巖土工程中的基坑勘察技術(shù)探討

高書存　曾斌

摘要：隨著我國城市化進程的不斷發(fā)展，工程項目施工和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模在不斷擴大，為了保證建筑工程的整體質(zhì)量安全，必須要在建筑施工前期做好巖土勘察工作，加強巖土勘察技術(shù)的研究與應(yīng)用成為當(dāng)前建筑施工所面臨的首要問題。文章對巖土工程中的基坑勘察技術(shù)進行了探討。

關(guān)鍵詞：巖土工程；基坑勘察技術(shù)；工程項目施工；基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；建筑工程 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU195 文章編號：1009-2374（2016）12-0135-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.12.063

巖土工程既是建筑工程中的重要組成部分，也是保證建筑安全質(zhì)量的必要前提，因此，只有加強對巖土工程的重視程度，才能從根本上保證整個建筑工程保質(zhì)保量的進行。由于巖土工程具有一定的隱蔽性，尤其是在基坑勘察、基坑支護等施工方面極易出現(xiàn)施工問題，影響整個工程的質(zhì)量。文章以此為出發(fā)點，分析了巖土勘察中常見問題的成因，并結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)巖土工程的施工技術(shù)要點，對基坑勘察技術(shù)的創(chuàng)新與優(yōu)化進行了探討。

1 建筑施工中巖土基坑勘察存在的問題

1.1 人員技術(shù)素質(zhì)偏低，專業(yè)人才數(shù)量較少

從建筑工程的工作方式上看，巖土勘察屬于前期地下施工，包括基坑勘察、樁基施工、地基開挖等，都需要通過地下巖土施工來完成。由于巖土勘察和巖土施工具有一定的隱蔽性，因此建筑企業(yè)的相關(guān)負(fù)責(zé)人對于從業(yè)人員的素質(zhì)要求也相對放松，這樣一來，由于巖土工程施工的準(zhǔn)入門檻降低，由一些非專業(yè)或是專業(yè)能力不足的人員負(fù)責(zé)基坑勘察工作，其結(jié)果可想而知。一方面是建筑企業(yè)負(fù)責(zé)人對巖土工程的重視程度不足，對于施工人員的要求不嚴(yán)格；另一方面是缺乏定期的技能培訓(xùn)與專業(yè)教育，一些巖土工程從業(yè)人員得不到及時的知識更新，在工程建設(shè)中逐漸與先進水平相脫節(jié)，基坑勘察工作不能為建筑安全服務(wù)，由此引發(fā)了一系列的建筑質(zhì)量問題。

除此之外，綜合性、專業(yè)性的人才隊伍數(shù)量稀少，也是制約巖土工程基坑勘察水平不高的主要原因之一。有些工程人員在長期的基層施工中積累了較為豐富的經(jīng)驗，但是缺乏系統(tǒng)性的理論指導(dǎo)，因此很難在技術(shù)上有所突破，而另一些相關(guān)專業(yè)的高校畢業(yè)生雖然理論知識儲備豐富，但是沒有過多地接觸實踐操作，在短時間內(nèi)也不能很好地為巖土工程勘察技術(shù)的提升起到幫助作用。因此，人才數(shù)量和質(zhì)量不足，是制約基坑勘察技術(shù)發(fā)展的主要因素。

1.2 勘察技術(shù)水平有限，勘察設(shè)備相對落后

巖土工程關(guān)系到整個建筑工程的質(zhì)量與安全，因此做好建筑區(qū)域的巖土土體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)特點以及斷層帶形態(tài)的分析具有非常重要的作用。但是從建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀看，雖然現(xiàn)有的勘察技術(shù)能夠滿足基本的工程建筑需要，但是對地下地質(zhì)形態(tài)的勘測還不夠成熟和完善。首先，基坑勘察對于細(xì)節(jié)準(zhǔn)確性要求程度較高，例如巖土成分分析、地下水位判斷等，而現(xiàn)有的勘測設(shè)備測量精確度有限，因此很難保證勘查結(jié)果的百分百準(zhǔn)確，而事實上，即便是基坑勘察中的一些小失誤，也極有可能給建筑安全留下隱患，因此，基坑勘察設(shè)備的落后，是影響巖土工程質(zhì)量的重要因素；其次，我國幅員遼闊，不同區(qū)域間的地質(zhì)、巖土情況差別很大，甚至是同一建筑區(qū)域的巖土土體結(jié)構(gòu)也各不相同，在基坑勘察時，不僅要區(qū)分巖土的地質(zhì)形態(tài)，還要準(zhǔn)確劃分巖土分化界面，這就對現(xiàn)行的巖土勘察技術(shù)提出了較高的要求，對于一些中小型的建筑企業(yè)來說，由于資金、技術(shù)、人員等各方面因素的欠缺，很難保證巖土基坑勘察的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。

2 巖土工程中基坑勘察的技術(shù)分析

2.1 勘察方法

現(xiàn)階段巖土工程中常用的基坑勘察方法有工程地質(zhì)調(diào)查法、鉆探取樣法、室內(nèi)水土試驗法等，在選用具體的勘測方法時，要結(jié)合巖土工程的實際需要，以有利于工程建設(shè)和建筑安全為標(biāo)準(zhǔn)，兼顧勘察技術(shù)和勘察設(shè)備等方面的要求。具體來說：（1）工程地質(zhì)調(diào)查法主要適用于普通地質(zhì)區(qū)域的建筑工程，在前期進行建筑區(qū)域巖土取樣分析后，如果確定該區(qū)域的巖土土體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)成分以及水文條件都符合建筑施工標(biāo)準(zhǔn)，不需要額外采取施工保護和防范措施，在這種情況下，建筑區(qū)域的土壤成分相類似，隨機抽樣的巖土具有較高的代表性，即可以選用工程地質(zhì)調(diào)查法；（2）鉆探取樣法主要適用于地質(zhì)成分相對復(fù)雜、地下水位變化頻繁的巖土工程。在這種條件下，由于巖土結(jié)構(gòu)的變化較為明顯，采取普通的地質(zhì)取樣法所測量到的結(jié)果誤差范圍較大，很難為后期的建筑工程施工起到參考作用。因此，通過對建筑區(qū)域進行鉆孔取樣，分析基坑深部土壤成分，并在此基礎(chǔ)上推測出該區(qū)域的深層地質(zhì)條件，確定土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度。

2.2 勘探孔

巖土工程中基坑勘察所用到的勘探孔根據(jù)功能的不同，可以分為控制性孔與一般性孔，兩種勘探孔的使用根據(jù)巖土工程的具體操作需要也有所變化，但是總體上來說，一般性孔的數(shù)量約為控制性孔的兩倍，并且兩種勘探孔在使用上呈現(xiàn)出交叉出現(xiàn)的布置。隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展，對基坑勘察提出了更高的要求，因此勘探孔的分類也更加細(xì)化，在原有的兩種勘探孔基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了取土標(biāo)貫孔和靜力觸探孔，從而滿足了不同巖土工程中基坑勘察工作的需要。從嚴(yán)格意義上來說，取土標(biāo)貫孔是控制性孔的一種分支，取土標(biāo)貫孔的施工流程是首先確定該巖土工程中的土質(zhì)情況，然后在需要進行基坑勘察的部門進行標(biāo)注打孔，這種施工方法的優(yōu)點在于保證了勘探孔的準(zhǔn)確度。相對應(yīng)的靜力觸探孔則是一般性孔的分支之一，其施工流程是通過基坑開挖、基坑取樣和成分分析等工作，確定勘探孔的布置位置，從而更好地發(fā)揮了勘探孔的勘察作用。

2.3 鉆探取樣和原位測試

鉆探取樣和原位測試是基坑勘察中的重要手段，其主要是針對巖土工程基坑開挖范圍內(nèi)分布的人工填土、淤泥質(zhì)土、黏性土、砂性土、殘積礫質(zhì)黏性土、下臥基巖等巖土體進行取樣與測試。鉆探取樣可直觀地反映所揭示的地質(zhì)特征，可穿透軟弱地層；鉆孔的數(shù)量及深度根據(jù)有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定，結(jié)合實際地層情況確定，在具體工作中，如地層變化較大，下部巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)較差且設(shè)計要求孔深難以滿足持力層設(shè)計要求時，可適當(dāng)增加鉆孔深度。所取巖土樣可在土工試驗室進行系列試驗，以了解各巖土層物理力學(xué)性質(zhì)。

原位測試的方法主要有靜力觸探、十字板試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、重型動力觸探試驗、波速測試、物探等。靜力觸探、十字板試驗是確定軟弱土層性質(zhì)的重要手段。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、重型動力觸探試驗是確定該區(qū)軟土和粗粒組砂土、礫石土、卵石土、漂石土及碎石土物理力學(xué)指標(biāo)和密實程度的重要手段之一，是判別全～強風(fēng)化巖的重要根據(jù)之一。波速測試主要可評定場地類別。物探可有效地查明下臥基巖完整性及巖溶發(fā)育情況。

2.4 抽水試驗

地下水是基坑勘察中的重要工作內(nèi)容，一方面是因為通過地下水抽水試驗，能夠分析地下水成分，判斷地下水的酸堿度和腐蝕性，從而能夠在巖土工程施工時采取有針對性的防腐和防水措施；另一方面，通過地下水抽水試驗還能大體上得出地下水位的變化規(guī)律，從而能夠做好巖土工程中地下水的疏導(dǎo)措施，防止在后期建筑使用過程中地下水上升，使得地基出現(xiàn)不規(guī)則的沉降現(xiàn)象，進而影響整個建筑物的穩(wěn)定性和安全性。因此，在基坑勘察工作中做好抽水試驗和分析，不僅對于巖土工程施工，乃至整個建筑質(zhì)量和安全都有著重要影響。

抽水試驗的具體操作流程為：

做好抽水試驗的準(zhǔn)備工作。根據(jù)巖土工程中基坑劃分面積的大小，可以布置2～3組不同的抽水試驗（為了保證試驗的準(zhǔn)確性，至少要設(shè)置兩組，一個為對照組，一個為試驗組）。每組試驗中都安置相同數(shù)量的抽水孔和檢測孔，為了提高抽水試驗的可觀測性，還可以在檢測孔上布置一根觀測線。在完成上述準(zhǔn)備工作后，開始進行抽水試驗。

抽水試驗的基本步驟：首先是靜水位觀測，即在開始抽水試驗前先將水位進行標(biāo)注和記錄，此時每組抽水試驗的靜水位起點都是相同的；其次是動水位檢測和出水量計算。在開始抽水試驗后，做好出水量的動態(tài)觀察，同時根據(jù)水位變化，每隔30s做一次水位記錄，直到水位相對穩(wěn)定或是變化不明顯為止。為了保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，還可以反復(fù)進行多次試驗，通過測量數(shù)據(jù)計算求出平均值，保證抽水試驗更具有準(zhǔn)確性；最后根據(jù)試驗所得的數(shù)據(jù)和計算結(jié)果，繪制圖標(biāo)，使抽水測驗結(jié)果更加直觀、形象地展示出來，便于相關(guān)技術(shù)人員制定巖土施工計劃。

2.5 深基坑支護

首先改變工程建設(shè)深基坑支護的設(shè)計理念，從我國多年的深基坑支護實踐經(jīng)驗來分析，當(dāng)前在巖土深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計方面還沒有構(gòu)成系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，很多工程都是按照自身施工人員自身的經(jīng)驗來進行施工操作，所以深基坑工程施工設(shè)計必須要消除之前傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)載荷法”，全面地轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計理念，逐步構(gòu)建起以施工監(jiān)測為核心的信息反饋動態(tài)設(shè)計機制；其次是加強對深基坑支護施工質(zhì)量的實時檢測控制，這也是確保深基坑支護施工質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，在深基坑施工之前，有關(guān)的技術(shù)人員必須要非常了解和熟悉施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況，同時確保供水系統(tǒng)的正常運作。在施工過程中不能任意地更改錯桿的位置、長度以及其他方面的相關(guān)數(shù)據(jù)。對深基坑支護工程的施工進行全面實時的監(jiān)控，以此來確保深基坑支護工程的質(zhì)量。

3 結(jié)語

現(xiàn)代建筑行業(yè)的不斷成熟和完善帶動了基坑勘察技術(shù)的發(fā)展。國內(nèi)基坑勘察技術(shù)在人員、技術(shù)和裝備上與國際先進水平仍然存在差距，這就給建筑行業(yè)的技術(shù)人員提出了更高的要求，一方面要緊跟行業(yè)發(fā)展步伐，不斷吸收和借鑒國外先進的施工管理理念，引進先進的勘察裝備和勘察技術(shù)；另一方面也要加強從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的模式轉(zhuǎn)變，在借鑒與模仿中探尋出符合國內(nèi)建筑實際的基坑勘察技術(shù)。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）