研究巖土工程勘察工作中的重難點問題及對策分析

廖 恒 貴州正業工程技術投資有限公司

1 前言

巖土工程勘察涉及領域較廣，如工業和民用建筑、城市建設、鐵路、公路、水利水電工程、橋隧工程。不同項目，各有不同的特點，勘察的重點、難點有所不同，勘察工作中，工程師應該對勘察的重點和難點進行分析研究，這樣可以在實際勘察工作中更好完成任務。

2 巖土工程勘察重難點問題

2.1 巖土工程勘察工作內容

巖土工程勘察，因領域較廣，項目特點不一，一般可劃分為初步勘察、詳細勘察以及施工勘察等階段。各勘察階段勘察目的不同，則勘察的重點亦有所出入?？偟膩碚f，勘察的重點問題，大體是相似的。

勘察工作，應結合勘察合同及勘察委托書及技術要求，業主提供的相關圖紙，根據相關規范，勘察工作重點應包括以下工作內容。

（1）搜集建筑總圖（附帶地形），場區設計標高，建筑的性質特征、規模特點、荷載大小、結構特點，基礎形式、埋置深度，地基允許變形等資料。

（2）不良地質作用，如滑坡、崩塌、泥石流、采空區，應進行調查，提出治理方案的建議。

（3）地質勘察應采取鉆探、坑探等多種手段，判明場地巖土構成，深度，分布范圍以及可能存在的不良危害，分析場地和地基的穩定，以及地基的均勻性及地基承載力。

（4）建筑變形會對建筑造成致命損害，對需進行沉降計算的建筑物（如設計等級為甲級、乙級、部分丙級的建筑），通過相關試驗，提供地基變形計算參數，分析建筑物的變形特征。

（5）進行地質探查，查明地下暗河、溝浜、墳墓、地下硐室、孤石等對工程不利的埋藏物。

（6）進行水文觀測，探明地下水位及其變化幅度。

（7）取水、土樣，分析水和土對建筑材料的腐蝕性。

2.2 巖土工程勘察重難點

巖土勘察事關建筑質量安全問題及造價問題，勘察鉆探深度過深，地基基礎埋置于深部基巖而未采用上部可利用的良好土層，固然可以讓工程基礎穩固，偏于安全，但會造成工程造價倍增。反之，為了節約成本，勘察深度不夠，未勘察到其下的軟弱層，利用上部土層時亦會造成重大安全隱患，所以工程勘察的重點，亦是難點。

2.2.1 勘察取樣問題

勘察取樣，包括巖樣、土樣、水樣、土樣等，是勘察的基礎工作，也是關鍵工作，勘察報告里的相關指標，即來源于此。

項目往往地質復雜，勘察取樣，試件制作以及原位測試，并不能完全與實際條件一致，會出現一定的擾動，進而影響測試結果。結果是否有代表性，關乎這項目勘察的成敗。

2.2.2 地基穩定性及承載力問題

地基穩定性，即地基巖土體在承受建筑荷載條件下的沉降變形、深層滑動等對工程建設安全穩定的影響程度，建（構）筑物都是置于地基上的，只有地基穩定了，建（構）筑物才能保證安全，空中花園是不切實際的。

地基承載力，是地基承受荷載的能力，不同的巖土體，能穩定承載的建（構）筑物體型大小不一，如何充分發掘場地的承載力，不浪費，節約土地成本，也是工程勘察的重難點

2.2.3 地下水

每到雨季，諸多設有地下室的建筑，可能由于破壞原地質地貌環境，排水設施不完善，抗浮措施不到位等，終因“盆池效應”造成地下室底板隆起破壞，嚴重則柱梁破壞進而危及建筑體安全，事例不勝枚舉，事后花費巨大代價補漏。

地下水是勘察工作中的重難點問題，需要工程技術人員做好功課研究。

3 對策分析

3.1 勘察取樣的對策分析

勘察取樣，各行各業都有對應的規范標準，取樣需用專業的取樣器（如薄壁取土器、回轉取土器等）進行，取樣時，應注意其代表性，巖土體不是材料力學里的各向均勻材料，是各向異性的。如土是散體材料，只能受壓，不能受拉。同時，室內進行試驗時，也要按相應標準制備樣品，試驗環境，過程等會有一定影響，只有取樣這一重要環節保證質量后，后續的勘察指標才能保證正確合理。

勘察階段應應按不同地段、不同地層及巖土樣品進行現場取樣并進行室內試驗，以為確定有關巖土的物理力學指標，為設計提供可靠的參數，對需要取樣的鉆孔，應按取巖、土樣的需求選擇合適的鉆頭及鉆進工藝，盡量減少巖、土樣的擾動甚至破壞。

取樣段之間則用無巖芯鉆進方式通過，亦可采用無泵反循環方式用單層巖芯管回轉鉆進并連續取芯。在巖層中鉆進時，回次進尺不得超過巖芯管長度，在軟質巖層中不得超過2.0m。巖芯采取率應逐次計算，完整巖層巖芯采取率不宜小于80%，破碎巖層的巖芯采取率不宜小于65%。對需要重點研究的破碎帶、滑動帶，尚應根據工程要求提高取芯率，必要時尚應進行定向連續取芯。

采取土試樣的勘探點應結合地貌單元、地層結構和土的工程性質布置，其數量可占勘探點總數的1/4～1/2。采取土試樣的數量，應按地層特點和土的均勻程度確定；每層土均應采取土試樣，其數量不宜少于6個。

3.2 地基穩定性及承載力問題對策分析

地基承載力指地基承受荷載的能力。通常針對要采用的地基土體的埋藏深度，可采用淺層或深層平板載荷試驗直接測定Fak，巖石地區：取巖樣進行飽和單軸抗壓強度試驗，原位測試方法可采用巖基載荷試驗，樁載試驗，能得到可靠的基礎的地基承載力。

平板荷載試驗是向置于自然地基上的模型基礎施加荷載，測量模型在不同荷載等級作用下的沉降量，根據荷載和沉降量的關系計算地基土的變形模量和評定地基承載力。在工程現場通過千斤頂逐級對置于地基土上的載荷板施加荷載，觀測記錄沉降隨時間的發展以及穩定時的沉降量S，將上述試驗得到的各級荷載與相應的穩定沉降量繪制成P-S曲線，即獲得了地基土載荷試驗的結果。

由于巖石具有較高的承載力，工程設計一般依據GB 50007—2011《建筑地基基礎設計規范》第5.2.6條，根據巖石飽和單軸抗壓強度確定巖石地基承載力特征值。只有當工程施工過程中地質情況變化較大或工程荷載很大而地基為軟質巖時，才選擇巖基載荷試驗確定其地基承載力特征值。而往往一旦采用巖基載荷試驗確定巖石地基承載力特征值，則其獲得值往往比地基規范的計算值提高很多，甚至呈倍數提高。為進一步確定巖體基本質量等級Ⅳ～V級及軟硬互層巖體基巖的地基承載力特征值，為勘察、設計提供計算依據。

現場荷載試驗是向置于自然地基上的模型基礎施加荷載，測量模型在不同荷載等級作用下的沉降量，根據荷載和沉降量的關系計算地基土的變形模量和評定地基承載力。

圖1 巖基載荷試驗裝置示意圖

3.3 地下水問題對策分析

地下水按其存在形式分為液態水、氣態水、固態水，勘察工作一般進行簡易水位觀測，當需分析確定含水層的水文地質參數時，可進行抽水試驗。

簡易水位觀測，開孔應采用無沖洗液鉆進?？字幸坏┌l現水位，應立即停鉆，并進行初見水位和穩定水位的測定。每隔10min～15min測一次，三次水位相差小于2cm時，可視為穩定水位。終孔后，要做好穩定水位的觀測，觀測時間應不小于24h，觀測時間間隔不超過1h。

特別要提醒的是：有下套管的鉆孔，終孔水位應在套管拔完后進行觀測；如需確保封孔前孔壁穩定而未拔套管的，同樣應進行穩定水位的觀測，記錄時應注明清楚。除做好孔內水位觀測外，應做好鉆進過程中孔內異常情況的記錄，如水位異常（驟降、驟升）、孔內坍塌、掉鉆等情況，詳細記錄于原始班報表上。特別是漏水鉆孔，不能用“孔內漏水”代替觀測內容，應同樣進行水位觀測，有水位或者無水位，應有具體的數字記錄，同時也應做好漏水量的觀測。鉆探完工后，應整理好該孔相關的水文地質記錄，做到字跡工整，記錄清楚，鉆探過程中的記錄內容應匯總于簡易水文觀測記錄表上。

抽水是指從抽水井抽取一定水量，并在一定距離之間的觀測井測定不同時間地下水位的變化，并將觀測數據利用各種地下水流理論式或其圖解法分析確定含水層及越流層的水文地質參數的試驗。在抽水試驗中，常利用以固定流量求穩定水位，或反之用以固定水位求穩定流量的方法。水位、流量穩定延續時間愈長，愈容易發現微小而有趨勢性的變化和臨時性補給所造成的短暫穩定及“滯后疏干”所造成的假穩定。

在供水抽水試驗中，三次降深（S3、S2、S1）的穩定延續時間一般為24h、16h、8h。抽水孔水位波波動，不超過降深的1%即為穩定，但當降深較小，則3cm～5cm為限。當用空壓機抽水時，水位波動允許達10cm～15cm，觀測孔以不超過2cm～3cm為準，但不能有趨勢性的變化。涌水量波動不應超過抽水量的5%。為了解地下水動態的基本特征和地下水埋藏的基本條件，對鉆孔進行初見水位、動水位、終孔水位、穩定水位觀測。

水位及流量觀測：抽水前天然穩定水位（靜水位）觀測：一般地區每小時觀測1次，2h內所測數值不變或4h內水位相差不超過2cm者方可作為穩定水位。如天然水位波動，則可取一個或幾個周期中水位的平均值作為天然穩定水位。

4 結束語

近年來，我國勘察工作事故頻發，造成了大量的經濟損失，提高巖土工程勘察工作的質量具有重要作用。本文將根據筆者多年積累的工作經驗，對在巖土工程勘察過程中的重難點及其對策進行具體闡述，希望通過本文的探討能對提高巖土工程勘察工作的質量有所幫助，對相關人士進行巖土工程勘察有所借鑒意義。