建筑工程項(xiàng)目中的巖土工程勘察技術(shù)

蒲俊丞

（海南永昶興人防工程有限公司，海南 三亞 572000）

1 工程概況

本次勘察工程共有兩個(gè)地下車庫和5 棟高層，21100.74m2是該工程計(jì)劃使用的面積，總建筑面積達(dá)到了94494m2。需要分成兩個(gè)階段進(jìn)行施工，將有74 個(gè)堪探點(diǎn)在該工程布置。有43 個(gè)勘探點(diǎn)在高層，31 個(gè)勘探點(diǎn)在商業(yè)和車庫，有部分勘探點(diǎn)是高層和車庫以及商業(yè)共同使用的。

2 勘察方法選取

2.1 地質(zhì)調(diào)查

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查得出如下結(jié)論。

（1）擬建場(chǎng)區(qū)區(qū)域沒有可發(fā)育的地質(zhì)構(gòu)造，場(chǎng)地周圍包括場(chǎng)地沒有活動(dòng)性斷裂等形跡構(gòu)造，從第四紀(jì)之后，該地區(qū)的運(yùn)動(dòng)都是緩慢的升降，沒有新的運(yùn)動(dòng)跡象構(gòu)造，可以忽略擬建建筑時(shí)斷裂造成的影響。

（2）通對(duì)區(qū)域地質(zhì)和勘察地層的資料進(jìn)行分析可知，相對(duì)比較穩(wěn)定的背景構(gòu)造是擬建場(chǎng)地，并沒有出現(xiàn)泥石流、巖溶和滑坡的現(xiàn)象發(fā)生，且沒有可發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害。

（3）整體地形相對(duì)比較平緩，沒有可能影響擬建工程的邊坡。

（4）施工場(chǎng)地的巖展不穩(wěn)定，場(chǎng)地比較平坦開闊，巖土的穩(wěn)定性比較好。所以該場(chǎng)地被評(píng)定為一般抗震地段[1]。

2.2 測(cè)放鉆孔

勘察方案確定之后，基準(zhǔn)點(diǎn)由業(yè)主單位提供，現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核選用GPS 進(jìn)行，確定復(fù)核準(zhǔn)確之后，對(duì)高程的測(cè)放工作和本次勘察點(diǎn)位置進(jìn)行預(yù)訂。且位置變差在勘探點(diǎn)測(cè)放精度平面最多只能有10cm；且不能有超過5cm的高程偏差。

以下結(jié)論是通過鉆孔測(cè)放和檢查得出的。

（1）高程基準(zhǔn)和勘察施工點(diǎn)位坐標(biāo)系都和所提供的坐標(biāo)系統(tǒng)一致。

（2）高程偏差和鉆孔測(cè)放的位置通過效核之后都是滿足勘察規(guī)范的。

2.3 鉆探及取樣

現(xiàn)場(chǎng)勘探時(shí)，需要進(jìn)行取樣工作，在原勘察方案中的取土孔中進(jìn)行，首先鉆機(jī)需要垂直且鉆機(jī)可以進(jìn)行平穩(wěn)的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，選用單動(dòng)三重管回轉(zhuǎn)取土器將軟塑的粉質(zhì)黏土轉(zhuǎn)換為硬塑粉質(zhì)粘土，取樣間距為1m 時(shí)，是在基礎(chǔ)下1 倍的寬度和深度范圍內(nèi)，間距為1.5m 時(shí)就是剩余的取樣部位，根據(jù)評(píng)價(jià)需求進(jìn)行深度取樣，其等級(jí)為工級(jí)；選取擾動(dòng)樣進(jìn)行砂土層取樣，捎取選用的是標(biāo)貫或者巖心鉆頭進(jìn)行，間距保持在1.0～1.5m 之間，根據(jù)液化判別進(jìn)行取樣，等級(jí)為1 級(jí)；鉆孔內(nèi)的巖石通過鉆探進(jìn)行取樣，巖石的試驗(yàn)樣品是在相同的深度取得的石塊。需要使用清水在鉆孔完成之后進(jìn)行清洗，沖洗掉孔內(nèi)的泥漿，結(jié)束鉆探24h 之后，水位在孔內(nèi)穩(wěn)定之后，對(duì)地下水位進(jìn)行統(tǒng)一測(cè)量，水樣的采取是在預(yù)訂的孔內(nèi)和不低于0.5m 的水位之下用取水器且需要添加大理石粉作為進(jìn)行水腐蝕性分析的樣品[2]?？碧焦こ淌┕r(shí)，按照方案要求進(jìn)行擾動(dòng)土樣，需要在相應(yīng)鉆孔的地下水位和基礎(chǔ)深度范圍內(nèi)進(jìn)行。需要把提取好的水樣、土樣和巖石樣及時(shí)送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試和分析，給實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)物進(jìn)行測(cè)試。

以下結(jié)論是通過現(xiàn)場(chǎng)鉆探和取樣得出的。

（1）驗(yàn)收鉆孔之后，根據(jù)原方案需求進(jìn)行孔深鉆探，且回填鉆孔也需要滿足要求。

（2）對(duì)場(chǎng)地之內(nèi)的水樣和土層進(jìn)行勘察和取樣，初步驗(yàn)收所取樣品，巖石樣和原狀樣以及擾動(dòng)樣進(jìn)行水樣數(shù)量和質(zhì)量的滿足進(jìn)行試驗(yàn)。

（3）統(tǒng)一測(cè)量已經(jīng)完工的地下水位，根據(jù)要求完成精度測(cè)量。

2.4 原位測(cè)試

2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

需要針對(duì)強(qiáng)風(fēng)化層和粉質(zhì)粘土以及砂土層進(jìn)行原位測(cè)試，對(duì)相對(duì)應(yīng)的液化和承載力以及密實(shí)程度和風(fēng)化程度進(jìn)行有依據(jù)的評(píng)價(jià)。

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)施工時(shí)有如下要求：①鉆探形成的孔作為試驗(yàn)孔，選用直徑是42mm 的觸探桿，不能超過0.1%的彎曲度。②選用自動(dòng)脫鉤落錘裝置進(jìn)行試驗(yàn)，用63.5kg 重的錘，76cm 的落距標(biāo)準(zhǔn)，需要用合適的錘擊速率，大約每分鐘15～30 下。③當(dāng)孔底沉渣低于5cm 時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，觸深桿需要根據(jù)預(yù)訂的試驗(yàn)深度進(jìn)行，不計(jì)算擊數(shù)預(yù)打15cm，然后試驗(yàn)擊數(shù)進(jìn)行30cm 的打入，作為錘擊數(shù)的評(píng)價(jià)依據(jù)[3]。

2.4.2 重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)

由于填土層在場(chǎng)地內(nèi)分布，其中有小塊體和硬質(zhì)顆粒物，為了對(duì)其力學(xué)性質(zhì)和均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，需要進(jìn)行重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)，該土層土的強(qiáng)度和均勻性通過試驗(yàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且估算的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。

以下是現(xiàn)場(chǎng)施工的要求。

（1）認(rèn)真檢查設(shè)備的規(guī)格，在進(jìn)行觸探試驗(yàn)，將探桿和工具的垂直度進(jìn)行測(cè)量，自動(dòng)脫鉤裝置檢查，為了確保錘可以自由下落，沒有較大的摩擦阻力。

（2）觸探試驗(yàn)過程中，孔口和導(dǎo)向裝置的穩(wěn)定性需要通過套管完成，均勻進(jìn)行錘擊過程。

（3）錘墊和探頭以及探桿之間的連接一定要牢固，連接鉆桿時(shí)需要減少摩擦力。

（4）地面外裸露的探桿長度需要控制，防止大晃動(dòng)的施工過程中，試驗(yàn)質(zhì)量有所影響。

（5）需要有準(zhǔn)確的標(biāo)示刻度和探桿長度，計(jì)數(shù)需要認(rèn)真負(fù)責(zé)，正確清晰的進(jìn)行記錄。

（6）選用自動(dòng)落錘裝置進(jìn)行試驗(yàn)，落距為76cm。

（7）按照技術(shù)要求進(jìn)行觸探桿偏斜，而且需要進(jìn)行連續(xù)測(cè)試，錘擊速度要適當(dāng)，大約是每分鐘15～30 下。

（8）試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)探桿需要每貫入1m 轉(zhuǎn)動(dòng)一圈半；如果深度超出10m 以后，探桿需要每20cm 轉(zhuǎn)動(dòng)一次。

3 巖土工程評(píng)價(jià)分析

3.1 巖土地震穩(wěn)定性分析

地層資料是通過現(xiàn)場(chǎng)鉆探揭露的，由地形地貌在周邊形成之后的條件可知，沒有不良地質(zhì)，不會(huì)在地震發(fā)生時(shí)候出現(xiàn)崩塌和泥石流以及滑坡現(xiàn)象；通過上文可知③-1層中的細(xì)砂和不液化的④層粗礫砂，細(xì)砂在②層中屬于液化土，只有局部地方才有該類型土，如果地震時(shí)出現(xiàn)液化，沒有滑移面連續(xù)形成，沒有側(cè)向擴(kuò)展液化和流滑的可能，選用一定的有效措施，減小場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響；可以抗7 級(jí)地震，有關(guān)規(guī)定震陷的影響可以不考慮軟土。進(jìn)行巖土地震綜合評(píng)價(jià)時(shí)其穩(wěn)定性比較好[4]。

3.2 場(chǎng)地穩(wěn)定性及適宜性

建設(shè)周邊包括建設(shè)場(chǎng)地能造成影響的范圍之內(nèi)，地面沉降和化學(xué)污染以及地下采空沒有自然因素和人為損壞，地質(zhì)環(huán)境沒有破壞；滑坡和巖溶以及泥石流現(xiàn)象沒有被發(fā)現(xiàn)；場(chǎng)區(qū)不存在不穩(wěn)定邊坡，也沒有相鄰的建筑物，對(duì)周邊也不會(huì)造成影響；溶洞、臨空面和洞穴等較難處理的軟弱下臥層也沒有發(fā)現(xiàn)；場(chǎng)地沒有比較明顯的地震效應(yīng)，大多都是遠(yuǎn)震；可知該擬建場(chǎng)地可以抗震7 級(jí)，軟土震陷對(duì)工程造成的不利影響可以按照要求不做考慮。綜合判斷場(chǎng)地的穩(wěn)定性比較好，綜合性判斷場(chǎng)地適合進(jìn)行建筑施工。

3.3 特殊性巖土評(píng)價(jià)

第①層雜填土分布在擬建場(chǎng)地表層，粉土和風(fēng)化碎屑是0-1 層素填土的主要成分，本層是欠固結(jié)土，有較高的壓縮性，比較大的沉降可能是因?yàn)樨?fù)荷過重或者一種引起，在施工時(shí)會(huì)挖除，所以沒有太大意義。

如圖是第③-1層的粉質(zhì)，綜合評(píng)價(jià)為軟弱土，在進(jìn)行施工時(shí)需要將其挖除換填處理。

墻風(fēng)化帶，該風(fēng)化帶有巖體破碎現(xiàn)象，并不厚，屬于軟巖到較軟巖的巖石堅(jiān)硬度，且風(fēng)化程度強(qiáng)烈，相對(duì)有比較均勻的風(fēng)化程度，遇到水之后幾乎沒有變化，有較差的耐崩解性，開挖之后和空氣容易產(chǎn)生風(fēng)化作用，在65#勘探點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)風(fēng)化煌斑巖的勘察工作，有6.5m的揭露厚度，從堅(jiān)硬度來看屬于軟巖，在場(chǎng)地呈現(xiàn)帶狀，該工程性質(zhì)比較好，且該層并沒有對(duì)場(chǎng)地有不穩(wěn)定的影響發(fā)生。風(fēng)化巖過程中并沒有球狀風(fēng)化體和巖脈分布。

3.4 地下水抗浮評(píng)價(jià)

勘察施工時(shí)有0.16～3.00m 的場(chǎng)地內(nèi)穩(wěn)定水位埋深，最終穩(wěn)定的水位標(biāo)高是13.20～15.98m。按照區(qū)域性的水文調(diào)查資料，有1.0～2.0m 左右的地下水位變幅。按照水位的地質(zhì)情況和場(chǎng)地的室外地坪設(shè)計(jì)，水位分成兩個(gè)區(qū)進(jìn)行地下建筑抗浮設(shè)計(jì)，根據(jù)水位標(biāo)高土和基底以及地下室地面進(jìn)行區(qū)域劃分，表1 為不同區(qū)域的抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高。

表1 抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高

首先進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)驗(yàn)算，隨后再進(jìn)行地下車庫擬建，按照10kPa/m 取值作為地下室浮托力。如果地下水浮托力比擬建車庫荷重大，可以選擇使用車庫頂板壓重或者設(shè)置抗浮錨桿等進(jìn)行改善。

3.5 巖土工程參數(shù)分析

素填土是0-1、雜填土是①層：該層在場(chǎng)地內(nèi)廣泛分布，有比較大的厚度變化，不穩(wěn)定的力學(xué)性質(zhì)，低強(qiáng)度，混雜的成分，均勻性比較差，不能是基礎(chǔ)持力層。

粉質(zhì)茹土是③-1層：場(chǎng)地范圍之內(nèi)該層呈局部分布狀態(tài)，變化比較大的是厚度，力學(xué)的強(qiáng)度較低，性質(zhì)也一般，地震時(shí)可能發(fā)生震陷，均勻性也比較差，不處理的情況下不可以成為擬建物的基礎(chǔ)持力層。

茹土粉質(zhì)層是⑦：該層在場(chǎng)地范圍內(nèi)廣泛分布，比較小的厚度，力學(xué)強(qiáng)度比較強(qiáng)，均勻的質(zhì)地，性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，綜合性能比較好，可以成為多層建筑的持力層。

細(xì)砂在⑦-1層：該層在場(chǎng)地范圍內(nèi)是局部分布，厚度變化比較大，較低的力學(xué)強(qiáng)度，性質(zhì)一般，均勻性也比較差，處理以后才可以作為擬建物基礎(chǔ)持力層。

3.6 天然地基評(píng)價(jià)

（1）對(duì)天然地基的穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)。沒有邊坡或者臨空面對(duì)擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性造成影響，地基的整體失穩(wěn)不會(huì)因?yàn)榈匦蔚孛驳脑驅(qū)е?。綜合考慮該場(chǎng)地有比較穩(wěn)定的地基。

（2）對(duì)天然地基進(jìn)行可行性評(píng)價(jià)?？辈旖Y(jié)果顯示，通過擬建物的位置地層進(jìn)行分析，和擬建物基底標(biāo)高相對(duì)應(yīng)的土層如表2 所示。

表2 基底處巖土層情況

對(duì)1#～5#樓進(jìn)行擬建，選用筏板作為擬的基礎(chǔ)，390kPa～510kPa 是荷載要求，基底所對(duì)應(yīng)的土層分別是⑦層、⑩層、⑩層，局部是⑨層、③-1層；通過勘察數(shù)據(jù)顯示，粉質(zhì)茹土是第⑦層、粗砂礫是第⑨層、第③-1是層粉質(zhì)茹土地基承載力特征值可以分為180kPa、240kPa 和100kPa，按照承載力設(shè)計(jì)需求，很顯然不能滿足需求；第⑩層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、穩(wěn)定展布，地基的承載力特征值分別是900kPa 和2500kPa，地基承載力需要滿足設(shè)計(jì)需求，很適合成為天然地基。天然地基可以成為以上擬建建筑物的材料，基礎(chǔ)持力層可以使用第⑩層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖和第⑨層中風(fēng)化花崗巖。因?yàn)槌至訉禹斅裆畹淖兓胁糠謪^(qū)域需要挖換填處理，例如5#樓的超大區(qū)域挖深，開挖可以按照階梯型進(jìn)行，選用調(diào)整地基埋深的方式來減少成本和難度[5]。

北區(qū)商業(yè)擬建，選用獨(dú)立基礎(chǔ)進(jìn)行擬采，荷載要求是每柱3000kN，擬建北區(qū)車庫和基底對(duì)應(yīng)的土層相同，選擇天然地基，地基下方第⑦層粉質(zhì)粘土、粗礫砂在第⑨層、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖在第⑩層、強(qiáng)風(fēng)化煌斑巖是第⑩-1層、中風(fēng)化花崗巖是第⑩層，可以共同成為基礎(chǔ)持力層。

如果基底以下部分地段有第①-1層素填土和第③-1層粉質(zhì)茹土的情況時(shí)，選用加深基礎(chǔ)埋深至基礎(chǔ)持力層或者超挖換填處理，所以施工設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)經(jīng)濟(jì)性和安全進(jìn)行考慮，基礎(chǔ)形式網(wǎng)需要有合理性。

4 結(jié)語

屬于綜合性工程的是巖土工程，對(duì)多個(gè)學(xué)科都有涉及，巖土工程勘察通過復(fù)雜又專業(yè)的性能對(duì)其本質(zhì)有了影響，導(dǎo)致成為一項(xiàng)很困難的任務(wù)。實(shí)際應(yīng)用的過程中將經(jīng)驗(yàn)和理論相結(jié)合，且影響因素還有很多不確定，需要選擇一種方式或者勘察技術(shù)，不能對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，所以可以選擇利用某種勘察手段在有局限性的情況下進(jìn)行技術(shù)勘察，不足的地方可以使用其他的手段進(jìn)行彌補(bǔ)，從而將不同的勘察手段進(jìn)行優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，所以可以客觀全面對(duì)巖土工程地質(zhì)情況進(jìn)行分析，然后做出和實(shí)際情況相符的評(píng)價(jià)。