地質(zhì)鉆探在巖土工程勘察中的研究應(yīng)用

尚 錚

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司， 廣東 廣東 510000）

1 勘察手段、工作布置和方法

1.1 勘察手段

本文主要使用的勘察手段為標(biāo)貫現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)、巖土鑒別以及鉆探取芯技術(shù)。

1.2 工作布置

本次勘察主要在擬建物的中心、周邊、拐點(diǎn)以及網(wǎng)格處布置勘探點(diǎn)，以相關(guān)的勘察標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目的勘察要求為基礎(chǔ)，結(jié)合項(xiàng)目的地質(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行布置。本文主要對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)工程一般性的鉆孔孔深主要為15 米，控制性孔深主要為20 米。使用GPS 技術(shù)對(duì)勘測(cè)點(diǎn)進(jìn)行定位，引測(cè)得主要依據(jù)則為建設(shè)單位提供的高程點(diǎn)和控制點(diǎn)。

1.3 工作方法

（1）對(duì)地質(zhì)進(jìn)行鉆探和取樣

在施工的時(shí)候使用5 臺(tái)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)型號(hào)為GXY-150 型，采用水位以上螺旋鉆進(jìn)的方式進(jìn)行鉆進(jìn)，水位以下的部分則采用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，在對(duì)硬塑土進(jìn)行取樣的時(shí)候主要采用的方法為厚壁取土器少擊重錘法，在鉆探的過程中應(yīng)該嚴(yán)格的遵循操作規(guī)程，使工程的質(zhì)量得到保障。這樣做的主要目的是為了更好的了解地層的巖性、結(jié)構(gòu)和分部規(guī)律，并對(duì)各層土層的性質(zhì)進(jìn)行宏觀把控，采集不同的土體樣本并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)和分析，把握地基土的物理力學(xué)性質(zhì)以及承載力，與此同時(shí)，施工人員還應(yīng)該測(cè)量覆蓋層的厚度和地下水的相關(guān)情況。

（2）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)使用的鉆桿規(guī)格為42mm，貫入器的內(nèi)徑是35 厘米，外徑則為51 厘米，刃口的角度為19°7′，貫入錘使用的為穿心自動(dòng)落錘，重量為63.5 千克，在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候采用76 厘米自由落體法。首先先用貫入器將其貫入到預(yù)先設(shè)定的深度，然后再預(yù)打15 厘米，之后再進(jìn)行錘擊，施工人員在錘擊的過程中應(yīng)該積累每10 厘米的錘擊數(shù)量，通過錘擊數(shù)對(duì)土層的狀態(tài)和土地的承載力進(jìn)行判斷。

（3）水位觀測(cè)

在進(jìn)行鉆探的時(shí)候應(yīng)該對(duì)地下水位進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的測(cè)量，在各個(gè)鉆孔內(nèi)可以直接測(cè)量靜止水位和初見水位，且靜止水位的穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)該大于24 小時(shí)，水位的測(cè)量時(shí)間應(yīng)該在勘察結(jié)束后，測(cè)量的精度應(yīng)該維持在±2cm 以內(nèi)。

（4）土工試驗(yàn)

在進(jìn)行土樣試驗(yàn)的時(shí)候應(yīng)該以《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》為主要依據(jù)。在對(duì)含水量進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候主要采用方法是烘干法，密度的試驗(yàn)則采用環(huán)刀法，塑限的試驗(yàn)采用滾搓法，液限使用的試驗(yàn)方法為76g 瓦氏圓錐儀法，剪切試驗(yàn)采用快剪的方式，常規(guī)固結(jié)試驗(yàn)則為快速法?？茖W(xué)合理的室內(nèi)土工試驗(yàn)可以有效的判斷地基土層的相關(guān)力學(xué)性能，便于對(duì)巖土工程進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2 現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件

通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件進(jìn)行判斷，本文中選用某地表層為新填土，中間兩層的土質(zhì)是第四系覆蓋層，最下層的基巖是凝灰?guī)r（侏羅系上統(tǒng)蝌蚪山組）。

第①層雜填土：顏色多為灰褐色、灰色、雜色以及黑色，密度比較大，稍濕—飽和，上部覆蓋的大多為磚瓦碎片、混凝土塊以及建筑垃圾，下部主要為夾雜著少量建筑垃圾的粉質(zhì)粘土。場(chǎng)區(qū)分布的雜填土厚度為0.7 米到6.3 米，平均值為3.48 米；土層底部的標(biāo)高分別為10.3 米到15.5 米，底層標(biāo)高平均值為13.21 米。

第②層粉質(zhì)粘土：顏色為黃褐色和灰褐色，較濕，軟—可塑，土層中還有少量的高嶺土，沒有搖振反應(yīng)，切面較為光滑，韌性和干強(qiáng)度中偏低。分散分布于場(chǎng)區(qū)中，厚度為1.1 米到6.2 米，平均厚度為3.27 米；土層底部的標(biāo)高為6.79 米到13.46 米，平均標(biāo)高為9.52 米；底層的埋深為4.1 米到9.5 米，平均埋深為7.06米。

第③層粉質(zhì)粘土：顏色為黃褐色、灰黃色及灰褐色，較濕，硬—堅(jiān)硬，局部為可塑的薄層，主要為高嶺土呵鐵錳結(jié)核，局部有較為富集的鐵錳結(jié)核，沒有搖振反應(yīng)，切面比較光滑，韌性和干強(qiáng)度為中等。在場(chǎng)區(qū)中分布較為均勻，土層的厚度為2.9 米到11.1 米，土層平均厚度為8.39 米；土層底部的標(biāo)高為-1.61 米到8米，平均標(biāo)高為4.43 米；土層底部的埋深為8.6 米到17.6 米，平均埋深為12.19米。

第④-1 層全風(fēng)化凝灰?guī)r：顏色主要為紫紅色、灰白色、棕褐色以及灰黃色，原巖的結(jié)構(gòu)已經(jīng)被完全破壞了，風(fēng)化的痕跡較為明顯，巖石的芯部呈現(xiàn)砂土狀，干鉆就可以鉆進(jìn)，局部的巖石為夾強(qiáng)風(fēng)化塊狀，用鎬就可以開挖，遇水容易軟化和膨脹。

綜上，根據(jù)試驗(yàn)可以計(jì)算出各土層的物理性質(zhì)。

3 對(duì)巖土工程進(jìn)行分析評(píng)價(jià)

3.1 地層承載力

以當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)結(jié)合標(biāo)貫統(tǒng)計(jì)結(jié)果和土工試驗(yàn)，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡鼗翆拥膸r土強(qiáng)度參數(shù)、性質(zhì)指標(biāo)、地基承載力、變形參數(shù)以及壓縮模量進(jìn)行計(jì)算，綜合分析以上參數(shù)就可以了解地層承載力。

3.2 不良地質(zhì)現(xiàn)象

施工人員應(yīng)該對(duì)擬建場(chǎng)地周圍的市政道路和建筑物進(jìn)行場(chǎng)地勘察和地質(zhì)調(diào)查，本工程通過勘察沒有發(fā)現(xiàn)擬建場(chǎng)地中有采空區(qū)、土洞、地裂縫以及地面沉降等不良地質(zhì)和容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的隱患。

3.3 特殊性巖土

3.3.1 填土

在施工之前應(yīng)該對(duì)第①層雜填土進(jìn)行障礙清楚、平整和壓實(shí)處理，使場(chǎng)地能夠滿足施工的基本要求，便于施工。

3.3.2 風(fēng)化巖

由于第④-1 層的全風(fēng)化凝灰?guī)r，具有手捏易碎，遇到水容易軟化和膨脹，所以該層的承載力比較低。但是因?yàn)閳?chǎng)地中第③ 層硬塑粉質(zhì)粘土層厚度較大且較為穩(wěn)定，而第④-1 層層頂標(biāo)高是-1.6 米到8 米，而基坑的底部標(biāo)高則為9.9 米，所以在施工的過程中可以忽略風(fēng)化的影響。

3.4 場(chǎng)地適宜性和穩(wěn)定性

以當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件為基礎(chǔ)，通過對(duì)本次的勘察結(jié)果進(jìn)行分析，可以看出場(chǎng)地的地基較為穩(wěn)定，沒有發(fā)現(xiàn)影響施工現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定性的不良地質(zhì)條件和斷裂構(gòu)造，所以可以推斷區(qū)域的穩(wěn)定性良好，比較適合本工程的進(jìn)一步的施工建設(shè)。

3.5 對(duì)地基的均勻性進(jìn)行分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的勘察結(jié)果可以看出，現(xiàn)場(chǎng)的地層分布不均勻，局部的坡度大于10%，所以該地的地基是不均勻的。

4 對(duì)巖土進(jìn)行分析評(píng)價(jià)

第①層雜填土，分布不均勻且結(jié)構(gòu)較為松散，所以不適合作為基礎(chǔ)持力層。

第②層粉質(zhì)粘土，較軟可塑，分布較為均勻，力學(xué)性質(zhì)不強(qiáng)，因此可以作為荷載較小的純地下室、多層和底層建筑物的地基持力層。

第③層粉質(zhì)粘土，分布較為均勻，土層堅(jiān)硬，局部為可塑的夾薄層，具有較好的物理力學(xué)性質(zhì)，可以作為純地下室和多層、低層建筑物的持力層。

第④-1 層全風(fēng)化凝灰?guī)r，具有較好的力學(xué)性質(zhì)，可以作為純地下室和多層、低層建筑物的持力層。

5 地基基礎(chǔ)方案分析與評(píng)價(jià)

工程方案中以地層的分布情況為基礎(chǔ)，基礎(chǔ)的持力層為第③層粉質(zhì)粘土；基礎(chǔ)持力層為第②層粉質(zhì)粘土，需要對(duì)該區(qū)域的承載力和變形度進(jìn)行驗(yàn)算。

6 對(duì)基坑工程進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)

6.1 基坑開挖

方案中設(shè)計(jì)的基坑開挖的設(shè)計(jì)深度為標(biāo)高下5.5 米左右，場(chǎng)地的標(biāo)高為黃海高程15.4 米處，地下一層的底邊高度為黃海高程的9.9 米，因此基坑開挖的深度大約是3.79 米到8.85 米之間，基坑側(cè)壁的安全等級(jí)是2-3 級(jí)，相關(guān)系數(shù)γ0 是0.9-1.0.

6.2 地下水控制

場(chǎng)地中的地下水主要是上層富裕的滯留水，水量主要受周邊環(huán)境及場(chǎng)地中補(bǔ)給的影響，基坑中的排水主要采用明溝和集水坑；基坑外部應(yīng)該設(shè)置低檔墻或者截水溝擋水。在對(duì)基坑進(jìn)行開挖的時(shí)候，應(yīng)該防止地表的水滲透到邊坡的土體里，防止出現(xiàn)土體失穩(wěn)的現(xiàn)象。在雨季施工或者水量大的情況下，施工人員應(yīng)該降水施工。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上，本文主要對(duì)勘察地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行了檢測(cè)和分析，通過利用多種方法和手段，為施工的設(shè)計(jì)和地基的處理提供參考，保證了工程的建設(shè)質(zhì)量。