建筑工程中巖土勘察及地基處理技術(shù)的分析

陳金CHEN Jin

（中海油石化工程有限公司，濟(jì)南 250101）

0 引言

當(dāng)前，建筑工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施的過程當(dāng)中，務(wù)必需要進(jìn)一步強(qiáng)化巖土勘察工作，對于工程所在區(qū)域的地基條件充分地加以了解和掌握，保障基礎(chǔ)穩(wěn)固性和安全性。工程項(xiàng)目實(shí)施的過程中，經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣地質(zhì)條件，為了讓工程項(xiàng)目順利開展和實(shí)施，就需要相關(guān)人士在開展工作的過程中按照規(guī)范進(jìn)行合理及科學(xué)的操作。其中，為了促使地基處理達(dá)到理想的效果，主要處理方法包括了換土墊層處理法、樁基礎(chǔ)法、夯實(shí)地基法、添加劑法等等[1]。

1 工程建設(shè)中巖土勘察的主要內(nèi)容

工程項(xiàng)目建設(shè)過程之中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)巖土勘察工作，其中，巖土勘察主要涉及以下幾個(gè)方面內(nèi)容：第一，地質(zhì)勘察工作。工程項(xiàng)目的施工單位應(yīng)當(dāng)在施工開始之前，對該項(xiàng)目所在區(qū)域的地質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)以及全方位的勘探。勘探主要目標(biāo)是通過設(shè)備、技術(shù)充分地了解該區(qū)域基本地質(zhì)情況、地下水流以及空洞等。其中，勘察所獲取的數(shù)據(jù)最終會(huì)影響項(xiàng)目的施工計(jì)劃。第二，對于巖土性質(zhì)進(jìn)行勘察。工程項(xiàng)目所在區(qū)域的巖土性質(zhì)會(huì)對建筑性能以及建筑高度產(chǎn)生極大影響，因此，施工單位必須以嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的態(tài)度對建筑周圍的土質(zhì)以及巖石進(jìn)行勘察，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的研究以及分析，從而切實(shí)保證獲取巖土參數(shù)具備準(zhǔn)確性、有效性。第三，巖土種類的勘察。在針對工程項(xiàng)目施工的過程之中，外在環(huán)境復(fù)雜多變，有些項(xiàng)目所在區(qū)域可能存在多種類型的巖土，其性質(zhì)以及參數(shù)也就不盡相同。因此，需要對巖土種類進(jìn)行界定和劃分。其中，勘察人員應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確地將不良地質(zhì)截面劃分出來，同時(shí)，應(yīng)當(dāng)要求標(biāo)注其軟弱結(jié)構(gòu)面，這樣，才能夠?yàn)橹蟮慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第四，勘察技術(shù)檢驗(yàn)與交流。從事巖土勘察的人員應(yīng)當(dāng)具備較高的綜合能力以及綜合素養(yǎng)。在這個(gè)過程之中，對其專業(yè)技術(shù)知識和勘察經(jīng)驗(yàn)方面的要求都比較高。此外，通過組織不同專業(yè)的工作人員來對勘察檢驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行整合和交流溝通是極為必要的一項(xiàng)舉措，能夠有效減少因不同專業(yè)之間溝通不暢而造成的勘察錯(cuò)誤等問題。第五，勘察資料分析與研究。在對巖土進(jìn)行勘察，獲取了詳細(xì)的勘察信息之后，勘察人員還應(yīng)將其綜合起來，整理歸納之后，形成勘察報(bào)告，從而滿足工程項(xiàng)目后續(xù)工作的要求[2]。

2 軟土地基概述

所謂軟土主要是由于洼地，湖泊，灘涂，河流以及海洋沉積逐步形成的一種特殊性土壤，軟土層會(huì)隨著不同類型地質(zhì)地貌以及不同環(huán)境氣候變化而發(fā)生較大轉(zhuǎn)變。其和一般土壤有著很大的區(qū)別，軟土有著自身獨(dú)特性，例如，軟土層自身的含水量普遍較高，并且承載力弱、易壓縮，以及土質(zhì)疏松等等。通常來講，軟土就如同一般普通常見淤泥，等同于某些壓縮性比較高的粘性土。就以淤泥為例，淤泥所產(chǎn)生的原因主要是由于長年累月水流不斷緩慢沖擊以及泥沙沉淀逐步產(chǎn)生的，在淤泥當(dāng)中具備了豐富的有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)含水量很高。我國歷史悠久，在歲月不停地更替的過程當(dāng)中，產(chǎn)生了不同性質(zhì)的軟土層，由于受到來自于化學(xué)因素或者生物因素的重大影響，不管在性質(zhì)還是在厚度方面，都會(huì)存在著一定區(qū)別和差異，所以軟土的性質(zhì)也有著很大差異性。這就需要相關(guān)工作人員引起高度的重視。關(guān)于土地探究當(dāng)中就已經(jīng)產(chǎn)生了固結(jié)理論，人類在實(shí)踐過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了很多理論。由于時(shí)間的不斷推移，其軟土層沉降實(shí)際值和計(jì)算值之間差距越來越大，之所以導(dǎo)致這樣的狀況是由于次固結(jié)，這種情況下的沉降也被稱之為次固結(jié)沉降。從這一方面進(jìn)行分析和研究，沉降有三大階段，并且每一個(gè)階段狀況并不相同。通常分為瞬時(shí)沉降，主固結(jié)沉降以及次固結(jié)沉降等等。瞬時(shí)沉降過程當(dāng)中，土地性質(zhì)會(huì)出現(xiàn)很大改變，而這一切都幾乎是在較短時(shí)間之內(nèi)完成的。如果將重物壓在軟土層之上，蓄水量會(huì)由于時(shí)間的不斷推移而出現(xiàn)下降，同時(shí)，土的體積也會(huì)逐漸的變小，在這樣的情況之下，水孔減少之后，排水量就會(huì)減少，土體將會(huì)逐步趨于穩(wěn)定，這稱為主固結(jié)現(xiàn)象。另外，由于長時(shí)間遭受到外界重大影響，地基產(chǎn)生不斷下沉現(xiàn)象，由于總體來講壓縮速度還是相對較為緩慢，所以工作人員實(shí)際設(shè)計(jì)過程當(dāng)中也可以忽略水在空隙之間的流動(dòng)情況。

3 建筑地基處理的作用及其目標(biāo)

對建筑地基進(jìn)行處理是很關(guān)鍵的一項(xiàng)舉措，主要目的及作用主要體現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：一是提高建筑地基的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。由于地基虛實(shí)程度不同，需要對其進(jìn)行壓縮處理，從而盡可能的減少沉降量，以滿足后期的使用要求，避免產(chǎn)生事故問題；二是提升建筑地基的抗剪性能。地基的穩(wěn)定性與其抗剪性能緊密相聯(lián)，一旦地基承載壓力過大，那么就會(huì)影響到建筑物的安全性和可靠性，容易發(fā)生地基承載事故；三是提高建筑地基的抗震性能。地震會(huì)給地基的穩(wěn)定性帶來極大的沖擊，會(huì)導(dǎo)致地基土出現(xiàn)松動(dòng)、變形等。如此就嚴(yán)重威脅建筑安全，因此強(qiáng)化地基的抗震性能，可以確保建筑安全性及可靠性。

4 建筑工程地基處理的主要方法研究

在建筑工程項(xiàng)目建設(shè)施工的過程之中地基處理是至關(guān)重要的，其中，為了促使地基處理達(dá)到理想的效果，這就需要采取合理以及科學(xué)方式，主要的處理方法包括換土墊層處理法、樁基礎(chǔ)法、靜載法、添加劑法等等。

4.1 換土墊層處理法

采用換土墊層的方式對地基進(jìn)行處理的過程之中會(huì)產(chǎn)生較大的工程量，但是，其處理效果比較好，所以值得大范圍推廣和應(yīng)用。其中，該方法的基本原理就是用承載力以及穩(wěn)定性能更好的土來代替原來的地基土，切實(shí)保障工程項(xiàng)目不會(huì)被原來基礎(chǔ)土體的性質(zhì)所影響。但是，在采用換土墊層方法進(jìn)行地基處理時(shí)，還是存在很大的局限性，首要問題就是需要消耗大量的換填材料，導(dǎo)致成本上升。需要專業(yè)技術(shù)人員從工程項(xiàng)目基礎(chǔ)的實(shí)際情況出發(fā)，選擇合理合適的替換材料，既要確保地基處理的效果，也要將成本費(fèi)用控制在合理的范圍之內(nèi)。這樣，才能夠提升整體工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益水平。同時(shí)，對于挖出的地基原地基土，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行集中處理，防止其危害生態(tài)環(huán)境，與此同時(shí)，還應(yīng)把控好回填料的質(zhì)量，避免其中的雜質(zhì)混入，尤其是有機(jī)雜質(zhì)會(huì)在腐爛后導(dǎo)致地基出現(xiàn)空洞，這勢必會(huì)影響地基性能[3]。

4.2 樁基礎(chǔ)法

采用樁構(gòu)件進(jìn)行深層承載的方法對建筑地基進(jìn)行處理是一種重要的方式，將上部荷載轉(zhuǎn)接到地基深處的堅(jiān)硬土層中，以起到承載上部結(jié)構(gòu)的目的。同時(shí)，越過軟弱土層，有效避免軟土地基高壓縮性而帶來的基礎(chǔ)沉降，滿足對沉降敏感的建筑的承載要求。如在樁頂1m~2m 范圍內(nèi)換填級配砂石或密實(shí)度較高的材料，樁基礎(chǔ)便可以有效承載水平力，抵抗地震、風(fēng)載、動(dòng)力荷載所產(chǎn)生的水平。根據(jù)樁體的傳力特點(diǎn)可以將樁分為兩類：一類是端承型樁（含摩擦型端承樁），另一類是摩擦型樁（含端承型摩擦樁）。除預(yù)制樁外，工程中較為普遍采用灌注樁進(jìn)行地基承載，該樁型需要人工或機(jī)械進(jìn)行挖（鉆）孔穿透軟弱土層，進(jìn)入地基下部穩(wěn)定層，然后再進(jìn)行混凝土灌注（如地下水較淺常用泥漿護(hù)壁來確保成孔）。灌注樁應(yīng)嚴(yán)格控制成孔質(zhì)量，防止坍孔情況發(fā)生。同時(shí)還應(yīng)合理控制并處理鉆孔沉渣確保承載力。施工隊(duì)伍鉆孔施工時(shí)，應(yīng)結(jié)合巖土勘察報(bào)告，準(zhǔn)確辯巖，并根據(jù)涂層特點(diǎn)優(yōu)化和調(diào)整鉆進(jìn)速率，嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，確保樁基承載取得良好的成效。

4.3 夯實(shí)地基法

當(dāng)對施工場地進(jìn)行地質(zhì)勘察之后，工作人員發(fā)現(xiàn)地基硬度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，可以采用夯實(shí)地基法來對地基進(jìn)行有效地處理。夯實(shí)地基法在工程項(xiàng)目建設(shè)施工的過程之中能夠發(fā)揮重大的作用。其中，主要就是通過對軟弱土層施加壓力，增加地基土硬度。通過該方法，可以有效密實(shí)地基土顆粒，人為加速土體的固結(jié)速度，減小地基土的孔隙率。通過該方法顯著地增加了地基強(qiáng)度，有效減小后期的基礎(chǔ)沉降，使其符合工程項(xiàng)目地基設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)要求。

4.4 添加劑法

在當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)添加劑方式的廣泛應(yīng)用，從而顯著地提升整體建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量以及施工效率。將特種化學(xué)試劑與地表的填土、軟土均勻拌和反應(yīng)，形成堅(jiān)硬的復(fù)合物以增強(qiáng)原土層可塑性的方法就是添加劑法。對于規(guī)模較大或者層數(shù)較多的建筑而言，軟土地基增加添加劑的方法不適用。添加劑法只是對表層土體進(jìn)行固化處理，在表層形成硬殼。該方法僅適用于低矮建構(gòu)筑物及地面防沉降處理。所以，需要項(xiàng)目人員對此引起高度重視，同時(shí)要求嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行合理以及科學(xué)的操作。該方法在施工中可以廣泛應(yīng)用。由于大型設(shè)備在軟土地基上進(jìn)行施工操作容易造成沉陷。采用添加劑法可有有效增加表層土體的密實(shí)度，保障工程機(jī)械的作業(yè)。

5 我國建筑工程巖土勘察工作中的常見問題

目前，在我國建筑工程項(xiàng)目巖土勘察工作開展的過程之中還是存在很多的問題。其中最為詬病的是地勘工作與設(shè)計(jì)工作分開進(jìn)行，地勘無法深入了解設(shè)計(jì)項(xiàng)目的功能性以及建構(gòu)筑物的重要性等級及設(shè)計(jì)意圖，無法做到根據(jù)建構(gòu)筑物的主次來合理取舍安全系數(shù)?？辈炫c設(shè)計(jì)不能嚴(yán)密協(xié)同，從而造成安全隱患或成本增加。

5.1 缺少對勘察工作的重視

在工程項(xiàng)目建設(shè)施工過程當(dāng)中，巖土地質(zhì)勘察工作是不可或缺的重要一環(huán)，要求相關(guān)的工作人員在施工初期階段就能夠做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作，在實(shí)際工作開展的過程當(dāng)中還是存在著一部分建筑企業(yè)以及施工單位缺乏對勘查工作的重視。實(shí)際勘察工作開展的過程當(dāng)中，所采取的勘察方法過于單一，地基復(fù)雜時(shí)往往不能充分地掌握整個(gè)場地水文特點(diǎn)、地質(zhì)特性和巖層分布的真實(shí)情況，這樣會(huì)導(dǎo)致在設(shè)計(jì)施工、材料選擇的工序中缺乏輸入依據(jù)，直接的影響設(shè)計(jì)、施工的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

5.2 勘察人員技術(shù)水平以及能力不足

巖土勘察工作具有專業(yè)性強(qiáng)、內(nèi)容復(fù)雜等諸多特點(diǎn)，這就需要勘察人員具備專業(yè)技術(shù)能力以及豐富的勘察經(jīng)驗(yàn)。然而，由于在巖土勘察工作一般為野外作業(yè)，工作條件較為艱苦，專業(yè)的高層次人才一般不從事一線工作，所以真正從事地勘工作的實(shí)操人員沒有專業(yè)的技術(shù)功底，一般通過傳幫帶的方式進(jìn)行傳授。傳授內(nèi)容一般為土層、水質(zhì)取樣。對于簡單的場地沒有問題，但場地稍微復(fù)雜便無法對整個(gè)場地特點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。由于詳勘的鉆孔距離一般為30m，鉆孔間的曲線一般通過經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行繪制，當(dāng)遇到差異較大的場地時(shí)一般通過補(bǔ)鉆處理。但判斷是否需要補(bǔ)鉆的工作就需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行詳細(xì)分析確定，如不能準(zhǔn)確繪制就會(huì)給后續(xù)的設(shè)計(jì)、施工工作帶來不必要的麻煩。還有就是抗浮水位的確定?？垢∷皇且粋€(gè)復(fù)雜而專業(yè)的工作，要根據(jù)勘察時(shí)間、當(dāng)?shù)厮那闆r進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)綜合確定，這個(gè)工作則需要較為豐富的勘察經(jīng)驗(yàn)。如抗浮水位確定錯(cuò)誤，會(huì)造成工程的安全事故或項(xiàng)目投資的浪費(fèi)。就目前情況分析，勘察隊(duì)伍缺乏技術(shù)成熟、經(jīng)驗(yàn)豐富的高素質(zhì)人才，這從根本上影響到巖土勘察報(bào)告的準(zhǔn)確性，對后續(xù)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工工作造成重大影響。

5.3 缺少合理以及有效的培訓(xùn)機(jī)制

當(dāng)前建筑相關(guān)的施工設(shè)備、施工技術(shù)都在不斷更新?lián)Q代，如果行業(yè)內(nèi)部人員不加強(qiáng)學(xué)習(xí)就會(huì)落后時(shí)代發(fā)展潮流，最終被激烈的競爭所淘汰。所以，針對目前行業(yè)現(xiàn)狀，需要進(jìn)一步強(qiáng)化技能培訓(xùn)，促使建筑施工質(zhì)量和施工水平不斷得到提高，但是還依然存在著一部分建筑單位缺乏相關(guān)培訓(xùn)機(jī)制，一方面大部分建筑企業(yè)管理層普遍追求經(jīng)濟(jì)效益的提高，不愿意在培訓(xùn)工作方面花費(fèi)較多的資金。另一方面，巖土勘察工作人員積極性和主動(dòng)性過度缺乏，尤其是很多巖土勘察工作人員安于現(xiàn)狀，在實(shí)際工作的過程當(dāng)中缺乏不斷創(chuàng)新和不斷學(xué)習(xí)內(nèi)在動(dòng)力。定期的機(jī)械培訓(xùn)效果不理想，難以取得較好的成果。不僅如此，目前的勘察單位實(shí)行的注冊制，據(jù)了解每年通過巖土注冊考試的人員從事巖土工作的卻很少，他們注重理論知識學(xué)習(xí)，但實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)匱乏或根本不從事該工作。反而從事大量勘察工作的專業(yè)人員因時(shí)間原因放棄注冊考試。這就造成勘察報(bào)告的審核、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人沒有匹配巖土勘察經(jīng)驗(yàn)，給工程安全帶來隱患。

6 改進(jìn)以及完善巖土勘查技術(shù)的主要措施

在當(dāng)前的時(shí)代背景之下，應(yīng)當(dāng)促使巖土勘察技術(shù)得到進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化，這就需要采取合理以及科學(xué)的措施，其中，完善巖土勘查技術(shù)的措施主要有以下幾個(gè)方面：首先，應(yīng)加強(qiáng)和重視專業(yè)人才的培養(yǎng)。建筑工程相關(guān)單位都應(yīng)當(dāng)提高自身對于巖土勘察工作的認(rèn)識，將其置于建筑施工工作的首要位置。相關(guān)單位要嚴(yán)格按照要求選拔人才，同時(shí)，還應(yīng)組織和開展技能培訓(xùn)，提升勘察人員的綜合素質(zhì)。

另外，還應(yīng)當(dāng)設(shè)立科學(xué)合理的考核機(jī)制，對勘察人員的工作成效進(jìn)行合理的評價(jià)并采取有效的獎(jiǎng)懲手段來激發(fā)其工作的積極性以及創(chuàng)新能力，促進(jìn)勘察團(tuán)隊(duì)綜合水平的提高。其次，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對市場的監(jiān)督和管理。有關(guān)部門應(yīng)健全與巖土勘察相關(guān)的法律法規(guī)，并對其進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督和管理，對于發(fā)現(xiàn)的違規(guī)行為，要進(jìn)行嚴(yán)肅處理。此外，還應(yīng)促進(jìn)市場行為的規(guī)范化，減少市場糾紛，同時(shí)，推動(dòng)企業(yè)相互合作與交流，促進(jìn)技術(shù)革新，從而推動(dòng)巖土勘察工作穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。

最后，應(yīng)利用先進(jìn)技術(shù)來對各項(xiàng)勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)。先進(jìn)的技術(shù)手段以及設(shè)備實(shí)施是做好勘察工作，提升勘察效率以及勘察質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。對于巖土勘察所涉及的多項(xiàng)技術(shù)，如檢測技術(shù)、波速測試技術(shù)、靜荷載實(shí)驗(yàn)等等，應(yīng)當(dāng)不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和完善，同時(shí)做好資料整理和歸納工作，從而提升技術(shù)的可靠性。另外，還可以將先進(jìn)設(shè)備引進(jìn)到巖土勘察中，日高勘察效率。對于勘察所獲取的各項(xiàng)參數(shù)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)詳細(xì)的計(jì)算，從而為工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)參考[5]。

7 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前的時(shí)代背景之下，城市化進(jìn)程日益加快。工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施的過程當(dāng)中，地基處理和巖土勘察是不可忽略一個(gè)部分。要通過加強(qiáng)巖土勘察，切實(shí)保障地基處理過程當(dāng)中具備豐富數(shù)據(jù)信息。同時(shí)，以數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，幫助工作人員制定出切實(shí)可行地基處理方案。工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施的過程中，還需要工作人員結(jié)合現(xiàn)實(shí)的情況，要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行合理及科學(xué)的操作，并且要選擇恰當(dāng)有效的勘查方式，切實(shí)保障勘察工作達(dá)到理想的效果。另外在地基處理的過程當(dāng)中也需要明確不足之處，并且采取合理可靠地基處理方式，切實(shí)保障工程項(xiàng)目實(shí)施效率和實(shí)施質(zhì)量得到提升。