試論建筑工程巖土勘察的技術應用

吳吉

（貴州省建筑工程勘察院，貴州 貴陽 550000）

引言

隨著社會的發展，許多工民建筑不斷崛起，而巖土工程勘察是工程建設中必不可少的環節，其主要目的為如實弄清擬建場區水文地質和工程地質條件,提供準確的巖土工程特性指標和地基基礎設計參數，對建筑場地進行穩定性和適宜性評價，并提出經濟合理的巖土利用、整治、改造的建議和方案。所以，筆者結合實際工作對巖土工程勘察存在的問題進行了以下分析，希望能給予相關專業人士給予借鑒。

1 工程概況

某建筑工程為一棟8層建筑物，呈矩形，長約43.6m，寬約28.8m，總建筑面積10224.03m2，有一層地下室，框架結構。

2 巖土工程勘察關鍵技術措施

2.1 勘察方案部署及勘察手段

勘探孔深度及間距根據基礎形式及結構形式的不同，勘探深度也會不同。由于地基復雜程度不同，勘探點間距不同。在勘探時遇復雜地基情況，應按規范要求加密勘探點，不能局限于經濟或時間等因素而堅持原勘探方案不變，事畢難以查明場地工程地質情況，埋下工程隱患。對于高層建筑，勘探孔間距要比一般建筑的小，且比安全等級高的要更小。實際上鉆孔間距主要取決于場地的復雜程度，即場地是否存在暗溝、塘等異常帶，保證鉆探所揭露地層能準確反映水平和垂直方向土質情況及地下水賦存形態等，而不是建筑物安全等級決定孔距，當然布孔位置也要考慮到擬建建筑物的條件，如在主體建筑角上、荷載和建筑體形變異較大處應有勘探點進行控制；另外對于不同地貌交界處也應加密勘探。勘探孔深度總結如下：天然地基。控制孔深(m)=基礎埋深+地基壓縮層厚度；一般孔深(m)=基礎埋深+0.7倍的基礎寬度(并應小于2/3壓縮層厚度)。樁基。控制孔深(m)=基礎埋深+預計樁長+樁端平面下壓縮層厚度一般孔深(m)=基礎埋深+預計樁長+5m。另外，當場地或場地附近沒有可信資料時，至少要有一個鉆孔滿足地震場地劃分對覆蓋層厚度的要求。

本次勘察主要采取鉆探、標貫試驗和室內土工試驗相結合的方法，共完成鉆孔14個。其中建筑物部分鉆孔6個，控制性鉆孔4個，孔距22.00m～29.0m，孔深30.10m～30.20m，一般孔2個，孔深25.10m～25.20m;基坑部分鉆孔8個，控制性鉆孔4個，孔距22.50m～32.00m，孔深20.1m～20.30m，一般孔4個，孔深 15.00m～15.20m。現場鉆探采用XY-1型液壓鉆機，原位測試為標準貫入試驗;室內土工試驗主要是常規土工試驗和快剪試驗，以及對地下水樣和地下水位以上的土樣進行室內水質、土質的簡易化學分析試驗。勘探孔的測放采用南方RTK衛星實時定位系統(1+1)，依據海南海口獨立坐標系和秀英高程系確定。

2.2 地基土的工程性能

2.2.1 地形地貌。工程場地原地勢較低，九十年代初經人工填海改造，高程為2.81m～2.38m，地勢寬闊平坦，局部有小水坑，原始地貌屬于濱海灘涂濕地。

2.2.2 區域地質構造背景。擬建場地位于瓊北新生代斷陷盆地北翼，盆地內部受近東西向的馬裊-鋪前斷裂和北西向的海口-云龍斷裂、長流-仙溝斷裂切割，這三條斷裂為海口市的主要基底斷裂。

其中近東西向的斷裂控制著盆地的形成與發展，北西向斷裂控制著內部次級構造的形成與發展，據海南省區域地質資料記載該斷裂已超出與本工程場地的安全避讓距離。

2.3 地下水測定

實際位量測存在以下幾個問題：

2.3.1 應同時觀測地下水位，量測時間須在最后一個鉆孔施工24h后。

2.3.2 地下水位觀測應考慮周圍地下水開采情況的影響，若量測時間正好處于附近抽水井抽水下降漏斗時，所量測到的地下水位肯定偏深。

2.3.3 水位量測應與鉆孔坐標、標高回測相結合。我們知道勘探孔口周圍地面實際不是一個水平面，水位量測參照孔口位置不同，水位埋深也不一樣，因此而產生的誤差幾厘米是難以避免的，這根本無法滿足按規范要求地下水位量測精度為±2cm的要求，也更無法測定地下水的正確流向。解決方法是孔口坐標、標高回測，同時以標高回測時的孔口位置為準向下量測地下水位深度。

2.3.4 要分析近年地下水的變化幅度以及歷史最高水位、最低水位。

2.3.5 鉆孔深度范圍內有2個以上含水層時，應分層量測水位，在鉆穿第一含水層(到下一含水層之前)并進行靜止水位觀測之后，采用套管隔水，抽出孔內存水，變徑鉆進，再對下一含水層進行水位觀測。這樣量測到的水位才是含水層分層水位。

本次勘察所揭露主要的含水層有兩層，第一層賦存于①層雜填土、②層含粘性土細砂中，第二層賦存于⑤層中砂中。第一層地下水屬第四系松散沉積地層孔隙潛水，其補給來源是大氣降水和河、海水，排泄途徑主要是地表蒸發或排入河、海中;第二層地下水屬第四系松散地層孔隙潛水，補給來源主要是大氣降水和層間越流補給，排泄途徑為側向逕流和人工開采。本次勘察期間測得地下水穩定水位埋深為0.20m～1.10m。由于擬建場地近臨海甸溪入海口，因此場地第一層地下水主要受海水潮汐和季節性變化之影響，根據地區水文地質資料，地下水的年變化幅度為0.80m左右。

3 巖土工程勘察技術存在的通病

3.1 勘察資料過于地質化。由于部門長期的條塊分割，勘察、設計分散作業，加之巖土工程規范制定和新技術、新方法應用的滯后，以及專業設置過細，巖土工程本身的特殊性等原因，設計與勘察之間脫鉤多，使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現，而且勘察也較難參與設計的全過程；設計人員也因知識的局限，很難深層次理解巖土工程勘察信息，因而勘察成果在設計中的轉化率較低，造成許多不應有的浪費和損失。

3.2 數字化勘察技術。隨著計算機圖形處理技術的完善，已經完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數字化、巖土工程數據庫管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質解釋以及空間分析和預測、地學統計和圖形可視化的一體化系統，繼而發展成為現代化、信息化為一體的巖土工程勘察數字化新體系。

3.3 勘察信息數字化程度低。勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主，內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準確理解，另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。

4 地基與基礎方案

本場地所揭露的地基土除①層是必須挖除的人工填土外，第②層、③層土是承載力小于100kPa的軟弱土，質軟易產生液化和震陷，對于擬建為一層地下室高度為8層的建筑物來說，是不能采用天然地基淺基礎的，因此根據本地區的工程經驗，可采用復合地基筏板基礎或樁筏基礎。

4.1 復合地基。本場地地基土適宜選擇干法水泥土攪拌樁，即采用粉噴樁對地基土進行加固，加固深度須超過軟弱層的埋置深度約12.50m，以下進入第④層不少于2.00m即可，樁徑φ=500mm，有效樁長為10.0m(減去地下室深度)，采用等邊三角形布樁，樁距由設計部門根據其荷載確定，復合地基承載力可通過計算進行估算，最終設計依據載荷試驗結果確定，具體必須按《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2002)執行。加固后形成復合體地基承載力不少于160kPa，可以滿足8層樓房上部荷載要求。

4.2 樁基礎

本場地亦可采用樁基礎，以⑤層中砂或以下地層作為樁端持力層，可選用高強度預制樁，采用靜壓法施工。基樁直徑一般為400mm～500mm，樁端要求進入持力層的深度為1.5d(樁徑)。預制樁設計參數和單樁豎向極限承載力估算可參考表2。單樁極限承載力估算以⑤層中砂為據，設計部門可根據上部結構荷載大小具體確定為準。估算時未考慮土層震陷和液化產生的負摩阻力的不利影響，因此設計時應以試樁結果為依據。

總結

場地開闊而平坦，沒有發現全新世活動斷裂、滑坡、土洞、巖溶等不良地質作用，在強震時存在易產生震陷的軟土。因此，當選擇適當的地基基礎方案才能適宜本工程建設。

[1]巖土工程勘察規范(GB50021-2001)[S].

[2]建筑地基基礎設計規范(GB50007-2002)[S].