復雜地形地質條件下的巖土工程勘察實踐研究

謝慶修

（廣西壯族自治區河池水利電力勘測設計研究院，廣西河池 547000）

當前的工程建設所面臨的地形地質條件越來越復雜，這對巖土工程勘察提出很高的要求，一方面要確定工程場地范圍內的各類地形與地質條件，并明確這些地形地質條件可能對工程建設造成的影響，另一方面則需要為工程建設中相應措施的制定提供可靠依據。

1 巖土工程勘察主要目的與任務

（1）對工程場地的基本情況進行勘察。包括場地的地形地貌條件、地質構造、水文地質條件及巖土特性；而巖土特性應重點勘察巖土層的種類、層厚、成因與分布范圍。同時，需根據勘察成果，對地基穩定性進行分析評價。

（2）確定地下埋藏物情況。對場地范圍內地下是否存在埋藏物進行檢查確認，若發現存在埋藏物，且埋藏物相對較大時，還應確定對工程建設是否會造成影響及影響程度。

（3）確定不良地質及其可能造成的影響。需勘察確定不良地質的發育類型、分布情況與危害程度，并根據實際情況提出合理有效的防治措施。

（4）確定地下水的埋藏情況。對場地內地下水實際埋深、產生原因和類型等進行勘察分析，確定地下水是否對工程材料有腐蝕作用，通過分析確定地下水的存在是否會引起流沙等現象，若可能引起這些現象，還應確定對工程建設造成的影響[1]。

（5）確定場地周邊的地質環境。為了保證工程建設場地穩定，應做好對場地周邊環境的勘察，同時以勘察結果為依據，對邊坡穩定性進行分析評價，以此為后續的施工圖設計工作提供可靠地質依據。

（6）對設計與施工中可能存在的巖土問題進行預測評價，并提供巖土工程技術建議和相關巖土參數。

2 復雜地質條件下的巖土分類

在勘察工作中，需對巖土體堅硬程度與風化程度引起重視，因為這對工程勘察難度有很大影響。一般情況下可分成以下三級：一級巖土，其不良地質強發育，地形地貌條件復雜，存在會對工程建設造成較大影響的地下水或水文地質條件復雜。在這種情況下進行巖土工程勘察，面對的是復雜程度較高的地質條件，有很多不同的巖土群，工程活動會受到很大影響，很有可能產生性質上的變化；二級巖土，其不良地質一般發育，地形地貌條件較復雜，地下水對工程建設存在少量影響或水文地質條件中等復雜。在這種情況下進行巖土工程勘察時，雖然其復雜程度略低于一級巖土，但想要確定可能對工程建設造成影響，需要做到和一級巖土同等重視；三級巖土，其不良地質不發育，地形地貌條件相對簡單，不存在地下水或地下水對工程建設不會造成影響。這種情況下的巖土工程勘察工作比較簡單[2]。

3 復雜地形地質條件下的巖土工程勘察方法

復雜地形條件主要包括山地、峽谷和地形崎嶇等等。復雜地質條件主要包括：①巖性巖相變化大的地層，如軟硬巖體互層或夾層、可溶巖與非可溶巖組成的巖組等；②復雜地質構造，如斷裂褶皺發育、巖層扭曲、巖體破碎、發育工程地質條件較差的斷層泥等；③復雜水文地質條件，如隧道工程的突泥涌水現象；④巖溶發育區，如地下溶洞發育；⑤不良地質作用和地質災害發育，如危巖和崩塌、滑坡、泥石流、采空區、地面沉降等。

巖土工程勘察工作方法是多種多樣的，且每種勘察方法都具有其自身的優點與缺點，在復雜地形地質條件下的巖土勘察過程中，應依據場地的不同地形地質條件來科學合理的選擇勘察方法和設備，有效提高勘察效率，保證勘察質量。復雜地形地質條件下的巖土工程勘察方法主要有以下幾種。

（1）地質測繪：①地質點測量，在實地上確定具體的地質點，并通過測量將其測繪至地形圖，常用測量方法包括目測法、半儀器法和儀器法；②地質剖面測量，找出剖面端點。以剖面的長度為依據進行控制點的設置，然后在控制點間設置測站點，以測站點為基礎開展剖面測量，以此確定剖面上各點對應的平面位置與高程。另外還需進行剖面計算，并繪制出相應的剖面圖；③物化探測量，通過物化探測量，能為實際的物化探工作提供可靠且準確的測量成果，包括測網的布置、各網點坐標及高程的測定等，根據物化探的要求布設剖面，并對基點、異常點及測網等實施聯測，最終提供準確的測量成果。探線間距與探點深度應按照地質條件的復雜程度嚴格控制。

（2）地質鉆探和取樣：地質鉆探是地質勘探常用技術手段之一，在地表利用鉆機不斷向下進行鉆進，成孔后對地層進行鑒別與劃分。通過對鉆孔深度的控制能取得不同的樣，如巖心樣、礦樣與土樣等，利用這些樣，能測定巖土層基本性質與指標，為設計提供參考依據。鉆探的主要優勢在于可以直接深入到地下進行取樣觀察，相較于發掘，不僅省工，而且不會造成太大的破壞，可以在相對較短的時間內掌握大片場地地下情況[3]。

（3）井探、槽探和洞探：當鉆探方法難以準確查明地下地質情況時，可采用探井、探槽和洞探等進行勘探。如在壩址、地下工程、大型邊坡等勘察中，需詳細查明深部巖層性質、構造特征時，可采用豎井或平洞。

（4）地球物理勘探：可簡稱為物探方法，指通過對不同巖土層地球物理場發生的變化來觀測及研究確定區域場地條件。因不同巖土層在密度、彈性和導電性等方面有著明顯的差異，而且這些差異還會使地球物理場出現局部變化，所以通過對物理場實際分布情況與變化特征進行的量測，并結合現有的地質資料，能實現對地質性狀的準確推斷。物探方法具有勘探和試驗方法的優勢，相較于地質鉆探，設備更加輕便，所需成本較低，而且工作效率高，適用面廣。然而，該方法無法進行取樣，也不能直接進行觀察，所以在實際情況中大多和鉆探方法配合使用[4]。

（5）室內試驗：巖土性質的室內試驗項目和試驗方法應根據工程要求和巖土性質的特點確定。應根據實際情況，對可能產生的各類問題進行模擬，通過科學分析確定不同巖土層對應的物理指標。巖土工程評價時所選用的參數值，宜與相應的原位測試成果或原型觀測反分析成果比較，經修正后確定。

（6）原位測試：是在巖土體所處的位置，基本保持巖土原來的結構、濕度和應力狀態，對巖土體進行的測試。原位測試方法應根據巖土條件、設計對參數的要求、地區經驗和測試方法的適用性等因素綜合選用。常用原位測試方法有載荷試驗；圓錐動力觸探（輕型、重型、超重型）；標準貫入試驗；靜力觸探試驗；旁壓試驗；十字板剪切試驗；扁鏟側脹試驗；波速測試、現場直接剪切試驗、巖體原位應力測試、激振法測試等。原位測試的優點是試樣基本上在原位應力條件下進行試驗；所測定的巖土體尺寸大，能反映宏觀結構對巖土性質的影響，代表性好；試驗周期較短，效率高；對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質。缺點是：試驗時的應力路徑難以控制；邊界條件也較復雜；有些試驗耗費人力、物力較多，不可能大量進行。

（7）現場檢驗和監測：在工程施工期間進行，對有特殊要求的工程，應根據工程特點，確定必要項目，在使用期內繼續進行。現場檢驗包括對天然地基的基坑（基槽）開挖后揭露的地基條件進行檢驗、樁基工程則通過試鉆或試打檢驗巖土條件、地基處理效果則通過原位測試來進行檢驗。如有異常情況，應提出處理措施或修改設計的建議。監測包括對基坑工程的監測、沉降觀測、不良地質作用和地質災害的監測、地下水的監測。

4 復雜地形地質條件下巖土工程勘察建議

首先要不斷完善勘察體制，不斷加強勘察人員專業技術培訓。在實際工作中，應建立完善的勘察工作體制，以此規范人員行為，同時不斷加強人員技術培訓，并通過定期考核確定培訓成果，未經考核與考核結果不合格的均不允許上崗[5]。在人員培訓過程中，應因人而異，根據相關勘察要求，確定培訓的重點，保證培訓的針對性與有效性，并通過激勵機制有效提高人員積極性，不斷積累相關先進經驗，形成良好氛圍。其次則要積極引入先進勘察技術，比如借助克里格法進行勘察點的布置，借助回歸分析法對地基承載力數值進行計算等，通過對不同方法的充分結合，保證勘察結果的準確性[6]。在實際勘察工作中，依據場地的不同地形地質條件科學合理的選擇勘察方法和設備，則是勘察中的重中之重。企業之間應加強學習交流，共享先進技術及其應用經驗，定期安排人員進行外出學習，建立專門的學習小組，由技術骨干領導，提高整個隊伍的學習積極性，從而實現勘察技術水平的有效提高。

5 結語

綜上所述，巖土工程勘察在保證工程建設順利實施與日后使用安全方面具有十分重要的作用與意義，尤其是在地形與地質條件相對復雜的情況下，做好巖土工程勘察是使工程建設順利完成并達到預期安全、質量目標的重要前提。為此，在實際工作中，首先需要明確巖土工程勘察的目的與任務，然后采用不同的勘察技術與方法，最后要針對勘察存在的問題，通過體制的不斷完善和對新技術的引入加以改進，以此保證勘察質量，為之后的工程建設奠定良好基礎。