膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察研究

朱世奇

安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230000

引言

近年來，在國家經(jīng)濟(jì)水平不斷提升的同時(shí)，我國建筑行業(yè)得到了質(zhì)的飛躍發(fā)展，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，建筑使用性能也在不斷提升。與此同時(shí)，人們對建筑工程各個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)的要求也在不斷提升[1]。為了進(jìn)一步提升工程建設(shè)的質(zhì)量以及安全性，應(yīng)當(dāng)注重工程地質(zhì)勘察工作的開展。膨脹性巖土是一種較為特殊的土質(zhì)，其主要組成部分為黏土礦物。膨脹性巖土與水具有十分緊密的聯(lián)系，大部分的膨脹性巖土都具有良好的親水性能，其中含有大量的親水礦物。如果環(huán)境溫度發(fā)生變化，那么膨脹性巖土也會跟隨發(fā)生體積變化，其內(nèi)部還會產(chǎn)生比較明顯的內(nèi)應(yīng)力。工程建設(shè)施工過程如果遇到膨脹性巖土地區(qū)，那么工程施工的安全性以及施工質(zhì)量都會受到嚴(yán)重的負(fù)面影響，這就更加凸顯出工程地質(zhì)勘察的重要作用[2]。尤其是在勘察膨脹性巖土地區(qū)時(shí)更應(yīng)當(dāng)注重在勘察結(jié)果的基礎(chǔ)上及時(shí)采取相應(yīng)的改善措施對膨脹性巖土地區(qū)的承載力以及耐受力進(jìn)行提高。

1 膨脹性巖土地區(qū)簡單介紹

之所以膨脹巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察工作引起廣泛的重視，主要是因?yàn)榕蛎浶詭r土與其他巖土相比具有較為明顯的差異性以及特殊性。膨脹性巖土當(dāng)中包含的黏土礦物成分主要有蒙脫石以及伊利石等，這些礦物質(zhì)又具有明顯的共同點(diǎn)，那就是親水性極強(qiáng)，當(dāng)環(huán)境中水分含量發(fā)生變化時(shí)，這些礦物質(zhì)的體積均會發(fā)生明顯的改變，進(jìn)而會造成黏土體積的變化，土體濕度增加時(shí)發(fā)生膨脹，土體干燥失水時(shí)發(fā)生收縮。對于建筑在膨脹性巖土地區(qū)的建筑物來說，膨脹形成膨脹壓力，收縮會形成收縮裂隙，而收縮、膨脹變形可隨環(huán)境變化往復(fù)發(fā)生，導(dǎo)致土的強(qiáng)度衰減，會對建筑物造成破壞作用。很多情況下，人們會將膨脹性黏土比作工程建設(shè)當(dāng)中的癌癥，很多工程地質(zhì)勘察工作中如果發(fā)現(xiàn)膨脹性巖土都會選擇繞開膨脹性巖土地區(qū)進(jìn)行施工，當(dāng)無法避免時(shí)也會盡量縮短該地區(qū)的施工[3]。

膨脹性巖土當(dāng)中大量親水性礦物質(zhì)的存在會引發(fā)一系列的問題，比如膨脹性巖土坍塌、膨脹性巖土滑坡、膨脹性巖土剝落以及膨脹性巖土坡面沖蝕等。在環(huán)境濕度發(fā)生較大變化時(shí)，邊坡淺層的膨脹性巖土區(qū)域會受到濕脹干縮效應(yīng)以及相關(guān)內(nèi)化作用的綜合影響，其中的膨脹性土層會出現(xiàn)內(nèi)部裂隙切割，再加上水的作用，其結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)明顯的破壞，原有的穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)特性也會逐漸喪失。一般會出現(xiàn)湖面整體的滑移或者是局部脫落，當(dāng)問題進(jìn)一步惡化后坍塌問題便會隨之而來。一般在雨季或者是環(huán)境溫度大幅度變化時(shí)，坍塌問題的發(fā)生概率會明顯提高。膨脹性巖土滑坡問題的發(fā)生主要與巖土內(nèi)部裂隙具有較為明顯的關(guān)系，并且滑坡問題的破壞性相對來說比較嚴(yán)重。環(huán)境濕度比較低的旱季屬于膨脹性巖土剝落問題的高發(fā)時(shí)間段，主要表現(xiàn)為膨脹性巖土表層土塊逐漸出現(xiàn)碎解。膨脹性巖土土層結(jié)構(gòu)的牢固性、穩(wěn)定性以及穩(wěn)固性相對來說均比較差，在集中水流沖蝕作用下膨脹性巖土結(jié)構(gòu)會發(fā)生一系列的結(jié)構(gòu)安全問題，巖土坡面的完整性會受到直接性的破壞，對綠植的正常生長造成嚴(yán)重的不利影響[4]。

2 膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察的目的

隨著工程建設(shè)的不斷發(fā)展，人們對于工程地質(zhì)勘察工作的重視程度逐漸提高，這主要是因?yàn)榈刭|(zhì)環(huán)境會對工程開展產(chǎn)生直接影響。如果工程在惡劣的地質(zhì)環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行建設(shè)，那么后期就需要耗費(fèi)大量的資金以及人力進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境改善，以此來提高工程地基的可靠性以及穩(wěn)定性。膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察工作的開展具有明顯的目的性，首先主要是為了對不良地質(zhì)作用的類型成因、分布范圍以及發(fā)展趨勢等進(jìn)行明確，同時(shí)還會對其危害程度進(jìn)行評價(jià)[5]。這些勘察信息為后期整治方案的制定提供了可靠的依據(jù)，并且還能有效提高整治方案的針對性，確保工程建設(shè)具有良好的地質(zhì)環(huán)境。工程地質(zhì)勘察工作中還會對建設(shè)場地當(dāng)中的巖土層類型以及深度分布等進(jìn)行詳細(xì)勘察，輔以工程特性分析工作，這部分勘察內(nèi)容直接關(guān)系到工程建設(shè)設(shè)計(jì)工作。膨脹性巖土地區(qū)多種自然災(zāi)害的發(fā)生與水利條件呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)關(guān)系，及時(shí)進(jìn)行工程地質(zhì)勘察工作可以有效避免后續(xù)施工問題的發(fā)生。在工程地質(zhì)勘察工作中，相關(guān)工作人員對于當(dāng)?shù)氐慕涤甑惹闆r也會進(jìn)行一定的了解，這樣就可以為工程施工過程有效降低氣候變化產(chǎn)生的影響提供參考。

3 膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察的具體方法

膨脹性巖土地區(qū)的地質(zhì)勘察工作具有更高的復(fù)雜性以及難度，在進(jìn)行工程地質(zhì)勘察時(shí)更加注重勘察方法的合理應(yīng)用。如果使用的勘察方法不當(dāng)，那么很容易對勘察結(jié)果的精確性造成嚴(yán)重的影響，嚴(yán)重情況下甚至?xí)诳辈爝^程引發(fā)嚴(yán)重的安全事故?，F(xiàn)階段，膨脹性巖土地區(qū)經(jīng)常使用的工程地質(zhì)勘察方法有鉆探取樣、室內(nèi)試驗(yàn)以及原位測試，并且在進(jìn)行膨脹性巖土地區(qū)的工程地質(zhì)勘察時(shí)還應(yīng)當(dāng)注重勘察要點(diǎn)的掌握。

3.1 工程地質(zhì)勘察方法之鉆探取樣

目前，在進(jìn)行膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察工作時(shí)，經(jīng)常使用的一種勘察方法便是鉆探取樣，在使用這一勘察方法時(shí)必須要使用特定的地質(zhì)勘察鉆探設(shè)備，在進(jìn)行勘察時(shí)應(yīng)當(dāng)使用高速低壓的方式轉(zhuǎn)入。如果，在鉆探轉(zhuǎn)入的過程接觸到沙土巖層時(shí)，一定要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。在整個(gè)勘察鉆探過程，對于勘探的土層應(yīng)當(dāng)進(jìn)行詳細(xì)和全面的分析，之后才能夠依據(jù)分析結(jié)果對較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下的巖土項(xiàng)目的勘測指標(biāo)進(jìn)行確定。對于處于地下水位之下的巖土層，為了保證勘察數(shù)據(jù)的真實(shí)性，應(yīng)當(dāng)采用雙壁巖心管以及活閥式采土器。在進(jìn)行鉆探取樣時(shí)，一定要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況以及人力、物力條件等采取適合的開拓方法。

3.2 工程地質(zhì)勘察方法之室內(nèi)試驗(yàn)

膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察工作中出現(xiàn)頻率較高的一種地質(zhì)勘察方法就是室內(nèi)測試，這一勘察方法主要是為了模擬工程建設(shè)區(qū)域的現(xiàn)場環(huán)境，然后對其潛在的巖土發(fā)展規(guī)律特性以及存在的缺陷進(jìn)行探尋，之后再利用具有較高科學(xué)性的試驗(yàn)方法開展相關(guān)的深入研究工作，對巖土當(dāng)中所存在的不同種類的物理指標(biāo)進(jìn)行更加準(zhǔn)確的評價(jià)，進(jìn)一步對巖土工程勘察報(bào)告進(jìn)行完善。在膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察過程運(yùn)用室內(nèi)試驗(yàn)勘察方法，能夠在了解膨脹性巖土各項(xiàng)指標(biāo)的基礎(chǔ)上對當(dāng)?shù)氐鼗南嚓P(guān)穩(wěn)定數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的確定，這為后期膨脹性巖土地區(qū)工程改善措施的確定提供了可靠的參考。

3.3 工程地質(zhì)勘察方法之原位測試

膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察方法當(dāng)中的原位測試主要是利用了靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)來獲取測試結(jié)果，并且系統(tǒng)本身就具有信息分析以及處理功能，因此可以進(jìn)一步提高工程地質(zhì)勘察結(jié)果的理想性。其實(shí)，膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)實(shí)際勘察工作中使用頻率最高的勘察方法是鉆探結(jié)合原位測試。如果膨脹土處于埋藏較淺的位置，可以在條件允許的情況下將天然地基作為工程建設(shè)的地基，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)利用浸水載荷實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定地基土的承載能力。最后，還應(yīng)當(dāng)對地基土的承載能力進(jìn)行深入了解，并且進(jìn)一步優(yōu)化地基土承載力，為建設(shè)工程的長久穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的保障。

3.4 膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察要點(diǎn)

在進(jìn)行膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察時(shí)，除了要合理運(yùn)用勘察方法之外，還應(yīng)當(dāng)對勘察工作中的要點(diǎn)進(jìn)行充分了解。主要的勘察要點(diǎn)有勘探、室內(nèi)試驗(yàn)以及相關(guān)資料的整理，這幾個(gè)環(huán)節(jié)都存在需要相關(guān)工作人員格外注意的關(guān)鍵點(diǎn)。在進(jìn)行鉆探時(shí)，工作人員還需要進(jìn)行野外記錄工作，在記錄時(shí)應(yīng)當(dāng)確保詳細(xì)以及準(zhǔn)確，對于顏色以及狀態(tài)等都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行如實(shí)記錄，對于鉆探取樣的位置也應(yīng)當(dāng)引起注意 ，同時(shí)進(jìn)行記錄。在進(jìn)行相關(guān)的室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，為了確保試驗(yàn)結(jié)果的全面性以及科學(xué)性，應(yīng)當(dāng)根據(jù)即將要建設(shè)的工程的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行不同的試驗(yàn)項(xiàng)目。相關(guān)工作人員在開展工程地質(zhì)勘察資料整理工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)在充分考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際情況以及氣候條件的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，這樣有利于計(jì)算結(jié)果的精確性以及科學(xué)性的提高。

4 結(jié)束語

綜上所述，在工程建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大的背景下，應(yīng)當(dāng)注重工程地質(zhì)勘察工作的開展，尤其是對于膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察工作的開展更應(yīng)當(dāng)確保運(yùn)用合適的勘察方法。膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察工作的開展有利于相關(guān)工作人員更加深入的了解工程建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)情況，為后續(xù)工程建設(shè)設(shè)計(jì)工作以及規(guī)劃工作的開展提供可靠的依據(jù)。膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察主要采用的勘察方法有鉆探取樣、室內(nèi)試驗(yàn)以及原位測試，在實(shí)際的勘察過程應(yīng)當(dāng)因地制宜對勘察方法進(jìn)行科學(xué)選擇。