露天礦山地質(zhì)工程軟土地區(qū)巖土工程勘查要點研究

宗俊秀

（江蘇省南京工程高等職業(yè)學校， 211100）

0 引言

巖土勘測是開展作業(yè)的基本條件，通過對軟土地展開嚴謹?shù)赜^察以及巖土勘查作業(yè)，確定軟土地基的特點以及跟相關性質(zhì)。便于對其展開科學、高效、低成本的處理。

1 軟土特性

軟土同其它砂土以及巖土相比較，具有更加明顯的觸變能力、靈敏程度以及流動性質(zhì)，該種特點有巖土工程的勘查作業(yè)造成了一定的困難。具體情況如下：

1.1 觸變性

黏土受到外界壓力變會產(chǎn)生構造上的改變，大幅降低自身強度，一旦壓力撤銷，便又將恢復到此前強度。

1.2 流動性

承受大量荷載的軟土，隨著荷載時間的加長，逐漸會產(chǎn)生長時間并緩慢的剪切形變，使得軟土在長時間內(nèi)強度小于瞬時強度[1]。

1.3 靈敏性

此前狀態(tài)的黏土以及含水率維持原態(tài)的情況下，軟土再度塑造自身強度比值。

2 勘察影響

巖土工程勘查的核心目的，是結合地質(zhì)工程基本資料的同時，經(jīng)過地質(zhì)勘查，明確工程環(huán)境的地形、地貌以及水文情況等，從而對該管徑中的巖土工程展開勘查，為該地區(qū)的巖土工程的地質(zhì)結構、穩(wěn)定程度以及負面情況等做出基本判斷，將勘查所得的數(shù)據(jù)信息整合后，上交至設計部門，設計部門圍繞勘查數(shù)據(jù)，設計圖紙的同時制定工程計劃，確保施工質(zhì)量。

軟土同其它砂土以及巖土相比較，其地基的穩(wěn)定程度與水分存在緊密聯(lián)系，一旦其中水分含量提高，將使其結構產(chǎn)生影響，一旦巖土勘查的過程中遭受降雨影響，會對勘查造成一定困難，此外也將對勘查結論造成影響[2]。

在處理軟土地基的過程中，一旦其沉降速率產(chǎn)生變化，上方建筑極易產(chǎn)生坍塌情況，軟土地形的地貌情況與軟土的分布情況存在密切的聯(lián)系，所以勘查軟土地基的過程中，應當對施工現(xiàn)場的地層結構、地質(zhì)構造、地形情況以及實際地貌展開切實勘測，從而明確地確認生成軟土層的原因以及軟土分布規(guī)律，針對軟土地基進行提前規(guī)劃，同時準備切實有效的解決措施，為地質(zhì)工程的施工提供先決條件。

3 技術要點

為了精確地掌握巖土工程的水文條件、地質(zhì)特點以及地層構造，需要結合巖土性質(zhì)進行巖土分級，為地質(zhì)工程施工提供數(shù)據(jù)上的參考。

現(xiàn)階段，伴隨科技的持續(xù)發(fā)展，大量的新興技術以及手段得以應用在地質(zhì)勘查工作中。

3.1 勘察前的準備工作

軟土地區(qū)巖土工程勘查需要確認的核心環(huán)節(jié)有勘查所需設備、軟土層級、勘查工作量、勘查方式、取樣準備、水文條件以及所需的勘查人員等。

確認軟土層級是指結合巖土工程勘查經(jīng)驗，開發(fā)與研究地基，依據(jù)環(huán)境施工情況來判定級別。確認勘查工作量以及方式是指勘查進行前，應當規(guī)劃好工程計劃，預估勘查作業(yè)的量級，結合所預估的工作量確認施工周期以及方式。取樣準備是指在勘查的過程中，需結合環(huán)境的實際情況，明確取樣的數(shù)目以及區(qū)間，從而確保最終能在限定周期內(nèi)結束勘查作業(yè)[3]。確認水文條件是指在巖土勘查工作實施前，應明確該環(huán)境此前地下水位的高度峰值以及谷值，同時結合地下水實際情況選取對應勘查方式。

3.2 軟土地區(qū)勘查要點

礦山地質(zhì)工程軟土地區(qū)巖土工程勘查要點主要包括：

3.2.1 礦山地質(zhì)的調(diào)查測繪重點

礦山地質(zhì)的調(diào)查測繪重點包含軟土分布規(guī)律、影響因素、是否存在薄層砂夾層、土層均勻程度、是否存在硬殼層、基巖起伏以及深度等，確認靈敏度、此前情況、加載、打樁、降雨等因素對于土體的具體影響。

3.2.2 外業(yè)勘探及原位測試工作

進行鉆探作業(yè)，是對軟土展開勘查以及確認的核心方式，應用鉆探的方式，可以較為直觀地明確現(xiàn)階段軟土的具體性質(zhì)，同時對地下水狀態(tài)這一軟土情況主要影響因素展開了解。在具體推進作業(yè)的過程中，勘查人員需要對該方式投入足夠注，同時嚴謹?shù)亟Y合具體需要來實施鉆探作業(yè)，進而全面地確認現(xiàn)階段軟土的信息。此外為了更為直觀地掌握軟土性質(zhì)，應當對實際鉆探的深入程度等做出計劃，進而使得所面臨的作業(yè)在具備全面依據(jù)的條件下進行展開。具體勘查的過程中，為使具體數(shù)據(jù)更加精準，應當對一定情況展開多次勘查，通過該種方式減少勘查期間可能產(chǎn)生的誤差。其中需要注意的關鍵點有：

首先，勘查軟土的工作應主要應用鉆探的方式，同時加以部分的原位測試。鉆探的過程中，應關注深入程度以及鉆探的距離。為了更好地確認地基以及土體的均勻程度，間距不應在30m 以上，深度應結合處理地基的方式以及基礎類型進行決定。其次，原位測試中，地基承載力應用旁壓試驗，不排水抗剪強度應用十字板剪切試驗，均勻程度的確認以及樁基計算參數(shù)應用靜力觸探試驗。靜力觸探的方式對于區(qū)別土層以及掌握軟土力學性質(zhì)，比常規(guī)的貫入試驗效果更佳。在靜力觸探的過程中，深入程度需要進到持力層中3m 以上。最后，應當關注作業(yè)區(qū)域試驗的反分析。原位測試的方式能夠切實展現(xiàn)出工程土體的形變程度，所以應關注現(xiàn)場試驗反分析求解固結系數(shù)等形變指標。表1 為面向各類情況時需要采用的勘查方式。

表1 面向各類狀況選用對應勘查方式

3.2.3 針對當前土層展開的檢測

勘查軟土地區(qū)巖土工程期間，還應該對現(xiàn)階段土層進行勘查，進而才可以強化對具體作業(yè)區(qū)域的認識，確保今后的作業(yè)質(zhì)量良好。在此期間，應當展開勘查的項目較多，具體包含對土層的條件、厚度以及固結條件等各類項目的勘查，對于此類勘查而言，其可以強化對軟土地區(qū)情況的掌握。在勘查的過程中，需要嚴謹?shù)赜涗浺约傲繙y具體的數(shù)據(jù)信息。此外，一些地區(qū)的軟土層存在整體厚度較薄的特點，其中含有部分的砂石層。對于該種情況，勘查人員應當對軟土的具體狀態(tài)展開檢查以及了解，檢查項目包含土層的延展能力、具體厚度以及縱向分布狀態(tài)等，經(jīng)由檢查該類項目，可以確?？辈熳鳂I(yè)的順利實施。此外，還應重視對礦化體特征的檢測工作，并將其數(shù)據(jù)進行整理，此處以某礦區(qū)為例，其礦化鉬體特征如表2所示：

表2 某礦區(qū)ZK4 鉆孔鉬礦化體特征表

3.2.4 室內(nèi)土工試驗及數(shù)據(jù)處理

土工試驗過程中，需要先關注土體的初始力學條件，再選擇排水條件，應力、應變速率等需同具體工程的土體力學狀態(tài)統(tǒng)一，也就是土體試驗的過程中，力學參數(shù)內(nèi)摩擦角以及粘聚力應提前固結。進行固結試驗的過程中，需選取高壓固結試驗或者是應變率固結試驗。處理軟土勘測數(shù)據(jù)的過程中，針對單個小區(qū)，需應用幢進行統(tǒng)計單元的劃分，從而得到土工試驗的統(tǒng)計結果。鑒于軟土區(qū)域通常具備偏差的負載能力，同時軟土在取樣以及運輸?shù)钠陂g難免會受到較為明顯的影響，不需要對其力學指標提出過高的要求。需要將關注點集中于固結試驗中，特別是對于橫縱兩向的固結系數(shù)的測量上。針對地下水下的土體的試驗，需要采用浸水條件下的土工試驗結果。

3.2.5 軟土地區(qū)的工程評價要點

首先，在計算軟土地區(qū)沉降的過程中，應運用規(guī)范法以及數(shù)值模擬計算結果的方式展開計算。其次，在確認軟土區(qū)域負載能力的過程中，需對理論計算以及原位測試的結果展開比對，針對軟土區(qū)域的負載能力來說，形變情況是最為關鍵的控制因素。再次，在應用淺基礎的過程中，需要從強度以及沉降兩個角度確認該區(qū)域的不均勻程度；在應用樁基礎的過程中，需要確認土層的不均勻程度。最后，在推薦基礎措施以及軟土區(qū)域處理方式時，需要提供處理不均勻沉降情況的作業(yè)手段。

3.2.6 軟土地區(qū)相關技術的選擇

勘查期間，勘查人員以及單位應當關注到，軟土自身具備流變以及搖變的性質(zhì)，將極易對勘查結論造成誤導，進而使得勘查作業(yè)并未展現(xiàn)出實際狀況。對相關技術的選擇將影響到勘察工程的具體效果，在進行技術選擇的時候，需要選中恰當?shù)募夹g作為勘察的主要手段。在目前可以選擇的勘察手段之中，包括了鉆挖勘探技術、靜力觸探技術、貫入技術等。在工作展開的時候，相關單位和工作人員可以結合當前的勘探技術，來推動目前工程的開展。以鉆挖勘探技術為例，在進行勘察的過程中，通過對該項技術的應用，可以明確目前軟土的具體分布狀況和實際厚度，并且這一技術還能夠?qū)τ绊戃浲恋闹饕蛩氐叵滤M行充分的明確，包括地下水的埋藏深度和流量等，這將對實際的勘察工作影響較大。此外，通過對這一技術進行應用，還能夠?qū)Ξ斍皩嶋H的巖土受力狀況等情況進行分析和明確。

4 結束語

伴隨國家地質(zhì)工程業(yè)的飛速發(fā)展，今后在工程中遭遇的軟土地區(qū)也會日益增多。明確軟土特征和其對于巖土工程勘查的影響，能夠切實提升軟土地區(qū)勘查的質(zhì)量，進而對推動地質(zhì)工程業(yè)的進步發(fā)展，在具體勘查期間，應對相應的勘查技術要點做出切實的掌控。