巖土工程勘察方法探討

金光磊

（平頂山市地質工程處，河南 平頂山 467000）

在工程實踐中，地基基礎事故較其它事故多見。不少地區已有不經勘察而盲目進行地基基礎設計和施工造成工程事故的實例。但是，更常見的是貪快圖省，勘察不詳，結果反而延誤建設進度，浪費大量資金，甚至遺留后患。當前，高層建筑日益增多，從事建筑物設計和施工的人員，務必重視場地和地基的勘察工作，對勘察內容和方法有所了解，以便正確地向勘察部門提出勘察任務和要求，并學會分析和使用工程地質勘察報告。

1 鉆探法

用各種鉆探工具鉆入地基中分層取土進行鑒別、描述和測試的方法稱為鉆探法。人力鉆探工具有洛陽鏟、麻花鉆、小螺紋鉆等。機械鉆探的工具是各式鉆機，據鉆入巖土中的方法可分為：沖擊、回轉、振動與沖洗4種，工程中應根據不同地層類別、土質條件和勘察要求，選用相應的鉆進方式。

1.1 沖擊鉆探

利用鉆具的自重，反復自由下落的沖擊力，使鉆頭沖擊孔底以破碎巖石而逐漸鉆進。這種方法適用于礫、卵石層及基巖，不能取得完整巖芯，但能保持較大的鉆孔口徑。

1.2 回轉鉆探

利用鉆具回轉，是鉆頭的切刀或加研磨材料削磨巖石而不斷鉆進，機械回轉鉆進可適用于軟硬不同的地層。這種方法能取得原狀土和完整巖芯。

1.3 振動鉆探

利用機械動力所產生的振動力，使土的抗剪強度降低，借振動器和鉆具的自重，切削孔底土層不斷鉆進。

1.4 沖洗鉆探

通過高壓射水破壞孔底土層從而實現鉆進。該方法適用于砂層、粉土層和不太堅硬粘土層，是一種簡單快速的鉆探方式。

工業與民用建筑勘察常用簡易、輕便的SH一30鉆機回轉鉆機，可以采取巖土樣，對軟土用薄壁取土器，對原狀砂土和軟粘土需用特制的取土器。

布置于建筑場地內的鉆孔，一般分技術孔和鑒別孔兩類。鉆進時，僅取擾動土樣，用以鑒別土層分布、厚度及狀態的鉆孔，稱鑒別孔。若按不同的地層和深度采取原狀試樣，則稱技術孔。原狀土樣的采取常用取土器。取土器的結構形式，可分為活閥式與球閥式兩類。實踐證明，取土器的結構和規格決定了土樣保持原狀的程度，影響著試樣的質量和隨后土工試驗的可靠性。按不同土質條件，取土器可分別采用擊人或壓人取土兩種方式。

2 觸探法

觸探是通過探桿用靜力或動力將金屬探頭貫人土層，并量測土對觸探頭的阻抗能力的指標，從而間接地判斷土層及其性質的一類勘探方法和原位測試技術。作為勘探手段，觸探可用于劃分土層，了解地層的均勻性；作為測試技術，則可估計地基承載力和土的變形指標等。

因觸探法不需取原狀土做試驗，對難以取原狀土的水下砂土、軟土等，更顯示其優越性。觸探法無法單獨使用，無法對地基土定名或繪制地質剖面圖。但若與鉆探法配合，則可提高勘察的質量和效率。根據探頭的結構和人土方法不同，可分為靜力觸探和動力觸探兩類，分述如下：

(1)靜力觸探試驗

靜力觸探(CPT)是把具有一定規格的圓錐形探頭借助機械勻速壓人土層中，測定土層對探頭的貫人阻力，以此來間接判斷、分析地基土的物理力學性質。

靜力觸探頭內有阻力傳感器，傳感器將貫入阻力通過電訊號和機械系統，傳至自動記錄儀并繪出隨深度的阻力變化曲線。常用的探頭分為單橋探頭、雙橋探頭和孔壓探頭。

以一個測力電橋來量測阻力的稱為單橋探頭，單橋探頭所測到的是包括錐尖阻力和側壁摩阻力在內的總貫入阻力P(kN)，通常用比貫入阻力Ps(kPa)表示，即 式中A——探頭截面面積(m2)。

以兩個測力電橋來測量阻力的探頭稱為雙橋探頭，雙橋探頭可分別測出錐尖總阻力Qe(kN)和側壁總摩阻力Pf(kN)。通常以錐尖阻力qe。(kPa)和側壁摩阻力fs(kPa)表示：

式中Fs。——外套筒的總表面積(m2)。

根據錐尖阻力qe和側壁摩阻力fs可計算同一深度處的摩阻比Rf如下：Rf＝ ×100%

(2)動力觸探試驗

動力觸探主要有圓錐動力觸探(DPT)和標準貫入(SPT)兩大類，其共同點是利用一定的錘擊動能，將一定規格的探頭打人土中，根據每打入土中一定深度所需的能量來判定土的性質，并對土進行分層。所需的能量體現了土的阻力大小，一般可以用錘擊數來表示。

《建筑地基基礎設計規范》推薦的一種輕便觸探試驗，其設備簡單，操作方便，適用于粉土、粘性土和粘性素填土地基的勘察，但觸探深度限于4m以內。試驗時，先用輕便鉆具開孔至被試土層，然后以手提質量為10kg的穿心錘，使其以50cm的落距自由下落，這樣連續沖擊，把尖錐頭豎直打人土層，每貫入30cm的錘擊數稱為N10。

應用輕便觸探指標N10可確定粘性土和素填土的承載力，并可按不同位置的N10。值的變化情況判定地基持力層的均勻程度。

3 掘探法

掘探是在建筑場地用人工挖掘探井、探槽的方式來探明地表以下淺部的工程地質條件。掘探的特點是使用工具簡單，技術要求不高，應用廣泛，揭露的面積較大，可直接觀察地層結構，采取原狀結構試樣，并可用來做現場大型原位測試。但勘探深度受到一定限制，一般為5～6m，地下水位以下難以進行。掘探工程的編錄工作除做詳細的描述記錄外，還要繪制展視圖，即按一定的方法將坑壁展開的斷面圖。

[1]白德榮.工程地質勘察現狀及發展[J].內蒙古煤炭經濟.2009(02).

[2]王桃云.工程地質勘察中存在的問題及對策[J].巖土工程界.2009(02).