建筑工程項目中的巖土工程勘察技術

蒲俊丞

（海南永昶興人防工程有限公司，海南 三亞 572000）

1 工程概況

本次勘察工程共有兩個地下車庫和5 棟高層，21100.74m2是該工程計劃使用的面積，總建筑面積達到了94494m2。需要分成兩個階段進行施工，將有74 個堪探點在該工程布置。有43 個勘探點在高層，31 個勘探點在商業和車庫，有部分勘探點是高層和車庫以及商業共同使用的。

2 勘察方法選取

2.1 地質調查

根據地質調查得出如下結論。

（1）擬建場區區域沒有可發育的地質構造，場地周圍包括場地沒有活動性斷裂等形跡構造，從第四紀之后，該地區的運動都是緩慢的升降，沒有新的運動跡象構造，可以忽略擬建建筑時斷裂造成的影響。

（2）通對區域地質和勘察地層的資料進行分析可知，相對比較穩定的背景構造是擬建場地，并沒有出現泥石流、巖溶和滑坡的現象發生，且沒有可發育的地質災害。

（3）整體地形相對比較平緩，沒有可能影響擬建工程的邊坡。

（4）施工場地的巖展不穩定，場地比較平坦開闊，巖土的穩定性比較好。所以該場地被評定為一般抗震地段[1]。

2.2 測放鉆孔

勘察方案確定之后，基準點由業主單位提供，現場復核選用GPS 進行，確定復核準確之后，對高程的測放工作和本次勘察點位置進行預訂。且位置變差在勘探點測放精度平面最多只能有10cm；且不能有超過5cm的高程偏差。

以下結論是通過鉆孔測放和檢查得出的。

（1）高程基準和勘察施工點位坐標系都和所提供的坐標系統一致。

（2）高程偏差和鉆孔測放的位置通過效核之后都是滿足勘察規范的。

2.3 鉆探及取樣

現場勘探時，需要進行取樣工作，在原勘察方案中的取土孔中進行，首先鉆機需要垂直且鉆機可以進行平穩的回轉鉆進，選用單動三重管回轉取土器將軟塑的粉質黏土轉換為硬塑粉質粘土，取樣間距為1m 時，是在基礎下1 倍的寬度和深度范圍內，間距為1.5m 時就是剩余的取樣部位，根據評價需求進行深度取樣，其等級為工級；選取擾動樣進行砂土層取樣，捎取選用的是標貫或者巖心鉆頭進行，間距保持在1.0～1.5m 之間，根據液化判別進行取樣，等級為1 級；鉆孔內的巖石通過鉆探進行取樣，巖石的試驗樣品是在相同的深度取得的石塊。需要使用清水在鉆孔完成之后進行清洗，沖洗掉孔內的泥漿，結束鉆探24h 之后，水位在孔內穩定之后，對地下水位進行統一測量，水樣的采取是在預訂的孔內和不低于0.5m 的水位之下用取水器且需要添加大理石粉作為進行水腐蝕性分析的樣品[2]。勘探工程施工時，按照方案要求進行擾動土樣，需要在相應鉆孔的地下水位和基礎深度范圍內進行。需要把提取好的水樣、土樣和巖石樣及時送至實驗室進行測試和分析，給實驗室提供實物進行測試。

以下結論是通過現場鉆探和取樣得出的。

（1）驗收鉆孔之后，根據原方案需求進行孔深鉆探，且回填鉆孔也需要滿足要求。

（2）對場地之內的水樣和土層進行勘察和取樣，初步驗收所取樣品，巖石樣和原狀樣以及擾動樣進行水樣數量和質量的滿足進行試驗。

（3）統一測量已經完工的地下水位，根據要求完成精度測量。

2.4 原位測試

2.4.1 標準貫入試驗

需要針對強風化層和粉質粘土以及砂土層進行原位測試，對相對應的液化和承載力以及密實程度和風化程度進行有依據的評價。

現場進行技術施工時有如下要求：①鉆探形成的孔作為試驗孔，選用直徑是42mm 的觸探桿，不能超過0.1%的彎曲度。②選用自動脫鉤落錘裝置進行試驗，用63.5kg 重的錘，76cm 的落距標準，需要用合適的錘擊速率，大約每分鐘15～30 下。③當孔底沉渣低于5cm 時進行試驗，觸深桿需要根據預訂的試驗深度進行，不計算擊數預打15cm，然后試驗擊數進行30cm 的打入，作為錘擊數的評價依據[3]。

2.4.2 重型動力觸探試驗

由于填土層在場地內分布，其中有小塊體和硬質顆粒物，為了對其力學性質和均勻性進行評價，需要進行重型動力觸探試驗，該土層土的強度和均勻性通過試驗結構進行評價，并且估算的參數根據經驗進行。

以下是現場施工的要求。

（1）認真檢查設備的規格，在進行觸探試驗，將探桿和工具的垂直度進行測量，自動脫鉤裝置檢查，為了確保錘可以自由下落，沒有較大的摩擦阻力。

（2）觸探試驗過程中，孔口和導向裝置的穩定性需要通過套管完成，均勻進行錘擊過程。

（3）錘墊和探頭以及探桿之間的連接一定要牢固，連接鉆桿時需要減少摩擦力。

（4）地面外裸露的探桿長度需要控制，防止大晃動的施工過程中，試驗質量有所影響。

（5）需要有準確的標示刻度和探桿長度，計數需要認真負責，正確清晰的進行記錄。

（6）選用自動落錘裝置進行試驗，落距為76cm。

（7）按照技術要求進行觸探桿偏斜，而且需要進行連續測試，錘擊速度要適當，大約是每分鐘15～30 下。

（8）試驗進行時探桿需要每貫入1m 轉動一圈半；如果深度超出10m 以后，探桿需要每20cm 轉動一次。

3 巖土工程評價分析

3.1 巖土地震穩定性分析

地層資料是通過現場鉆探揭露的，由地形地貌在周邊形成之后的條件可知，沒有不良地質，不會在地震發生時候出現崩塌和泥石流以及滑坡現象；通過上文可知③-1層中的細砂和不液化的④層粗礫砂，細砂在②層中屬于液化土，只有局部地方才有該類型土，如果地震時出現液化，沒有滑移面連續形成，沒有側向擴展液化和流滑的可能，選用一定的有效措施，減小場地穩定性的影響；可以抗7 級地震，有關規定震陷的影響可以不考慮軟土。進行巖土地震綜合評價時其穩定性比較好[4]。

3.2 場地穩定性及適宜性

建設周邊包括建設場地能造成影響的范圍之內，地面沉降和化學污染以及地下采空沒有自然因素和人為損壞，地質環境沒有破壞；滑坡和巖溶以及泥石流現象沒有被發現；場區不存在不穩定邊坡，也沒有相鄰的建筑物，對周邊也不會造成影響；溶洞、臨空面和洞穴等較難處理的軟弱下臥層也沒有發現；場地沒有比較明顯的地震效應，大多都是遠震；可知該擬建場地可以抗震7 級，軟土震陷對工程造成的不利影響可以按照要求不做考慮。綜合判斷場地的穩定性比較好，綜合性判斷場地適合進行建筑施工。

3.3 特殊性巖土評價

第①層雜填土分布在擬建場地表層，粉土和風化碎屑是0-1 層素填土的主要成分，本層是欠固結土，有較高的壓縮性，比較大的沉降可能是因為負荷過重或者一種引起，在施工時會挖除，所以沒有太大意義。

如圖是第③-1層的粉質，綜合評價為軟弱土，在進行施工時需要將其挖除換填處理。

墻風化帶，該風化帶有巖體破碎現象，并不厚，屬于軟巖到較軟巖的巖石堅硬度，且風化程度強烈，相對有比較均勻的風化程度，遇到水之后幾乎沒有變化，有較差的耐崩解性，開挖之后和空氣容易產生風化作用，在65#勘探點進行強風化煌斑巖的勘察工作，有6.5m的揭露厚度，從堅硬度來看屬于軟巖，在場地呈現帶狀，該工程性質比較好，且該層并沒有對場地有不穩定的影響發生。風化巖過程中并沒有球狀風化體和巖脈分布。

3.4 地下水抗浮評價

勘察施工時有0.16～3.00m 的場地內穩定水位埋深，最終穩定的水位標高是13.20～15.98m。按照區域性的水文調查資料，有1.0～2.0m 左右的地下水位變幅。按照水位的地質情況和場地的室外地坪設計，水位分成兩個區進行地下建筑抗浮設計，根據水位標高土和基底以及地下室地面進行區域劃分，表1 為不同區域的抗浮設計水位標高。

表1 抗浮設計水位標高

首先進行抗浮設計驗算，隨后再進行地下車庫擬建，按照10kPa/m 取值作為地下室浮托力。如果地下水浮托力比擬建車庫荷重大，可以選擇使用車庫頂板壓重或者設置抗浮錨桿等進行改善。

3.5 巖土工程參數分析

素填土是0-1、雜填土是①層：該層在場地內廣泛分布，有比較大的厚度變化，不穩定的力學性質，低強度，混雜的成分，均勻性比較差，不能是基礎持力層。

粉質茹土是③-1層：場地范圍之內該層呈局部分布狀態，變化比較大的是厚度，力學的強度較低，性質也一般，地震時可能發生震陷，均勻性也比較差，不處理的情況下不可以成為擬建物的基礎持力層。

茹土粉質層是⑦：該層在場地范圍內廣泛分布，比較小的厚度，力學強度比較強，均勻的質地，性質相對穩定，綜合性能比較好，可以成為多層建筑的持力層。

細砂在⑦-1層：該層在場地范圍內是局部分布，厚度變化比較大，較低的力學強度，性質一般，均勻性也比較差，處理以后才可以作為擬建物基礎持力層。

3.6 天然地基評價

（1）對天然地基的穩定性做出評價。沒有邊坡或者臨空面對擬建場地的穩定性造成影響，地基的整體失穩不會因為地形地貌的原因導致。綜合考慮該場地有比較穩定的地基。

（2）對天然地基進行可行性評價。勘察結果顯示，通過擬建物的位置地層進行分析，和擬建物基底標高相對應的土層如表2 所示。

表2 基底處巖土層情況

對1#～5#樓進行擬建，選用筏板作為擬的基礎，390kPa～510kPa 是荷載要求，基底所對應的土層分別是⑦層、⑩層、⑩層，局部是⑨層、③-1層；通過勘察數據顯示，粉質茹土是第⑦層、粗砂礫是第⑨層、第③-1是層粉質茹土地基承載力特征值可以分為180kPa、240kPa 和100kPa，按照承載力設計需求，很顯然不能滿足需求；第⑩層強風化花崗巖、穩定展布，地基的承載力特征值分別是900kPa 和2500kPa，地基承載力需要滿足設計需求，很適合成為天然地基。天然地基可以成為以上擬建建筑物的材料，基礎持力層可以使用第⑩層強風化花崗巖和第⑨層中風化花崗巖。因為持力層層頂埋深的變化有部分區域需要挖換填處理，例如5#樓的超大區域挖深，開挖可以按照階梯型進行，選用調整地基埋深的方式來減少成本和難度[5]。

北區商業擬建，選用獨立基礎進行擬采，荷載要求是每柱3000kN，擬建北區車庫和基底對應的土層相同，選擇天然地基，地基下方第⑦層粉質粘土、粗礫砂在第⑨層、強風化花崗巖在第⑩層、強風化煌斑巖是第⑩-1層、中風化花崗巖是第⑩層，可以共同成為基礎持力層。

如果基底以下部分地段有第①-1層素填土和第③-1層粉質茹土的情況時，選用加深基礎埋深至基礎持力層或者超挖換填處理，所以施工設計過程中需要對經濟性和安全進行考慮，基礎形式網需要有合理性。

4 結語

屬于綜合性工程的是巖土工程，對多個學科都有涉及，巖土工程勘察通過復雜又專業的性能對其本質有了影響，導致成為一項很困難的任務。實際應用的過程中將經驗和理論相結合，且影響因素還有很多不確定，需要選擇一種方式或者勘察技術，不能對工程質量進行全面的評價，所以可以選擇利用某種勘察手段在有局限性的情況下進行技術勘察，不足的地方可以使用其他的手段進行彌補，從而將不同的勘察手段進行優點結合，所以可以客觀全面對巖土工程地質情況進行分析，然后做出和實際情況相符的評價。