巖土工程勘察與地基施工處理技術(shù)分析

蔣子龍

(河北中色華冠巖土工程有限公司 河北廊坊 065201)

在現(xiàn)代建筑工程施工中，巖土工程勘察是基礎(chǔ)建設(shè)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在施工前，承建單位必須派遣專業(yè)技術(shù)人員對工程施工區(qū)域進行全面的地質(zhì)勘察，從而在滿足工程要求的基礎(chǔ)上，制訂完善的施工規(guī)劃。對于建筑工程施工而言，地基施工技術(shù)與工程最終的安全性有著直接聯(lián)系，而巖土工程勘察則可以為地基施工處理提供支撐。因此，承建企業(yè)需要正確認識到巖土工程勘察的重要意義和價值，并以此為基礎(chǔ)，對地基施工處理技術(shù)進行持續(xù)細致的研究，在兩者有效結(jié)合的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)建筑地基結(jié)構(gòu)建設(shè)能力的提升。就建筑工程施工前的巖土工程勘察來說，可將其分為3個階段：可行性研究調(diào)查、初步調(diào)查和詳細調(diào)查。在收集、分析和處理一系列詳細的數(shù)據(jù)后，可以確保建筑基礎(chǔ)施工的穩(wěn)定性。

1 巖土工程勘察與地基結(jié)構(gòu)處理技術(shù)之間的聯(lián)系

通過實際應(yīng)用，證明了巖土工程勘察對地基結(jié)構(gòu)的處理技術(shù)選擇具有重要的指導(dǎo)意義，前者為后者提供了詳盡的數(shù)據(jù)資料支撐，從更為科學、合理的角度來完成地基承載能力的改善工作，改變施工區(qū)域的地基土層結(jié)構(gòu)。通過前期的巖土工程勘察，能夠?qū)Φ鼗姆€(wěn)定性展開合理的預(yù)測和綜合分析，為今后的施工作業(yè)提供可靠的資料。提高巖土工程勘察的工作效率和質(zhì)量，是不斷優(yōu)化和改進地基結(jié)構(gòu)處理技術(shù)的重要前提，同時也為施工隊伍調(diào)整基礎(chǔ)施工工藝提供了依據(jù)[1]。施工單位可根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，采取更具針對性的施工工藝，完成地基結(jié)構(gòu)的整改，確保工程質(zhì)量及社會效益。

2 巖土工程勘察概述

在建筑工程前期準備階段，巖土工程勘察是重中之重的一項工作，相關(guān)的工作人員需要在項目施工前，對于施工現(xiàn)場展開詳盡的地質(zhì)環(huán)境分析，依托工作人員在自身的專業(yè)性與相關(guān)的專業(yè)設(shè)備，對施工區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境條件與特征展開收集與分析，并在此基礎(chǔ)上對可能影響施工質(zhì)量的影響因素加以明確，從而確定正式施工中需要著重考慮的內(nèi)容。從整體上來說，巖土工程勘察可分為以下幾個步驟。

2.1 土壤顆粒比重試驗

在巖土工程勘察中，土壤顆粒比重試驗是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目標是對土壤顆粒的各項指標進行分析。從順序上來說，土壤顆粒比重試驗需要優(yōu)先于干土質(zhì)量測定之前。其操作原理是將重瓶、水與干土的重量進行數(shù)據(jù)對比，從而得出土壤中的顆粒比重[2]。然后將土壤顆粒、水、空氣等分成不同的體積，得到的容積率將作為后續(xù)穩(wěn)定化的指標，也是進行孔隙比與飽和度計算的重要參數(shù)，這將對地基的設(shè)計方案產(chǎn)生重要的影響。經(jīng)過以上分析，施工單位必須通過專業(yè)機構(gòu)進行土粒比重測試，以保證最后測試的精確度。在試驗中，需要盡可能地使用專業(yè)的設(shè)備進行計算，降低人為因素對最終數(shù)據(jù)的影響。

2.2 工程地質(zhì)試驗

該步驟具體指的是對施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況進行全面分析，依托綜合勘測定位，相關(guān)的勘測人員可以有效把握好勘察結(jié)果，提升勘察工作的質(zhì)量，減少其他因素對測量結(jié)果的影響。這一環(huán)節(jié)所獲取的詳盡數(shù)據(jù)，將為后續(xù)工程施工中的地基結(jié)構(gòu)處理技術(shù)的選擇與調(diào)整奠定良好的基礎(chǔ)。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，工程地質(zhì)測量方式也發(fā)生了變化。新一代的 GPS技術(shù)在巖土工程勘察中的運用，使勘察工作的效率和質(zhì)量得到了明顯提高。把新的測量技術(shù)和地質(zhì)調(diào)查活動結(jié)合起來，將有效提升最終的檢測準確性，也提升了工作人員對于測量對象的把握，從而明確最終的測量覆蓋范圍與深度，有效降低不利因素對于結(jié)果的影響。目前，對大型的建筑工程項目的巖土工程勘察工作得到了較快發(fā)展，而小型工程受規(guī)模及技術(shù)、人員的影響，則最終的勘察結(jié)果精度較差，對工程最終的影響較大。

2.3 巖土工程勘察與取樣

在巖土工程勘察階段，取樣的目的是對施工區(qū)域內(nèi)的巖土地質(zhì)條件加以明確，在這一階段，勘察與取樣是兩個不同的部分，需要將兩者結(jié)合起來，從而對施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件和環(huán)境加以了解，從而有效完善后續(xù)的施工處理方案。在這一階段，勘察取樣工作分為鉆探、井探、物探3種模式。在這3種模式中，較為常見且應(yīng)用范圍廣泛的為鉆探。常用的鉆探技術(shù)有鉆井法和沖擊鉆法，其主要內(nèi)容是鉆探與取芯[3]。而相比之下，井探更適合于勘探淺部的作業(yè)，其費用消耗相對比較高。而物探則是依靠先進的儀器完成勘察取樣工作，該模式不僅技術(shù)難度大，而且造價昂貴，其適用范圍相對較窄。

2.4 巖土工程評價環(huán)節(jié)

在巖土工程勘察中，施工人員應(yīng)盡量獲得巖土工程的相關(guān)參數(shù)，以便科學、全面地評價巖土工程。相關(guān)操作人員在實際作業(yè)期間，需要盡可能對目標區(qū)域的地質(zhì)、土壤狀況展開客觀分析，以實現(xiàn)該地區(qū)的地質(zhì)承載能力和穩(wěn)定性的科學測算。常規(guī)情況下，評價環(huán)節(jié)將對基礎(chǔ)工程方案進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)降低工程造價的目的。

3 巖土工程勘察要點

3.1 巖土工程試驗

在工程地質(zhì)勘探中，巖土工程試驗是一個主要內(nèi)容，相關(guān)的工作人員需要根據(jù)工程建設(shè)的最終目標，對所確定的地區(qū)進行全面的地質(zhì)調(diào)查，以獲取較為完整的資料進行整理和分析。在勘察階段，可借用各種技術(shù)手段和裝備進行地質(zhì)的劃分和分析。

3.2 利用測量技術(shù)進行項目全面布局

在巖土工程勘測工作中，測量點的分布與地質(zhì)條件有著密切的關(guān)系。在實際勘察作業(yè)中，相關(guān)人員可使用空間測量技術(shù)來完成勘測，其應(yīng)用難度低、覆蓋范圍廣、測量精度低且過程也更為便捷，通過該技術(shù)，可以快速地完成對巖土條件的準確分析與判斷。因此，空間測量技術(shù)得到了廣泛的使用，各種巖土工程勘測單位可以將所獲得的詳盡數(shù)據(jù)集合起來，搭建起完備的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)庫，從而為后續(xù)的建筑工程建設(shè)與施工奠定下良好的基礎(chǔ)。這也意味著建筑工程施工與巖土工程評價之間存在密切關(guān)聯(lián)。

3.3 工程地質(zhì)調(diào)查報告

針對地質(zhì)情況數(shù)據(jù)資料的客觀性解釋與信息就是工程地質(zhì)勘察報告，其也將針對可能會存在的變化與對工程項目產(chǎn)生的影響，根據(jù)詳盡的報告提出相對應(yīng)的建議，并為工程建設(shè)方案的優(yōu)化提供幫助。

3.4 巖土工程評審

相關(guān)的巖土工程勘察單位應(yīng)注重總體工作的客觀化，注重評價方法的有效性和質(zhì)量，以達到對項目成本的有效控制。特別要強調(diào)的是，評審工作需要與設(shè)計工作保持一致性，在勘察報告的基礎(chǔ)上，進行基礎(chǔ)工程規(guī)劃的持續(xù)改進。

4 巖土工程勘察的必要性

在進行巖土工程勘察的過程中，由于建筑工程所處區(qū)域不同，因此所面對的地質(zhì)對象也存在一定的差異，因此工作人員在勘察期間所獲取的信息也會存在較大差異。因此，為了確保最終的數(shù)據(jù)結(jié)果的準確性與使用效益，工作人員應(yīng)在實踐中改進程序和方法，以滿足實際勘察工作的需求[4]。巖土工程勘察工作包含了多個部分，共同保障了最終勘察結(jié)果的準確性，而以此作為基礎(chǔ)將為建筑工程的地基結(jié)構(gòu)處理提供詳盡的數(shù)據(jù)支撐。

就建筑工程建設(shè)實施來說，巖土工程勘察與其全生命周期存在著直接關(guān)聯(lián)，在施工期間，每個環(huán)節(jié)與作業(yè)環(huán)節(jié)，都會受到巖土工程勘察的影響，從效能角度而言，該工程實施可以確保工程設(shè)計的合理性，確保工程施工的安全性，同時也將提升對整個工程周期的把控能力。

在巖土工程勘察前，準備環(huán)節(jié)對于最終的數(shù)據(jù)結(jié)果也產(chǎn)生直接影響，需要從以下3 個層面展開準備工作：一是需要對相關(guān)文件加以確認，確定下勘察綱要，對即將勘察區(qū)域制訂出詳細的平面布局與方案規(guī)劃；二是需要針對所要勘察區(qū)域的水文條件、氣候環(huán)境展開前置性收集，了解將要勘察區(qū)域是否存在地質(zhì)災(zāi)害問題，從而明確巖土工程勘察工作的詳盡內(nèi)容與相關(guān)標準；三是根據(jù)特定的地質(zhì)情況和特殊的建筑結(jié)構(gòu)要求，進行相應(yīng)的準備，以便可以根據(jù)實際需求，對勘察作業(yè)的最終強度與注意點進行調(diào)整。

5 常見不良地基類型解析

在探究地基施工處理技術(shù)時，需要明確常見的不良地基，以下是我國范圍內(nèi)常見的不良地基類型。

5.1 軟土地基

我國不同區(qū)域之間的地質(zhì)條件存在較大差異。就現(xiàn)階段建筑工程的建設(shè)情況來看，軟土地基是我國南方地區(qū)普遍存在的一種不良地基類型之一，特別是在土水匯聚區(qū)大范圍存在。軟土地基因其水分含量較高，具有較高的塑性、抗變形能力，其內(nèi)部孔隙較多，直徑較大等顯著特征。在受到外力的情況下，土體會發(fā)生較大的形變，其體積的變化也比較顯著，在施工中很容易發(fā)生不均勻的沉降問題，對于建筑工程地基結(jié)構(gòu)處理產(chǎn)生的影響較大，需要有針對性地進行處理。

5.2 膨脹土

膨脹土對建筑工程施工的影響同樣是非常大的。研究發(fā)現(xiàn)，膨脹土主要是由蒙脫石組成的，它的吸水性能很好。在膨脹土吸水時，其體積會急劇膨脹，但在脫水后，它的體積也會急劇縮小。在變化過程中，膨脹土的物理結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生變化。一般來說，膨脹土大多處于缺水狀態(tài)，呈現(xiàn)出高塑性黏土、強承載能力的特點，在外界水進入之后，則會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)反復(fù)變化，對于原有的工程結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較強的破壞力，尤其在大量吸水之后，會影響土質(zhì)本身的解耦股強度，造成地基結(jié)構(gòu)干縮裂縫問題，最終影響工程質(zhì)量，需要做出針對性的處理[5]。

5.3 濕陷性黃土

這種土壤對工程施工的主要影響表現(xiàn)為遇水后發(fā)生的不均勻沉降問題，這一問題的出現(xiàn)會造成建筑物出現(xiàn)大面積開裂、下陷，產(chǎn)生較為嚴重的次生傷害，這會加劇地基濕陷性。若是不能采取有效的處理方案，則會產(chǎn)生惡性循環(huán)，對建筑物造成不利影響。該不良地基可以通過樁基礎(chǔ)來進行調(diào)整，將樁頂端支撐于可靠持力層之中，來獲取理想效果。

5.4 凍土

對于建筑工程來說，凍土地基施工包含對地基的防護與改造兩個部分，但是目前對凍土的利用沒有明顯呈現(xiàn)，不具備任何優(yōu)點和實際價值。在工程實踐中，由于凍土發(fā)生的凍脹、溶陷等問題，會導(dǎo)致建筑物發(fā)生非均勻沉降問題，在嚴重時，建筑物會出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象，將會對施工人員造成嚴重的安全威脅，這對于施工單位的經(jīng)濟效益也會產(chǎn)生直接影響。對凍土采取的處理主要是為了規(guī)避后續(xù)危害，常用的處理技術(shù)為架空通風基礎(chǔ)、鋪設(shè)隔離墊或鋪設(shè)熱樁等。凍土的改造也是為了規(guī)避凍脹和融沉問題，確保工程的正常運行，保障工程質(zhì)量?，F(xiàn)階段常用的有換填法、物化學法，與物化學方法相比，換填法擁有更為廣泛的應(yīng)用范圍。

6 建筑工程中常用的地基結(jié)構(gòu)處理技術(shù)

6.1 強夯法

在巖土工程勘察期間所獲取的數(shù)據(jù)資料，將為工程施工提供優(yōu)化手段，依托于地基結(jié)構(gòu)處理技術(shù)，可以對原有施工區(qū)域的地質(zhì)層結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，借此來提高施工現(xiàn)場地質(zhì)層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與承載力，保障建筑施工的順利實施。目前，地基施工處理作業(yè)中常用的手段就是強夯法，其施工操作極為簡單。強夯法的成本降低且能作用于不同土質(zhì)，適用范圍較廣。在強夯法應(yīng)用期間，施工方需要根據(jù)巖土工程勘察工作中獲得的詳盡資料展開設(shè)計與規(guī)劃工作，若是工程對地基有特殊需求，則需要對地基處理技術(shù)展開調(diào)整。在強夯法作業(yè)期間，需要對處理效果展開實時分析，對各項參數(shù)展開試驗與設(shè)計工作。需要注意的是，對于已施工的區(qū)域，也需要及時展開檢測工作，關(guān)注地質(zhì)層的變化情況，以此來規(guī)避可能存在的問題和遺漏區(qū)域。

6.2 預(yù)壓處理技術(shù)

針對軟土地基來說，采用預(yù)壓處理基礎(chǔ)是目前極為常用的方法，但是現(xiàn)階段，建筑工程施工不僅要考慮地址因素，同時也需要對工程施工區(qū)域內(nèi)存在的地下埋管和地下基礎(chǔ)工程做出詳盡的勘察與分析，尤其是當工程施工區(qū)域處于城市內(nèi)時，強夯法并不適用。但是為了對施工區(qū)域的地質(zhì)層情況進行優(yōu)化，可采用預(yù)壓處理技術(shù)來實現(xiàn)對地質(zhì)層的改善，以此來強化地基的承載力與穩(wěn)定性[6]。目前，常用的技術(shù)存在較多類別，舉例來說，真空預(yù)壓模式通過真空壓差減壓現(xiàn)象，來強化施工區(qū)域底層，從而排除原有地層之中的水體。從成效上來說，該技術(shù)的施工成本低、處理效率高、可控性較強，具有較強的優(yōu)勢。

6.3 砂石樁處理技術(shù)

目前，砂石樁處理技術(shù)也是一種很成熟的技術(shù)，其是借用專業(yè)設(shè)備與砂石材料來壓實地基土體，以此來增強施工區(qū)域的承載能力。該技術(shù)的關(guān)鍵點在于增加土層密度，削減原有涂層的壓縮能力和孔隙比，對于松散砂土、絲質(zhì)土、填土區(qū)的處理具有明顯成效。在應(yīng)用該技術(shù)時，需要提前對周邊環(huán)境及建筑物進行調(diào)查分析，一旦發(fā)現(xiàn)問題，需要及時進行施工方案的調(diào)整，根據(jù)具體的地質(zhì)情況變化采用針對性的補償手段，借此來提升砂石樁處理技術(shù)的應(yīng)用效益，保障工程質(zhì)量，同時也將把控好整個工程周期，有助于提升工程效益。

6.4 CFG樁

CFG 樁是一種較為新型、安全的軟土地基加固處理方法，可以用于黏性土、砂土、粉土、人工填土等地區(qū)的工程地質(zhì)改造。在建筑工程施工中使用CFG 樁，需要對作業(yè)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)特征展開詳細分析，通過在原有地層承重中增加一定量的碎石、粉煤灰或水泥，從而對地質(zhì)土層的物理性質(zhì)加以改變，搭建起一種全面復(fù)合地基土層。經(jīng)研究表明：該技術(shù)所形成的復(fù)合地基可以有效提升地層承載力，并能夠有效節(jié)約材料消耗，有助于控制造價。值得注意的是，在該技術(shù)的使用中，前期的試驗工作是不可或缺的，如果未做好前期試驗，一旦樁體發(fā)生質(zhì)量問題，則會影響地基結(jié)構(gòu)處理的結(jié)果，對于工程質(zhì)量與進度也會產(chǎn)生負面影響。

6.5 置換法

當工程場地有大量非均勻軟弱地質(zhì)的情況下，可以采用置換方法。在應(yīng)用該工藝時，為確保地基結(jié)構(gòu)的強度與滲透能力，可選用具有高強度、低壓縮性的材料進行置換，取代原來的地基基礎(chǔ)。在緩沖區(qū)形成后，再進行強夯法作業(yè)。為了有效確保軟土地基穩(wěn)定性及承載力，施工隊伍可以采取逐層、分層夯實的方法，并對更換填料進行有效的質(zhì)量檢驗，從而確保置換法的效益。

7 巖土工程勘察與地基施工處理技術(shù)優(yōu)化研究

7.1 巖土工程勘察的優(yōu)化

在巖土工程勘察環(huán)節(jié)，為了確保所獲取的數(shù)據(jù)信息的準確性與完整性，在實際作業(yè)期間，需要著重落實現(xiàn)場勘查與資料收集工作，對目標施工區(qū)域的地質(zhì)情況、水文條件、地形環(huán)境做出詳盡的調(diào)查與分析。因此，在進行巖土工程勘察工作時，必須針對特定的勘察目標，確定其最終目標，完善施工計劃，控制工程成本，保證資料準確性和指導(dǎo)能力，從而提高勘察機構(gòu)在市場上的競爭優(yōu)勢。巖土工程勘察工作的復(fù)雜性很大，為了減少不利因素的影響，必須全面、準確地處理原始資料，以防止在工程施工初期就發(fā)生方向性的差錯。也要做好試驗分析工作，對土質(zhì)層的物理性質(zhì)做出準確的判斷，在此過程中，需要注意的是，必須保證試驗操作方法的準確性和材料的原始狀態(tài)不受損害。

7.2 地基結(jié)構(gòu)處理的優(yōu)化

地基施工處理技術(shù)的選擇直接關(guān)系到建筑的后續(xù)施工情況，并直接關(guān)系到建筑施工完成后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，施工單位應(yīng)根據(jù)工程實際情況，進行地基結(jié)構(gòu)處理技術(shù)的設(shè)計與選擇。另外，在工地上進行地基處理的試驗時，也需要關(guān)注試驗工作的成效，確保所應(yīng)用的技術(shù)手段都可以發(fā)揮出預(yù)期效果。值得注意的是，在進行地基處理時，也需要考慮材料的損耗、施工進度等內(nèi)容的預(yù)期分析對比工作，從而選擇更為恰當?shù)氖┕すに嚒?/p>

8 結(jié)語

對于建筑工程來說，巖土工程勘察與地基施工處理技術(shù)的選擇之間存在密切關(guān)系，前者為后者的實施提供必要的數(shù)據(jù)支持，從某一角度來說，前者決定了后者是否準確、有效，對工程的安全性、穩(wěn)定性及發(fā)展應(yīng)用存在一定的影響。因此，承建單位需要把握好巖土工程勘察工作的各項環(huán)節(jié)及要點，明確該工作的重要性，采用恰當?shù)募夹g(shù)手段來提升勘察數(shù)據(jù)的精準性，并根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)選擇恰當?shù)牡鼗┕ぬ幚砑夹g(shù)，降低不良地質(zhì)對于工程的影響，提升工程效益。