復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土工程勘察實(shí)踐研究

謝慶修

（廣西壯族自治區(qū)河池水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣西河池 547000）

當(dāng)前的工程建設(shè)所面臨的地形地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜，這對(duì)巖土工程勘察提出很高的要求，一方面要確定工程場(chǎng)地范圍內(nèi)的各類地形與地質(zhì)條件，并明確這些地形地質(zhì)條件可能對(duì)工程建設(shè)造成的影響，另一方面則需要為工程建設(shè)中相應(yīng)措施的制定提供可靠依據(jù)。

1 巖土工程勘察主要目的與任務(wù)

（1）對(duì)工程場(chǎng)地的基本情況進(jìn)行勘察。包括場(chǎng)地的地形地貌條件、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件及巖土特性；而巖土特性應(yīng)重點(diǎn)勘察巖土層的種類、層厚、成因與分布范圍。同時(shí)，需根據(jù)勘察成果，對(duì)地基穩(wěn)定性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

（2）確定地下埋藏物情況。對(duì)場(chǎng)地范圍內(nèi)地下是否存在埋藏物進(jìn)行檢查確認(rèn)，若發(fā)現(xiàn)存在埋藏物，且埋藏物相對(duì)較大時(shí)，還應(yīng)確定對(duì)工程建設(shè)是否會(huì)造成影響及影響程度。

（3）確定不良地質(zhì)及其可能造成的影響。需勘察確定不良地質(zhì)的發(fā)育類型、分布情況與危害程度，并根據(jù)實(shí)際情況提出合理有效的防治措施。

（4）確定地下水的埋藏情況。對(duì)場(chǎng)地內(nèi)地下水實(shí)際埋深、產(chǎn)生原因和類型等進(jìn)行勘察分析，確定地下水是否對(duì)工程材料有腐蝕作用，通過(guò)分析確定地下水的存在是否會(huì)引起流沙等現(xiàn)象，若可能引起這些現(xiàn)象，還應(yīng)確定對(duì)工程建設(shè)造成的影響[1]。

（5）確定場(chǎng)地周邊的地質(zhì)環(huán)境。為了保證工程建設(shè)場(chǎng)地穩(wěn)定，應(yīng)做好對(duì)場(chǎng)地周邊環(huán)境的勘察，同時(shí)以勘察結(jié)果為依據(jù)，對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，以此為后續(xù)的施工圖設(shè)計(jì)工作提供可靠地質(zhì)依據(jù)。

（6）對(duì)設(shè)計(jì)與施工中可能存在的巖土問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，并提供巖土工程技術(shù)建議和相關(guān)巖土參數(shù)。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下的巖土分類

在勘察工作中，需對(duì)巖土體堅(jiān)硬程度與風(fēng)化程度引起重視，因?yàn)檫@對(duì)工程勘察難度有很大影響。一般情況下可分成以下三級(jí)：一級(jí)巖土，其不良地質(zhì)強(qiáng)發(fā)育，地形地貌條件復(fù)雜，存在會(huì)對(duì)工程建設(shè)造成較大影響的地下水或水文地質(zhì)條件復(fù)雜。在這種情況下進(jìn)行巖土工程勘察，面對(duì)的是復(fù)雜程度較高的地質(zhì)條件，有很多不同的巖土群，工程活動(dòng)會(huì)受到很大影響，很有可能產(chǎn)生性質(zhì)上的變化；二級(jí)巖土，其不良地質(zhì)一般發(fā)育，地形地貌條件較復(fù)雜，地下水對(duì)工程建設(shè)存在少量影響或水文地質(zhì)條件中等復(fù)雜。在這種情況下進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，雖然其復(fù)雜程度略低于一級(jí)巖土，但想要確定可能對(duì)工程建設(shè)造成影響，需要做到和一級(jí)巖土同等重視；三級(jí)巖土，其不良地質(zhì)不發(fā)育，地形地貌條件相對(duì)簡(jiǎn)單，不存在地下水或地下水對(duì)工程建設(shè)不會(huì)造成影響。這種情況下的巖土工程勘察工作比較簡(jiǎn)單[2]。

3 復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土工程勘察方法

復(fù)雜地形條件主要包括山地、峽谷和地形崎嶇等等。復(fù)雜地質(zhì)條件主要包括：①巖性巖相變化大的地層，如軟硬巖體互層或夾層、可溶巖與非可溶巖組成的巖組等；②復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造，如斷裂褶皺發(fā)育、巖層扭曲、巖體破碎、發(fā)育工程地質(zhì)條件較差的斷層泥等；③復(fù)雜水文地質(zhì)條件，如隧道工程的突泥涌水現(xiàn)象；④巖溶發(fā)育區(qū)，如地下溶洞發(fā)育；⑤不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，如危巖和崩塌、滑坡、泥石流、采空區(qū)、地面沉降等。

巖土工程勘察工作方法是多種多樣的，且每種勘察方法都具有其自身的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，在復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土勘察過(guò)程中，應(yīng)依據(jù)場(chǎng)地的不同地形地質(zhì)條件來(lái)科學(xué)合理的選擇勘察方法和設(shè)備，有效提高勘察效率，保證勘察質(zhì)量。復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土工程勘察方法主要有以下幾種。

（1）地質(zhì)測(cè)繪：①地質(zhì)點(diǎn)測(cè)量，在實(shí)地上確定具體的地質(zhì)點(diǎn)，并通過(guò)測(cè)量將其測(cè)繪至地形圖，常用測(cè)量方法包括目測(cè)法、半儀器法和儀器法；②地質(zhì)剖面測(cè)量，找出剖面端點(diǎn)。以剖面的長(zhǎng)度為依據(jù)進(jìn)行控制點(diǎn)的設(shè)置，然后在控制點(diǎn)間設(shè)置測(cè)站點(diǎn)，以測(cè)站點(diǎn)為基礎(chǔ)開(kāi)展剖面測(cè)量，以此確定剖面上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平面位置與高程。另外還需進(jìn)行剖面計(jì)算，并繪制出相應(yīng)的剖面圖；③物化探測(cè)量，通過(guò)物化探測(cè)量，能為實(shí)際的物化探工作提供可靠且準(zhǔn)確的測(cè)量成果，包括測(cè)網(wǎng)的布置、各網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)及高程的測(cè)定等，根據(jù)物化探的要求布設(shè)剖面，并對(duì)基點(diǎn)、異常點(diǎn)及測(cè)網(wǎng)等實(shí)施聯(lián)測(cè)，最終提供準(zhǔn)確的測(cè)量成果。探線間距與探點(diǎn)深度應(yīng)按照地質(zhì)條件的復(fù)雜程度嚴(yán)格控制。

（2）地質(zhì)鉆探和取樣：地質(zhì)鉆探是地質(zhì)勘探常用技術(shù)手段之一，在地表利用鉆機(jī)不斷向下進(jìn)行鉆進(jìn)，成孔后對(duì)地層進(jìn)行鑒別與劃分。通過(guò)對(duì)鉆孔深度的控制能取得不同的樣，如巖心樣、礦樣與土樣等，利用這些樣，能測(cè)定巖土層基本性質(zhì)與指標(biāo)，為設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。鉆探的主要優(yōu)勢(shì)在于可以直接深入到地下進(jìn)行取樣觀察，相較于發(fā)掘，不僅省工，而且不會(huì)造成太大的破壞，可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)掌握大片場(chǎng)地地下情況[3]。

（3）井探、槽探和洞探：當(dāng)鉆探方法難以準(zhǔn)確查明地下地質(zhì)情況時(shí)，可采用探井、探槽和洞探等進(jìn)行勘探。如在壩址、地下工程、大型邊坡等勘察中，需詳細(xì)查明深部巖層性質(zhì)、構(gòu)造特征時(shí)，可采用豎井或平洞。

（4）地球物理勘探：可簡(jiǎn)稱為物探方法，指通過(guò)對(duì)不同巖土層地球物理場(chǎng)發(fā)生的變化來(lái)觀測(cè)及研究確定區(qū)域場(chǎng)地條件。因不同巖土層在密度、彈性和導(dǎo)電性等方面有著明顯的差異，而且這些差異還會(huì)使地球物理場(chǎng)出現(xiàn)局部變化，所以通過(guò)對(duì)物理場(chǎng)實(shí)際分布情況與變化特征進(jìn)行的量測(cè)，并結(jié)合現(xiàn)有的地質(zhì)資料，能實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)性狀的準(zhǔn)確推斷。物探方法具有勘探和試驗(yàn)方法的優(yōu)勢(shì)，相較于地質(zhì)鉆探，設(shè)備更加輕便，所需成本較低，而且工作效率高，適用面廣。然而，該方法無(wú)法進(jìn)行取樣，也不能直接進(jìn)行觀察，所以在實(shí)際情況中大多和鉆探方法配合使用[4]。

（5）室內(nèi)試驗(yàn)：巖土性質(zhì)的室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法應(yīng)根據(jù)工程要求和巖土性質(zhì)的特點(diǎn)確定。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)可能產(chǎn)生的各類問(wèn)題進(jìn)行模擬，通過(guò)科學(xué)分析確定不同巖土層對(duì)應(yīng)的物理指標(biāo)。巖土工程評(píng)價(jià)時(shí)所選用的參數(shù)值，宜與相應(yīng)的原位測(cè)試成果或原型觀測(cè)反分析成果比較，經(jīng)修正后確定。

（6）原位測(cè)試：是在巖土體所處的位置，基本保持巖土原來(lái)的結(jié)構(gòu)、濕度和應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)巖土體進(jìn)行的測(cè)試。原位測(cè)試方法應(yīng)根據(jù)巖土條件、設(shè)計(jì)對(duì)參數(shù)的要求、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試方法的適用性等因素綜合選用。常用原位測(cè)試方法有載荷試驗(yàn)；圓錐動(dòng)力觸探（輕型、重型、超重型）；標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；靜力觸探試驗(yàn)；旁壓試驗(yàn)；十字板剪切試驗(yàn)；扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)；波速測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)直接剪切試驗(yàn)、巖體原位應(yīng)力測(cè)試、激振法測(cè)試等。原位測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)是試樣基本上在原位應(yīng)力條件下進(jìn)行試驗(yàn)；所測(cè)定的巖土體尺寸大，能反映宏觀結(jié)構(gòu)對(duì)巖土性質(zhì)的影響，代表性好；試驗(yàn)周期較短，效率高；對(duì)難以采樣的巖土層仍能通過(guò)試驗(yàn)評(píng)定其工程性質(zhì)。缺點(diǎn)是：試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力路徑難以控制；邊界條件也較復(fù)雜；有些試驗(yàn)耗費(fèi)人力、物力較多，不可能大量進(jìn)行。

（7）現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè)：在工程施工期間進(jìn)行，對(duì)有特殊要求的工程，應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)，確定必要項(xiàng)目，在使用期內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行?，F(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)包括對(duì)天然地基的基坑（基槽）開(kāi)挖后揭露的地基條件進(jìn)行檢驗(yàn)、樁基工程則通過(guò)試鉆或試打檢驗(yàn)巖土條件、地基處理效果則通過(guò)原位測(cè)試來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。如有異常情況，應(yīng)提出處理措施或修改設(shè)計(jì)的建議。監(jiān)測(cè)包括對(duì)基坑工程的監(jiān)測(cè)、沉降觀測(cè)、不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)、地下水的監(jiān)測(cè)。

4 復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程勘察建議

首先要不斷完善勘察體制，不斷加強(qiáng)勘察人員專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。在實(shí)際工作中，應(yīng)建立完善的勘察工作體制，以此規(guī)范人員行為，同時(shí)不斷加強(qiáng)人員技術(shù)培訓(xùn)，并通過(guò)定期考核確定培訓(xùn)成果，未經(jīng)考核與考核結(jié)果不合格的均不允許上崗[5]。在人員培訓(xùn)過(guò)程中，應(yīng)因人而異，根據(jù)相關(guān)勘察要求，確定培訓(xùn)的重點(diǎn)，保證培訓(xùn)的針對(duì)性與有效性，并通過(guò)激勵(lì)機(jī)制有效提高人員積極性，不斷積累相關(guān)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，形成良好氛圍。其次則要積極引入先進(jìn)勘察技術(shù)，比如借助克里格法進(jìn)行勘察點(diǎn)的布置，借助回歸分析法對(duì)地基承載力數(shù)值進(jìn)行計(jì)算等，通過(guò)對(duì)不同方法的充分結(jié)合，保證勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。在實(shí)際勘察工作中，依據(jù)場(chǎng)地的不同地形地質(zhì)條件科學(xué)合理的選擇勘察方法和設(shè)備，則是勘察中的重中之重。企業(yè)之間應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí)交流，共享先進(jìn)技術(shù)及其應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，定期安排人員進(jìn)行外出學(xué)習(xí)，建立專門的學(xué)習(xí)小組，由技術(shù)骨干領(lǐng)導(dǎo)，提高整個(gè)隊(duì)伍的學(xué)習(xí)積極性，從而實(shí)現(xiàn)勘察技術(shù)水平的有效提高。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，巖土工程勘察在保證工程建設(shè)順利實(shí)施與日后使用安全方面具有十分重要的作用與意義，尤其是在地形與地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜的情況下，做好巖土工程勘察是使工程建設(shè)順利完成并達(dá)到預(yù)期安全、質(zhì)量目標(biāo)的重要前提。為此，在實(shí)際工作中，首先需要明確巖土工程勘察的目的與任務(wù)，然后采用不同的勘察技術(shù)與方法，最后要針對(duì)勘察存在的問(wèn)題，通過(guò)體制的不斷完善和對(duì)新技術(shù)的引入加以改進(jìn)，以此保證勘察質(zhì)量，為之后的工程建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。