巖土工程中基坑勘察技術的分析

焦有鑫

（山東建勘集團有限公司，山東 濟南 250031）

與普通的勘察工作相比，基坑勘察的技術性要求更高。相關的勘察人員在勘察過程中必須全面掌握工程現場的地質地貌、土壤水文等因素，并要分析工程施工過程中可能存在的不良現象，獲得巖土結構及其力學性質等參數，為基坑設計與施工等提供重要的數據參考。因此，巖土工程中基坑勘察工作的開展具有現實意義，而勘察技術作為決定勘察結果有效性的重要因素，必須保證勘察技術應用的科學性與合理性，保證勘察工作的順利進行，提升勘察的總體質量。

1 基坑勘察工程的特點

建筑工程項目實施中，基坑勘察是巖土工程勘察中的重點內容，其勘察具有以下特征：（1）高風險性與事故突發性。基坑勘察工作主要是要為基坑工程施工等可靠的數據，需要全面掌握工程現場的地質、地形、土壤、水文等自然地理要素等，這些勘察項目本身具有高風險性，勘察過程中各種不確定性因素的出現更是使得基坑勘察中事故具有突發性。（2）區域性。對不同的建筑工程項目而言，其所處的工程區域環境存在著較大的差異性，主要表現在水文條件、氣候條件等方面，這就使得基坑勘察的區域性明顯。（3）復雜性與特殊性。由于在不同的工程區域內，存在著明顯的自然地理條件等差異，且基坑勘察的內容較多，使得其復雜性明顯。不同的區域內又存在著勘察的特殊性。（4）臨時變更性。由于不同的工程區域內，地質情況存在著較大的差異，在勘察過程中有時會引發地形等的臨時變化。（5）高技術性。由于基坑勘察的復雜性極高，勘察技術必須符合區域的實際情況，勘察人員必須具備極高的專業素質。

2 基坑勘察技術發揮作用應遵循的規則

2.1 勘探范圍的確定

基坑勘察技術的應用中，有關的勘察人員需要根據工程的具體情況來確定最終的勘探范圍，確定勘探范圍后，要以巖土工程的相關數據、基坑深度等為基礎，如果基坑超過3m，在勘察過程中要嚴格根據基坑工程的具體要求開展勘察工作，將勘察點布設在基坑的邊緣位置。而孔位需要根據基坑深度來確定，一般情況下，此時的孔位需要在基坑深度的一倍以上。如果在施工過程中需要使用錨桿，在這種情況下，孔位布設的勘探點需要是基坑深度的兩倍。如果在特殊的施工環境下，基坑外圍無法進行勘探點的布設，勘察人員需要根據工程現場的實際情況，確定更為科學的布設方案。

2.2 基坑外圍的勘探點的布置

巖土工程基坑勘察中，基坑外圍勘探點的布置保證各個勘探點之間維持特定的距離。一般情況下，勘探點之間的距離在15 ～25m 為最佳。如果工程現場的地質條件較為復雜，為軟弱土層、暗溝與巖溶等地貌時，有關的勘察人員需要根據現場復雜地貌的具體分布，應用GIS 技術、物探技術等進行勘察。在勘察工作中，需要應用先進的勘察技術，分析工程現場的土質情況等，確定土質的具體分布等，繪制相應的圖標，保障勘察的質量。

2.3 基坑周圍勘探孔的深度設置

在基坑周圍勘探孔深度的設置上，必須保證其深度的設置以基坑深度為基礎，勘探孔深度往往需要在基坑深度的2 倍以上，在設置中還需要考慮抗拔樁設計樁長等綜合因素，保證其深度設置的合理性與科學性。

2.4 強化對地下水的勘察

地下水勘察是基坑勘察中的重要內容。在地下水勘察中，往往應用GIS、物探技術等來分析工程現場的實際情況。如果應用勘察技術發現基坑下部存在地下水，必須應用勘察技術獲得含水層的埋深、厚度與分布情況等，當獲得這些結果以后，有關的工程人員可以結合已有的水文地質資料，判斷地下水的具體類型、補給情況等。如果基坑下部分布的是承壓水，在勘察過程中必須采用分層測量的方式，獲得水頭高度等因素，以最終確定基坑的含水量等指標。

2.5 基坑降水情況的處理

建筑工程項目中，如果基坑內部的含水量過高，就會影響基坑結構的穩定性與安全性，因此，為保證基坑施工的質量，必須根據基坑含水量的具體情況，采取必要的降水措施。

3 基坑勘察技術分析

3.1 勘察方法

從基坑勘察技術來看，當前，隨著我國建筑行業的發展，基坑勘察技術越發具有多樣性，工程地質調查、鉆探取樣、原位測試等都是應用極為普遍的勘察技術。在實際的勘察過程中，要保證勘察結果的準確性與有效性，有關的勘察人員必須根據工程現場的實際情況，結合勘察的目的、要求等，進行各種勘察技術的結合與選配，使得勘察技術的選配可以取得良好的勘察結果，保證勘察結果的全面性，使得該結果可以為工程施工等提供重要的數據參考。

3.2 勘探孔

從我國巖土工程基坑勘察的現狀來看，在實際的勘察過程中，其勘察孔往往主要包含了控制性孔與一般性孔。其中，一般性孔的數量較多，往往達到了總勘探孔數量的2/3。在實際的勘察過程中，控制性孔與一般性孔往往就交替控制，其深度如表1 所示。根據實際的勘察過程與結果來分析，在我國巖土工程勘察中，基坑勘察中應用最為廣泛的就是取土標貫孔與靜力觸探孔，前者以控制性孔為主，而后者多為一般性孔。另外，勘探孔還包含了坑探、槽探、挖探等，在勘察過程中，要根據工程的具體情況來選擇勘探孔，從而發揮其良好的勘探效果。

表1 勘探點的深度

3.3 鉆探取樣及原位測試

鉆探取樣與原位測試是巖土工程基坑勘察的重要環節，其取樣與測試主要是針對基坑工程中的人工填土、淤泥質土、黏性土等土體而言的，根據取樣過程中的被擾動程度，其主要等級如表2 所示。

表2 土樣的質量等級

從鉆探取樣過程來看，此勘探過程可以更為直觀與形象地反映基坑工程區域內的地質特征，并且此取樣過程可以直接穿透軟弱地層。在實際的鉆探取樣過程中，有關人員必須根據工程區域內地層的實際情況，進行鉆孔數量、深度等的確定，并在這些環節嚴格根據勘察的相關要求與規范來進行。在實際的鉆探取樣過程中，如果勘探區域內的地層存在著較大的變化，且下部巖土層的物理力學性質極差、孔深設計無法達到持力層所要求的設計標準，在此情況下，為保證鉆探取樣的整體質量，往往通過增加鉆孔深度來實現，隨后，所取得的巖土樣需要在試驗室內展開各種試驗，從而了解土樣的相關性質與參數。

原位測試的方法具有多樣性，如靜力觸探、十字板試驗、標準貫入試驗等。對不同的試驗方式，其具有不同的應用范圍。比如，對于靜力觸探與十字板試驗而言，其往往在軟弱土層性質的勘察中可以取得良好的試驗效果；標準貫入試驗、重型動力觸探試驗等，往往用于軟土、粗粒組砂土、砂石土、卵石土等的力學性質與密實程度的判定；而物探技術的應用可以使得勘察人員詳細掌握基坑下臥基巖的完整性、巖溶發育情況等。

3.4 抽水試驗

抽水試驗是基坑勘察中必不可少的環節，其在實際的勘察中，往往需要結合現場的水文地質情況，確定抽水試驗方法。經由抽水試驗以及試驗結果的分析，有關的勘察人員可以詳細掌握基坑區域內的地下水水位變化趨勢，從而詳細掌握工程基坑區域內的水文、地質等自然地理情況。因此，抽水試驗為基坑基礎設計、施工等提供了重要的數據資料，利用該水文地質資料，有關的工程施工人員可以確定最優的基坑設計與施工方案。

一般情況下基坑抽水試驗的進行需要根據基坑的大小，布置1 ～2 組抽水試驗，而每組抽水試驗中，往往都包含了抽水孔與觀測孔，在觀測孔，需要布設1 ～2條觀測線，如果需要布設兩條觀測線，那么這兩條觀測線往往需要呈現“十”字交叉的布置方式，為保證觀測數據的完整性與有效性，在每條觀測線上，必須布置3個觀測孔。抽水試驗的過程較為復雜，通常包括以下幾個方面：（1）觀察靜水位。此觀察工作是在正式的抽水試驗開始之前的基礎工作，需要在此過程中做好靜止水位的觀測與記錄。（2）動水位、出水量觀測。在抽水試驗開始以后的觀測工作，主要是為了觀測動水位、出水量的具體指標，在觀測過程中，需要分時間段來進行相應的觀測工作，觀測水位變化的具體情況。（3）恢復水位觀測。此觀測過程主要是在抽水試驗結束后進行的，在觀測過程中，相關的觀測人員需要在相同的時間間隔內進行水位觀測，當水位處于相對穩定的狀態以后，結束觀測。（4）數據整理。根據前期的觀測結果，對數據加以處理與分析，獲得基坑地下水水位變化的具體情況，并根據這些觀測結果，以水位變化、流量與時間等數據繪制相應的變化圖表，使得施工人員能夠從這些圖表中詳細掌握水位的異常變化等情況，使得在施工過程中，該水位勘察結果可以作為施工的重要數據，保證地基處理、基坑降水與排水等方案設計的科學性與合理性。

4 結束語

近年來，隨著我國建筑工程項目的增多，人們對工程質量等提出了更高的要求，相應地，工程施工中越來越依賴巖土工程勘察的結果，而基坑勘察作為巖土工程勘察的重點，在勘察過程中要根據工程的實際情況，保證勘察技術應用的科學性，提高勘察結果的完整性、準確性與有效性，提升基坑工程建設的整體質量。