巖土勘察技術在復雜地形地質條件的運用研究

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1 工程概況

串絲互通工程滑坡位于昭通市鹽津縣普洱鎮串絲村，地處剝蝕中低山坡麓地段，山坡坡向約為190°，斜坡段頂部多為旱地，兩側植被發育，該工程滑坡所在斜坡體中上部零星分布有民居，均已拆遷，后緣分布兩棟近期新蓋多層民宅，其他路段局部為施工填土覆蓋。原設計ZK1+800～ZK1+900段為深挖路基，左側共設有3級坡，最大邊坡高度約為35m，位于ZK1+800處。根據現場調查結果判斷，該失穩斜坡屬于工程滑坡，滑坡范圍上緣以村間道路附近發育裂縫為界，前緣位于開挖面坡腳，目前已被反壓土體掩蓋，未見明顯剪出口，其邊界平面形態總體呈不規則楔形，滑坡地段有施工便道和村間道路通過，交通條件較好。

2 巖土勘察技術的具體運用

為做好該工程的巖土勘察工作，勘察人員首先對實地進行了考察，綜合采用工程地質測繪、鉆探及室內常規物理力學試驗等綜合勘探手段，對該滑坡工程進行了詳細的工程地質勘察工作?？辈焖悸啡鐖D1所示。

圖1 勘察思路

2.1 地質測繪技術

在巖土勘察工作前期，利用地質測繪可以了解勘察區域的地質條件，發現相關地質問題，從而為后續的勘察工作和室內試驗提供資料和先行經驗。一般工程地質測繪工作主要分三個階段進行：準備工作、野外測繪及內業整理?；谀壳暗目辈旒夹g，勘察者應根據要求深化地質測繪技術的重點，從而保證在相應技術的應用中，為實施復雜地質條件調查工作中的關鍵點控制打下基礎[1]。

由于該工程地勢險要且地理位置復雜，因此運用地質測繪技術，可以讓工程人員全面有效地分析和評估施工場地的地形、地質條件，從而更好地了解巖土的性質、類型、成分、地質變化、巖層風化等基本特點。

2.2 原位測試技術

原位測試是在原位狀態和應力條件下對巖土性質進行的測試。常用的原位測試方法包括荷載試驗、標準貫入試驗、波速測試、靜力觸探以及動力觸探實驗等。原位測試的優勢在于可以不擾動土樣測定其有關工程力學性質，避免測試過程中應力釋放對結果造成的影響。但是，原位測試的各種方法往往會受到測驗條件和理論限制，部分理論建立在統計相關經驗上，并且影響原位測試的因素通常都較復雜，導致對測試結果的判定有一定的困難。

該工程采用了原位測試技術，根據地質調繪結果可知，共采用動力觸探實驗29次，對巖土進行了深入分析。

2.3 巖層鉆探技術

在復雜地形地質條件下，巖層鉆探技術的運用更為廣泛。巖層鉆探技術是指利用專業機械如車裝鉆機對巖層進行采樣及分析。其中，需要注意以下四個方面：（1）選擇合適的鉆探機械和鉆探技術，可以全面清晰地了解巖層的水平及垂直方向的變化。（2）鉆探過程一般使用泥漿護巖，回轉鉆進，并應保證一定的采芯率。（3）對于不同的巖土類型，采芯率也不盡相同。對于砂土層的巖芯，應保證75%以上的采芯率；而對于黏性土層的巖芯，其采芯率應達到90%以上。（4）應完整地記錄各個土層兩個方向所產生的變化，以便更清楚地了解巖土土層分布、變化和相關指標的測定。在該工程中，利用泥壁護漿鉆進的方法對7個孔進行了鉆探。

2.4 室內測驗技術

室內測驗技術是復雜地形地質條件下勘察技術的重要組成部分，內容主要包括測定和分析土層的物理性質和土的力學、動力學性質、土層水雜質等。在保證測試有效的前提下，室內測驗技術可以模擬各種可能出現在施工過程中的問題，并以此對整個巖土工程進行評估和分級。

然而，在實際工程中，勘察設計人員普遍存在對室內測驗的重視程度不夠的問題，且在現場勘探和取樣過程中也發現許多問題，這將直接影響室內測驗結果的精度，造成測驗結果與工程實際往往存在較大的偏差，不利于后續工程設計施工的順利開展。

該工程地質勘察完成實物工作量如表1所示。

表1 工程地質勘察完成實物工作量統計表

通過地質調整和勘探數據分析，該區下伏基巖主要為粉砂巖、砂巖以及泥巖等，其中，強風化巖節理裂隙發育，遇水易軟化崩解，中風化巖節理裂隙不發育。此次勘察鉆孔揭露滑坡區中風化巖體較完整，穩定性較好，未見滑動跡象。同時，確定了滑坡垂向地層特征，并對滑坡穩定性進行了分析，得出了如下結論。

（1）該工程在旱季少雨季節時，處于欠穩定狀態。

（2）集中降雨季節、暴雨狀態、遇地震及上部堆載、施工方法不當以及其他不利因素影響，均可能導致滑坡進一步失穩下滑，處于不穩定狀態。

3 勘察技術存在的問題與提升要點

3.1 勘察技術存在的問題

（1）缺乏有效的前期資料。正式勘察工作前的準備工作，如搜集勘察點的相關資料，可以為后續的勘察工作提供參考。在實際工程中，許多位于復雜地形地質條件下的城市發展或工程建設仍然有待提升，相關部門和管理人員不重視巖土勘察，因此缺乏詳細的巖土勘察資料，導致后續施工沒有可以參考的相關巖土勘察資料，提高了勘察難度，對勘察結果也存在一定的影響[2]。

（2）不重視勘察技術。復雜地地質條件下常用的勘察技術，如地質測繪和原位測試等，要求勘察人員做好前期準備工作，如充分了解勘察地區的地形地貌等，針對不同地形地質條件設計合適的勘察作業步驟，這些工作繁重，環節較多，不嚴格按照相關技術勘察作業則無法得到準確、真實的結果，從而無法保證工程質量。

3.2 技術提升要點

（1）合理勘察取樣。①對于復雜地形地質條件下的巖土勘察，需要特別注意勘察取樣的合理性。②合理的取樣策略能極大地增加勘察結果的準確性和科學性。③對于不同的結構形式和基礎類型，勘察深度及間距也不盡相同。④對于不同土質條件，其勘探深度也不相同：當土質較好、地基承載力較高、基礎埋置深度較淺時，即可選擇較淺的勘探孔；而對于地形地質條件復雜、土質較差、存在嚴重的地基沉降時，即需要加深勘探孔的深度。⑤具體的勘探深度應視實際土質情況而定。⑥對于不同的地形地質條件，勘探密度，即探點之間的距離也應相應調整。⑦位于復雜地形地質的勘察區域應適當加密勘探點，以保證勘探作業的準確性和有效性。

（2）提高地質測繪技術。處于復雜地形地質的勘察區域，使用傳統的地質測繪技術往往不能得到精確有效的結果，這極大地限制了勘察結果的準確性。隨著新技術（如RS技術、GPS技術、無人機技術等）的發展，勘察人員可以借助這些新型技術來極大提高復雜地形地質條件下的地質測繪精度。

（3）創新勘察技術。對于復雜地形地質區域的巖土工程勘察作業而言，創新勘察技術是非常重要的。例如，為了避免勘探點選擇出現較大的隨機性，可以采用克里格法，該方法計算結果較為準確可信，已經被越來越多地運用于勘察工作。同時，勘察人員使用回歸分析的方法，可以更準確評估地基承載力特征。另外，采用計算機技術對勘察資料和數據進行綜合處理，可以大幅度提高勘測效率，減少工作量。

上述勘察技術的創新不僅可以明顯提升勘察結果的準確度，還可以避免人為因素對結果造成的不利影響。

4 結束語

復雜地形地質條件下的巖土勘察對勘察技術和勘察人員能力都有很高的要求。對此，施工單位必須不斷創新勘察技術，提升勘察手段，提高勘察人員從業能力和素質，從而更好地在復雜地形地質條件下完成勘察任務，確保后續設計施工任務的正常進行，為工程建設打下堅實基礎。