試論建筑工程巖土勘察的技術(shù)應(yīng)用

吳吉

（貴州省建筑工程勘察院，貴州 貴陽 550000）

引言

隨著社會的發(fā)展，許多工民建筑不斷崛起，而巖土工程勘察是工程建設(shè)中必不可少的環(huán)節(jié)，其主要目的為如實弄清擬建場區(qū)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件,提供準確的巖土工程特性指標和地基基礎(chǔ)設(shè)計參數(shù)，對建筑場地進行穩(wěn)定性和適宜性評價，并提出經(jīng)濟合理的巖土利用、整治、改造的建議和方案。所以，筆者結(jié)合實際工作對巖土工程勘察存在的問題進行了以下分析，希望能給予相關(guān)專業(yè)人士給予借鑒。

1 工程概況

某建筑工程為一棟8層建筑物，呈矩形，長約43.6m，寬約28.8m，總建筑面積10224.03m2，有一層地下室，框架結(jié)構(gòu)。

2 巖土工程勘察關(guān)鍵技術(shù)措施

2.1 勘察方案部署及勘察手段

勘探孔深度及間距根據(jù)基礎(chǔ)形式及結(jié)構(gòu)形式的不同，勘探深度也會不同。由于地基復雜程度不同，勘探點間距不同。在勘探時遇復雜地基情況，應(yīng)按規(guī)范要求加密勘探點，不能局限于經(jīng)濟或時間等因素而堅持原勘探方案不變，事畢難以查明場地工程地質(zhì)情況，埋下工程隱患。對于高層建筑，勘探孔間距要比一般建筑的小，且比安全等級高的要更小。實際上鉆孔間距主要取決于場地的復雜程度，即場地是否存在暗溝、塘等異常帶，保證鉆探所揭露地層能準確反映水平和垂直方向土質(zhì)情況及地下水賦存形態(tài)等，而不是建筑物安全等級決定孔距，當然布孔位置也要考慮到擬建建筑物的條件，如在主體建筑角上、荷載和建筑體形變異較大處應(yīng)有勘探點進行控制；另外對于不同地貌交界處也應(yīng)加密勘探。勘探孔深度總結(jié)如下：天然地基。控制孔深(m)=基礎(chǔ)埋深+地基壓縮層厚度；一般孔深(m)=基礎(chǔ)埋深+0.7倍的基礎(chǔ)寬度(并應(yīng)小于2/3壓縮層厚度)。樁基。控制孔深(m)=基礎(chǔ)埋深+預計樁長+樁端平面下壓縮層厚度一般孔深(m)=基礎(chǔ)埋深+預計樁長+5m。另外，當場地或場地附近沒有可信資料時，至少要有一個鉆孔滿足地震場地劃分對覆蓋層厚度的要求。

本次勘察主要采取鉆探、標貫試驗和室內(nèi)土工試驗相結(jié)合的方法，共完成鉆孔14個。其中建筑物部分鉆孔6個，控制性鉆孔4個，孔距22.00m～29.0m，孔深30.10m～30.20m，一般孔2個，孔深25.10m～25.20m;基坑部分鉆孔8個，控制性鉆孔4個，孔距22.50m～32.00m，孔深20.1m～20.30m，一般孔4個，孔深 15.00m～15.20m。現(xiàn)場鉆探采用XY-1型液壓鉆機，原位測試為標準貫入試驗;室內(nèi)土工試驗主要是常規(guī)土工試驗和快剪試驗，以及對地下水樣和地下水位以上的土樣進行室內(nèi)水質(zhì)、土質(zhì)的簡易化學分析試驗。勘探孔的測放采用南方RTK衛(wèi)星實時定位系統(tǒng)(1+1)，依據(jù)海南海口獨立坐標系和秀英高程系確定。

2.2 地基土的工程性能

2.2.1 地形地貌。工程場地原地勢較低，九十年代初經(jīng)人工填海改造，高程為2.81m～2.38m，地勢寬闊平坦，局部有小水坑，原始地貌屬于濱海灘涂濕地。

2.2.2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景。擬建場地位于瓊北新生代斷陷盆地北翼，盆地內(nèi)部受近東西向的馬裊-鋪前斷裂和北西向的海口-云龍斷裂、長流-仙溝斷裂切割，這三條斷裂為海口市的主要基底斷裂。

其中近東西向的斷裂控制著盆地的形成與發(fā)展，北西向斷裂控制著內(nèi)部次級構(gòu)造的形成與發(fā)展，據(jù)海南省區(qū)域地質(zhì)資料記載該斷裂已超出與本工程場地的安全避讓距離。

2.3 地下水測定

實際位量測存在以下幾個問題：

2.3.1 應(yīng)同時觀測地下水位，量測時間須在最后一個鉆孔施工24h后。

2.3.2 地下水位觀測應(yīng)考慮周圍地下水開采情況的影響，若量測時間正好處于附近抽水井抽水下降漏斗時，所量測到的地下水位肯定偏深。

2.3.3 水位量測應(yīng)與鉆孔坐標、標高回測相結(jié)合。我們知道勘探孔口周圍地面實際不是一個水平面，水位量測參照孔口位置不同，水位埋深也不一樣，因此而產(chǎn)生的誤差幾厘米是難以避免的，這根本無法滿足按規(guī)范要求地下水位量測精度為±2cm的要求，也更無法測定地下水的正確流向。解決方法是孔口坐標、標高回測，同時以標高回測時的孔口位置為準向下量測地下水位深度。

2.3.4 要分析近年地下水的變化幅度以及歷史最高水位、最低水位。

2.3.5 鉆孔深度范圍內(nèi)有2個以上含水層時，應(yīng)分層量測水位，在鉆穿第一含水層(到下一含水層之前)并進行靜止水位觀測之后，采用套管隔水，抽出孔內(nèi)存水，變徑鉆進，再對下一含水層進行水位觀測。這樣量測到的水位才是含水層分層水位。

本次勘察所揭露主要的含水層有兩層，第一層賦存于①層雜填土、②層含粘性土細砂中，第二層賦存于⑤層中砂中。第一層地下水屬第四系松散沉積地層孔隙潛水，其補給來源是大氣降水和河、海水，排泄途徑主要是地表蒸發(fā)或排入河、海中;第二層地下水屬第四系松散地層孔隙潛水，補給來源主要是大氣降水和層間越流補給，排泄途徑為側(cè)向逕流和人工開采。本次勘察期間測得地下水穩(wěn)定水位埋深為0.20m～1.10m。由于擬建場地近臨海甸溪入海口，因此場地第一層地下水主要受海水潮汐和季節(jié)性變化之影響，根據(jù)地區(qū)水文地質(zhì)資料，地下水的年變化幅度為0.80m左右。

3 巖土工程勘察技術(shù)存在的通病

3.1 勘察資料過于地質(zhì)化。由于部門長期的條塊分割，勘察、設(shè)計分散作業(yè)，加之巖土工程規(guī)范制定和新技術(shù)、新方法應(yīng)用的滯后，以及專業(yè)設(shè)置過細，巖土工程本身的特殊性等原因，設(shè)計與勘察之間脫鉤多，使得勘察提供的巖土工程信息通常以設(shè)計人員難以理解的形式出現(xiàn)，而且勘察也較難參與設(shè)計的全過程；設(shè)計人員也因知識的局限，很難深層次理解巖土工程勘察信息，因而勘察成果在設(shè)計中的轉(zhuǎn)化率較低，造成許多不應(yīng)有的浪費和損失。

3.2 數(shù)字化勘察技術(shù)。隨著計算機圖形處理技術(shù)的完善，已經(jīng)完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數(shù)字化、巖土工程數(shù)據(jù)庫管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質(zhì)解釋以及空間分析和預測、地學統(tǒng)計和圖形可視化的一體化系統(tǒng)，繼而發(fā)展成為現(xiàn)代化、信息化為一體的巖土工程勘察數(shù)字化新體系。

3.3 勘察信息數(shù)字化程度低。勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主，內(nèi)容上定性描述較多。這一方面造成設(shè)計人員對于勘察信息難于準確理解，另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。

4 地基與基礎(chǔ)方案

本場地所揭露的地基土除①層是必須挖除的人工填土外，第②層、③層土是承載力小于100kPa的軟弱土，質(zhì)軟易產(chǎn)生液化和震陷，對于擬建為一層地下室高度為8層的建筑物來說，是不能采用天然地基淺基礎(chǔ)的，因此根據(jù)本地區(qū)的工程經(jīng)驗，可采用復合地基筏板基礎(chǔ)或樁筏基礎(chǔ)。

4.1 復合地基。本場地地基土適宜選擇干法水泥土攪拌樁，即采用粉噴樁對地基土進行加固，加固深度須超過軟弱層的埋置深度約12.50m，以下進入第④層不少于2.00m即可，樁徑φ=500mm，有效樁長為10.0m(減去地下室深度)，采用等邊三角形布樁，樁距由設(shè)計部門根據(jù)其荷載確定，復合地基承載力可通過計算進行估算，最終設(shè)計依據(jù)載荷試驗結(jié)果確定，具體必須按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)執(zhí)行。加固后形成復合體地基承載力不少于160kPa，可以滿足8層樓房上部荷載要求。

4.2 樁基礎(chǔ)

本場地亦可采用樁基礎(chǔ)，以⑤層中砂或以下地層作為樁端持力層，可選用高強度預制樁，采用靜壓法施工。基樁直徑一般為400mm～500mm，樁端要求進入持力層的深度為1.5d(樁徑)。預制樁設(shè)計參數(shù)和單樁豎向極限承載力估算可參考表2。單樁極限承載力估算以⑤層中砂為據(jù)，設(shè)計部門可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載大小具體確定為準。估算時未考慮土層震陷和液化產(chǎn)生的負摩阻力的不利影響，因此設(shè)計時應(yīng)以試樁結(jié)果為依據(jù)。

總結(jié)

場地開闊而平坦，沒有發(fā)現(xiàn)全新世活動斷裂、滑坡、土洞、巖溶等不良地質(zhì)作用，在強震時存在易產(chǎn)生震陷的軟土。因此，當選擇適當?shù)牡鼗A(chǔ)方案才能適宜本工程建設(shè)。

[1]巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)[S].

[2]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2002)[S].