地震效應(yīng)評(píng)價(jià)的工作

應(yīng)該對(duì)整個(gè)建筑場(chǎng)地的類別詳細(xì)劃分等級(jí)，對(duì)于抗震設(shè)防的烈度要求高于Ⅶ度的時(shí)候，對(duì)飽和的地震液化要測(cè)定和計(jì)算出液化的指數(shù)，以便完成建筑場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)的整體評(píng)價(jià)工作及劃分場(chǎng)地土的類型并進(jìn)行地震效應(yīng)評(píng)價(jià)。

3、做好地下水埋藏狀況的查明工作

若建筑基坑的降水設(shè)計(jì)在沒(méi)有完全的查明水位變化的時(shí)候，必須從地基的勘察工作入手，對(duì)環(huán)境水和土鑒定得出地下水和土對(duì)建筑材料尤其建筑所用金屬材料的腐蝕性，掌握整個(gè)建筑物地下水的類型、地下水的埋藏深度、地下水的動(dòng)態(tài)以及化學(xué)成分等情況，最后做出具體的整治措施。

4、做好建筑物地基的勘察工作

做好深基坑開(kāi)挖前所需要的各種技術(shù)參數(shù)的準(zhǔn)備，目的是為建筑物深基坑的開(kāi)挖提供計(jì)算以及支護(hù)時(shí)候所需的技術(shù)參數(shù)，更好的為深基坑的開(kāi)挖及其對(duì)周邊工程的影響作出論證和評(píng)價(jià)，對(duì)于工程的承載力以及變形時(shí)的參數(shù)計(jì)算，提出地基、建筑基礎(chǔ)設(shè)施以及施工過(guò)程的注意事項(xiàng)，及對(duì)不良地質(zhì)問(wèn)題的處理建議和可行性方法。

四、巖土工程勘察方法及強(qiáng)化措施

1、巖土工程勘察的內(nèi)容

城市建筑工程的巖土勘察工作屬于圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與施工操作的前提條件。倘若工程勘探操作得不到完善，將影響后面的工程設(shè)計(jì)以及具體的施工操作，而劣質(zhì)工程的問(wèn)題就會(huì)暴露出來(lái)，從而印證了“基礎(chǔ)決定上層建筑”，即便是整個(gè)建筑構(gòu)架完美，施工質(zhì)量也優(yōu)良，也不可避免地遭受影響。同時(shí)，不同規(guī)模、不同類型的工程項(xiàng)目會(huì)給地質(zhì)條件帶來(lái)不同程度的影響，反過(guò)來(lái)不同的地質(zhì)環(huán)境又會(huì)直接作用到工程建設(shè)當(dāng)中。

2、水文地質(zhì)勘察問(wèn)題

針對(duì)水文地質(zhì)的勘察需把水文地質(zhì)情況了解清楚，進(jìn)而為設(shè)計(jì)提供詳細(xì)、準(zhǔn)確的水文地質(zhì)資料。重點(diǎn)分析地下水對(duì)巖土體和建筑物造成的影響，并考究容易出現(xiàn)的巖土工程威脅，進(jìn)而研究出相對(duì)應(yīng)的防御措施。按照項(xiàng)目工程施工的視角出發(fā)，從地下水對(duì)項(xiàng)目工程施工操作的影響進(jìn)行分析，然后對(duì)不同的條件提出相對(duì)應(yīng)的水文環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行考究，例如：①針對(duì)基礎(chǔ)持力層屬于軟質(zhì)巖層、強(qiáng)風(fēng)化巖層、殘積土層、膨脹土層等工程，進(jìn)行施工操作前需合理思考脹縮、崩解、軟化等問(wèn)題，避免影響整個(gè)地基的建設(shè)。②針對(duì)低于地下水位的地基基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)，需充分考究地下水對(duì)混凝土和鋼筋的侵蝕性，進(jìn)而提升鋼筋混凝土的耐性。③對(duì)地基基礎(chǔ)下部出現(xiàn)承壓含水層的工程，則需計(jì)算開(kāi)挖基坑后承壓水的破壞性，從而進(jìn)行評(píng)定。④對(duì)地基基礎(chǔ)的壓縮層范疇內(nèi)具有松散或者飽和的粉細(xì)砂層的工程，則需對(duì)潛蝕、流砂、管涌等問(wèn)題實(shí)施重點(diǎn)研究，以及評(píng)價(jià)。⑤針對(duì)高于地下水位的位置的基坑開(kāi)挖工程，需充分考究利用滲透試驗(yàn)或者富水試驗(yàn)處理，然后分析人工降水造成的邊坡失穩(wěn)，以及基底沉降，從而再評(píng)定對(duì)四周建筑物的影響程度。

3、關(guān)于巖土地質(zhì)的勘察問(wèn)題

對(duì)于巖土勘察工程來(lái)說(shuō)，勘探巖土地質(zhì)屬于極其注重要的問(wèn)題，一般從四個(gè)方面進(jìn)行勘察：勘探清楚項(xiàng)目工程范疇內(nèi)的原始地貌、地形，以及巖土層的構(gòu)成要素、深度、類型、特性、分布、變化規(guī)律等，從而探究地基的均勻性與穩(wěn)定性。了解清楚隱藏的河道、墓穴、溝浜、舊基礎(chǔ)、防空洞、孤石等，分析這些問(wèn)題是否會(huì)影響工程施工的操作?？辈旃こ绦鑼⑺闹艿沫h(huán)境了解清楚，向設(shè)計(jì)師提供有效的巖土參數(shù)，研究評(píng)定基坑邊坡穩(wěn)定性以及放坡開(kāi)挖的可能性，以確定支護(hù)構(gòu)架的類型和規(guī)格，然后進(jìn)一步檢查清楚基坑開(kāi)挖和降水，是否對(duì)四周建筑物、地基變形、地下設(shè)施等造成影響。仔細(xì)探察影響建筑工程穩(wěn)定性的不良地質(zhì)因素，其中涵蓋勘察滑坡、巖溶、崩塌、危巖、采空區(qū)、泥石流、地面沉降、活動(dòng)斷裂、地震效應(yīng)等，以及特殊土質(zhì)。如：填土、軟土、濕陷性土、污染土、膨脹土、多年凍土、紅粘土。

4、巖土勘察的主要設(shè)備和方法

巖土勘察一般會(huì)運(yùn)用土工試驗(yàn)、鉆探取樣、原位測(cè)試等方法進(jìn)行綜合勘探。設(shè)備的選擇使用XY-100型鉆機(jī)，而收集土樣則運(yùn)用固定活塞薄壁取土器。倘若土層較硬時(shí)，則使用貫入法處理；倘若巖土的土層較軟時(shí)，則使用壓入法處理。原位測(cè)試采取靜力觸探試驗(yàn)以及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，而靜力觸探裝置運(yùn)用江蘇溧陽(yáng)JTY-3型全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，鉆孔定位運(yùn)用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行定位，室內(nèi)土工試驗(yàn)則運(yùn)用南京土壤儀器廠生產(chǎn)的系列土工試驗(yàn)裝置。這些勘察設(shè)備以及勘察方法均能較好地檢測(cè)出巖土的詳細(xì)資料和數(shù)據(jù)，能滿足基本的設(shè)計(jì)需求。

5、地基施工處理技術(shù)

針對(duì)城市建筑工程通常需在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施預(yù)壓試驗(yàn)，按照試驗(yàn)的結(jié)果完善設(shè)計(jì)方案。預(yù)壓試驗(yàn)主要涵蓋側(cè)向移位、豎向的變形、孔隙水壓力、原位十字剪切等方面，經(jīng)試驗(yàn)所獲取的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行整體的比較，從而有效地規(guī)范設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)思路，從而保障地基施工的順利進(jìn)行。

（一）、樁基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)屬于地基處理的基礎(chǔ)類型，一般適用于建筑要求較高或者地質(zhì)條件較差的工程。根據(jù)基礎(chǔ)的受力原理可將樁基礎(chǔ)分為承載樁與摩擦樁，承載樁是將基樁放置在承載層上或者巖盤(pán)上，促使其可承載結(jié)構(gòu)物。摩擦樁為運(yùn)用基樁和地層的摩擦力以承載結(jié)構(gòu)物，可劃分為拉力樁和壓力樁，一般適用在地層無(wú)堅(jiān)硬的承載層或者承載層較深的區(qū)域。該種處理方式具有沉降速率低和承載力高等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)針對(duì)水平動(dòng)載、荷載有著良好的適應(yīng)性，所以，樁基礎(chǔ)能在建筑項(xiàng)目工程中普遍適用。

（二）、換填墊層法

換填法普遍適用于淺層地基處理，處理的地基深度可達(dá)2～3米。利用良好的復(fù)合巖土材料或者巖土材料代替天然地基中的軟弱土層，構(gòu)成墊層。換填墊層法具有防止凍脹、置換、應(yīng)力擴(kuò)散、均勻地基反力與沉降等作用。一般情況下會(huì)采用工業(yè)廢渣墊層、砂石墊層、加筋土墊層等類型材料，提升地基的承載能力，以及減少沉降的機(jī)率[3]。

（三）、振沖法

振沖法為使用起重機(jī)吊起振沖器，開(kāi)動(dòng)潛水電機(jī)帶動(dòng)偏心塊，促使振動(dòng)器達(dá)到高頻振動(dòng)，然后啟動(dòng)水泵噴射高壓水流，于邊沖邊振的效果下把振動(dòng)器放置到土中的預(yù)計(jì)深度，通過(guò)清孔之后經(jīng)地面向孔內(nèi)慢慢填埋碎石，促使振動(dòng)操作下地基被密實(shí)，于地基中構(gòu)成一個(gè)大直徑的原地基和密實(shí)樁體，從而形成復(fù)合地基。振沖法屬于一種經(jīng)濟(jì)有效、快速解決地基問(wèn)題的加固方法，其能提升地基承載力和降低地基沉降，進(jìn)而提升整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量。

（四）、強(qiáng)夯法

上個(gè)世紀(jì)70年代強(qiáng)夯法地基加固施工技術(shù)被法國(guó)工程師梅那首創(chuàng)，經(jīng)過(guò)起重機(jī)械把大噸位夯錘起吊至6～30米高，然后采取自由落下的方式，給予地基土巨大沖擊能量的夯擊，進(jìn)而使土中產(chǎn)生沖擊波以及較大的沖擊壓力，促使工程中的土層空隙得到壓縮，部分土體液化，于夯擊點(diǎn)四周出現(xiàn)裂隙構(gòu)成較好的排水通道，加快氣體與孔隙水的排除，推動(dòng)土粒的重新排列，從而起到提升地基承載力的作用，以及排除土體濕陷性的效果。

五、結(jié)束語(yǔ)

巖土工程勘察是一項(xiàng)全面系統(tǒng)復(fù)雜的工程，尤其要加強(qiáng)勘察方法中相關(guān)問(wèn)題的探究，提高勘察技術(shù)的水平，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)施，才能不斷加強(qiáng)巖土工程的勘察方法和應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴一鳴.探討解決建筑工程巖土勘察中存在的技術(shù)問(wèn)題[J].福建建設(shè)科技.2011

[2]葉存強(qiáng)《建筑工程巖土勘察中主要技術(shù)問(wèn)題與措施》[J].科技資訊2011

[3]唐曉峰，淺析建筑工程巖土測(cè)試中的常見(jiàn)的問(wèn)題[期刊論文]城市建設(shè)2010