巖土工程勘察作業(yè)中地層劃分的標準及原則分析

王 攀

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，廣東廣州510000）

地層本來就因地而異，有各向異性，同時考察的結(jié)果也是因人而異，這與考察單位的項目負責(zé)人和考察技術(shù)人員的水平經(jīng)驗有密切關(guān)聯(lián)。但是大自然中的地層分層也有其自身規(guī)律以及共同遵守的自然原則。巖土分層，一定要與工程密切配合。因為分層模型除了能夠體現(xiàn)整個地層的物理學(xué)特征，巖石特征外還可以清晰地反映對未來模擬架構(gòu)工程的不利層位和可供選擇的主要層位。在某個施工場地，分層模型建立完成以后，需要預(yù)覽整個地層的剖面圖、各層標高和出露厚度。需要一項接著一項認真地檢查分層的合理性。同時測試各個層位的指標和統(tǒng)計結(jié)果的合理性，最后對分層模型進行修正。

1 巖土勘察

巖土工程勘察的任務(wù)是按照不同勘察階段的要求，通過檢測一系列來反映巖土體性態(tài)的影響對工程是否會產(chǎn)生影響，并結(jié)合建筑設(shè)計、施工現(xiàn)場以及地基處理等工程的具體要求，進行總結(jié)和審查，提交處理巖土工程問題及解決問題的決策性方法，為設(shè)計、施工提供依據(jù)，服務(wù)于工程建設(shè)的全過程。

巖土工程勘察的工作，一般都是現(xiàn)場勘查收集地質(zhì)資料，進而才能明確擬建工程的結(jié)構(gòu)類型，以及基本荷載情況，接著編寫大綱，制定勘探的工作日。但是在實際的工作中，由于地質(zhì)探測員也是首次來到工作現(xiàn)場，對勘探地區(qū)的地層并不是很了解，所以建筑結(jié)構(gòu)以及功能情況等往往不是太明確，會出現(xiàn)很多問題。具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1 勘探點深度

巖土的基礎(chǔ)形式以及內(nèi)部土層的結(jié)構(gòu)形式不同，對于勘探所鑿鉆井的深度也不同。如一般在5～6層磚混結(jié)構(gòu)的住宅區(qū)，勘探鉆孔15m左右基本上就可以滿足這個要求。而如果是框架結(jié)構(gòu)為5層以上的商場，此時柱網(wǎng)的荷載重量比較大，那么基礎(chǔ)面積很可能采用樁基。這時勘探的鉆孔深度達到15m是遠遠不夠的，所以地層工程的地質(zhì)性質(zhì)不同，所要求的勘測深度也不同。如果在巖土地質(zhì)比較好表面為碎石渣土，此時的鉆孔深度就比較淺，如果工程地質(zhì)性質(zhì)差，或者在淤泥以及松散砂土的地方，則需要勘測鉆孔的深度比較深。所以這就要求勘測技術(shù)人員在對某個地區(qū)進行勘探時，必須對這里的地形情況有一定的了解，才能做到有的放矢。

1.2 勘測點間距

地基的復(fù)雜程度不同，那么勘探點的間距也就不同，如果勘探人員在勘探地質(zhì)時遇到了復(fù)雜的地質(zhì)情況，那么這時就需要對勘探點進行細密處理，不能僅僅局限于因為經(jīng)濟和時間等因素不允許而堅持原來的方案不做改變。如果這樣，可能對整個工程的未來安全質(zhì)量造成一定的隱患。所以此時，必須要查明場地的工程質(zhì)量情況，不要埋下工程隱患，這種情況在勘查市場競爭比較激烈的地方，經(jīng)常出現(xiàn)，也就是地質(zhì)勘查上的偷工減料。

1.3 取原狀土試樣和原位測試

根據(jù)勘察規(guī)范要求，每個場地的主層原狀土試樣，和原位測試數(shù)據(jù)必須在6組以上。對于大型或者中型工程而言，取土孔和原位測試布置孔以及相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)也就比較多，主要是因為在均勻分布的土層，就算它的土層厚度相對較小，也基本可以滿足規(guī)范要求。對于一般的建筑工程來說需要4～8個取土孔，原位測試孔等必須各占一定的比例，對于一些雖然均勻分布但厚度較小的土槽，可能出現(xiàn)原狀土式樣，不能滿足上述規(guī)范要求，這種結(jié)果一般是由于勘測施工中采取試樣和原位測試比較盲目和隨機。如果現(xiàn)場的技術(shù)人員能夠做到具體情況實時分析，根據(jù)現(xiàn)場情況及時采取合理布置。分開采取土樣，就會避免上述結(jié)果的產(chǎn)生，一般情況下，可以根據(jù)第1個鉆孔的探測資料分析其后的地層分布，然后再結(jié)合第2個鉆孔的標高來合理布置取土樣的間距，然后根據(jù)前面兩處的分析，最后確定后面鉆孔取樣的間距。必要時，可以將取樣間距縮小。取樣數(shù)量增多，這樣可以大概率的滿足規(guī)范要求，分析出巖土指標。

1.4 地下水位觀測

地下水是地質(zhì)勘測工程中必不可少的一個重要因素。它的要求也比較高，地下水位測量要求各個鉆孔的勘探點同時進行，而且測量時間有限，必須在最后一個鉆孔施工完成后的24h內(nèi)進行完畢。測量時還要考察測量點周圍地下水的開采情況，水位測量必須要與鉆孔的坐標，以及標高相結(jié)合，精度要求不超過2cm，在實際的施工中，對鉆孔中的水位測量。如果不考慮附近有無抽水井等開采水源的設(shè)施，就會造成測量值不準給整個工程帶來安全隱患。

2 地層劃分分析

巖土工程勘察是建筑在建造開始時的基本要求，無論是在技術(shù)還是數(shù)據(jù)上都對整個工程起了重大的指導(dǎo)作用。巖土勘察報告可以表現(xiàn)出正確合理的地層分析，這不僅是建筑地基穩(wěn)固的要求，更是地質(zhì)勘察人員水平高低的體現(xiàn)。地層劃分應(yīng)考慮地層時代、成因、地層特質(zhì)、設(shè)計改造等多方面因素，按主層與亞層“兩級單元”形式進行。主層應(yīng)參照“年代—成因—巖性”順序確定，亞層應(yīng)根據(jù)巖土物理力學(xué)狀態(tài)、巖性、密實度等不同而劃分。

2.1 主層的劃分細則

按時代：巖土在同一個時代的地層根據(jù)整個工程的需要，可以將其劃分為多個主層，即每個時代的巖土劃分在同一個主層內(nèi)。主層的劃分，必須要自上而下，通過層位來反映時代以及巖層的覆蓋關(guān)系，如三層必須要在四層上。這樣就能代表當(dāng)巖土層位的號碼越大時，其地層沉積時代就越古老。簡單來說就是主層的層位代號，較大的必須要在較小的主層之上。

按成因：如果該巖土?xí)r代相同，那么可以將不同成因的巖土劃分為不同的主層，原則上最好不要將環(huán)境差異較大的層劃分在同一主層。

可單獨劃分為主城的特殊情況：厚度比較大，巖土的性質(zhì)比較好的受力層，單獨將其劃分為主層，有利于在日后的工程中分析利用。

厚度比較大，巖土的性質(zhì)比較特殊，如鹽漬土、液化土等較為特殊的層可以將其單獨劃分為某一主層。

對整個建筑工程影響比較大的主層，也建議其單獨劃分成為一個主層。同時對工程的不利地層，以及對建模工程影響巨大的不利層位，也單獨將其劃分為一個主層。

對于較為松散的地層，一般同一主層的厚度不能太厚。一般情況下將填土、耕土以及植被土劃分在同一個主層內(nèi)，如果厚度特別大，需要不同的處理，可根據(jù)實際情況進行劃分。

2.2 外層的分層和描述

在最初步的勘察工作外業(yè)邊路中，工作人員必須按探井所揭露的地層順序，由上到下，細致地對地層進行一個描述，如果地層的厚度大于0.3m。那么就應(yīng)該單獨把此層拿出，進行描述形成單一的描述層。對于描述層中出露厚度大于0.1m，小于0.3m的薄夾層，需要描述它的位置厚度和巖土狀態(tài)，在野外編錄時，必須要注意，避免它的孔位厚度過大而造成孔厚度很薄的層位在描述中沒有提到，而造成數(shù)據(jù)丟失。在外業(yè)的取樣和測試時，必須選擇具有代表性的部位。某個地方的巖石巖土厚度不宜小于0.3m，即在小夾層，進行取樣和測試。此時的屬性和狀態(tài)，可以針對描述層，展現(xiàn)出它的主要特征。對于某同一巖性，連續(xù)露出比較厚的層位，則應(yīng)該將其顏色狀態(tài)，埋藏深度的變化，分段進行描述。

2.3 大層的劃分

大層反映的是不同地質(zhì)的地層沉積時間，但是沉積時間與沉積環(huán)境不同。在地下位于同一時代的巖層其地層的沉積環(huán)境不同，可以分在同一個大層內(nèi)，但不能將同一地質(zhì)年代的地層分到同一個大層內(nèi)。例如坡，不能與湖劃分在同一大層。而對于填土滑坡等堆積層必須與正常沉積層區(qū)分，不能劃分在同一大層內(nèi)。對于某些比較松散的地層。它的堆積會比較厚，往往地層的成績有明顯的地質(zhì)旋回特征，主要表現(xiàn)在，底層的土地會由粗變細，或者由細變粗這樣一個周期性的變化，而對于一個地質(zhì)回旋，可以劃分成為一個大層，也可以將很多比較小的旋回劃分在同一個大層。

為了使地層的分層能夠與建模工程密切配合，對于厚度大，性質(zhì)特殊，對擬建工程影響巨大的不利層位，必須要單獨劃分為另外一個大層，這樣才能使大層的劃分更具有針對性。大層的劃分，自上而下，必須準確反映地層的沉積時代和覆蓋關(guān)系。對于松散地層，一般同大層的連續(xù)厚度，盡量保持在10～15m之間。

2.4 亞層的劃分

亞層是分層模型中最基本的一個地質(zhì)單元體。在某個特定的地址或者地貌單元所劃分的大層下，再根據(jù)不同的巖性，不同的狀態(tài)，密實度顆粒組成，來進一步細分出亞層。

亞層的劃分依據(jù)主要依據(jù)是巖石的層位，以及巖性和力學(xué)性質(zhì)，如果需要編號的話，在順序上可以適當(dāng)?shù)乜紤]空間分布和每一層的覆蓋關(guān)系。但是對于松散的地方，其代號順序并不嚴格代表層級順序。一個大層的不同巖性的地層，即可以劃分成不同的亞層，把同一地質(zhì)的同一地貌單元內(nèi)的，劃分在同一個夾層內(nèi)，不能出現(xiàn)多重定義。當(dāng)然同一個亞層也不能出現(xiàn)在多個大層內(nèi)。

一個大層一般有一個主巖性亞層。當(dāng)某個大層的主巖性亞層所占比例超過了1/2，而其余亞層都是以夾層的形式出現(xiàn)時，主巖性亞層可直接使用大層表示。當(dāng)一個大層主巖性亞層，所占比例不超過1/2，其它亞層也不以夾層形式，而是從上而下，以覆蓋層形式出現(xiàn)，此時，主巖性亞層與其他它層一起，都用亞層代稱。對于在同一個大層，巖性相同，但是狀態(tài)和密實度以及其他相關(guān)物理學(xué)的指標都存在明顯的差異，并且這些差異可能會導(dǎo)致整個工程的性能，出現(xiàn)一定的差錯，合并為一個亞層可能帶來一定的安全隱患的時候，必須要細分為多個大層。

對于在同一個大層內(nèi)巖性相同、狀態(tài)和密實度又比較相近，而且土質(zhì)也比較均勻的亞層，當(dāng)厚度比較大或者埋置深度的差異比較大時，應(yīng)在根據(jù)其地理位置細分為多個亞層，兩層的厚度一般在5m以下。

對于一個鉆孔，其亞層的分層厚度，必須在0.5m以上。對于某個單層厚度小于0.5m的、并且上下的物理學(xué)性質(zhì)相近的層位，可以標志為軟弱層。

3 結(jié)束語

同一個工程項目，不同的勘查階段，或者需要進行多次勘察時，必須要保持分層一致性和每一次勘察資料的可對比性，在采用相同的分層模型時，后期與前期的勘察，有較大的變更，需要在報告中詳細地說明主要變更原因和變更的地理位置，以及具體內(nèi)容。同一個工程或者勘察場地需要編制勘查報告，每個地區(qū)的分層，在原則上應(yīng)采用相同的模型，以便于對每一個場地勘察成果的對比同一個勘察場地，在地層分層時，所有的分析，必須集中在鉆孔資料上，再綜合確定分層模型。