巖土工程勘察問題探究

李春生

【摘 要】工程勘察在工程建設中起著的基礎性的重要作用。近年來工程勘察技術手段發展迅速，研究領域不斷拓展，向著巖土工程勘察設計一體化方向發展，但在發展的過程中還存在一些問題和不足。文章介紹了巖土工程的特點，并以工程勘察實例為例闡述了工程勘察的全過程控制手段和方法。

【關鍵詞】巖土工程；勘察設計；地質調查；勘察理論

【Abstract】Engineering survey plays an important role in the construction of the project. In recent years， the technical means of engineering surveys have developed rapidly， and the research field has been continuously expanded. It is developing towards the integration of geotechnical engineering survey and design， but there are still some problems and deficiencies in the process of development. The article introduces the characteristics of geotechnical engineering， and takes the engineering survey example as an example to illustrate the whole process control methods and methods of engineering survey.

【Key words】Geotechnical engineering；Survey and design；Geological survey；Survey theory

巖土工程勘察是一項綜合性的工程地質調查工作。巖土工程勘察的目的是運用各種勘察測試手段和方法，對建筑場地進行調查研究，分析判斷修建各種工程建筑物的地質條件以及建設對自然地質環境的影響；研究地基和上部結構共同工作時，保證地基強度、穩定性以及不致產生過大沉降變形的措施，分析并提出地基的承載能力；提供基礎設計、施工以及必要時進行地基加固所需要的工程地質和巖土工程資料。

1. 巖土工程勘察

巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括：土力學的理論、工程地質理論、工程力學理論等，這些工程理論都足一種半科學半經驗的理論，很多理論是建立在經驗的基礎上的，如很多公式都是經驗公式。巖土工程同題的解決過程實際上是在理論的指導下，巖土工程技術人員利用自己的工程經驗，結合工程實際情況，建立相應本構模型，運用合理適宜參數，加上良好的判斷力，解決問題的過程。對巖土工程技術人員來說，扎實的基礎理論同豐富的經驗、良好的工程判斷力是同等重要的。

2. 工程勘察實例

2.1 工程概況。

國內某大型鋼鐵企業決定投資2億元建設l臺360m2大型燒結機，采用先進技術和工藝節能降耗，加強環境治理，達到國內同類型燒結廠裝備水平，爭取將燒結工藝和裝備水平邁上一個新臺階，3年半內收回投資，獲得良好的經濟效益和環保效益。其燒結機主廠房為鋼筋混凝土結構，5層，高46m，廠房面積137mX22m。設計委托巖土工程勘察要求提供巖土技術參數及分析評價，并對基礎設計及處理。對不良地質現象防治作出論證和建議.經業主委托，工程地質勘察單位組織施工，提交場地資料如下：主要土層分布為雜填土、粘土、粉質粘土、強風化頁巖（埋深為28～30mm），中風化頁巖等。水文地質狀況為：上層滯水、水量不大。區域地質構造為低山丘陵與平原地帶，區域斷裂比較發育。根據構造調查，擬建場區無斷裂通過。結論為：所建場區地層分布穩定，無斷裂通過無不良地質作用，場地是穩定的，適宜建筑。

2.2 現場樁基施工現狀。

根據現場條件和施工總體網絡計劃安排，挖孔柱基礎計劃1個半月全部完成，工程施工1月個多月有一根樁（C17）在挖至16.8m時出現涌水，C18樁在23m出現大量涌水，其后三四天共有16根樁陸續出現涌水現象。B18號樁日涌水量位達標2000m3分，采用水泵排水無法排干。經測量，其靜止水位標高大部分在-19～-20m，其樁底離中風化巖面還有4m左右。根據詳勘報告，地下水量不大，這與實際情況不符。另外，從另一處（B18樁）取樣也發現巖性異常，即出現灰巖，而詳勘報告定名為頁巖。由于地質情況發生變化，整個挖孔樁工程全面停工。根據施工現場所反映的情況，設計單位對現場情況進行了詳細分析，由于出現地下涌水和灰巖巖性。工程地質實際情況與原詳勘報告不符合，采用排水疏干的辦法難以奏效而機械鉆孔受設備能力限制（樁徑為2700大口徑，且需嵌巖），難以實施，故擬采用樁筏基礎。同時提出對施工區域進行工程補勘：對地下水性質進行綜合評價，判明巖土整體性和穩定性，并查明是否有巖溶、斷裂等不良地質作用。

2.3 重新補充勘察結果。

由某甲級勘察單位對施工區域進行了補充勘察，除進行鉆探工作外，還專門進行了井探和物探工作。經補勘工作得出如下認識：（1）經孔底并內環刀取樣分析，層粘土壓縮模量原勘察值為Es=7.8MPa，實際為Es=7.5MPa，稍低；（2）基巖性質較原詳勘報告有較大差別，為寒武系頁巖和灰巖交互層（以灰巖為主），局部出現20～60cm厚度不等的溶洞，但其下部均控制有3m厚的完整巖石；（3）水文地質情況：場地賦存有地下水，第四層上層滯水水位23.5m左右，巖溶裂隙水承壓水位17m左右，證明下部有裂隙存在，地下水對混凝土、混凝土結構中鋼筋均具微腐蝕性。

2.4 恢復施工及導致后果。

設計單位通過計算，決定采用樁筏混合基礎，其中樁為摩擦樁，對有水樁采用碎石擠密充填辦法。要求樁底達到層土的承載力標準，承載力為250kPa，壓縮模量6.5MPa。后在施工過程中，因受到施工場地和施工機具限制，只能用1t左右的錘夯實，同時，對樁底進行動力觸探檢測。經驗證，難以達到承載力要求，且對樁土周圍影響較大，不利于下步混凝士灌注施工。建設單位委托我院提供下一步處理意見（巖土設計），在充分研究巖土工程地質條件的基礎上，設計采用增加擴大頭，并對原先采用的未達要求的碎石擠密部分（即擴大頭底部）進行預埋管壓漿處理的方法。

2.5 增加擴大頭。

隨著進漿量及壓力的增加，逐漸增加擴大頭，壓密區范圍得到擴大，具體可以在外管內灌入部分混凝土，稍提外管錘擊（靜壓）以擴大樁尖。一般情況下，當樁端持力層性質相對較差而易于夯擴時，應適當增加擴大頭混凝土灌注量；當持力層密實度大、性質較好難以夯擴時，擴大頭混凝土灌入量就要適當減少。這樣，壓漿后樁底沉渣得以處理，軟底消失，同時也改變了土體的性質，增大了樁側土的摩阻力，從而大大提高了樁的承載力。

2.6 預埋管壓漿處理樁底未達要求的碎石。

原先采用的的碎石擠密充填，未達承載力要求。處理方法為預埋注漿管，每根樁按正三角形預埋三根注漿管，注漿管距樁邊20cm。樁芯混凝土灌注七天后，壓注純水泥漿。注漿壓力不小于10MPa，水泥漿為P.042.5水泥，水灰比為0.8～0.5，由稀變濃。根據以上的勘察設計進行施工處理，效果良好，經大應變和靜載試驗檢測，單樁承載力達到設計要求。未出現不合格樁。

3. 巖土勘察的發展趨勢

傳統的巖土工程勘察方法存在以下幾方面問題：（1）勘察資料過于地質化。（2）數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。（3）勘察信息數字化程度低。今年來數字化勘察技術被廣泛應用，數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術，通過計算機及其軟件，把一個工程項目的所有信息（勘察、設計、進度、計劃、變更等數據）有機地集成起來，建危綜合的計算機輔助信息流程，使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變，作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化，硬件系統網絡化、圖文處理自動化，逐步形成和建立適應多專業、多工種母產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點，把勘察、設計的圖紙、圖像、表格、文字等以數字化形式存貯，供各專業設計使用。對巖土工程勘察方法實施改進，逐步過渡到數字化勘察技術，并推廣其廣泛應用，這是勘察工程發展的必然趨勢。但是這其中還有一段很長的路要走，不僅儀是因為其中還有一些關鍵技術問題尚未完令攻克，而且我國目前在數字化勘察、勘探方面的專業人才也很匱乏，因此，必須加大數字化巖土工程勘察技術人才的培養，并加快該技術的研究應用，以真正實現巖土工程的數字化勘察的廣泛應用。

4. 結語

勘察設計是一項工程的生命，尤其是基礎工程一旦出錯鑄成損失就無法挽回。工程地質勘察設計按規范要求對樁端持力層復雜地區（如巖溶地區）是需要逐樁鉆孔勘察或是逐樁多孔進行勘察，概率才能接近準確。在施工過程中。若不是及時發現存在的不良地質問題，以施工勘察進行補救，很有可能在工程建成后造成嚴重的經濟損失和不良的社會影響。

參考文獻

[1] GBS0007-2002，建筑地基基礎設計規范[S].

[2] GBS0021-2001，巖土工程勘察規范[S].

[3] 李廣信.高等土力學[M].北京：清華大學出版社，2004

[文章編號]1619-2737（2018）06-18-913