巖土工程特點(diǎn)及勘探技術(shù)

何明亮

摘? 要：隨著當(dāng)前基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷加快，在工程建設(shè)中，要想進(jìn)一步提高工程質(zhì)量和水平，就必須充分認(rèn)識(shí)巖土工程的特點(diǎn)，并在施工前探明巖土條件，以采取相應(yīng)的處理措施。該文通過(guò)對(duì)巖土工程特點(diǎn)的梳理，分析現(xiàn)有巖土工程勘探工作中存在的問(wèn)題，總結(jié)相應(yīng)的勘探技術(shù)，從而進(jìn)一步推動(dòng)巖土工程更好地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：巖土工程;區(qū)域性特征;隱蔽性;勘探技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU195? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 巖土工程的特征

1.1 理論與實(shí)踐的結(jié)合

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，只有進(jìn)一步地將巖土工程的理論知識(shí)與巖土工程施工充分結(jié)合起來(lái)，才能夠確保巖土工程施工技術(shù)的不斷進(jìn)步。巖土工程理論可以為施工起到指導(dǎo)性的作用，而工程實(shí)踐反饋回來(lái)的信息又可以進(jìn)一步完善巖土工程的施工理論。

1.2 區(qū)域性特征

巖土工程具有明顯的區(qū)域性特征，不同地區(qū)的巖土條件具有較大差異。眾所周知，巖土參數(shù)是巖土工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，也是影響巖土工程施工技術(shù)與方法的重要因素，而巖土參數(shù)隨巖土體的物理力學(xué)特征不同而存在巨大的差異，這就要求我們查明工程所在區(qū)域的巖土條件，認(rèn)識(shí)其存在的區(qū)域特征，并加以總結(jié)分析，以采用對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)及施工方法，達(dá)到工程目的。

以我國(guó)陜北地區(qū)為例，陜北地區(qū)分布有大量的黃土，而部分黃土具有濕陷性。在濕陷性黃土地基上進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對(duì)工程可能造成的危害，選擇適宜的地基處理方法，避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。這就要求我們?cè)敿?xì)查明濕陷性黃土的分布范圍、厚度、濕陷性系數(shù)、自重濕陷性系數(shù)、場(chǎng)地濕陷類(lèi)型等巖土特征。對(duì)于具有濕陷性、自重濕陷性的黃土，施工應(yīng)采取換填墊層法、強(qiáng)夯法、擠密法和預(yù)浸水法等方法處理地基，消除地基的濕陷性。在濕陷性黃土場(chǎng)地內(nèi)施工時(shí)，應(yīng)采取措施防止施工用水和場(chǎng)地雨水流入建筑地基范圍內(nèi)。

云貴地區(qū)、四川盆地盆周地區(qū)存在大面積的灰?guī)r，而灰?guī)r地區(qū)普遍巖溶發(fā)育，在地下形成大量的溶洞、溶管，甚至形成暗河管道系統(tǒng)。巖溶管道的發(fā)育對(duì)地基持力層具有重大影響，巖溶管道中的地下水也可能對(duì)地下工程的施工造成威脅。這就要求我們?cè)敿?xì)查明巖溶管道的分布空間、規(guī)模、延伸情況、充填情況及地下水條件。對(duì)于地面建筑，施工前應(yīng)查明基礎(chǔ)持力層范圍內(nèi)的巖溶空間分布特征，對(duì)于樁基礎(chǔ)構(gòu)筑物，應(yīng)逐樁實(shí)施超前鉆探，若遇巖溶空洞則適當(dāng)調(diào)整樁長(zhǎng)及樁型，進(jìn)入穩(wěn)定持力層;對(duì)于地下構(gòu)筑物的修建（如隧道），掌子面施工開(kāi)挖時(shí)應(yīng)實(shí)施超前地質(zhì)雷達(dá)及超前鉆探，查明巖溶空間發(fā)育情況，查明是否存在涌突水危險(xiǎn)，以采取相應(yīng)的工程措施，保障工程安全。

1.3 隱蔽性特征

巖土工程施工具有隱蔽性的特征，象樁基礎(chǔ)、換填墊層、注漿加固、錨桿施工，在施工完成后，以隱蔽的方式存在于場(chǎng)地內(nèi)，而未暴露在地表。正是由于這一特征，在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)肉眼難以判斷其完整性、有效性。針對(duì)巖土工程的隱蔽性特征，在施工前，應(yīng)通過(guò)勘察手段查明巖土體特征，進(jìn)而選取相應(yīng)的施工技術(shù)方案進(jìn)行施工。象：松散地基土注漿加固時(shí)，應(yīng)通過(guò)勘察手段查明地基土的成分、粒徑大小、密實(shí)程度、滲透系數(shù)，進(jìn)而在施工時(shí)選取相應(yīng)的水灰比、注漿壓力、注漿時(shí)序及間歇時(shí)間，避免因地基土孔隙度過(guò)大導(dǎo)致跑漿嚴(yán)重，同時(shí)又避免因漿液過(guò)濃、壓力過(guò)小，漿液流動(dòng)性不足導(dǎo)致注漿不充分，無(wú)法達(dá)到預(yù)定的注漿效果。

2 當(dāng)前巖土工程勘探工作中存在的問(wèn)題

2.1 巖土勘探工作開(kāi)展不規(guī)范

因巖土工程的區(qū)域性特征，不同區(qū)域不同場(chǎng)地的巖土條件具有差異性，故對(duì)特定的場(chǎng)地應(yīng)制定特定的勘探工作，即在收集資料、踏勘現(xiàn)場(chǎng)、了解場(chǎng)地特征后，制定相應(yīng)的勘察大綱，擬定勘察方案、確定勘察階段、需采用的勘察手段。

在當(dāng)前的實(shí)際勘察工作中，部分勘察單位過(guò)于簡(jiǎn)化勘察階段，不注重資料的收集、現(xiàn)場(chǎng)的踏勘，勘察的工作量及精度達(dá)不到規(guī)范要求，甚至將勘察工作視為程序性工作，忽略勘察工作的嚴(yán)肅性、客觀性、重要性。這也導(dǎo)致部分勘察文件無(wú)法真實(shí)反映場(chǎng)地內(nèi)巖土條件，誤導(dǎo)巖土工程設(shè)計(jì)及施工，導(dǎo)致施工開(kāi)挖揭露的巖土條件與勘察文件不符，巖土設(shè)計(jì)隨之變更，影響工程的安全性、工期，并造成工程浪費(fèi)。

2.2 勘探與設(shè)計(jì)工作脫節(jié)

勘察文件是巖土設(shè)計(jì)工作的重要依據(jù)，只有了解到工程場(chǎng)地巖土體特征、獲得相應(yīng)的巖土參數(shù)后，巖土設(shè)計(jì)工作才能順利展開(kāi)。

在實(shí)際工程中，勘察單位、設(shè)計(jì)單位作為同一工程的參建方，經(jīng)常出現(xiàn)勘察單位提供的勘察資料精度、巖土參數(shù)類(lèi)別無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)單位要求的情況，也經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)計(jì)單位直接引用勘察單位試算的邊（滑）坡剩余下滑力、地基沉降值進(jìn)行設(shè)計(jì)，而沒(méi)有通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算復(fù)核，當(dāng)設(shè)計(jì)方案存在調(diào)整時(shí)，邊（滑）坡剩余下滑力、地基沉降值不再與勘察文件中的數(shù)值相對(duì)應(yīng)，盲目使用以往的計(jì)算結(jié)果必將導(dǎo)致安全問(wèn)題。

為解決這一問(wèn)題，勘察單位應(yīng)根據(jù)具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案，制定對(duì)應(yīng)的勘察方案，提供設(shè)計(jì)所需的完整的巖土參數(shù)。另一方面，當(dāng)設(shè)計(jì)方案發(fā)生調(diào)整時(shí)，勘察單位應(yīng)及時(shí)復(fù)核勘察資料是否滿(mǎn)足新設(shè)計(jì)方案的要求。

3 巖土工程勘探技術(shù)探索

3.1 充分應(yīng)用工程物探技術(shù)

在勘探工作中，可利用工程物探技術(shù)了解場(chǎng)地巖土體特征。象采用鉆孔波速測(cè)試，以探明巖土的剪切波速特征，為巖土工程設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)提供必要的計(jì)算參數(shù);通過(guò)電法勘探，探明巖土體的分層特征;通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)，解析一定深度范圍內(nèi)的地質(zhì)異常區(qū)域，特別是對(duì)于地下空洞、富水區(qū)域具有較好的解譯。

工程物探作為重要的勘探手段，可以從整體上、宏觀上了解場(chǎng)地內(nèi)巖土條件，篩選出地質(zhì)異常區(qū)，結(jié)合鉆探手段進(jìn)行驗(yàn)證，以查明場(chǎng)地內(nèi)的巖土特征及不良地質(zhì)情況。由于工程物探采用的是間接、“無(wú)創(chuàng)”的方式進(jìn)行勘探，其具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

需要重視的是，物探的解譯工作需要充分結(jié)合場(chǎng)地內(nèi)已有資料，綜合踏勘、鉆探資料、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以及室內(nèi)試驗(yàn)成果，以提高解譯工作的準(zhǔn)確性。

3.2 加強(qiáng)BIM技術(shù)在工程勘察中的應(yīng)用

巖土工程勘探旨在查明場(chǎng)地內(nèi)巖土條件，為設(shè)計(jì)、施工提供相應(yīng)的依據(jù)，其關(guān)鍵點(diǎn)在于巖土信息的真實(shí)反饋。BIM技術(shù)可以幫助實(shí)現(xiàn)工程信息的集成，從工程的勘察、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至工程全壽命周期的終結(jié)，各種信息始終整合于一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，勘探單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、設(shè)施運(yùn)營(yíng)部門(mén)和業(yè)主等各方人員可以基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作，有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

將勘探成果中的巖土信息、鉆探信息、物探信息輸入BIM模型數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以直觀地反映勘探工作是否完整，對(duì)于設(shè)計(jì)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)是否充分把握。通過(guò)在BIM中輸入、提取、更新信息，以反映場(chǎng)地內(nèi)的巖土特征。

4 結(jié)論

巖土工程具有理論與實(shí)踐結(jié)合、區(qū)域性和隱蔽性等特征，使其勘探工作具有一定的難度。當(dāng)前工程建設(shè)中，部分勘探單位的勘探工作開(kāi)展不規(guī)范，勘探精度和深度達(dá)不到要求，勘探工作與設(shè)計(jì)脫節(jié)，這將嚴(yán)重影響工程的安全性、經(jīng)濟(jì)性?？碧焦ぷ鲬?yīng)根據(jù)實(shí)際工程情況，編制相應(yīng)的勘察方案，嚴(yán)格按照規(guī)范予以實(shí)施。在具體工作中，可充分應(yīng)用物探技術(shù)、BIM信息模型技術(shù)，查明場(chǎng)地內(nèi)巖土條件，并將其模型化、可視化，突出存在不良地質(zhì)條件的薄弱區(qū)域，以便針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)，即滿(mǎn)足工程安全，又實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]黃彥，章海峰.巖土工程勘察中常見(jiàn)的問(wèn)題分析及建議[J].低碳世界，2018，185（11）：108-109.