巖土工程勘察措施分析

胡福林，胡 超

（江西有色地質(zhì)勘查四隊(duì)，江西 景德鎮(zhèn) 333001）

巖土工程勘察主要是指根據(jù)建設(shè)工程的基本要求，對(duì)建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)條件、環(huán)境特征、巖土條件等進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，進(jìn)而為后續(xù)的工程建設(shè)提供更加堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的施工提供指導(dǎo)性意見，并且服務(wù)于工程建設(shè)的整個(gè)過程。由此可見，采取正確的巖土工程勘察措施展開相關(guān)勘察工作是工程建設(shè)開始之前必須要進(jìn)行的過程。

1 擬建工程概況

勘察區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)，雨量充沛?？辈靺^(qū)及外圍屬低山崗地區(qū)，地表水系不發(fā)育，為季節(jié)性山間溪流，水量不大，旱季多干枯。場(chǎng)地地形地貌為丘陵，北側(cè)緊鄰溪河，勘察期間擬建場(chǎng)地標(biāo)高介于139.68m～163.25m，未整平。在本次勘探揭露深度范圍內(nèi)，按巖土層的成因類型、巖性結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)特征等，自上而下可依次劃分為：①雜填土（Q4ml）；②耕植土(Q4pd)；③全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖；④強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（K）；⑤中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（K）；⑥中風(fēng)化角礫巖（K）；⑦強(qiáng)風(fēng)化板巖（Pt）；⑧中風(fēng)化板巖（Pt）。場(chǎng)地水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，環(huán)境類型為Ⅱ類。場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有微弱腐蝕性、對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性。在勘探深度內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有斷裂構(gòu)造通過本場(chǎng)地，區(qū)域穩(wěn)定性較好。勘察場(chǎng)地四周較為平坦，未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流、無洞穴、無軟弱巖層、地下采空區(qū)及塌陷區(qū)等不良地質(zhì)作用。未發(fā)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)施工有不利影響的地下障礙物。

2 巖土工程勘察措施分析

本次勘察采用了鉆探、原位測(cè)試（重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)）、工程測(cè)量等勘察措施。

2.1 鉆探

（1）勘探點(diǎn)平面布置：本次勘察的場(chǎng)地鉆孔布設(shè)按照巖土工程勘察規(guī)范布置，鉆孔布設(shè)依擬建筑物基礎(chǔ)輪廓線布置，共布鉆孔87個(gè)?？碧近c(diǎn)（鉆孔）布置，依據(jù)委托方提供的地形圖進(jìn)行實(shí)地儀器放置。

（2）勘探深度：勘探深度應(yīng)能控制地基主要受力層，當(dāng)基礎(chǔ)底面寬度不大于5m時(shí)，勘探孔深度對(duì)條形基礎(chǔ)不應(yīng)小于基礎(chǔ)寬度的3倍，對(duì)單獨(dú)柱基不應(yīng)小于1.5倍，且不應(yīng)小于5m。采用樁基礎(chǔ)時(shí)，控制孔孔深應(yīng)滿足下臥層驗(yàn)算要求；對(duì)需驗(yàn)算沉降的樁基，應(yīng)超過地基變形計(jì)算深度。一般性孔孔深應(yīng)達(dá)到預(yù)計(jì)樁長(zhǎng)以下3d～5d（d為樁徑），且不得小于3m。

（3）鉆探工藝：采用沖擊跟管鉆進(jìn)和回旋轉(zhuǎn)進(jìn)。為滿足樣品采集的需要，開孔口徑為130mm，終孔口徑為91mm。

2.2 原位測(cè)試

本次勘察原位測(cè)試采用了重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)方法：雜填土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化板巖層采用重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)。試驗(yàn)方法按《工程地質(zhì)手冊(cè)》（第五版）執(zhí)行。

本文選用的原位測(cè)試具有可連續(xù)測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)，在土木工程建筑項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用，主要包括組合型原位測(cè)試、貫入型原位測(cè)試、無損或半無損型原位測(cè)試三種，通常情況下，原位測(cè)試的要求較高，需要適用性較高的CPTU技術(shù)。原位測(cè)試中以靜力觸探為主要的測(cè)試技術(shù)，能夠采集較多的數(shù)據(jù)集，測(cè)試結(jié)果受到外界因素干擾的情況較少，能夠廣泛應(yīng)用于巖土工程中土層劃分、測(cè)定土層孔隙水壓力與承載力等多個(gè)方面。原位測(cè)試技術(shù)通過一定的觸探儀器，貫穿土層中的軟土，產(chǎn)生貫入探頭的流動(dòng)，獲取相應(yīng)的軟土抗剪強(qiáng)度。

2.3 勘探放樣

所有勘探孔均采用GPS按業(yè)主提供的建筑平面布置圖上的相對(duì)孔位間距放至實(shí)地。放樣引測(cè)點(diǎn)為業(yè)主提供的位于場(chǎng)地上的兩個(gè)已知點(diǎn)（A：X=3303903，Y=517664，H=154.67m ；B ：X=3303706，Y=517516，H=143.87m），坐標(biāo)系統(tǒng)為西安80坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)為黃海高程。

在初步勘察階段，采集相關(guān)的地質(zhì)參數(shù)與原位測(cè)試技術(shù)資料，查明場(chǎng)地的區(qū)域工程地質(zhì)條件，并根據(jù)有關(guān)的地質(zhì)條件對(duì)巖土工程項(xiàng)目進(jìn)行初步評(píng)估。確定具體的巖土特征與異常狀況，根據(jù)勘探放樣制定出初步的實(shí)施方案?；趲r土工程項(xiàng)目的勘察目的與要求，結(jié)合鉆探、物探與原位測(cè)試的方法，對(duì)工程項(xiàng)目中部分土樣和水樣進(jìn)行檢驗(yàn)。為了避免巖土工程中地下管線遭受破壞，在鉆探過程中采用人工開孔的方式，到達(dá)對(duì)應(yīng)的土層后再采用型號(hào)為XY-220的鉆探儀器進(jìn)行機(jī)械鉆探，減少對(duì)巖土工程項(xiàng)目中土層與地下管線的破壞。在鉆探結(jié)束后，采用電子補(bǔ)償儀，對(duì)土層中的鉆孔進(jìn)行電阻率測(cè)試，并記錄到相應(yīng)的采集主機(jī)上，方便后續(xù)的勘察工作。

2.4 巖土工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)分解

巖土工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)分解能夠有效地提高勘察項(xiàng)目的質(zhì)量，對(duì)于項(xiàng)目后期的開展、管理、分析與評(píng)價(jià)工作具有重要意義，也為巖土工程的勘察結(jié)果提供了一定的科學(xué)依據(jù)。本文對(duì)巖土工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的分解主要借助WBS方法，通過建立項(xiàng)目樹狀結(jié)構(gòu)，將工程項(xiàng)目精細(xì)化分類。掌握巖土工程勘察項(xiàng)目的具體工作內(nèi)容與范圍，根據(jù)項(xiàng)目的周期性變化，制定相應(yīng)的勘察任務(wù)。

在巖土工程勘察的各個(gè)階段中，參與單位與對(duì)應(yīng)的工程實(shí)施存在一定的差異，基于廣義的角度來說，巖土工程項(xiàng)目的勘察應(yīng)當(dāng)在整個(gè)項(xiàng)目中起到承接與貫穿的作用，制定相應(yīng)的方案解決各個(gè)階段重心不斷改變的情況；基于狹義的角度來說，勘察工作應(yīng)當(dāng)只包括勘察這一環(huán)節(jié)的內(nèi)容?；趲r土工程項(xiàng)目勘察的相關(guān)要求，本文將勘察工作劃分為內(nèi)部工作與外部工作兩種類型。外部工作主要負(fù)責(zé)勘察單位與建設(shè)單位及第三方機(jī)構(gòu)的交流協(xié)商，最終能夠達(dá)到項(xiàng)目勘察活動(dòng)共識(shí)的目標(biāo)，獲取各個(gè)部門的技術(shù)支撐，幫助推進(jìn)巖土工程的勘察進(jìn)度。內(nèi)部工作主要負(fù)責(zé)圍繞勘察活動(dòng)設(shè)計(jì)具體的勘察流程，選取相關(guān)的勘察材料與工具，保證勘察流程的穩(wěn)定運(yùn)行。

為了保證巖土工程勘察項(xiàng)目結(jié)構(gòu)分解結(jié)果的高效性，提高后續(xù)勘察工作的穩(wěn)定性，在分解結(jié)構(gòu)過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循以下原則。首先，保證巖土工程項(xiàng)目分解過程的完整性，包括所有的分解階段與內(nèi)容，在各個(gè)勘察階段中，橫向劃分該階段的工作內(nèi)容與特征，減少由于項(xiàng)目結(jié)構(gòu)劃分不準(zhǔn)確導(dǎo)致的勘察結(jié)果誤差。其次，分解的過程需要具備一定的合理性，針對(duì)管控勘察過程中產(chǎn)生的管理成本，做到管理成本與項(xiàng)目勘察難易程度的平衡，減少重復(fù)任務(wù)的出現(xiàn)與實(shí)施，將結(jié)構(gòu)分解的結(jié)果發(fā)送給對(duì)應(yīng)的工作人員，由工作人員進(jìn)行全方位地評(píng)估，判斷是否需要進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)分解。

采用WBS分解方法，確定巖土工程勘察項(xiàng)目的穩(wěn)定性，根據(jù)項(xiàng)目的具體工作環(huán)境，劃分項(xiàng)目的種類，要求種類中覆蓋所有的工作內(nèi)容，且結(jié)構(gòu)清晰明了；然后，對(duì)項(xiàng)目的勘察階段與勘察環(huán)境進(jìn)行階段性劃分，保證每個(gè)階段中含有相對(duì)獨(dú)立的分解元素，符合勘察技術(shù)的全面性要求。

2.5 構(gòu)建AHP指標(biāo)權(quán)重

基于上述對(duì)巖土工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)分解，依據(jù)層次分析方法構(gòu)建AHP指標(biāo)權(quán)重。建立AHP指標(biāo)評(píng)價(jià)模型，將項(xiàng)目結(jié)構(gòu)進(jìn)行條理化調(diào)整，梳理項(xiàng)目問題，構(gòu)建具有層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)評(píng)價(jià)模型。考慮到巖土工程施工質(zhì)量的主要影響因素與質(zhì)量控制要點(diǎn)，對(duì)模型中質(zhì)量控制的影響因素進(jìn)行劃分，如圖1所示。

圖1 巖土工程項(xiàng)目質(zhì)量控制因素結(jié)構(gòu)

如圖1所示，勘察項(xiàng)目質(zhì)量控制的主要因素包括施工團(tuán)隊(duì)的建設(shè)、具體的勘察施工方法、勘察施工的工作環(huán)境、勘察項(xiàng)目所需的機(jī)械材料。根據(jù)項(xiàng)目質(zhì)量控制因素的結(jié)構(gòu)，明確模型中各層指標(biāo)之間的關(guān)系，在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重時(shí)，將相鄰兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比取值操作。通常情況下，設(shè)置模型的數(shù)字標(biāo)度，結(jié)合數(shù)字標(biāo)度判定模型中各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的具體權(quán)重。設(shè)置巖土工程勘察中，第i階指標(biāo)內(nèi)的第j次級(jí)指標(biāo)作為單因素評(píng)價(jià)指標(biāo)，首先，進(jìn)行相應(yīng)的復(fù)合運(yùn)算，通過整理判斷獲取到質(zhì)量控制因素的隸屬度。將本文構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)層按照標(biāo)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，形成評(píng)價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣，并對(duì)矩陣進(jìn)行最大特征值檢驗(yàn)，將檢驗(yàn)結(jié)果與特征向量進(jìn)行歸一化處理，并構(gòu)建在不同準(zhǔn)則層背景下，巖土工程項(xiàng)目勘察指標(biāo)重要度矩陣，如表1所示。

表1 不同準(zhǔn)則層勘察指標(biāo)重要度矩陣

如表1所示，基于標(biāo)度評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各個(gè)層次準(zhǔn)則下的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了打分處理，形成完整的指標(biāo)重要度判斷矩陣，基于對(duì)目標(biāo)層權(quán)重的判斷，最終獲取到AHP指標(biāo)權(quán)重。

3 巖土工程分析與評(píng)價(jià)

3.1 地基巖土層承載力的確定

根據(jù)地基巖土層的巖性特征、埋藏條件及原位測(cè)試結(jié)果，并結(jié)合地區(qū)建筑經(jīng)驗(yàn)，綜合確定場(chǎng)地地基巖土層承載力特征值fak、地基巖土變形參數(shù)如表2所示。

表2 各巖土層承載力特征值fak及主要指標(biāo)表

3.2 地基均勻性評(píng)價(jià)

根據(jù)鉆孔資料分析，場(chǎng)地內(nèi)雜填土層在平面和深度上相對(duì)穩(wěn)定，其巖性及力學(xué)性質(zhì)局部差異變化較??；場(chǎng)地內(nèi)耕土層在平面和深度上相對(duì)穩(wěn)定，其巖性及力學(xué)性質(zhì)局部差異變化較??；全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層在平面和深度上相對(duì)不穩(wěn)定，其巖性及力學(xué)性質(zhì)局部差異變化較??；場(chǎng)地內(nèi)強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖在平面和深度上相對(duì)不穩(wěn)定，其巖性及力學(xué)性質(zhì)局部差異變化較??；中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖在平面上和深度上分布相對(duì)不穩(wěn)定；中風(fēng)化角礫巖在平面上和深度上分布相對(duì)不穩(wěn)定，其巖性及力學(xué)性質(zhì)局部差異變化較??；強(qiáng)風(fēng)化板巖在平面上和深度上分布相對(duì)不穩(wěn)定，其巖性及力學(xué)性質(zhì)局部差異變化較大；中風(fēng)化板巖在平面上和深度上分布相對(duì)穩(wěn)定，其巖性及力學(xué)性質(zhì)局部差異變化較?。煌瑫r(shí)各巖土層之間的工程特性差異顯著。綜上所述，地基總體均勻性一般。

3.3 基礎(chǔ)方案及持力層選擇

（1）通過本次勘察，場(chǎng)地勘探深度內(nèi)地基土共分8個(gè)工程地質(zhì)層，其中：

a、①雜植土：地基承載力低，不可作為基礎(chǔ)持力層；

b、②耕植土：地基承載力低，不可作為基礎(chǔ)持力層；

c、③全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：地基承載力低，可作為基礎(chǔ)持力層；

d、④強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：地基承載力較高，可作為基礎(chǔ)持力層；

e、⑤中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：地基承載力高，可作為基礎(chǔ)持力層；

f、⑥中風(fēng)化角礫巖：地基承載力高，可作為基礎(chǔ)持力層；

g、⑦強(qiáng)風(fēng)化板巖：地基承載力較高，可作為基礎(chǔ)持力層；

g、⑧中風(fēng)化板巖：巖體較完整，巖體力學(xué)性質(zhì)較好，地基承載力高，可作為基礎(chǔ)持力層。

（2）擬建場(chǎng)地為低丘崗地地貌，場(chǎng)地開挖形成的填土為松散欠固結(jié)體，主要成分為粘性土和風(fēng)化巖碎塊，擬建場(chǎng)地場(chǎng)地平整，交通便利，場(chǎng)地土層為雜填土、耕植土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化角礫巖、強(qiáng)風(fēng)化板巖、中風(fēng)化板巖，成樁難度小，適合鉆孔灌注樁基成樁。中風(fēng)化可以做鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的基礎(chǔ)持力層?？傮w而言，樁基礎(chǔ)施工條件較好，可以設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)。

（3）本場(chǎng)地存在上層滯水及基巖裂隙水（雨季），樁基設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮雨水滲入地下對(duì)成樁的影響。填土中的上層滯水在樁基施工中易造成垮孔、塌方，施工中應(yīng)控制好泥漿濃度及孔內(nèi)水頭高度，防止塌孔縮徑等現(xiàn)象發(fā)生，保證成孔和水下澆筑砼的質(zhì)量。

（4）當(dāng)擬建建筑樁端持力層為中風(fēng)化巖時(shí)，根據(jù)地區(qū)實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，在各工序均按規(guī)范進(jìn)行的前提下地基沉降量比較小，不超過200mm，柱間沉降差或傾斜度均在規(guī)范要求的范圍內(nèi)。對(duì)沉降敏感、荷載較高的建筑物宜以中風(fēng)化巖作為基礎(chǔ)持力層或樁端持力層。建議設(shè)計(jì)根據(jù)擬建建筑物的實(shí)際荷載，所采用的基礎(chǔ)型式及相關(guān)參數(shù)對(duì)變形及沉降進(jìn)行詳細(xì)驗(yàn)算。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

總體上區(qū)域穩(wěn)定性較好，適宜擬建工程建設(shè)。工程主要為28棟3F的安置房，為一般工程，工程重要性等級(jí)二級(jí)；本工程場(chǎng)地中等復(fù)雜，場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)；本場(chǎng)地巖土種類較多，存在特殊性巖土（雜填土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化板巖），地基復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)，巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)。擬建場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計(jì)特征周期為0.35s?？辈炱陂g觀測(cè)到穩(wěn)定水位埋深為5.80m～17.2m，穩(wěn)定水位高程為132.97m～135.95m。

4.2 建議

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及本場(chǎng)地的地質(zhì)條件，擬建建筑物基礎(chǔ)型式建議如下：

（1）安置房（C1-1#、C1-2#、C1-3#、C1-4#、C1-5#、C1-15#、C1-16#、C1-28#）基礎(chǔ)形式擬采用樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層為中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化板巖，基礎(chǔ)埋深1.50m。

（2）安置房（C1-6#、C1-7#、C1-8#、C1-9#、C1-10#、C1-11#、C1-12#、C1-13#、C1-14#、C1-17#、C1-18#、C1-19#、C1-20#、C1-21#、C1-22#、C1-23#、C1-24#、C1-25#、C1-26#、C1-27#）基礎(chǔ)形式擬采用淺基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化板巖或中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化角礫巖、中風(fēng)化板巖，基礎(chǔ)埋深1.0m～4.5m。

（3）建議樁基進(jìn)行試樁，單樁承載力以載荷試驗(yàn)為準(zhǔn)。基礎(chǔ)施工中如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)異常，請(qǐng)通知勘察人員，會(huì)同各有關(guān)部門人員現(xiàn)場(chǎng)處理。本勘察報(bào)告所述內(nèi)容僅限于勘察范圍內(nèi)的擬建建筑物，報(bào)告中所作的分析和提出的建議基于各勘探點(diǎn)資料及其相關(guān)的測(cè)試資料，但并不能完全反映勘探點(diǎn)與勘探點(diǎn)之間地質(zhì)條件所發(fā)生的變化。事實(shí)上場(chǎng)地各勘探點(diǎn)之間的地質(zhì)條件是有變化的，施工時(shí)如果發(fā)現(xiàn)地質(zhì)變化較大時(shí)，必須進(jìn)行施工勘察。

5 結(jié)束語

綜上所述，根據(jù)浮梁縣荻灣鄉(xiāng)村振興開發(fā)項(xiàng)目一期巖土工程勘察報(bào)告來看，在項(xiàng)目開始之前，必須要對(duì)場(chǎng)地的巖土工程條件進(jìn)行綜合分析，并且根據(jù)分析的結(jié)果來選擇合適的勘察措施，并且時(shí)刻關(guān)注地質(zhì)變化情況，為后續(xù)施工的整體質(zhì)量提供基礎(chǔ)保障。