巖土工程樁基施工與勘察分析

史 超

(江蘇省地礦局第三地質大隊，江蘇 鎮江 212300)

0 引 言

針對建筑行業的發展現狀與發展趨勢層面分析，與巖土工程相關的工作內容大多集中在施工方面，而與巖土工程勘察有關的工作幾乎完全被忽視[1]。當工程項目在施工作業前沒有落實勘察工作時，會出現施工行為偏差、工程材料與資源浪費等問題，這些問題會在不同程度上對工程施工成果埋下安全隱患。為了實現對此項工作的優化，規范勘察作業行為，下文將以某工程為例，對此項工作展開進一步的設計。

1 巖土工程樁基施工與勘察中的潛在問題分析

在一個完整的巖土工程中，對于樁基結構的施工，是整個工程當中的重要基礎和支撐[2]。而要提高樁基施工的質量，應重點關注施工前對該作業區域的巖土勘察工作，選擇技術水平較高、工作能力較強的專項人員執行此項工作，進行巖土數據的獲取。通過對獲取數據的高精度分析，對工程設計方案進行決策與優化。

目前，大部分建設單位與施工單位已認識到了勘察工作在樁基施工中的重要性，但由于此項工作在執行中存在一些短板與潛在問題，導致勘察與施工在具體實施過程中存在安全隱患[3]。下文將從四個方面，對此項工作在實施中的潛在不足展開分析。

第一，在對施工區域進行勘察時發現，大部分現場工作人員都存在專業性差的問題，在與勘察技術人員進行交流時發現，少部分崗位人員甚至沒有接受過專業的崗前培訓便直接入職參與技術工作。此部分人員對于專業知識與勘察技術的理解不夠透徹，他們在工作中，對于技術的探討深度不夠，執行勘察作業行為時，對其個人行為的要求不嚴格[4]。一旦在勘察施工現場遇到突發性事故，他們便會手足無措，甚至無法理性、客觀地解決與處理問題。

第二，施工區域的標準化地圖對于施工與勘察工作而言都具有十分重要的意義，技術人員可以通過對地圖的分析，圈定關鍵勘察區域與次要勘察區域，并根據地圖上標注的建筑物進行現場勘察與施工的輔助，甚至可以參照地圖上不同構筑物的結構、方位等參數進行勘察決策。但綜合此項工作的實施現狀可以看出，大部分巖土工程在勘察與施工階段，可提供給技術人員的地圖存在模糊性特點，不僅可參考的內容不足，同時也無法提供技術人員決策數據。此外，由于勘察工作缺少大量的資料作為支撐，技術人員無法及時掌握并了解現場地質情況與前端需求，經常出現勘察成果與實際需求數據存在偏差的現象。

第三，在勘察工作時，如果現場選擇了優化的技術作為勘察施工的支撐，會降低工程實施中一些不確定因素對工程實施造成的困擾[5]。但目前，大部分勘察施工在技術選擇方面存在一定的隨機性，技術人員無法根據現場工況與需求，選擇與地質環境匹配的工程技術，甚至在遇到復雜的巖土環境時，無法冷靜地思考問題，最終導致使用方法與設計方案存在科學性與規范性差的問題，這種問題將對工程后續施工埋下較大的安全隱患。

第四，在完成巖土勘察作業后，相關地質數據與勘察結果數據一般都將先通過云端被存儲到終端，并在完成此區域所有覆蓋范圍的勘察后再進行數據集中分析。但此種做法是十分不科學的。勘察工作從開始到結束會經歷一個較長的時間，在此過程中勘察的數據將失去時效性[6]，或在集中整理勘察結果數據時才發現某一項或某一類數據缺失，又需要技術人員到施工現場進行二次勘察，這就增加了勘察工程的潛在人力成本，導致勘察工作失去了其本質意義。

2 巖土工程樁基施工要點

為了提高巖土工程中樁基施工的質量，并在保證其質量的前提條件下實現對其施工效率的進一步提升，針對巖土工程樁基施工的具體流程，對其施工要點進行分析[7]。巖土工程樁基施工流程示意圖如圖1所示。

圖1 巖土工程樁基施工流程示意圖

基于上述巖土工程樁基的施工流程，分別從預制樁施工、鉆孔灌注施工、斷樁施工三個方面對其施工要點進行分析。

2.1 預制樁施工

在進行樁基施工的過程中，預制樁施工技術的顯著優勢使得這項技術得到了廣泛地應用。針對當前巖土工程中采用的預制樁使用方案，其技術上較為傳統，最終施工效果精度無法得到有效保障，常常出現樁身位置偏差或樁身傾斜的問題，需要對其進行優化[8]。在實際開展這項施工內容時，應當對預制樁結構進行合理控制。在對預制樁結構進行選擇時，應當選擇適用于巖土工程的施工材料和施工結構，樁身混凝土結構選用密度大且抗腐蝕性能強的材料，達到提高施工工效的目的。由于預制樁的樁長更容易控制，因此能夠有效減少截樁或多次截樁，進一步縮短施工工期，提高施工效率。在對預制樁進行結構計算時，主要針對其承載力進行計算，單樁豎向的承載力計算公式為：

(1)

式中：R為預制樁單樁豎向的承載力；K為安全系數，在巖土工程當中，K的取值一般為2；Quk為預制樁單樁豎向極限承載力標準數值。在對預制樁的數量進行選擇時，由于其框架柱結構屬于偏心受壓，因此需要充分考慮到偏心放大系數，將其取值設定在1.1～1.2，進一步得出預制樁數量的計算公式為：

(2)

式中：n為預制樁的數量；F為承臺地層土地基承載力；δ為偏心放大系數。通過上述公式計算得出預制樁數量最小值。在進行預制樁的設計施工時，應當充分遵循上述設計參數，以確保最終的預制樁施工的質量符合實際工程需要。

2.2 鉆孔灌注施工

針對鉆孔灌注施工經常出現孔位上的傾斜問題，綜合分析鉆孔的實際特點，采取相應的處理措施。在實際鉆孔灌注過程中，若選擇鉆進的位置土質松散，則泥漿護壁的效果無法達到預期，在護筒結構的周圍缺少了黏土填充，并且一旦出現鉆孔操作時間和速度不符合設計方案要求的問題，則會進一步造成灌注樁的空間上出現坍塌現象影響施工進度。針對這一問題，在施工過程中應當充分明確鉆進的具體位置以及該位置上的土質情況，并在實際鉆孔時，對其時間和速度進行嚴格控制。

2.3 斷樁施工

造成斷樁問題產生的原因較多，最常見的斷樁問題出現在混凝土灌注這一環節當中。在進行混凝土材料灌注時，施工人員應當充分落實對各個施工內容的分析和優化，綜合考慮造成斷樁問題產生的各類因素，并結合科學分析的方法對各個因素進行排查，最終找出最容易造成斷樁問題產生的因素，并針對性地提出合理應對措施，從而降低或避免斷樁問題。

3 巖土工程勘察方法設計

3.1 勘察手段及技術選擇

在進行樁基施工時，其勘察結果的有效性直接影響到施工的質量。因此，為了確保最終的勘察結果符合后續樁基施工的需要，應針對其勘察手段以及勘察技術進行選擇。當前常見的勘察手段包括地質測繪、勘探取樣等。針對不同的巖土工程地質情況以及工程實際需要，對其進行合理選擇。同時，在開展實際勘察工作時，還可以通過結合巖土工程地質建模的方法，在數學模型的基礎上實現勘察結果的進一步科學化。巖土工程地質建模一般流程示意圖如圖2所示。

圖2 巖土工程地質建模一般流程示意圖

按照圖2中的內容，在進行各項地質勘察工作時，充分結合構件的模式實現對工程地質情況的系統化分析。在上述構建的巖土工程地質模型的基礎上，所有的勘察數據都是通過各個測點資料得到的，各測點的幾何特征類型數據和屬性特征類型數據都能夠為勘察及后續分析提供依據。在數據資料的基礎上，通過分析進一步實現對巖土工程地質構成情況的解釋。同時，在明確連接規則的基礎上，針對獲取到的各個勘察結果進行整合與連接，能夠形成一個具有網狀曲面結構的圖形，從而在空間層面上實現對地質勘察結果的描述。通過模型當中面、線、點等實現對巖土工程勘察位置、地質形狀、屬性等內容的表示，以此實現對施工區域地質情況的可視化描述，為后續現場勘察檢驗與檢測提供重要依據。

3.2 實現現場勘察校驗檢測

在對巖土工程進行勘察時，針對施工現場的勘查檢驗與檢測在項目當中起到連接和貫穿的作用。因此，對勘察內容應當給予更高的關注，并嚴格按照檢測工作要求完成各項任務。在檢測過程中，需要對數據進行采集、整合和處理，技術人員在完成檢測后需要充分明確巖土工程中巖土的具體性狀。同時，還可通過多區域多點化的數據采集方式，進一步提高對巖土勘察數據的分析有效性，以此促進整個工程項目的安全性進一步提升。

4 勘察方法對比分析

選擇某地區在建巖土工程作為此次實驗的試點工程，根據工程樁基施工需求，編制針對此區域的巖土工程勘察作業流程，如圖3所示。

圖3 編制巖土工程勘察作業流程示意圖

在此基礎上，對此工程的勘察等級進行確定，等級確定標準見表1。

表1 巖土工程勘察等級

完成勘察工作的前期準備工作后，使用本文設計的勘察方法與傳統方法，對此工程項目的相同區域進行勘察，隨機選擇8個勘察點，對兩種方法的勘察深度進行比對，結果見表2。

表2 兩種勘察方法的有效勘察深度

從對比實驗結果看出，本文勘察方法的有效勘察深度大于傳統勘察方法的有效勘察深度，由此可見，應用本文勘察方法得到的結果數據具有更高的價值，可以為工程后續施工作業提供更加真實、可靠的決策數據。

5 結束語

巖土工程勘察工作是一項綜合性較強的工作，隨著巖土工程在建筑領域內覆蓋范圍的增加，施工方已經認識到此項工作的重要性，并提出了針對不同地質環境與工程條件的勘察方案。本文在此次研究中，也設計了一種針對巖土工程的全新勘察方案，完成設計后，通過對比實驗結果證明了此方法在實際應用中的效果要優于傳統方法。可以為后續工程施工提供更加完善的決策數據作為參照，通過對勘察數據的深度分析，可以解決工程施工中一些潛在問題，保證巖土工程中樁基施工項目的順利實施。