地質鉆探在巖土工程勘察中的研究應用

尚 錚

（廣州地鐵設計研究院股份有限公司， 廣東 廣東 510000）

1 勘察手段、工作布置和方法

1.1 勘察手段

本文主要使用的勘察手段為標貫現場檢驗、室內試驗、巖土鑒別以及鉆探取芯技術。

1.2 工作布置

本次勘察主要在擬建物的中心、周邊、拐點以及網格處布置勘探點，以相關的勘察標準和項目的勘察要求為基礎，結合項目的地質的實際情況進行布置。本文主要對基礎建設工程一般性的鉆孔孔深主要為15 米，控制性孔深主要為20 米。使用GPS 技術對勘測點進行定位，引測得主要依據則為建設單位提供的高程點和控制點。

1.3 工作方法

（1）對地質進行鉆探和取樣

在施工的時候使用5 臺回轉鉆機型號為GXY-150 型，采用水位以上螺旋鉆進的方式進行鉆進，水位以下的部分則采用泥漿護壁回轉鉆進，在對硬塑土進行取樣的時候主要采用的方法為厚壁取土器少擊重錘法，在鉆探的過程中應該嚴格的遵循操作規程，使工程的質量得到保障。這樣做的主要目的是為了更好的了解地層的巖性、結構和分部規律，并對各層土層的性質進行宏觀把控，采集不同的土體樣本并對其進行試驗和分析，把握地基土的物理力學性質以及承載力，與此同時，施工人員還應該測量覆蓋層的厚度和地下水的相關情況。

（2）標準貫入試驗的內容

標準貫入試驗使用的鉆桿規格為42mm，貫入器的內徑是35 厘米，外徑則為51 厘米，刃口的角度為19°7′，貫入錘使用的為穿心自動落錘，重量為63.5 千克，在實驗的時候采用76 厘米自由落體法。首先先用貫入器將其貫入到預先設定的深度，然后再預打15 厘米，之后再進行錘擊，施工人員在錘擊的過程中應該積累每10 厘米的錘擊數量，通過錘擊數對土層的狀態和土地的承載力進行判斷。

（3）水位觀測

在進行鉆探的時候應該對地下水位進行科學準確的測量，在各個鉆孔內可以直接測量靜止水位和初見水位，且靜止水位的穩定時間應該大于24 小時，水位的測量時間應該在勘察結束后，測量的精度應該維持在±2cm 以內。

（4）土工試驗

在進行土樣試驗的時候應該以《土工試驗方法標準》為主要依據。在對含水量進行試驗的時候主要采用方法是烘干法，密度的試驗則采用環刀法，塑限的試驗采用滾搓法，液限使用的試驗方法為76g 瓦氏圓錐儀法，剪切試驗采用快剪的方式，常規固結試驗則為快速法。科學合理的室內土工試驗可以有效的判斷地基土層的相關力學性能，便于對巖土工程進行綜合評價。

2 現場的地質條件

通過試驗數據可以對現場的地質條件進行判斷，本文中選用某地表層為新填土，中間兩層的土質是第四系覆蓋層，最下層的基巖是凝灰巖（侏羅系上統蝌蚪山組）。

第①層雜填土：顏色多為灰褐色、灰色、雜色以及黑色，密度比較大，稍濕—飽和，上部覆蓋的大多為磚瓦碎片、混凝土塊以及建筑垃圾，下部主要為夾雜著少量建筑垃圾的粉質粘土。場區分布的雜填土厚度為0.7 米到6.3 米，平均值為3.48 米；土層底部的標高分別為10.3 米到15.5 米，底層標高平均值為13.21 米。

第②層粉質粘土：顏色為黃褐色和灰褐色，較濕，軟—可塑，土層中還有少量的高嶺土，沒有搖振反應，切面較為光滑，韌性和干強度中偏低。分散分布于場區中，厚度為1.1 米到6.2 米，平均厚度為3.27 米；土層底部的標高為6.79 米到13.46 米，平均標高為9.52 米；底層的埋深為4.1 米到9.5 米，平均埋深為7.06米。

第③層粉質粘土：顏色為黃褐色、灰黃色及灰褐色，較濕，硬—堅硬，局部為可塑的薄層，主要為高嶺土呵鐵錳結核，局部有較為富集的鐵錳結核，沒有搖振反應，切面比較光滑，韌性和干強度為中等。在場區中分布較為均勻，土層的厚度為2.9 米到11.1 米，土層平均厚度為8.39 米；土層底部的標高為-1.61 米到8米，平均標高為4.43 米；土層底部的埋深為8.6 米到17.6 米，平均埋深為12.19米。

第④-1 層全風化凝灰巖：顏色主要為紫紅色、灰白色、棕褐色以及灰黃色，原巖的結構已經被完全破壞了，風化的痕跡較為明顯，巖石的芯部呈現砂土狀，干鉆就可以鉆進，局部的巖石為夾強風化塊狀，用鎬就可以開挖，遇水容易軟化和膨脹。

綜上，根據試驗可以計算出各土層的物理性質。

3 對巖土工程進行分析評價

3.1 地層承載力

以當地的經驗為基礎結合標貫統計結果和土工試驗，對當地的地基土層的巖土強度參數、性質指標、地基承載力、變形參數以及壓縮模量進行計算，綜合分析以上參數就可以了解地層承載力。

3.2 不良地質現象

施工人員應該對擬建場地周圍的市政道路和建筑物進行場地勘察和地質調查，本工程通過勘察沒有發現擬建場地中有采空區、土洞、地裂縫以及地面沉降等不良地質和容易引發地質災害的隱患。

3.3 特殊性巖土

3.3.1 填土

在施工之前應該對第①層雜填土進行障礙清楚、平整和壓實處理，使場地能夠滿足施工的基本要求，便于施工。

3.3.2 風化巖

由于第④-1 層的全風化凝灰巖，具有手捏易碎，遇到水容易軟化和膨脹，所以該層的承載力比較低。但是因為場地中第③ 層硬塑粉質粘土層厚度較大且較為穩定，而第④-1 層層頂標高是-1.6 米到8 米，而基坑的底部標高則為9.9 米，所以在施工的過程中可以忽略風化的影響。

3.4 場地適宜性和穩定性

以當地的地質條件為基礎，通過對本次的勘察結果進行分析，可以看出場地的地基較為穩定，沒有發現影響施工現場穩定性的不良地質條件和斷裂構造，所以可以推斷區域的穩定性良好，比較適合本工程的進一步的施工建設。

3.5 對地基的均勻性進行分析

根據現場的勘察結果可以看出，現場的地層分布不均勻，局部的坡度大于10%，所以該地的地基是不均勻的。

4 對巖土進行分析評價

第①層雜填土，分布不均勻且結構較為松散，所以不適合作為基礎持力層。

第②層粉質粘土，較軟可塑，分布較為均勻，力學性質不強，因此可以作為荷載較小的純地下室、多層和底層建筑物的地基持力層。

第③層粉質粘土，分布較為均勻，土層堅硬，局部為可塑的夾薄層，具有較好的物理力學性質，可以作為純地下室和多層、低層建筑物的持力層。

第④-1 層全風化凝灰巖，具有較好的力學性質，可以作為純地下室和多層、低層建筑物的持力層。

5 地基基礎方案分析與評價

工程方案中以地層的分布情況為基礎，基礎的持力層為第③層粉質粘土；基礎持力層為第②層粉質粘土，需要對該區域的承載力和變形度進行驗算。

6 對基坑工程進行分析和評價

6.1 基坑開挖

方案中設計的基坑開挖的設計深度為標高下5.5 米左右，場地的標高為黃海高程15.4 米處，地下一層的底邊高度為黃海高程的9.9 米，因此基坑開挖的深度大約是3.79 米到8.85 米之間，基坑側壁的安全等級是2-3 級，相關系數γ0 是0.9-1.0.

6.2 地下水控制

場地中的地下水主要是上層富裕的滯留水，水量主要受周邊環境及場地中補給的影響，基坑中的排水主要采用明溝和集水坑；基坑外部應該設置低檔墻或者截水溝擋水。在對基坑進行開挖的時候，應該防止地表的水滲透到邊坡的土體里，防止出現土體失穩的現象。在雨季施工或者水量大的情況下，施工人員應該降水施工。

7 結語

綜上，本文主要對勘察地區的地質情況進行了檢測和分析，通過利用多種方法和手段，為施工的設計和地基的處理提供參考，保證了工程的建設質量。