基于復雜地質條件下巖土工程勘察的探析

■曲肇偉

（九州工程設計有限公司 河南鄭州 450000）

基于復雜地質條件下巖土工程勘察的探析

■曲肇偉

（九州工程設計有限公司 河南鄭州 450000）

我國的國土幅員遼闊且地形多樣，有巖體致密、堅硬且穩定性良好的地質條件，也有特殊的、復雜多變的地質條件。例如黃土地區，其獨特的地理環境、自然條件賦予其一定的濕陷性，加之黃土區域的下部土質松散，多含碎石類物質，使得該地區的巖土工程勘察工作的困難度大大提升。在復雜的地質條件下進行巖土工程的勘察工作，所面臨的困難、所存在的問題都是普通條件下的數倍，其任務量也繁重很多。因此，如何在復雜地質條件下，對工程區進行巖土工程的勘察是廣大地質工作者潛心研究的重要課題之一。本文介紹了地質條件等級的劃分標準，詳細闡述了在復雜的地質條件下進行巖土工程勘察工作中存在的一些主要問題，論述了復雜地質的地區進行巖土工程勘察的主要策略，并對地下鉆探、巖土勘察的原位測試以及室內試驗等與巖土工程勘探相關的技術進行了深入的分析。

復雜地質巖土工程勘察

1 地質條件等級的劃分

劃分等級 地質條件一級（復雜）巖土種類多，性質變化大，地下水對工程影響大，且需特殊處理；多年凍土、濕陷、膨脹、污染嚴重的特殊巖土，以及其他情況復雜，需要專門處理的巖土二級（中等復雜） 巖土種類較多，性質變化較大，地下水對工程有不利影響；一級地質規定以外的特殊性巖土三級（簡單） 巖土種類單一，性質變化不大，地下水對工程無影響，無特殊性巖土

2 復雜地質條件下巖土工程的勘察中存在的一些主要問題

2.1 野外勘探工作的問題

事實上，在巖土工程的勘探工作中，常由于不能明確了解勘探地區的地層、建筑物的結構和功用等情況，而導致以下幾個方面出現問題：

2.1.1 勘探點的間距以及勘探的深度

（1）勘探點的間距：根據規定，對于復雜地質條件的地基，應加密勘探點，不為后續工程埋下隱患。但在實際操作當中，有的勘探人員仍按照大綱的方案執行，使得相鄰勘探點之間的地層相差甚遠。還有，由于對勘探區的巖土特性不甚了解，隨機根據某一地基的等級就開始進行勘探，而隨后的室內試樣分析常顯示采集到的巖土為濕陷性土、鹽漬土等特殊性的巖土，因此造成地基等級發生改變，從而使得勘探點的間距變得不合理。

（2）勘探的深度：通常情況下，5-6層的磚混結構的住宅，15m的孔深就可以滿足勘探的需求，但若是在有碎石土的地區或是2-3層的建筑物，盲目依據15m深進行勘探，勢必造成資源浪費；而相對的，若存在軟上層，15m的深度明顯無法滿足要求。

2.1.2 原位測試

原位測試的操作非常嚴格：調零過程操作不規范會導致采集的數據不準確；在氣溫和地溫相差很大的夏季和冬季，觸探指標的相差會異常明顯：進行標準貫入的測試時，若孔深與桿長的校正不符合規定，時常不能及時發現標貫器沒有落至測試位置，導致測試結果嚴重失真等。

2.1.3 地下水位的測量以及樣品的采集

在實際進行地下水位的測量過程中，忽視測量的鉆孔周圍滋出地下水的陡壁、抽水井等情況，會導致測得的地下水位非常不準，給工程的施工帶來不必要的麻煩。

試樣在采集過程中，未嚴格按照規范要求進行，從而導致原狀樣的密封不嚴、高度不足、數量不夠、含水量散失等情況出現。

2.2 工程分析評價方面的問題

2.2.1 地基均勻性的評價

在地基均勻性的評價方面，我國的高層建筑根據《高層建筑巖土工程勘察規程》JGJ72-2004進行評價，一般建筑則是按照GB50021-2011進行評價。但由于國家并未出臺相應的評價細則，因此部分單位就參考高層建筑地基均勻性的評價方法為一般建筑地基的均勻性做評價。許多專家都認為此種方法缺乏合理性。

2.2.2 抗震效應的評價問題

抗震效應的評價對于重要的建筑場地來說是必不可少的，然而部分勘察單位進行場地類別、覆蓋層厚度的判定時，常采用所謂的“地區經驗”，而沒有進行專門的地層剪切波速測試，這給工程埋下了隱患。并且在巖土工程的評價中，地基處理后場地的類別、地基土的類別、剪切波速是否改變等情況也很少被重視。

2.2.3 地基的承載力指標的確定

盡管《建筑地基基礎設計規范》GB5007-2011已經取消了查表確定地基承載力值的方法，但是由于經驗不足，無法建立起適合自身的檢測體系，很多地區仍然沿用此方法。有些勘察單位各自為政，甚至故意打著所謂“地區經驗”的旗號，以達到降低承載力指標的目的。

3 復雜地質條件下巖土工程的勘察實踐

3.1 采用創新、先進的巖土工程勘探技術

巖土工程的勘探技術的基本原則是實用性高、針對性強，在復雜地質條件下進行巖土工程的勘察時，為得到有效的巖土層的測量評價指標和相關參數，主要的勘察技術有：工程地質測繪、地質鉆探、原位測試以及室內測試等。

3.1.1 地質測繪技術

巖土過程進行地質的測繪，主要目的是：細致調查、分析工程區域的地形，并深入研究該地區的地貌特點、地層、地質構造以及不良地質等情況，能更好地了解復雜地質條件地區的地貌單元、巖土的性質、巖土分布情況、形成原因及年代等，從而完成巖土層風化程度的鑒定工作等。

3.1.2 巖層鉆探技術

巖層的鉆探可使用100A-D型鉆機、KY一250型鉆機等，鉆探方法可采用泥漿護壁、全部采芯、回轉鉆進等。砂土層的巖芯和粘性土的巖芯的采取率要分別大于75%和90%，對各類土層的宏觀特點要仔細觀察并進行描述。為了對地層結構的分布特點進行更好地研究，應對不同深度的底層進行采樣，之后認真進行分析，并詳細記錄各土層在水平與垂直方向上發生的變化，最終確定巖土工程勘察的相關指標。

3.1.3 原位測試技術

采用靜力觸探測試，使用原裝的液壓靜力觸探探頭完成，并將采集的信息傳至電腦上進行分析、整理。標準貫入的試驗使用標準落錘自由落體法進行時，注意試驗前做好清孔工作，保持錘擊速率在2O次/min左右。也可以采用動力觸探法，該方法能有效確定風化基巖的物理力學指標。

3.1.4 室內試驗技術

即模擬場地環境中可能出現的巖土工程問題，在室內進行針對性地分析試驗。這樣能夠科學地判定與巖土相關的物理力學性質的指標，為工程的評價、分級提供更有效的標準。物理性指標的試驗一般包括：土層物理性質的測定、水質分析、顆粒分析、壓縮試驗、剪切試驗等。

3.2 復雜地質條件下巖土工程的地基的處理技術

我國許多地區的沉積地層的土壤顆粒構成屬于細砂、粉細砂一類，直徑在0.06-0.24mm之間；部分地區表層的砂子含水量低，粉細砂多呈松散狀，不適于作天然地基，因此必須進行必要的處理，主要有以下幾種方法：

（1）墊層法：又稱水墜法，主要應用在黃土地區的松散粉細砂層上。首先，將基坑挖至設計處理的深度，在基坑的兩側設置樣樁，并鋪設砂層，將砂層的厚度控制在0.25m；接著向基坑注水至與砂層齊平的位置；之后向砂子中插入鋼叉并搖勻。若砂子已經沉實，則提出鋼叉，并間隔0.1m重新插入進行搖勻，然后反復。

（2）強夯法：一種有效加固軟土地的方法。因為其施工簡單、速度快、成本低等優點，廣泛應用于地基的處理。通過夯錘下落時產生的巨大沖擊波、能量，地基土層可以很快被夯實，有效降低了砂土的振動液化現象、土地濕陷性以及地基壓縮性，達到地基高承載力、穩定性的雙重目標。

（3）振沖法：主要分為兩種，一種需要添加填充材料(礫石、砂子等)，另一種則不需要，采用就地振密的方法。黃土地區常采用振沖礫石樁的方法，而對于中等、較粗的沙礫地基則振密法使用較多。借助水沖和振動來進行土壤加固的振沖法，常用于振密松砂類的地基，通過振動器帶來的強力振動，松散飽和的砂層得到了一定的液化，再借助振動使得砂粒重新排列，空隙度減小，同時再加回填料，最終實現砂層的擠壓、加密。

4 結束語

進行復雜地質條件的巖土工程勘察工作，不論使用哪一樣技術，都需要進行細致的分析、檢測。通過不斷提高勘察人員的專業知識及技能水平，注重加強傳統勘探技術與新興勘探技術的結合、創新，嚴格遵守、執行相關法律法規的制度和建設程序，使得勘察工作能保質保量完成，以求復雜地質條件的巖土工程勘察工作效果愈來愈佳，我國的基礎設施建設的質量得到快速發展。

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-182-2