巖土工程中基坑勘察技術(shù)的分析

焦有鑫

（山東建勘集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250031）

與普通的勘察工作相比，基坑勘察的技術(shù)性要求更高。相關(guān)的勘察人員在勘察過程中必須全面掌握工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)地貌、土壤水文等因素，并要分析工程施工過程中可能存在的不良現(xiàn)象，獲得巖土結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性質(zhì)等參數(shù)，為基坑設(shè)計(jì)與施工等提供重要的數(shù)據(jù)參考。因此，巖土工程中基坑勘察工作的開展具有現(xiàn)實(shí)意義，而勘察技術(shù)作為決定勘察結(jié)果有效性的重要因素，必須保證勘察技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性與合理性，保證勘察工作的順利進(jìn)行，提升勘察的總體質(zhì)量。

1 基坑勘察工程的特點(diǎn)

建筑工程項(xiàng)目實(shí)施中，基坑勘察是巖土工程勘察中的重點(diǎn)內(nèi)容，其勘察具有以下特征：（1）高風(fēng)險(xiǎn)性與事故突發(fā)性。基坑勘察工作主要是要為基坑工程施工等可靠的數(shù)據(jù)，需要全面掌握工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、地形、土壤、水文等自然地理要素等，這些勘察項(xiàng)目本身具有高風(fēng)險(xiǎn)性，勘察過程中各種不確定性因素的出現(xiàn)更是使得基坑勘察中事故具有突發(fā)性。（2）區(qū)域性。對(duì)不同的建筑工程項(xiàng)目而言，其所處的工程區(qū)域環(huán)境存在著較大的差異性，主要表現(xiàn)在水文條件、氣候條件等方面，這就使得基坑勘察的區(qū)域性明顯。（3）復(fù)雜性與特殊性。由于在不同的工程區(qū)域內(nèi)，存在著明顯的自然地理?xiàng)l件等差異，且基坑勘察的內(nèi)容較多，使得其復(fù)雜性明顯。不同的區(qū)域內(nèi)又存在著勘察的特殊性。（4）臨時(shí)變更性。由于不同的工程區(qū)域內(nèi)，地質(zhì)情況存在著較大的差異，在勘察過程中有時(shí)會(huì)引發(fā)地形等的臨時(shí)變化。（5）高技術(shù)性。由于基坑勘察的復(fù)雜性極高，勘察技術(shù)必須符合區(qū)域的實(shí)際情況，勘察人員必須具備極高的專業(yè)素質(zhì)。

2 基坑勘察技術(shù)發(fā)揮作用應(yīng)遵循的規(guī)則

2.1 勘探范圍的確定

基坑勘察技術(shù)的應(yīng)用中，有關(guān)的勘察人員需要根據(jù)工程的具體情況來確定最終的勘探范圍，確定勘探范圍后，要以巖土工程的相關(guān)數(shù)據(jù)、基坑深度等為基礎(chǔ)，如果基坑超過3m，在勘察過程中要嚴(yán)格根據(jù)基坑工程的具體要求開展勘察工作，將勘察點(diǎn)布設(shè)在基坑的邊緣位置。而孔位需要根據(jù)基坑深度來確定，一般情況下，此時(shí)的孔位需要在基坑深度的一倍以上。如果在施工過程中需要使用錨桿，在這種情況下，孔位布設(shè)的勘探點(diǎn)需要是基坑深度的兩倍。如果在特殊的施工環(huán)境下，基坑外圍無法進(jìn)行勘探點(diǎn)的布設(shè)，勘察人員需要根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，確定更為科學(xué)的布設(shè)方案。

2.2 基坑外圍的勘探點(diǎn)的布置

巖土工程基坑勘察中，基坑外圍勘探點(diǎn)的布置保證各個(gè)勘探點(diǎn)之間維持特定的距離。一般情況下，勘探點(diǎn)之間的距離在15 ～25m 為最佳。如果工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，為軟弱土層、暗溝與巖溶等地貌時(shí)，有關(guān)的勘察人員需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜地貌的具體分布，應(yīng)用GIS 技術(shù)、物探技術(shù)等進(jìn)行勘察。在勘察工作中，需要應(yīng)用先進(jìn)的勘察技術(shù)，分析工程現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)情況等，確定土質(zhì)的具體分布等，繪制相應(yīng)的圖標(biāo)，保障勘察的質(zhì)量。

2.3 基坑周圍勘探孔的深度設(shè)置

在基坑周圍勘探孔深度的設(shè)置上，必須保證其深度的設(shè)置以基坑深度為基礎(chǔ)，勘探孔深度往往需要在基坑深度的2 倍以上，在設(shè)置中還需要考慮抗拔樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)等綜合因素，保證其深度設(shè)置的合理性與科學(xué)性。

2.4 強(qiáng)化對(duì)地下水的勘察

地下水勘察是基坑勘察中的重要內(nèi)容。在地下水勘察中，往往應(yīng)用GIS、物探技術(shù)等來分析工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。如果應(yīng)用勘察技術(shù)發(fā)現(xiàn)基坑下部存在地下水，必須應(yīng)用勘察技術(shù)獲得含水層的埋深、厚度與分布情況等，當(dāng)獲得這些結(jié)果以后，有關(guān)的工程人員可以結(jié)合已有的水文地質(zhì)資料，判斷地下水的具體類型、補(bǔ)給情況等。如果基坑下部分布的是承壓水，在勘察過程中必須采用分層測(cè)量的方式，獲得水頭高度等因素，以最終確定基坑的含水量等指標(biāo)。

2.5 基坑降水情況的處理

建筑工程項(xiàng)目中，如果基坑內(nèi)部的含水量過高，就會(huì)影響基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，因此，為保證基坑施工的質(zhì)量，必須根據(jù)基坑含水量的具體情況，采取必要的降水措施。

3 基坑勘察技術(shù)分析

3.1 勘察方法

從基坑勘察技術(shù)來看，當(dāng)前，隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，基坑勘察技術(shù)越發(fā)具有多樣性，工程地質(zhì)調(diào)查、鉆探取樣、原位測(cè)試等都是應(yīng)用極為普遍的勘察技術(shù)。在實(shí)際的勘察過程中，要保證勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性與有效性，有關(guān)的勘察人員必須根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，結(jié)合勘察的目的、要求等，進(jìn)行各種勘察技術(shù)的結(jié)合與選配，使得勘察技術(shù)的選配可以取得良好的勘察結(jié)果，保證勘察結(jié)果的全面性，使得該結(jié)果可以為工程施工等提供重要的數(shù)據(jù)參考。

3.2 勘探孔

從我國(guó)巖土工程基坑勘察的現(xiàn)狀來看，在實(shí)際的勘察過程中，其勘察孔往往主要包含了控制性孔與一般性孔。其中，一般性孔的數(shù)量較多，往往達(dá)到了總勘探孔數(shù)量的2/3。在實(shí)際的勘察過程中，控制性孔與一般性孔往往就交替控制，其深度如表1 所示。根據(jù)實(shí)際的勘察過程與結(jié)果來分析，在我國(guó)巖土工程勘察中，基坑勘察中應(yīng)用最為廣泛的就是取土標(biāo)貫孔與靜力觸探孔，前者以控制性孔為主，而后者多為一般性孔。另外，勘探孔還包含了坑探、槽探、挖探等，在勘察過程中，要根據(jù)工程的具體情況來選擇勘探孔，從而發(fā)揮其良好的勘探效果。

表1 勘探點(diǎn)的深度

3.3 鉆探取樣及原位測(cè)試

鉆探取樣與原位測(cè)試是巖土工程基坑勘察的重要環(huán)節(jié)，其取樣與測(cè)試主要是針對(duì)基坑工程中的人工填土、淤泥質(zhì)土、黏性土等土體而言的，根據(jù)取樣過程中的被擾動(dòng)程度，其主要等級(jí)如表2 所示。

表2 土樣的質(zhì)量等級(jí)

從鉆探取樣過程來看，此勘探過程可以更為直觀與形象地反映基坑工程區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)特征，并且此取樣過程可以直接穿透軟弱地層。在實(shí)際的鉆探取樣過程中，有關(guān)人員必須根據(jù)工程區(qū)域內(nèi)地層的實(shí)際情況，進(jìn)行鉆孔數(shù)量、深度等的確定，并在這些環(huán)節(jié)嚴(yán)格根據(jù)勘察的相關(guān)要求與規(guī)范來進(jìn)行。在實(shí)際的鉆探取樣過程中，如果勘探區(qū)域內(nèi)的地層存在著較大的變化，且下部巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)極差、孔深設(shè)計(jì)無法達(dá)到持力層所要求的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在此情況下，為保證鉆探取樣的整體質(zhì)量，往往通過增加鉆孔深度來實(shí)現(xiàn)，隨后，所取得的巖土樣需要在試驗(yàn)室內(nèi)展開各種試驗(yàn)，從而了解土樣的相關(guān)性質(zhì)與參數(shù)。

原位測(cè)試的方法具有多樣性，如靜力觸探、十字板試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等。對(duì)不同的試驗(yàn)方式，其具有不同的應(yīng)用范圍。比如，對(duì)于靜力觸探與十字板試驗(yàn)而言，其往往在軟弱土層性質(zhì)的勘察中可以取得良好的試驗(yàn)效果；標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)等，往往用于軟土、粗粒組砂土、砂石土、卵石土等的力學(xué)性質(zhì)與密實(shí)程度的判定；而物探技術(shù)的應(yīng)用可以使得勘察人員詳細(xì)掌握基坑下臥基巖的完整性、巖溶發(fā)育情況等。

3.4 抽水試驗(yàn)

抽水試驗(yàn)是基坑勘察中必不可少的環(huán)節(jié)，其在實(shí)際的勘察中，往往需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)情況，確定抽水試驗(yàn)方法。經(jīng)由抽水試驗(yàn)以及試驗(yàn)結(jié)果的分析，有關(guān)的勘察人員可以詳細(xì)掌握基坑區(qū)域內(nèi)的地下水水位變化趨勢(shì)，從而詳細(xì)掌握工程基坑區(qū)域內(nèi)的水文、地質(zhì)等自然地理情況。因此，抽水試驗(yàn)為基坑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工等提供了重要的數(shù)據(jù)資料，利用該水文地質(zhì)資料，有關(guān)的工程施工人員可以確定最優(yōu)的基坑設(shè)計(jì)與施工方案。

一般情況下基坑抽水試驗(yàn)的進(jìn)行需要根據(jù)基坑的大小，布置1 ～2 組抽水試驗(yàn)，而每組抽水試驗(yàn)中，往往都包含了抽水孔與觀測(cè)孔，在觀測(cè)孔，需要布設(shè)1 ～2條觀測(cè)線，如果需要布設(shè)兩條觀測(cè)線，那么這兩條觀測(cè)線往往需要呈現(xiàn)“十”字交叉的布置方式，為保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的完整性與有效性，在每條觀測(cè)線上，必須布置3個(gè)觀測(cè)孔。抽水試驗(yàn)的過程較為復(fù)雜，通常包括以下幾個(gè)方面：（1）觀察靜水位。此觀察工作是在正式的抽水試驗(yàn)開始之前的基礎(chǔ)工作，需要在此過程中做好靜止水位的觀測(cè)與記錄。（2）動(dòng)水位、出水量觀測(cè)。在抽水試驗(yàn)開始以后的觀測(cè)工作，主要是為了觀測(cè)動(dòng)水位、出水量的具體指標(biāo)，在觀測(cè)過程中，需要分時(shí)間段來進(jìn)行相應(yīng)的觀測(cè)工作，觀測(cè)水位變化的具體情況。（3）恢復(fù)水位觀測(cè)。此觀測(cè)過程主要是在抽水試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行的，在觀測(cè)過程中，相關(guān)的觀測(cè)人員需要在相同的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行水位觀測(cè)，當(dāng)水位處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)以后，結(jié)束觀測(cè)。（4）數(shù)據(jù)整理。根據(jù)前期的觀測(cè)結(jié)果，對(duì)數(shù)據(jù)加以處理與分析，獲得基坑地下水水位變化的具體情況，并根據(jù)這些觀測(cè)結(jié)果，以水位變化、流量與時(shí)間等數(shù)據(jù)繪制相應(yīng)的變化圖表，使得施工人員能夠從這些圖表中詳細(xì)掌握水位的異常變化等情況，使得在施工過程中，該水位勘察結(jié)果可以作為施工的重要數(shù)據(jù)，保證地基處理、基坑降水與排水等方案設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來，隨著我國(guó)建筑工程項(xiàng)目的增多，人們對(duì)工程質(zhì)量等提出了更高的要求，相應(yīng)地，工程施工中越來越依賴巖土工程勘察的結(jié)果，而基坑勘察作為巖土工程勘察的重點(diǎn)，在勘察過程中要根據(jù)工程的實(shí)際情況，保證勘察技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性，提高勘察結(jié)果的完整性、準(zhǔn)確性與有效性，提升基坑工程建設(shè)的整體質(zhì)量。