研究巖土工程勘察技術(shù)在民用建筑中的應(yīng)用

羅慶偉

（貴州省建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550001）

0 引言

近年來，民用建筑工程建造要求不斷提高，使得工程更加注重巖土工程勘察，帶動著技術(shù)的應(yīng)用。巖土工程勘查報告作為一個工程最基礎(chǔ)的地質(zhì)資料有著非常重要的作用，能夠為參建方提供相應(yīng)的資料，使其對工程地質(zhì)有著更加全面的了解。除此之外，勘查報告還揭示了整個項目地質(zhì)的工程概況，地質(zhì)條件、土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、地下水、場地穩(wěn)定性，巖土工程評價等?？辈閳蟾姘闹饕獌?nèi)容如圖1 所示。設(shè)置了42 個鉆孔沒有取樣孔，補充勘察的工作意義不大。由于巖土工程勘察工作不到位，引發(fā)了系列的問題，影響到工程的投資效益。吸取此工程的勘察經(jīng)驗教訓(xùn)，做好巖土工程勘察工作，嚴(yán)格把控巖土工程勘察技術(shù)操作的規(guī)范性，形成高質(zhì)量的勘察報告，為建筑工程設(shè)計和施工過程控制提供支持。

圖1 勘查報告包含的主要內(nèi)容

1 巖土工程勘察技術(shù)的應(yīng)用意義

從勘察的重要性分析，與建筑的質(zhì)量和安全息息相關(guān)，關(guān)系到工程的投資效益。以某項目為例，基坑施工作業(yè)，使得毗鄰的派出所辦公樓和某個小區(qū)10 棟房屋產(chǎn)生地基下沉和開裂等受損（圖2、圖3），并且造成周邊8戶住戶房屋部分受損，造成經(jīng)濟損失大約4000 萬元。從勘察的角度分析，作業(yè)時未嚴(yán)格按照《巖土工程勘察規(guī)范》和《建筑工程地質(zhì)勘探與取樣技術(shù)規(guī)程》等，進(jìn)行工程的專項勘查作業(yè)。由于取樣的數(shù)量不足，沒有對基坑場地內(nèi)壓縮層土體開展取樣試驗分析。在補測環(huán)節(jié)，

圖2 地基下沉

圖3 地基開裂

2 民用建筑中巖土工程勘察技術(shù)的應(yīng)用實例分析

2.1 案例概述

以某建筑工程項目為例，總面積為74230.0m2，設(shè)計為樁基礎(chǔ)。為掌握地質(zhì)工程的情況，事前組織開展了場地的巖土工程勘察，采集相應(yīng)的資料和信息，助力工程高質(zhì)量建設(shè)?，F(xiàn)結(jié)合工程勘察的實踐，總結(jié)勘察技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗。

2.2 勘察的目的

建筑巖土工程勘察工作的開展，主要目的如下：①了解擬建場地的地基土分布和工程特性。②勘察現(xiàn)場是否存在不良地質(zhì)作用。③通過勘察掌握地下水分布情況。④了解場地的穩(wěn)定性等。

2.3 勘察方案

根據(jù)建筑巖土工程勘察工作安排，總計設(shè)置115個孔，其中主樓位置設(shè)置79 個鉆孔，地下室設(shè)置36 個鉆孔。作業(yè)時，勘察孔深必須達(dá)到技術(shù)規(guī)范和要求，初步預(yù)計主樓孔深大約為25~35m，基坑鉆孔的深度大約為10~15m。現(xiàn)場巖土勘察作業(yè)受到地質(zhì)因素的影響很大，因此工作量預(yù)計結(jié)果會和實際情況出現(xiàn)偏差。

本次建筑巖土工程勘察，采取的技術(shù)方案如下。

（1）鉆探。開展鉆探作業(yè)，必須要保證鉆探設(shè)備為正常運行狀態(tài)，同時支持鉆探或者觸探以及采樣等作業(yè)方法。對于鉆孔開孔的口徑，要求結(jié)合實際情況，根據(jù)建筑巖土工程勘察作業(yè)的目的，結(jié)合鉆井工藝綜合分析，最終確定開孔的大小。對于取樣和原位測試的鉆孔，保證孔徑≥110mm，開展剪切波速測試時，鉆井孔徑要求超過110mm。對于用于鑒別地層的鉆孔，要求孔徑＞91mm。由于現(xiàn)場的條件會影響到勘察技術(shù)操作，為保證操作的規(guī)范性，需結(jié)合實際合理選擇技術(shù)方法。如果鉆進(jìn)地層屬于粘性土，則采用錘擊干鉆法與回轉(zhuǎn)法作業(yè)，獲得原狀土樣，并且可以高效率進(jìn)行原位測試，實現(xiàn)嚴(yán)格控制。如果在素填土和淤泥等土層內(nèi)操作，則選擇抽筒錘擊鉆進(jìn)作業(yè)方案，套管護壁。如果是流砂層，當(dāng)流砂涌入過快，則要先下套管，然后在套管內(nèi)撈砂鉆進(jìn)。對于基巖層的采樣，按照泥漿回轉(zhuǎn)巖芯法開展鉆進(jìn)作業(yè)。

（2）取樣。根據(jù)建筑巖土工程勘察技術(shù)要求，對于控制性鉆孔，采集Ⅰ級原狀土樣，鉆孔直徑大小為110mm，運用干鉆法作業(yè)。采樣前，認(rèn)真檢查取土器的性能，保證滿足作業(yè)的需求。在放入取土器之前，則要做好清孔處理，孔底殘留土厚度不可以>5cm。當(dāng)下放取土器時，認(rèn)真核對孔深和鉆具的長度，利用靜壓的方案采?、窦壴瓲钔粒蓸雍筮M(jìn)行處理，做好密封和保存，及時送去檢測。

（3）現(xiàn)場測試。結(jié)合建筑現(xiàn)場的情況，分析測試方法是否適用，在黏性土和粉土以及砂、風(fēng)化巖層、土內(nèi)，開展標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，在圓礫和礫砂層內(nèi)開展重型圓錘動力觸探試驗。在部分鉆孔內(nèi)，開展剪切波速試驗。本次建筑巖土工程勘察作業(yè)中，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，使用的落錘重量為63.5kg，操作時落距為76cm，貫入器對開管長度為60cm，內(nèi)外徑分別為35mm 和51mm，管靴長度為76mm，使用準(zhǔn)42mm 鉆桿。通常來說，在控制孔內(nèi)操作，當(dāng)鉆到試驗標(biāo)高上15cm 位置，進(jìn)行殘土的清理處理，之后開展試驗。使用自動脫鉤自由落錘法，并且減少導(dǎo)向桿和錘間的摩阻力。組織開展的重型圓錐動力觸探時，使用的落錘重量為63.5kg，使用準(zhǔn)42mm 鉆桿。根據(jù)操作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)對操作的規(guī)范化控制，保證技術(shù)應(yīng)用的效果。在剪波切速試驗中，采用單孔法測試，嚴(yán)格保證操作的規(guī)范性，獲得相應(yīng)的結(jié)果。

2.4 勘察結(jié)論

經(jīng)過建筑巖土工程勘察得到以下結(jié)論：①擬建場地在勘察深度范圍內(nèi)，現(xiàn)場地層的分布比較規(guī)則。②現(xiàn)場存在一定的起伏，除了上部填土之外沒有發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)作用。③建筑工程場地內(nèi)的地下水，屬于孔隙水和微承壓水。其中，孔隙潛水給建筑工程建設(shè)有著一定的影響。根據(jù)地下水水質(zhì)分析資料得知，現(xiàn)場的土和地下水給混凝土結(jié)構(gòu)會造成微腐蝕，當(dāng)長期處于浸水和干濕交替的狀態(tài)下，給鋼筋造成的也是微腐蝕性[1]。

3 民用建筑中巖土工程勘察技術(shù)的應(yīng)用策略總結(jié)

3.1 優(yōu)選勘察技術(shù)

隨著勘察技術(shù)的發(fā)展，涌現(xiàn)出很多新技術(shù)和新手段，為建筑巖土工程勘察工作的開展，提供了技術(shù)支持和保障。由于建筑現(xiàn)場的情況不同，適用的技術(shù)方法差異，為保證勘察工作的質(zhì)量，要求做好技術(shù)操作的優(yōu)選，保障勘察結(jié)果的真實性和準(zhǔn)確性。一般來說，常用的勘察技術(shù)如下。

（1）物探技術(shù)。采用鉆孔波速測試法（圖4），掌握巖體土體的詳細(xì)情況，為工程設(shè)計和施工提供支持?？刹捎脝慰撞ㄋ贉y試法，采集巖土參數(shù)信息，精準(zhǔn)判斷場地的類型。從方法的應(yīng)用分析，可精準(zhǔn)判斷與評價地基的振動特性，為工程的抗震設(shè)計提供支持。組織開展測試時，必須做好垂直間距的控制，保障技術(shù)的應(yīng)用效果。采用場地微振動測試技術(shù)，可提高抗震設(shè)計的質(zhì)量，高效化完成對場地微震動的測試，掌握脈動幅度和相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而劃分現(xiàn)場的地震區(qū)。除此之外，還可以通過室內(nèi)外測試獲得各類數(shù)據(jù)信息，得到更加完整的數(shù)據(jù)信息，為巖土工程設(shè)計和建筑建設(shè)提供支持[2]。

圖4 波速測試法原理

（2）地理信息系統(tǒng)（圖5）。建筑巖土工程勘察作業(yè)任務(wù)繁重，涉及的內(nèi)容很多，引入科技手段，借助地理信息系統(tǒng)，獲得完整的勘察信息，助力勘察設(shè)計和施工。采用的地理信息系統(tǒng)，很多功能都在日益完善，包括輸入功能、編輯功能、屬性數(shù)據(jù)功能，并且支持圖形數(shù)據(jù)的分析。利用地理信息系統(tǒng)，支持地質(zhì)資料的輸入以及查詢，同時還支持可視化綜合動態(tài)查詢以及檢索功能，最大程度上保障勘察信息的完整性、真實性、可靠性，為相關(guān)工作的開展提供支持，保障決策的科學(xué)合理性[3]。

圖5 地理信息系統(tǒng)

（3）遙感技術(shù)（圖6）。建筑巖土工程勘察實踐中，采用遙感技術(shù)手段，能夠擴大探測范圍，增加信息量。與此同時，采用各類技術(shù)手段，采集各類信息，做好動態(tài)化監(jiān)測，實現(xiàn)信息的有效存儲和傳輸，全面掌握勘察資料，助力各項工作的高質(zhì)量開展。

圖6 遙感技術(shù)

3.2 做好技術(shù)操作的控制

為保證勘察工作的效率和質(zhì)量，要求嚴(yán)格做好建筑巖土工程勘察技術(shù)操作的控制，切實保障數(shù)據(jù)信息的完整性和準(zhǔn)確性，為建設(shè)安全和質(zhì)量提供保障。實踐中，根據(jù)建筑巖土工程勘察技術(shù)方案，準(zhǔn)備所需的各類資源，高質(zhì)量組織開展勘察作業(yè)，強化技術(shù)操作的規(guī)范性控制，切實保障勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實性，助力建設(shè)工作高質(zhì)量開展。事前，結(jié)合勘察工作的需求和安排，組織所需的設(shè)備和人力資源，助力勘察業(yè)務(wù)的開展。對使用的勘察儀器設(shè)備，則要做好維護和檢查，保證儀器設(shè)備的性能達(dá)標(biāo)，防范勘察問題的出現(xiàn)[4]。在巖土工程勘察過程中，做好環(huán)境因素和人員因素等的控制，避免給勘察技術(shù)應(yīng)用效果造成不良影響，切實保障勘察結(jié)果的真實性。嚴(yán)格規(guī)范化開展勘察工作，獲得全面完整的數(shù)據(jù)資料，形成高質(zhì)量的勘察報告，助力工程的建設(shè)和管理。

3.3 落實數(shù)據(jù)信息檢查工作

建筑巖土工程勘察報告的質(zhì)量，與采集的資料和信息準(zhǔn)確性，有著很大的關(guān)系。為保障勘察工作高效化開展，要求認(rèn)真落實數(shù)據(jù)信息檢查工作，全面排查問題數(shù)據(jù)，掌握巖土工程資料的實際情況，分析存在的問題，采取補勘或者其他處理方法，保障勘察報告的質(zhì)量。根據(jù)勘察工作的要求和管理實際，形成科學(xué)合理的勘察管理制度，認(rèn)真落實各項管理措施，切實保障勘察技術(shù)的應(yīng)用價值，創(chuàng)造更多的效益，助力建筑工程安全高質(zhì)量建設(shè)[5]。將勘察質(zhì)量控制與建筑巖土工程勘察相互結(jié)合，強化技術(shù)操作的規(guī)范化控制，并且嚴(yán)格控制各類影響因素，獲得高質(zhì)量的勘察結(jié)果，為工程建設(shè)提供支持。

4 結(jié)語

綜上所述，巖土工程勘察技術(shù)的應(yīng)用，獲得完整的資料信息，可為民用建筑高質(zhì)量建設(shè)提供支持，具有推廣應(yīng)用的價值。在勘察工作中結(jié)合建筑現(xiàn)場的情況，優(yōu)選巖土工程勘察技術(shù)，形成科學(xué)合理的方案，指導(dǎo)勘察工作規(guī)范化開展，獲得完整的數(shù)據(jù)信息，形成勘察報告，助力工程設(shè)計和建設(shè)，保障工程的質(zhì)量和安全。