復(fù)雜地質(zhì)條件下的巖土工程勘察方法

許禮

【摘 要】巖土工程勘察的目的是，對(duì)地面下的地質(zhì)情況進(jìn)行勘察探明，由于比較隱秘，因此不能直接進(jìn)行觀察和檢查。由于很多土層都是非均質(zhì)，具有向異性，并且受力很復(fù)雜，因此需要采用多種勘察方法。在復(fù)雜的地質(zhì)情況下，再加上自然環(huán)境變化，因此巖土工程勘察過(guò)程中存在許多問(wèn)題。本文對(duì)巖土工程勘察在復(fù)雜地質(zhì)條件下存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】復(fù)雜工程環(huán)境；地質(zhì)條件；巖土工程勘察

中圖分類號(hào)：TU195 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和特殊性，才形成了巖石。巖土工程勘察作業(yè)難度大幅度提高，在嚴(yán)重降低勘察效率和質(zhì)量的情況下，無(wú)法保證勘察成果的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，相關(guān)人員應(yīng)明確認(rèn)識(shí)到，為使巖土工程勘察工作順利開(kāi)展，迫切需要積極發(fā)現(xiàn)勘察過(guò)程中存在的問(wèn)題，及時(shí)采取有效措施加以解決。

1、巖土工程勘察中面臨的問(wèn)題

在進(jìn)行巖土工程勘察工作時(shí)，如果不提前掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的詳細(xì)情況，就無(wú)法得到準(zhǔn)確有效的巖土工程信息，巖土工程信息在工程順利進(jìn)行中起著重要作用，也是工程后期改進(jìn)和調(diào)整的重要依據(jù)。在巖土工程勘察過(guò)程中，工程師只關(guān)注施工現(xiàn)場(chǎng)的巖土條件，而忽視了工程周圍的地質(zhì)環(huán)境，對(duì)后期施工有很大的影響。同時(shí)，巖土工程勘察質(zhì)量差，會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的安全問(wèn)題，如缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不能靈活運(yùn)用有關(guān)要求，忽視工程活動(dòng)的影響，對(duì)巖土工程勘察產(chǎn)生一定的影響。

2、復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的巖土工程勘察技術(shù)分析

（1）工程地質(zhì)測(cè)繪。巖土勘探地面圖的比例尺為1：1000。測(cè)量人員需要全面收集有關(guān)地形地貌數(shù)據(jù)、氣象資料、水文地質(zhì)資料等，認(rèn)真完成工程區(qū)巖石的水力性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征的掌握，創(chuàng)造良好的地質(zhì)條件，夯實(shí)地質(zhì)基礎(chǔ)，巖土工程勘察工作。（2）實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)工程場(chǎng)地的巖土層物理指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證和分析，通常需要在含水量試驗(yàn)、密度試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)等方面進(jìn)行性能試驗(yàn)，得到巖土工程場(chǎng)地的地質(zhì)密度、含水量和孔隙比參數(shù)。其次，為了更好地掌握工程場(chǎng)地的巖土工程情況，需要通過(guò)單軸抗壓試驗(yàn)來(lái)獲得工程場(chǎng)地的單軸抗壓強(qiáng)度。另外，通過(guò)聲學(xué)測(cè)試，可以通過(guò)巖石速度的變化來(lái)反映原位巖石樣品的強(qiáng)度和變形特征，更全面地掌握巖石的性質(zhì)和變化。（3）鉆孔。巖土鉆探技術(shù)在地質(zhì)勘探中應(yīng)用廣泛，常見(jiàn)的鉆井設(shè)備有兩種：車載鉆井設(shè)備和臺(tái)式鉆井設(shè)備，旋挖法是鉆探勘探中最基本的鉆探方法，如果需要泥漿護(hù)壁則需要所有的取芯方法，不同土層的巖心回收標(biāo)準(zhǔn)不同。例如，粘土層需要90%以上，而砂層只需要75%以上，在鉆探勘探中，調(diào)查人員必須認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赜^察和記錄土層的宏觀特征。此外，還必須仔細(xì)觀察和記錄土層的垂直和水平地質(zhì)變化，鉆井勘探的主要功能是分析和掌握底層的構(gòu)造特征，完成各深度層的取樣分析和地質(zhì)條件的檢測(cè)。（4）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。（a）波速測(cè)量。本試驗(yàn)常用的設(shè)備和儀器有固結(jié)儀、三軸剪切儀、無(wú)側(cè)限壓縮儀、滲透儀、波速儀等，本試驗(yàn)的目的是測(cè)量等效剪切波速、土動(dòng)力參數(shù)等參數(shù)，以完成巖石完整性分析。（b）地震波探測(cè)。本試驗(yàn)需要在公共測(cè)量領(lǐng)域進(jìn)行鉆孔測(cè)試，然后在微振動(dòng)加速度測(cè)試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)巖石進(jìn)行微振動(dòng)測(cè)試。（c）抽水試驗(yàn)。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，如果基坑下部存在地下水，必須事先進(jìn)行鉆孔試驗(yàn)。具體步驟如下：首先，要科學(xué)設(shè)置抽水試驗(yàn)孔的位置。選擇多個(gè)抽水孔，然后根據(jù)抽水情況選擇主孔，還需要結(jié)合基坑的位置和含水層厚度；其次，對(duì)水文孔隙進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查。本次勘察工程的目的是分析研究主抽水孔的地層及含水層分布，并對(duì)觀測(cè)孔進(jìn)行仔細(xì)勘察，井管擴(kuò)孔安裝。確定測(cè)量孔后，需要擴(kuò)大孔，用鉆機(jī)完成井筒的吊裝和固定，井筒中心應(yīng)與井筒中心一致。最后，填充清洗孔和濾料填充。在勘探中，必須用清水更換勘探孔內(nèi)的泥漿，以清除管內(nèi)的泥漿。濾料的填充方法是沖填，將整個(gè)孔填充封閉。（d）負(fù)荷試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)要求，選擇現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)試驗(yàn)，逐步提高地基承載力。仔細(xì)觀察地基在壓縮過(guò)程中的變形和抗壓強(qiáng)度，從而完成地基土的強(qiáng)度和變形的控制。

3、復(fù)雜地形地質(zhì)條件下進(jìn)行巖土工程勘察的措施

3.1不同地質(zhì)狀況的勘探深度

在巖土工程勘察過(guò)程中，如果本工程地形地質(zhì)條件較好，埋深較淺，可將勘察孔的深度設(shè)置得相對(duì)較淺。如果地形地質(zhì)條件復(fù)雜，如松散雜土區(qū)施工、淤泥或厚紅土或其它成因土層較厚的地質(zhì)條件，應(yīng)加大測(cè)量孔的深度，并加大具體深度，明確項(xiàng)目的具體情況。

3.2勘探點(diǎn)的間距不同

在復(fù)雜的地形地質(zhì)條件下，應(yīng)適當(dāng)減小勘探點(diǎn)間距，主要是通過(guò)有效加密勘探點(diǎn)，進(jìn)一步保證巖土工程測(cè)量的準(zhǔn)確性。例如，在某一地區(qū)的調(diào)查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)處于巖溶發(fā)育區(qū)。一般情況下，勘探點(diǎn)的布置應(yīng)根據(jù)甲方提供的鉆探方案和勘察任務(wù)書(shū)，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)程》及現(xiàn)行相關(guān)巖土工程勘察規(guī)范，完成勘察施工孔布置作業(yè)。根據(jù)主樓一柱一孔的原則。如果在具體操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)溶洞、土洞、大型溶溝、溶槽等不良地質(zhì)條件，需要增加工作任務(wù)時(shí)，應(yīng)及時(shí)溝通，經(jīng)批準(zhǔn)后方可進(jìn)行后續(xù)工作。

3.3提升取樣和看透質(zhì)量

若巖土工程樣式、結(jié)構(gòu)不同，則勘察深度、間距亦存在差異。例如對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)六層建筑在巖土工程勘察過(guò)程中需加大勘探深度，一般為15m，方可有效的滿足工程建設(shè)需求。但若所在工程為多層框架結(jié)構(gòu)，由于其荷載交到則需進(jìn)一步加強(qiáng)勘探孔深度。除此之外，地基地形復(fù)雜程度對(duì)勘探點(diǎn)間距亦具有較大影響，為了更好的滿足復(fù)雜地形地質(zhì)條件需減小勘探點(diǎn)距離，同時(shí)加強(qiáng)加密工作，只有如此勘探結(jié)果準(zhǔn)確度方可有效的確保，有效防止事故的發(fā)生。在設(shè)置勘探點(diǎn)間距過(guò)程中需對(duì)所在區(qū)域地質(zhì)地貌具有整體認(rèn)識(shí)，若地質(zhì)狀況存在差異，勘探點(diǎn)深度也存在不同。如果地形與地質(zhì)條件較好，則勘探孔深度能夠適當(dāng)?shù)目s減，但若遇到狀況較為復(fù)雜，存在淤泥和散土狀況，則需加深勘探孔的深度，從而更好的滿足工程實(shí)際狀況。

3.4做好地下水的勘察工作

巖土工程勘察面臨著復(fù)雜的地形地質(zhì)環(huán)境，必須加強(qiáng)地下水勘察工作，在這一過(guò)程中，應(yīng)在同一天完成最終鉆井過(guò)程的同時(shí)進(jìn)行地下水觀測(cè)。在地下水觀測(cè)過(guò)程中，必須全面分析影響地下水的因素，科學(xué)確定水文條件，保證水文調(diào)查的深度。同時(shí)，需要對(duì)該地區(qū)近年來(lái)最高水位和具體水文變化進(jìn)行有效分析，獲得最佳水位，如果鉆孔深度包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的水位，應(yīng)使用套管將其隔開(kāi)，并測(cè)量水位。將孔內(nèi)的水全部抽干后，采用變徑鉆機(jī)進(jìn)行處理，有效地保證了水文精度。

3.5采用創(chuàng)新的巖土工程勘察技術(shù)

由于地形地質(zhì)條件復(fù)雜，為了更好地提高測(cè)量質(zhì)量，有必要加強(qiáng)新測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用和推廣。例如，在巖土工程勘察分析評(píng)價(jià)中，采用多道瞬態(tài)面波法和高密度電阻率法可以有效地提高勘察評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，為了科學(xué)確定地基承載力，可以采用回歸分析法實(shí)現(xiàn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)巖土工程勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位整理，有效地提高巖土工程勘察的技術(shù)水平，更好地處理復(fù)雜的巖土工程勘察，地形地質(zhì)條件，提高測(cè)量質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，克服復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境對(duì)巖土工程勘察工作具有十分重要的意義。只有當(dāng)巖土工程勘察科學(xué)合理，工程建設(shè)區(qū)地質(zhì)條件較詳細(xì)時(shí)，才能確定最合適的地基處理方法。同時(shí)，在地基處理后，需要對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，以保證測(cè)量的效果最好。

參考文獻(xiàn)：

[1]邴貽增.巖土工程勘察在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的相關(guān)技術(shù)方法探究綜述[J].居舍，2018（01）：159.

[2]李曉光.復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程勘察實(shí)踐與規(guī)范的討論[J].建材與裝飾，2017（52）：198-199.

[3]郎水源.復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的巖土工程勘察實(shí)踐應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2017（12）：267+269.

（作者單位：中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司）