巖土工程勘察方案的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
——以某園區(qū)遷建項(xiàng)目為例

林穎帥

（福建省閩東南地質(zhì)大隊(duì)福建省泉州工程勘察院，福建 泉州 362021）

0 引言

巖土工程勘察是工程建設(shè)工作的第一步，更是設(shè)計(jì)和施工的關(guān)鍵基礎(chǔ)，工程項(xiàng)目在建設(shè)前，需根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)論制定出合適的施工方案，以保證后期工程的建設(shè)質(zhì)量[1]。巖土工程勘察是要全面調(diào)研施工場(chǎng)地的地質(zhì)情況與環(huán)境情況，然后再將調(diào)研到的信息分類(lèi)匯總，給設(shè)計(jì)單位提供設(shè)計(jì)與施工所需的基礎(chǔ)資料[2]。可見(jiàn)，巖土工程勘察成果的準(zhǔn)確與否對(duì)工程的建設(shè)質(zhì)量至關(guān)重要。本文以某園區(qū)遷建項(xiàng)目為例，對(duì)實(shí)際工程的巖土工程勘察應(yīng)用方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 工程概況

某園區(qū)遷建項(xiàng)目位于南安市豐州鎮(zhèn)素雅村和鋪?lái)敶褰唤缣帲嚯x307省道約300m，遷建地塊東至西山山路田邊，西至浦頭山界下，南至火燒閣石窟界，北至燕子山，項(xiàng)目占地面積8.68hm2，包括規(guī)劃各類(lèi)用房總建筑面積6.63hm2與其他建筑用地2.05hm2（包括行政區(qū)、管理區(qū)和進(jìn)場(chǎng)道路）。結(jié)合該遷建項(xiàng)目的實(shí)際地質(zhì)情況（該項(xiàng)目西北側(cè)、南側(cè)、東南側(cè)為永久性邊坡），為進(jìn)一步保證該園區(qū)建設(shè)質(zhì)量，擬定在遷移項(xiàng)目開(kāi)展前，進(jìn)行巖土工程勘察工作，運(yùn)用巖土勘察手段和方法對(duì)遷建地塊進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查研究和分析判斷，為遷建項(xiàng)目順利開(kāi)展提供數(shù)據(jù)支撐。

2 巖土工程勘察應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

2.1 勘察目的

（1）了解并探明該遷建場(chǎng)地和地基的工程地質(zhì)條件；

（2）對(duì)建筑用地區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)；

（3）為遷移項(xiàng)目建筑選址、設(shè)計(jì)以及施工提供基本資料；

（4）合理分析該遷移項(xiàng)目可能存在的地質(zhì)問(wèn)題，規(guī)避施工中可能造成的工程風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 勘察目的及勘察等級(jí)

基于上述勘察目的，并按照《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）（2009 版）、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330-2013)、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 5007-2011）以及《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50223-2008）[3]，確定擬建南側(cè)邊坡(Ⅳ段邊坡)（里程KB0+24.0～KB+100）段、東南側(cè)邊坡(Ⅲ段邊坡)（里程KC0+52.0～KC0+93.0、KC0+152.0～KC+195.2）段重要性等級(jí)為一級(jí)，場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)，地基復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)，巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)；其余擬建邊坡工程重要性等級(jí)二級(jí)，場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)，地基復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)，巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)。

2.3 勘察手段

該項(xiàng)目主要采用鉆探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)以及取土樣、巖樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)等方式開(kāi)展巖土勘察。鉆探：本次鉆探設(shè)備采用XY-1型鉆機(jī)4臺(tái)，鉆探方法為利用泥漿護(hù)壁和套管跟進(jìn)，錘擊或回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的施工工藝（地下水位以上土層采用干作業(yè)法）；一般土層及土狀強(qiáng)風(fēng)化巖采用合金鉆頭，碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化巖和中風(fēng)化巖層采用金剛石鉆頭（或復(fù)合片鉆頭）。鉆探標(biāo)準(zhǔn)為：控制孔終孔孔徑＞110mm，一般孔終孔孔徑＞75mm；回次進(jìn)尺控制在2.0m以內(nèi)；鉆探操作、巖芯采取率以及巖土編著等工作均要按照《建筑工程地質(zhì)勘探及取樣技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T87-2012）的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，尤其是黏土層巖芯采取率應(yīng)≥90%，完整巖層巖芯采取率應(yīng)≥80%，破碎巖層巖芯采取率應(yīng)≥65%。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：本次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)采用設(shè)備為63.5kg型標(biāo)準(zhǔn)貫入儀，采用自動(dòng)脫鉤的自由落錘法，在鉆孔中進(jìn)行。錘重63.5kg、落距76cm；貫入器對(duì)開(kāi)管外徑51mm、內(nèi)徑35mm、長(zhǎng)度大于500mm，鉆桿Φ42mm。貫入流程為：

（1）準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)貫入儀：63.5kg型標(biāo)準(zhǔn)貫入儀；（2）預(yù)捶打：先對(duì)貫入儀頭部進(jìn)行錘擊，打入地下15cm，若錘擊50次還未打入15cm，則停止捶打，記錄貫入度；（3）打入階段：在貫入器打入土層30cm后，每打入10cm記錄錘擊的次數(shù)N；若累計(jì)錘擊次數(shù)達(dá)到50次，但仍未打入30cm，則停止打入，記錄貫入度S。最后按照公式判定遷移項(xiàng)目區(qū)域砂土的密實(shí)度與黏性土和粉土的稠度[4]。取土樣、巖樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)：土樣、巖樣的取樣方法采用隨機(jī)取樣法，在已鉆探的110個(gè)鉆孔中，隨機(jī)取得3組土試樣；在素填土、粉質(zhì)黏土和殘積砂質(zhì)黏性土中，采取14件粉質(zhì)黏土試樣、14件殘積砂質(zhì)黏性土試樣；巖樣采用金剛石取芯鉆進(jìn)采取，采取13件（碎塊狀）強(qiáng)風(fēng)化花崗巖試樣、53件中風(fēng)化花崗巖試樣。取樣結(jié)束后，按照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123-2019)執(zhí)行室內(nèi)試驗(yàn)。

2.4 勘察工作量及周期

本次巖土勘察預(yù)計(jì)工作量見(jiàn)表1所示。

表1 巖土勘察預(yù)計(jì)工作量統(tǒng)計(jì)

從表1中可以看出，本次勘察工作量較大，共涉及鉆探、原位測(cè)試、取樣、室內(nèi)試驗(yàn)、工程測(cè)量、水位觀測(cè)等6項(xiàng)工作，所以為保證實(shí)際勘察完成質(zhì)量，本次勘察周期為10～15d，并在勘察結(jié)束當(dāng)天，向施工項(xiàng)目組提供巖土工程勘察報(bào)告。

2.5 勘察信息匯總

基于上述巖土勘察方案對(duì)該遷移項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地勘察工作，并對(duì)勘察得到的信息進(jìn)行分類(lèi)匯總。

2.5.1 地形地貌及周邊環(huán)境

經(jīng)實(shí)際勘察，本次遷建項(xiàng)目場(chǎng)地早期屬剝蝕殘丘地貌單元，在擬建地東北側(cè)仍保持原始地形，大致呈“直線-凹形坡”，自然坡高約40～45m，植被發(fā)育較為茂盛，以杉木和毛竹為主。其余場(chǎng)地地貌類(lèi)型為殘坡積臺(tái)地，局部為山前沖積扇。勘察期間，擬建場(chǎng)地尚未完全整平，地勢(shì)總體呈北高南低趨勢(shì)，較為開(kāi)闊，東北側(cè)、東南側(cè)為山體，勘察期間場(chǎng)地內(nèi)較大部分為苗圃地，東側(cè)為耕種用地。

2.5.2 管道、管線調(diào)查

根據(jù)實(shí)際勘察結(jié)果，遷建項(xiàng)目場(chǎng)地內(nèi)建有電線桿，上空見(jiàn)有高壓電線通過(guò)，在場(chǎng)地內(nèi)水泥地板上有污水井蓋，場(chǎng)地周邊外圍管線相對(duì)復(fù)雜，地下管網(wǎng)具體走向和分布長(zhǎng)度在勘察周期內(nèi)難以確認(rèn)，所以在施工前，建議施工團(tuán)隊(duì)與遷建項(xiàng)目所屬市政區(qū)域合作，通過(guò)調(diào)取地下管網(wǎng)資料，保證施工準(zhǔn)確性，確保安全施工。

2.5.3 巖土層分布及其特征

基于鉆孔揭露與土質(zhì)探查，遷建項(xiàng)目場(chǎng)地巖土層的分布及其特征自上而下見(jiàn)表2所示。

2.5.4 水文地質(zhì)條件

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，遷建項(xiàng)目場(chǎng)地匯水面積較大，經(jīng)測(cè)量，北側(cè)邊坡（KD0+000～KD0+140）匯水面積約14000m2；東南側(cè)邊坡（KC0+0～KC0+195.2）匯水面積約20000m2；南側(cè)邊坡（KB0+000～KB0+100）匯水面積約15000m2。地下水類(lèi)型以潛水為主，上下各巖土層的地下水有水力聯(lián)系，屬統(tǒng)一含水層，主要分布于粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖等巖土層的孔隙或縫隙中。并且，地下水位受地形地貌和場(chǎng)地的影響較大，勘察期間（大致為平水期），測(cè)得初見(jiàn)水位埋深為3.80～14.10m（高程為55.11～59.76m），穩(wěn)定水位埋深3.70～14.00（高程55.21～59.86m）。同時(shí)根據(jù)場(chǎng)地地形、地貌特征和區(qū)域水位地質(zhì)資料，后期本區(qū)地下水位年變化幅度約1～3m，最高水位高程不會(huì)超過(guò)60.50m。

3 擬建場(chǎng)地工程地質(zhì)條件可能造成的工程風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)實(shí)地勘察與巖土工程勘察報(bào)告，本次園區(qū)遷移項(xiàng)目擬建場(chǎng)地工程地質(zhì)條件可能造成的工程風(fēng)險(xiǎn)主要包括以下兩方面。（1）周邊環(huán)境條件可能造成的工程風(fēng)險(xiǎn)[5]：因擬建場(chǎng)地四周現(xiàn)狀多為陡坎邊坡，地形起伏大，對(duì)場(chǎng)平作業(yè)不利。按設(shè)計(jì)室外地坪高程，本次遷建項(xiàng)目施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大規(guī)模的土（石）方量，但現(xiàn)狀邊坡已存在，對(duì)機(jī)械開(kāi)挖施工較為不利。所以在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)制定專門(mén)的施工方案，對(duì)棄土（石）方妥善安置，防止堆填不當(dāng)，發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害[6]。（2）場(chǎng)地地質(zhì)條件可能對(duì)基礎(chǔ)工程造成風(fēng)險(xiǎn)：第一，擬建項(xiàng)目場(chǎng)地地基中，分布大范圍的素填土，因素填土呈松散-稍密狀態(tài)，承載力較低，所以在重型機(jī)械進(jìn)場(chǎng)前，如不對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)處理，則極易造成機(jī)械設(shè)備發(fā)生沉陷、傾斜等事故，尤其是部分地表為殘積土和基巖風(fēng)化帶屬特殊性巖土，具有泡水易軟化崩解的特點(diǎn)，又增加了沉陷、傾斜等事故的發(fā)生概率，由于場(chǎng)地地表土層承載力不足，對(duì)機(jī)械設(shè)備造成工程風(fēng)險(xiǎn)。第二，在擬建項(xiàng)目場(chǎng)地局部地段中，揭露有厚度不等的中風(fēng)化殘留體（孤石），導(dǎo)致邊坡施工過(guò)程中，孤石隨時(shí)可能會(huì)發(fā)生崩塌、掉落的風(fēng)險(xiǎn)，威脅施工人員的生命安全，如不對(duì)其加以固定或清除處理，則會(huì)造成較大的施工隱患[7]。由此可見(jiàn)，通過(guò)對(duì)工程開(kāi)展巖土勘察，可有效幫助施工團(tuán)隊(duì)了解當(dāng)前擬建場(chǎng)地的地質(zhì)情況與環(huán)境條件，并基于巖土勘察工程報(bào)告，合理規(guī)避施工中可能存在的各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)，以此保證施工人員的生命安全，推動(dòng)遷建項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，以某園區(qū)遷建項(xiàng)目為例，闡述了巖土工程勘察方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并應(yīng)用于實(shí)際，讓工程技術(shù)人員對(duì)巖土工程勘察流程有了更清晰的理解。目前，巖土工程勘察包括不同的勘察手段，除本文提出的鉆探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)以及取土樣、巖樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)等勘察手段外，還包括地質(zhì)測(cè)繪、原位測(cè)試等。因此，在后期巖土工程勘察項(xiàng)目開(kāi)展中，不同的工程需根據(jù)自身項(xiàng)目類(lèi)型與地質(zhì)條件，選擇可行的勘察方法與勘察手段，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，制定科學(xué)合理的工程勘察應(yīng)用方案，確保勘察結(jié)果的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，以為工程建設(shè)提供有效的信息支撐。