新形勢(shì)下工民建項(xiàng)目巖土工程勘察工作分析

王飛

（甘肅省建筑科學(xué)研究院（集團(tuán)）有限公司，蘭州 730070）

1 引言

巖土工程勘察工作是工民建項(xiàng)目中最為基礎(chǔ)、重要的一項(xiàng)工作?？辈旃ぷ髟谑┕ぴO(shè)計(jì)和實(shí)際施工之前完成，主要為巖土工程施工提供必要數(shù)據(jù)資料，其數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、有效性和科學(xué)性都將影響整個(gè)施工項(xiàng)目質(zhì)量和安全性。

2 巖土工程勘察概述

巖土工程是一門(mén)研究巖土體，包括地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)等多個(gè)學(xué)科的一門(mén)綜合性科學(xué)，是土木工程的重要組成部分。巖土工程勘察涉及內(nèi)容廣泛而煩瑣，需結(jié)合具體工程建設(shè)情況、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。同時(shí)，巖土工程勘察工作主要通過(guò)多個(gè)途徑借助不同工具對(duì)施工場(chǎng)地地質(zhì)條件、場(chǎng)地環(huán)境、巖土工程等多方面信息實(shí)行綜合性評(píng)估，最終將評(píng)估結(jié)果以文件形式進(jìn)行呈現(xiàn)和講解。

巖土工程勘察的意義在于為工程項(xiàng)目實(shí)施的可行性、施工設(shè)計(jì)、地基處理、場(chǎng)地選址、工程建設(shè)等工作提供科學(xué)、客觀(guān)的評(píng)價(jià)和相關(guān)資料，提供數(shù)據(jù)支撐，發(fā)揮不可替代的重要作用。

3 工民建項(xiàng)目巖土工程勘察工作中存在的問(wèn)題

3.1 對(duì)巖土工程勘察工作的重視不夠

目前，存在部分工作人員在工民建項(xiàng)目巖土工程施工時(shí)忽視勘察工作，不能完全、詳細(xì)地對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)估。同時(shí)，部分工民建企業(yè)為了減少施工和運(yùn)營(yíng)成本，往往忽視巖土勘察工作這一環(huán)節(jié)，僅憑借著書(shū)本知識(shí)和過(guò)往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行巖土工程建設(shè)[1]。這種未經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研的做法并沒(méi)有考慮到巖土的變化情況，更未意識(shí)到地質(zhì)條件、巖土情況一直處于一個(gè)不斷變化的狀態(tài)，直到工民建項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中遇到不良地質(zhì)時(shí)，才意識(shí)到勘察工作的重要性。造成這種不良局面的主要原因是對(duì)巖土工程勘察工作的重視不夠，未從思想上意識(shí)到勘察工作的重要性和必要性。

3.2 取樣方式過(guò)于簡(jiǎn)單

根據(jù)GB 50021—2001《巖土工程勘察規(guī)范》（2009 年版）及JGJ/T 87—2012《建筑工程地質(zhì)勘探與取樣技術(shù)規(guī)程》，巖土取樣方式有相應(yīng)原則要求，必須明確分析各巖土勘察測(cè)試項(xiàng)目。目前，存在部分勘察人員并未嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求開(kāi)展取樣工作，從器材準(zhǔn)備、樣品包裝、保管樣品及派送樣品等一系列流程都存在不達(dá)標(biāo)情況，尤其是巖土刻槽取樣，不少勘察人員僅根據(jù)劃定的取樣位置用環(huán)刀直接刻取，也并未按照試驗(yàn)要求鑿刻成20 cm×20 cm×20 cm 的立方體，取樣規(guī)格也未完全按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，對(duì)樣品數(shù)據(jù)分析工作缺乏廣度、深度和精準(zhǔn)度，同樣對(duì)樣品包裝和保管也不規(guī)范。

3.3 樣本分析工作過(guò)于局限

不同巖土的成分構(gòu)造、元素比例、化學(xué)物理性質(zhì)都各不相同，這就需要分析人員必須對(duì)每一個(gè)樣本從化學(xué)物理性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)、成本組成進(jìn)行詳細(xì)科學(xué)分析。不同試驗(yàn)項(xiàng)目所需的土樣、巖樣數(shù)量是不同的，并且不同種類(lèi)土樣與巖樣所需分析指標(biāo)也不同。

如表1 所示，土樣以砂類(lèi)土為例，土樣分析指標(biāo)主要包括密度、重度、顆粒、毛細(xì)管水上升高度及各類(lèi)剪切等分析，必須考慮到砂類(lèi)土狀態(tài)，還需結(jié)合力學(xué)作用進(jìn)行分析。但是在實(shí)際的樣本分析過(guò)程中，個(gè)別工作人員并未完全按照指標(biāo)分析，僅對(duì)重要指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)略測(cè)試和分析，就直接得出勘察結(jié)論，這必然會(huì)影響項(xiàng)目實(shí)施準(zhǔn)確性。

表1 不同試驗(yàn)項(xiàng)目砂類(lèi)土所需數(shù)量表

巖樣主要分為軟質(zhì)巖和硬質(zhì)巖，并且采樣數(shù)量依據(jù)工程性質(zhì)、工程量決定，所采取的巖石必須具有代表性，并且避免讓巖樣受到程度過(guò)大的擾動(dòng)，盡可能保持巖塊天然程度和原有結(jié)構(gòu)。但部分采樣人員為了完成任務(wù)，在采樣過(guò)程中缺乏對(duì)巖樣保護(hù)，也未根據(jù)工程性質(zhì)和工程量計(jì)算應(yīng)當(dāng)采取多少數(shù)量樣本，隨意數(shù)量的樣本收集，整個(gè)采樣過(guò)程過(guò)于簡(jiǎn)單[2]。

4 新形勢(shì)下工民建項(xiàng)目巖土工程勘察工作的實(shí)施

4.1 提升巖土工程評(píng)析工作的深度和廣度

巖土工程勘察工作需詳細(xì)、深入分析各種資料，對(duì)資料分析的廣度、精準(zhǔn)度和深度都將直接影響工作人員對(duì)工程項(xiàng)目各種要素的了解和認(rèn)知，進(jìn)一步影響整個(gè)巖土工程項(xiàng)目的施工效率和質(zhì)量。

1）深入分析和評(píng)價(jià)地下水相關(guān)數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)和建設(shè)任何建筑地基時(shí)，首要考慮的就是地下水深度、水質(zhì)和波動(dòng)情況，這些指標(biāo)都將直接影響地基施工質(zhì)量。在實(shí)施巖土工程勘察工作時(shí)，必須嚴(yán)格根據(jù)安全規(guī)范和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)分析和評(píng)價(jià)水文地質(zhì)情況。根據(jù)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局所批準(zhǔn)的GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，地下水指標(biāo)測(cè)評(píng)應(yīng)當(dāng)具體到色度、嗅味、渾濁度、肉眼可見(jiàn)度以及pH 等指標(biāo)，更詳細(xì)的還可以分析地下水金屬含量值和占比，及地下水的作用這些因素[3]。在勘察過(guò)程中，勘察人員必須對(duì)地下水進(jìn)行采樣分析，并且詳細(xì)記錄地下水類(lèi)型、腐蝕性、干凈程度、最高最低水位及歷史變化等情況，確保地下水各類(lèi)指標(biāo)達(dá)標(biāo)后才能進(jìn)行巖土工程建設(shè)。

2）深入分析和評(píng)價(jià)地震效應(yīng)。由于地震會(huì)影響地基穩(wěn)定性，因此，對(duì)地震多發(fā)地區(qū)而言，勘察人員更需要詳細(xì)、全面分析和評(píng)價(jià)工民建項(xiàng)目地震效應(yīng)。根據(jù)巖土工程重要性、投入程度、地質(zhì)情況及施工要求給予相應(yīng)評(píng)價(jià)，并提出專(zhuān)門(mén)的工程解決措施。在勘察的具體過(guò)程中，必須達(dá)到3 大要求：（1）對(duì)巖土工程勘察必須詳細(xì)劃分場(chǎng)地類(lèi)型，具體包括抗震有利區(qū)域、抗震不利區(qū)域、危險(xiǎn)區(qū)域。對(duì)于施工建筑安全造成威脅的潛在因素，做好相應(yīng)預(yù)防措施。（2）對(duì)施工場(chǎng)地附近的山體滑坡、泥石流、巖石崩塌及采空區(qū)等諸多不良地質(zhì)情況實(shí)行針對(duì)性勘察，并分類(lèi)評(píng)價(jià)不同地質(zhì)情況在遭遇地震時(shí)的穩(wěn)定性和危險(xiǎn)程度。（3）施工場(chǎng)地和地基應(yīng)進(jìn)行液化判別，并根據(jù)判別結(jié)果劃分相應(yīng)等級(jí)、液化程度，提出解決方案。

4.2 確保巖土工程勘察工作的規(guī)范性

一切工作都需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定有序進(jìn)行，才能保障工作質(zhì)量和結(jié)果，工民建項(xiàng)目巖土工程更是如此。為確?？辈鞙?zhǔn)確度，必須嚴(yán)格根據(jù)有關(guān)規(guī)定、工作標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)勘察工作，比如，GB 50021—2001《巖土工程勘察規(guī)范》（2009 年版）、GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件，并做好相應(yīng)工作準(zhǔn)備。

從技術(shù)要求來(lái)看，對(duì)場(chǎng)地內(nèi)擬建建筑地段實(shí)施勘察需要落實(shí)一系列工作，包括搜集擬建工程的相關(guān)文件資料、地形圖，查明場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造、巖土工程性質(zhì)等，評(píng)判水土對(duì)建筑材料腐蝕作用等，這些都需要勘察人員逐步落實(shí)[4，5]。

從設(shè)備選取和運(yùn)用來(lái)看，隨著土木工程項(xiàng)目規(guī)模和難度不斷增加，勘察工作所使用的設(shè)備應(yīng)不斷升級(jí)、更新。傳統(tǒng)的設(shè)備難以滿(mǎn)足如今巖土工程勘察工作的精準(zhǔn)性，因此，勢(shì)必要引入一批先進(jìn)的勘察設(shè)備。首先，鉆探設(shè)備的選取要根據(jù)具體的裝載方式進(jìn)行，主要分為整體式和組裝式。地質(zhì)鉆探設(shè)備根據(jù)工程的性質(zhì)來(lái)選擇，如果用于水文地質(zhì)勘察可以選擇水文水井鉆探。工程施工選擇巖芯鉆探，各種設(shè)備用途多樣且特點(diǎn)各異，具體的選擇還需要根據(jù)工程性質(zhì)、工程規(guī)模來(lái)選擇和運(yùn)用。

從鉆進(jìn)方法來(lái)看，鉆進(jìn)工藝主要包括沖擊鉆進(jìn)、螺旋鉆進(jìn)、振動(dòng)鉆進(jìn)以及潛水鉆進(jìn)等工藝，還可以詳細(xì)分為取芯鉆進(jìn)和不取芯鉆進(jìn)，根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地表硬度來(lái)選擇相應(yīng)的鉆進(jìn)方法。

從鉆探工藝來(lái)看，不同地層的土質(zhì)情況不同，具體分為黏性土、砂層以及卵石層等。黏性土的硬度較小、有著可塑偏軟的特征，因此，可以采取重錘沖擊鉆進(jìn)和長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)的方式。而砂層受地下水的影響又劃分為粉細(xì)砂和粗砂，對(duì)于硬度較小的粉細(xì)砂應(yīng)適當(dāng)減緩鉆進(jìn)速度，降低鉆進(jìn)壓力，粗砂則反之。卵石層有著高厚度、高密度的特點(diǎn)，具體根據(jù)地表厚度來(lái)選擇鉆探工藝，當(dāng)?shù)貙用芏雀呖梢赃x擇回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，預(yù)防孔壁坍塌，同時(shí)在鉆進(jìn)過(guò)程中要做好塌孔的預(yù)防措施，保障施工安全。

從勘察方法來(lái)看，勘察人員還需根據(jù)巖土工程施工狀況與質(zhì)量選擇最合適、科學(xué)的方法進(jìn)行勘察工作。巖石勘察方法種類(lèi)豐富多樣，并且有著各自適用的情形與優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜、地質(zhì)狀況較差的困難區(qū)域，勘察人員可以綜合多種方法進(jìn)行，從而確?？辈旖Y(jié)果準(zhǔn)確性和科學(xué)性，以提供精準(zhǔn)、客觀(guān)的數(shù)據(jù)支撐。

4.3 落實(shí)數(shù)據(jù)分析工作

基于新形勢(shì)下，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和廣泛運(yùn)用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行各業(yè)都得到一定的使用。在巖土工程勘察工作中有效運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠很大程度上節(jié)省人力和物力，相對(duì)于人工數(shù)據(jù)計(jì)算而言，計(jì)算機(jī)所處理的數(shù)據(jù)范圍、計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度都要優(yōu)于人工，還能有效縮短勘察工作周期、降低施工和管理成本。過(guò)去，勘察人員主要運(yùn)用靜態(tài)或二維平面方式來(lái)分析和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)資料，所提供的勘察結(jié)果和數(shù)據(jù)無(wú)法直觀(guān)地表達(dá)出空間變化規(guī)律，理解起來(lái)較為困難；而借助計(jì)算機(jī)技術(shù)可以通過(guò)三維立體模式實(shí)行360°無(wú)死角呈現(xiàn)，使勘察人員能直觀(guān)地感受到地質(zhì)變化、地層結(jié)構(gòu)等空間變化規(guī)律，還能自主預(yù)測(cè)場(chǎng)地變化情況，更能有效整理和保存巖土勘察資料，方便工作人員再次查看，為下次勘察工作提供數(shù)據(jù)支撐。

借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和科學(xué)性。由于地質(zhì)巖層結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜煩瑣，其中包括軟土層、砂石層等，每個(gè)地質(zhì)巖層土質(zhì)情況都不同，因此，勘測(cè)人員在取樣過(guò)程中要加大取樣深度，并根據(jù)土質(zhì)情況分類(lèi)存放所獲取的樣本，避免樣本混淆，為巖土試驗(yàn)做好充分的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。當(dāng)對(duì)各種不同性質(zhì)的巖土進(jìn)行分析和測(cè)驗(yàn)時(shí)，還需對(duì)比土質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)情況，并結(jié)合以往數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比分析，分析工程承重力、抗壓力和抗震力等重要性能，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)樣本數(shù)據(jù)異常必須立馬標(biāo)記上報(bào)，并做出相應(yīng)處理。落實(shí)完巖土數(shù)據(jù)分析工作后，還需對(duì)樣品進(jìn)行相應(yīng)保存，為下次取樣分析提供參考依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

工民建項(xiàng)目的巖土工程勘察是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作，一般是在工程設(shè)計(jì)以及項(xiàng)目施工前落實(shí)好，同時(shí)要保障勘察工作的全面性、準(zhǔn)確性以及科學(xué)性。為了提高巖土工程項(xiàng)目的工作效率和保障最終施工質(zhì)量，不僅要提升施工技術(shù)，還需要嚴(yán)格落實(shí)好巖土勘察工作，對(duì)施工場(chǎng)地的地質(zhì)情況、巖土狀況以及水文條件等做出全面、準(zhǔn)確的分析?？辈鞌?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接影響著整個(gè)工民建項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及施工質(zhì)量，因此，必須認(rèn)真做好每一項(xiàng)數(shù)據(jù)分析和結(jié)果評(píng)判。