巖土工程勘察措施分析

胡福林，胡 超

（江西有色地質勘查四隊，江西 景德鎮 333001）

巖土工程勘察主要是指根據建設工程的基本要求，對建設場地的地質條件、環境特征、巖土條件等進行分析與評價，進而為后續的工程建設提供更加堅實可靠的基礎數據，為后續的施工提供指導性意見，并且服務于工程建設的整個過程。由此可見，采取正確的巖土工程勘察措施展開相關勘察工作是工程建設開始之前必須要進行的過程。

1 擬建工程概況

勘察區屬亞熱帶濕潤季風區，雨量充沛?？辈靺^及外圍屬低山崗地區，地表水系不發育，為季節性山間溪流，水量不大，旱季多干枯。場地地形地貌為丘陵，北側緊鄰溪河，勘察期間擬建場地標高介于139.68m～163.25m，未整平。在本次勘探揭露深度范圍內，按巖土層的成因類型、巖性結構、工程地質特征等，自上而下可依次劃分為：①雜填土（Q4ml）；②耕植土(Q4pd)；③全風化泥質粉砂巖；④強風化泥質粉砂巖（K）；⑤中風化泥質粉砂巖（K）；⑥中風化角礫巖（K）；⑦強風化板巖（Pt）；⑧中風化板巖（Pt）。場地水文地質條件簡單，環境類型為Ⅱ類。場地地下水對混凝土結構具有微弱腐蝕性、對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具有微腐蝕性。在勘探深度內未發現有斷裂構造通過本場地，區域穩定性較好?？辈靾龅厮闹茌^為平坦，未發現滑坡、泥石流、無洞穴、無軟弱巖層、地下采空區及塌陷區等不良地質作用。未發現對基礎施工有不利影響的地下障礙物。

2 巖土工程勘察措施分析

本次勘察采用了鉆探、原位測試（重型動力觸探試驗）、工程測量等勘察措施。

2.1 鉆探

（1）勘探點平面布置：本次勘察的場地鉆孔布設按照巖土工程勘察規范布置，鉆孔布設依擬建筑物基礎輪廓線布置，共布鉆孔87個。勘探點（鉆孔）布置，依據委托方提供的地形圖進行實地儀器放置。

（2）勘探深度：勘探深度應能控制地基主要受力層，當基礎底面寬度不大于5m時，勘探孔深度對條形基礎不應小于基礎寬度的3倍，對單獨柱基不應小于1.5倍，且不應小于5m。采用樁基礎時，控制孔孔深應滿足下臥層驗算要求；對需驗算沉降的樁基，應超過地基變形計算深度。一般性孔孔深應達到預計樁長以下3d～5d（d為樁徑），且不得小于3m。

（3）鉆探工藝：采用沖擊跟管鉆進和回旋轉進。為滿足樣品采集的需要，開孔口徑為130mm，終孔口徑為91mm。

2.2 原位測試

本次勘察原位測試采用了重型動力觸探試驗方法：雜填土、強風化泥質粉砂巖、強風化板巖層采用重型動力觸探試驗。試驗方法按《工程地質手冊》（第五版）執行。

本文選用的原位測試具有可連續測試的優點，在土木工程建筑項目中廣泛應用，主要包括組合型原位測試、貫入型原位測試、無損或半無損型原位測試三種，通常情況下，原位測試的要求較高，需要適用性較高的CPTU技術。原位測試中以靜力觸探為主要的測試技術，能夠采集較多的數據集，測試結果受到外界因素干擾的情況較少，能夠廣泛應用于巖土工程中土層劃分、測定土層孔隙水壓力與承載力等多個方面。原位測試技術通過一定的觸探儀器，貫穿土層中的軟土，產生貫入探頭的流動，獲取相應的軟土抗剪強度。

2.3 勘探放樣

所有勘探孔均采用GPS按業主提供的建筑平面布置圖上的相對孔位間距放至實地。放樣引測點為業主提供的位于場地上的兩個已知點（A：X=3303903，Y=517664，H=154.67m ；B ：X=3303706，Y=517516，H=143.87m），坐標系統為西安80坐標系，高程系統為黃海高程。

在初步勘察階段，采集相關的地質參數與原位測試技術資料，查明場地的區域工程地質條件，并根據有關的地質條件對巖土工程項目進行初步評估。確定具體的巖土特征與異常狀況，根據勘探放樣制定出初步的實施方案?；趲r土工程項目的勘察目的與要求，結合鉆探、物探與原位測試的方法，對工程項目中部分土樣和水樣進行檢驗。為了避免巖土工程中地下管線遭受破壞，在鉆探過程中采用人工開孔的方式，到達對應的土層后再采用型號為XY-220的鉆探儀器進行機械鉆探，減少對巖土工程項目中土層與地下管線的破壞。在鉆探結束后，采用電子補償儀，對土層中的鉆孔進行電阻率測試，并記錄到相應的采集主機上，方便后續的勘察工作。

2.4 巖土工程項目結構分解

巖土工程項目的結構分解能夠有效地提高勘察項目的質量，對于項目后期的開展、管理、分析與評價工作具有重要意義，也為巖土工程的勘察結果提供了一定的科學依據。本文對巖土工程項目結構的分解主要借助WBS方法，通過建立項目樹狀結構，將工程項目精細化分類。掌握巖土工程勘察項目的具體工作內容與范圍，根據項目的周期性變化，制定相應的勘察任務。

在巖土工程勘察的各個階段中，參與單位與對應的工程實施存在一定的差異，基于廣義的角度來說，巖土工程項目的勘察應當在整個項目中起到承接與貫穿的作用，制定相應的方案解決各個階段重心不斷改變的情況；基于狹義的角度來說，勘察工作應當只包括勘察這一環節的內容。基于巖土工程項目勘察的相關要求，本文將勘察工作劃分為內部工作與外部工作兩種類型。外部工作主要負責勘察單位與建設單位及第三方機構的交流協商，最終能夠達到項目勘察活動共識的目標，獲取各個部門的技術支撐，幫助推進巖土工程的勘察進度。內部工作主要負責圍繞勘察活動設計具體的勘察流程，選取相關的勘察材料與工具，保證勘察流程的穩定運行。

為了保證巖土工程勘察項目結構分解結果的高效性，提高后續勘察工作的穩定性，在分解結構過程中應當嚴格遵循以下原則。首先，保證巖土工程項目分解過程的完整性，包括所有的分解階段與內容，在各個勘察階段中，橫向劃分該階段的工作內容與特征，減少由于項目結構劃分不準確導致的勘察結果誤差。其次，分解的過程需要具備一定的合理性，針對管控勘察過程中產生的管理成本，做到管理成本與項目勘察難易程度的平衡，減少重復任務的出現與實施，將結構分解的結果發送給對應的工作人員，由工作人員進行全方位地評估，判斷是否需要進行進一步的結構分解。

采用WBS分解方法，確定巖土工程勘察項目的穩定性，根據項目的具體工作環境，劃分項目的種類，要求種類中覆蓋所有的工作內容，且結構清晰明了；然后，對項目的勘察階段與勘察環境進行階段性劃分，保證每個階段中含有相對獨立的分解元素，符合勘察技術的全面性要求。

2.5 構建AHP指標權重

基于上述對巖土工程項目結構分解，依據層次分析方法構建AHP指標權重。建立AHP指標評價模型，將項目結構進行條理化調整，梳理項目問題，構建具有層次結構的指標評價模型?？紤]到巖土工程施工質量的主要影響因素與質量控制要點，對模型中質量控制的影響因素進行劃分，如圖1所示。

圖1 巖土工程項目質量控制因素結構

如圖1所示，勘察項目質量控制的主要因素包括施工團隊的建設、具體的勘察施工方法、勘察施工的工作環境、勘察項目所需的機械材料。根據項目質量控制因素的結構，明確模型中各層指標之間的關系，在構建評價指標權重時，將相鄰兩個評價指標進行對比取值操作。通常情況下，設置模型的數字標度，結合數字標度判定模型中各項評價指標的具體權重。設置巖土工程勘察中，第i階指標內的第j次級指標作為單因素評價指標，首先，進行相應的復合運算，通過整理判斷獲取到質量控制因素的隸屬度。將本文構建的評價指標層按照標度標準進行劃分，形成評價指標的判斷矩陣，并對矩陣進行最大特征值檢驗，將檢驗結果與特征向量進行歸一化處理，并構建在不同準則層背景下，巖土工程項目勘察指標重要度矩陣，如表1所示。

表1 不同準則層勘察指標重要度矩陣

如表1所示，基于標度評分標準，對各個層次準則下的評價指標進行了打分處理，形成完整的指標重要度判斷矩陣，基于對目標層權重的判斷，最終獲取到AHP指標權重。

3 巖土工程分析與評價

3.1 地基巖土層承載力的確定

根據地基巖土層的巖性特征、埋藏條件及原位測試結果，并結合地區建筑經驗，綜合確定場地地基巖土層承載力特征值fak、地基巖土變形參數如表2所示。

表2 各巖土層承載力特征值fak及主要指標表

3.2 地基均勻性評價

根據鉆孔資料分析，場地內雜填土層在平面和深度上相對穩定，其巖性及力學性質局部差異變化較??；場地內耕土層在平面和深度上相對穩定，其巖性及力學性質局部差異變化較小；全風化泥質粉砂巖層在平面和深度上相對不穩定，其巖性及力學性質局部差異變化較小；場地內強風化泥質粉砂巖在平面和深度上相對不穩定，其巖性及力學性質局部差異變化較?。恢酗L化泥質粉砂巖在平面上和深度上分布相對不穩定；中風化角礫巖在平面上和深度上分布相對不穩定，其巖性及力學性質局部差異變化較小；強風化板巖在平面上和深度上分布相對不穩定，其巖性及力學性質局部差異變化較大；中風化板巖在平面上和深度上分布相對穩定，其巖性及力學性質局部差異變化較??；同時各巖土層之間的工程特性差異顯著。綜上所述，地基總體均勻性一般。

3.3 基礎方案及持力層選擇

（1）通過本次勘察，場地勘探深度內地基土共分8個工程地質層，其中：

a、①雜植土：地基承載力低，不可作為基礎持力層；

b、②耕植土：地基承載力低，不可作為基礎持力層；

c、③全風化泥質粉砂巖：地基承載力低，可作為基礎持力層；

d、④強風化泥質粉砂巖：地基承載力較高，可作為基礎持力層；

e、⑤中風化泥質粉砂巖：地基承載力高，可作為基礎持力層；

f、⑥中風化角礫巖：地基承載力高，可作為基礎持力層；

g、⑦強風化板巖：地基承載力較高，可作為基礎持力層；

g、⑧中風化板巖：巖體較完整，巖體力學性質較好，地基承載力高，可作為基礎持力層。

（2）擬建場地為低丘崗地地貌，場地開挖形成的填土為松散欠固結體，主要成分為粘性土和風化巖碎塊，擬建場地場地平整，交通便利，場地土層為雜填土、耕植土、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖、中風化角礫巖、強風化板巖、中風化板巖，成樁難度小，適合鉆孔灌注樁基成樁。中風化可以做鉆孔灌注樁基礎的基礎持力層。總體而言，樁基礎施工條件較好，可以設計樁基礎。

（3）本場地存在上層滯水及基巖裂隙水（雨季），樁基設計時應考慮雨水滲入地下對成樁的影響。填土中的上層滯水在樁基施工中易造成垮孔、塌方，施工中應控制好泥漿濃度及孔內水頭高度，防止塌孔縮徑等現象發生，保證成孔和水下澆筑砼的質量。

（4）當擬建建筑樁端持力層為中風化巖時，根據地區實測經驗，在各工序均按規范進行的前提下地基沉降量比較小，不超過200mm，柱間沉降差或傾斜度均在規范要求的范圍內。對沉降敏感、荷載較高的建筑物宜以中風化巖作為基礎持力層或樁端持力層。建議設計根據擬建建筑物的實際荷載，所采用的基礎型式及相關參數對變形及沉降進行詳細驗算。

4 結論及建議

4.1 結論

總體上區域穩定性較好，適宜擬建工程建設。工程主要為28棟3F的安置房，為一般工程，工程重要性等級二級；本工程場地中等復雜，場地復雜程度等級為二級；本場地巖土種類較多，存在特殊性巖土（雜填土、強風化泥質粉砂巖、強風化板巖），地基復雜程度等級為二級，巖土工程勘察等級為乙級。擬建場地抗震設防烈度6度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.05g，設計特征周期為0.35s。勘察期間觀測到穩定水位埋深為5.80m～17.2m，穩定水位高程為132.97m～135.95m。

4.2 建議

根據施工經驗及本場地的地質條件，擬建建筑物基礎型式建議如下：

（1）安置房（C1-1#、C1-2#、C1-3#、C1-4#、C1-5#、C1-15#、C1-16#、C1-28#）基礎形式擬采用樁基礎，基礎持力層為中風化泥質粉砂巖、中風化板巖，基礎埋深1.50m。

（2）安置房（C1-6#、C1-7#、C1-8#、C1-9#、C1-10#、C1-11#、C1-12#、C1-13#、C1-14#、C1-17#、C1-18#、C1-19#、C1-20#、C1-21#、C1-22#、C1-23#、C1-24#、C1-25#、C1-26#、C1-27#）基礎形式擬采用淺基礎，基礎持力層為強風化泥質粉砂巖、強風化板巖或中風化泥質粉砂巖、中風化角礫巖、中風化板巖，基礎埋深1.0m～4.5m。

（3）建議樁基進行試樁，單樁承載力以載荷試驗為準?；A施工中如發現地質異常，請通知勘察人員，會同各有關部門人員現場處理。本勘察報告所述內容僅限于勘察范圍內的擬建建筑物，報告中所作的分析和提出的建議基于各勘探點資料及其相關的測試資料，但并不能完全反映勘探點與勘探點之間地質條件所發生的變化。事實上場地各勘探點之間的地質條件是有變化的，施工時如果發現地質變化較大時，必須進行施工勘察。

5 結束語

綜上所述，根據浮梁縣荻灣鄉村振興開發項目一期巖土工程勘察報告來看，在項目開始之前，必須要對場地的巖土工程條件進行綜合分析，并且根據分析的結果來選擇合適的勘察措施，并且時刻關注地質變化情況，為后續施工的整體質量提供基礎保障。