談幾種常見特殊性巖土場地勘察時應注意的問題

楊 凱

(中國有色金屬工業西安勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710054)

0 引言

土體的多相性決定了其工程特性的復雜性，各類工程建設均與土體有密切的聯系。巖土工程勘察能夠有效地解決工程建設中與巖土體有關的問題，是工程建設全周期中一個重要的，也是基礎性的階段，其成果資料對工程建設具有非常重要的指導作用。

各類勘察工作的思路與方法手段大體相同，就是在明確工程建設需求的基礎上，通過布置一定數量和種類的專業技術手段，定性或定量評價巖土體自身的工程性質，以揭示其作為工程建設大環境或建筑材料時與結構構件的相互作用。筆者結合自身工作經驗，就工程勘察中遇到的特殊性巖土勘察的注意事項做了整理，并就實際工作中遇到的一些問題做了分析討論，供同行交流。

1 幾種常見特殊性巖土的勘察

1.1 填土

填土是勘察過程中一種常見的特殊土，由于其分布有很大的隨意性，而且密度變化大、孔隙大、物質成分復雜，其工程性質與土體自身固結時間密切相關。填土地區的工程建設，常出現基礎不均勻沉降、建筑物傾斜等工程問題。例如某道路工程，施工單位在勘察前已進場施工，在施工到某區段時，發現有一寬約50 m的填土坑垂直穿過道路，采用1.5 m厚墊層處理后，半年內該區段道路累計沉陷5次，嚴重影響工程正常運營(見圖1)。后經勘察揭露該區段填土厚度約8 m，松散狀態，最終采用灰土擠密樁法處理后工程隱患才得以消除。

可以看出，填土地基處理方法的選擇尤為重要。填土地基處理的方法很多，較為常見有換填墊層法、強夯法、灰土擠密樁、注漿法、高壓旋噴樁等。因此，填土場地巖土工程勘察應圍繞可能的地基處理方式展開，獲取的參數指標應定量評價各種可能的地基處理方案的處理效果，著重點應放在查明擬建場地內填土的分布范圍、厚度、物質組成、回填時間、密實程度等關鍵因素上，必要時，應取樣做擊實試驗，為地基處理設計提供合理的技術參數。

1.2 黃土

黃土是在干旱或半干旱條件下因陸相沉積而形成的具有特殊工程性質的土，一般具有垂直節理發育、大孔隙等特征，加之孔隙內充填有碳酸鹽，使其多具濕陷性[4]。濕陷性黃土地區進行工程建設，往往會出現地基不均勻下沉、基礎負摩阻力等問題。

濕陷性黃土的強度與其形成原因密切相關，巖土工程勘察時首先應判定黃土土層的形成原因(原生黃土或次生黃土)；其次，在勘察方案布置時應保證探井數量充足、勘探點深度應滿足規范要求，在外業鉆探取樣時應確保土樣質量等級，盡可能減少對土樣的擾動。除此之外，由于黃土的特殊性，在工程施工前對場地進行普探尤為重要，對發現的各類墓、穴、坑、井、洞等均應按有關規定妥善處理。例如咸陽某道路排水工程，某區段進行頂管施工時(管頂埋深9 m)上部土層發生了塌陷，從圖2可明顯看出塌陷處為一空洞。若在施工前能進行普探工作，并對發現的空洞進行處理，就可避免此次事故的發生。

1.3 膨脹性土

由于膨脹性土具有脹縮性，即膨脹土吸水體積膨脹，如膨脹受阻即產生膨脹力[5]；失水體積收縮，造成土體開裂。另外膨脹性土還具有崩解性，遇水后會視土體膨脹土強弱以不同的速度發生不同程度的崩解，造成土體的抗剪強度急劇降低。膨脹土的脹縮性和崩解性決定了土體具有多裂隙性。破壞了土體構造的完整性。除此之外，裂隙間大多充填有灰白或灰綠色黏土礦物，具有很強的親水性，具有軟化土體強度的顯著特性，極易發生淺部滑動。例如，在安康某工程開挖基槽時，基槽淺部出露滑動面，20 min時間內向臨空面滑動了約400 mm，可見清晰的鏡面及擦痕，詳見圖3。

另外，膨脹巖土問題的復雜程度與場地的平坦程度有關，因此在評價地形地貌時應判斷坡地還是平坦場地。除此之外，由于膨脹土邊坡、地基的破壞多與土中裂隙和水有關，因此膨脹土地區的勘察，在通過取樣進行室內試驗的方法判斷其膨脹潛勢的基礎上，著重點應放在地下水的類型、補給條件、水位及變幅以及大氣降雨、地表水集聚、排泄、地溫等資料的獲取上。為滿足地基脹縮型的評價要求，勘探孔深度應大于地區大氣影響深度，且8 m以內必須采取土樣，GB 50112—2013膨脹土地區建筑技術規范對布孔和鉆探取樣有明確的要求。在建議基礎選型和支擋結構類型時，可以借鑒臨近場地或建筑物的變形破壞情況及膨脹防治措施。

2 特殊土巖土工程勘察中一些問題的討論

2.1 關于建筑物類別劃分

建筑物類別劃分關乎地基處理方式，應根據勘察規范、結合工程實際情況劃分。筆者在某1層廁所巖土工程勘察時，根據GB 50025—2004濕陷性黃土地區建筑規范將廁所劃分為丁類建筑，其地基可不處理，后審圖公司以廁所地基易浸水發生濕陷涉及人身安全為由劃分為丙類建筑，其地基應進行處理。在筆者看來，規范對建筑物進行分類的初衷，是讓廣大工程技術人員注重其中較為重要或復雜的因素，集中力量來研究這些因素的不利影響并加以解決。由于規范畢竟要用過去經驗的總結和提煉來指導現在的實際工程問題，帶有一定的探索性，這就使得規范在編制時考慮了一定的安全余度。其實，該廁所劃分為丁類建筑也沒有問題，但應采取結構措施和基本防水措施。

2.2 建筑范圍跨越不同地貌單元的問題

建(構)筑物跨越不同的地貌單元，由于不同的地貌單元地層差異明顯，容易引起地基不均勻沉降，引發工程事故。這就更需要重視巖土工程勘察工作，通過收集區域地質資料，了解地貌單元過渡的大致范圍后，再有針對性地布置勘察工作量，找出不同地貌單元變化的界限，根據揭露的地層和土體物理力學指標詳細論證地基處理方法和基礎選型建議。例如安康某移民搬遷工程，為一字形4F磚混結構，場地原為一沖溝，后因工程建設需要進行回填處理，由于建設單位和施工單位對勘察的重要性認識不足，施工前未進行勘察工作。建筑物東段位于原始溝岸，西段置于填土之上，2014年工程竣工后地基就發生不均勻沉降，墻體出現大量裂縫，影響正常使用，至今裂縫還在繼續發展。后經勘察揭露的地層資料，回填土厚度3 m～15 m，且處于松散狀態，回填土與原狀土中間有厚約0.3 m～0.5 m厚度淤泥，進一步調查得知在回填土之前未對溝底淤泥進行清理、也未對原始溝岸進行分級削坡，以就近挖取的膨脹性土分層夯實回填，才導致上述工程事故的發生。

2.3 關注人類活動的影響

人類工程活動對地層的連續性有破壞作用，特殊性巖土地區更應重視上述問題。以濕陷性黃土為例，由于其在干燥狀態下具有較強的結構性，強度較高，導致黃土地區開挖形成的陡坎、窯洞、墓穴隨處可見，且應其隱蔽性導致在勘察工作過程中容易被遺漏，從而引發工程病害。如黃土地區某單位住宿樓和辦公樓發生傾斜，局部墻面產生裂縫，后經勘察，發現地下分布有防空洞，年久失修，恰逢污水管道滲漏，造成局部土體塌陷，引發上述事故。后采用灌漿法對地下空洞進行了回填處理，對傾斜的建筑物進行了托換加固處理。

人類活動遺跡資料的留存對后期工程建設具有重要的指導和利用價值。在巖土工程勘察時，勘察范圍和深度不能局限在特定區域，應在收集了擬建建筑場地歷史工程建設資料、周邊環境等情況后有針對性地布置勘察工作量。除此之外，上述問題還反映單位對勘察工作的重視程度不夠。

3 結語

巖土工程是一門應用性學科，具有很強的地域性，巖土工程勘察工作更是強調實踐性、針對性。實際工作中會遇到復雜多變的工程地質問題，這就要求廣大勘察技術人員掌握巖土工程勘察的一般方法和手段的同時，在勘察工作中要抓住重要因素，考慮問題細致、周全，做到不遺漏關鍵因素；要對工程設計專業知識有所了解和體會，明確勘察成果資料的用途。另外，在平時的工作中及時總結經驗教訓，才能從更深層次理解巖土工程勘察的實質，才能不斷提升勘察技術水平。

參考文獻：

[1] 張 珊.提高巖土工程勘察質量的措施探究[J].城市建設理論研究(電子版),2015,5(13)：32.

[2] 孫 皓,邱 瑩,孟令明,等.小議巖土工程勘察中存在的技術問題[J].建筑工程技術與設計,2016(10)：17-19.

[3] 何培玲,張 婷.工程地質[M].第2版.北京：北京大學出版社,2012.

[4] 袁聚云.基礎工程設計原理[M].北京：人民交通出版社,2011.