巖土工程勘察外業工作的技術與措施

黨 彥

(山西省勘察設計研究院，山西太原 030013)

1 概述

巖土工程勘察外業工作屬于巖土工程準備環節的基礎性工作，其勘察結果是施工報告編寫的直接依據，并為工程的實施提供方向與重點，巖土工程勘察外業工作主要包括鉆孔定位、工程地質鉆探、標準貫入試驗、重型動力觸探、靜力觸探、取樣、巖土描述、鉆進過程記錄、地質編錄以及地下水調查等。巖土工程勘察人員必須以詳細的現場勘測為基礎，通過分析勘察資料發現工程方面可能存在的不良地質條件及安全隱患，進行工程施工可行性評估，同時結合工程區建筑結構型式進行地基建筑物建造類型的確定。通過巖土工程勘察外業收集基本數據資料并結合計算機仿真技術模擬符合工程區地質條件的建筑結構并繪制建筑結構施工設計圖［1］。如果勘察前期工作缺失則將直接影響勘察外業工作進展，并導致巖土工程施工由于地質條件不良而造成的損失。

2 巖土工程勘察外業工作的技術與措施

2.1 工程地質鉆探

2.1.1 鉆孔定位

巖土工程勘察外業作業的第一步便是鉆孔定位，當前在鉆孔定位環節普遍存在放樣不規范，孔位誤差，基坑開挖地質條件不符合施工報告等現象，導致鉆孔標高存在較大誤差，地下水埋深、流向及地層標高等難以確定。為保證場地地質資料具有典型性和代表性，則鉆孔位置必須準確，鉆孔定位也必須按照工程區統一的坐標和高程系統進行。利用全站儀確定控制點并采用極坐標方法進行放樣定位和閉合檢查，初步勘察環節平面位置所允許的偏差為±2 m，高程所允許偏差為±15 cm，對于勘探點位調整的過程還應該再次測量孔位與高程。

2.1.2 鉆探

作為巖土工程勘察主要且有效的手段，鉆探逐漸從巖土工程技術中分離出來，目前從事鉆探的主要是技術水平較低、質量意識薄弱的農民工，其大多不遵守鉆探規程，操作缺乏規范性，導致土樣、砂樣、水樣等測試結果的失真，鉆探作業質量無法得到保障，鉆探方法的選擇也難以確保地層劃分的精準度，對地下水位無法準確量測，造成取樣段土層的較大擾動。

對于超地下水位的土層應當采用干鉆方式，為進行土層天然含水量的鑒別，必須在加水或循環液的同時采用具備隔離沖洗液性能的二重或三重管鉆進。針對易坍塌的地層必須加以鉆孔護壁，超地下水位的松散填土和易坍塌地層必須采取套管護壁措施，提?、窦壓廷蚣壨翗訒r下設套管的深度距離取樣位置的距離至少為管徑的3倍;地下水位下層的飽和性黏土層、粉土層等必須實施泥漿護壁，確?？變人^壓力合理的取值范圍，以防負壓和管涌對孔底土層造成不良擾動;碎石土層則常常實施植物膠漿液護壁。

2.2 原位測試

為確定巖土的密實度、液化指數及地震等級和液化等級，必須對飽和粉土及砂土進行標貫試驗，以地下20 m為試驗深度，試驗質量主要根據巖土物理參數及液化等級加以綜合判定。標貫試驗的實施應嚴格按照GB 50021—2009巖土工程勘察設計規范執行，試驗孔通?；剞D鉆進且采用泥漿護壁才能防止土層破壞，同時確保套管護壁底部比試驗深度至少高出70 cm?？椎壮猎暮穸炔淮笥?0 cm，且必須保證標貫器皿入口的完好以及標貫數據的真實性。為確定碎石類土樣的密實度則必須按規范采用重型動探，碎石類土樣采樣難度大、巖心采集率較低，軟弱夾層埋藏隱蔽，所以標貫過程中必須保證擊入的連續性，以防遺漏軟弱的碎石土夾層，并準確判斷碎石土的均勻性與密實度。對于軟土、粘性土、粉砂土等進行巖土勘察的過程中，必須根據GB 50021—2009巖土工程勘察設計規范進行雙橋靜力觸探試驗，并基于鉆孔資料、土層取樣試驗結果進行地層的合理劃分，物理力學參數的計算以及地基承載力的確定和液化判別［2］。

2.3 取樣

巖土工程勘察外業取樣主要針對無擾動Ⅰ級和輕微擾動Ⅱ級土樣，巖土工程分析評價往往以土樣測試數據為基礎，鉆探取樣和樣品的制備過程均對總土樣存在潛在的擾動，進而影響測試結果，為確保土樣質量及勘察結果的可靠性，必須采用合理的取樣方法，確保鉆孔的質量以及取土器的規范性。取樣鉆孔通常為圓直型，不能出現縮孔和塌孔，孔徑應大于取土器外徑1級～2級，取土器下入前必須進行清孔，孔底殘渣厚度以不超過取土器廢土段長度為限。GB 50021—2009巖土工程勘察設計規范所規定的巖土工程勘察外業工作取樣要求詳見表1。

表1 巖土工程勘察外業工作取樣要求

2.4 地質編錄

巖土工程勘察外業鉆孔地質編錄以巖土物理力學屬性的鑒定和描述為重點，其也是進行地層劃分、土體地質屬性確定、勘察報告編制的基礎性資料。鉆孔地質編錄常常依據巖土特性由室外向室內進行綜合性編錄，要求記錄巖土性質、鉆進過程、土層濕度等隨時間的變化，所以鉆孔地質編錄必須按照規定格式由專業的技術人員跟隨鉆進過程而實時逐項填寫，對于鉆進中所遇到的變層，必須添加分層標簽。

土體地質屬性應按照GB 50021—2009巖土工程勘察設計規范的要求，基于現場描述并結合室內開土試驗記錄和結果加以確定，碎石土、砂土地質編錄以野外環境為重點，而粉土與粘性土的地質編錄則側重室內試驗。土體地質屬性既包括碎石土的顆粒形狀、顆粒排列、母巖成分、風化度、填充物的充填程度和密實度等，也包括砂土色澤、礦物成分、顆粒形狀、密實度等，還包括碎石土的顆粒級配、細粒含量、濕度、干強度、韌性等室內試驗結果。根據規范附錄B的相關規定進行動力觸探綜合試驗，對于特殊性土還應進行成分與特殊性質的描述，包括淤泥的嗅味、填土的物質成分、堆積年代、密實度、均勻度等。

2.5 地下水調查

地下水是巖土體的組分，對巖土體工程特性及建筑物的穩定耐久性能均存在直接影響，例如基坑疏干將水、隔水防滲、地下室抗浮防水、滲透變形、飽和粉土液化、地下水腐蝕、地下結構抗浮防水等巖土工程問題均與地下水有關。地下水引發的巖土工程危害實例也是不勝枚舉，為此，巖土工程勘察外業工作必須十分注重地下水調查，并加強對地下水的類型、賦存規律、水位變幅、侵蝕性等資料的收集。加強地下水位以下的水質分析，并綜合評價地下水對鋼筋混凝土等的侵蝕性，水樣采集過程中應盡可能避免其暴露時間，水樣采集份數應不少于兩份，多層地下水還必須分層采樣。

3 結語

巖土工程勘察外業工作是最基礎性的環節，勘察設計質量直接決定著工程設計和工程質量，為保證勘察質量，工程勘察設計人員必須從鉆孔定位、工程地質鉆探、標準貫入試驗、重型動力觸探、靜力觸探、取樣、巖土描述、鉆進過程記錄、地質編錄以及地下水調查等方面出發，正確處理自然地質條件與工程就建筑之間的關系，充分利用有利的巖土地質條件，為工程設計建設與施工提供依據與指導。