論巖土工程施工中勘察技術(shù)的運(yùn)用

王 磊 蔣友軍

（成都市勘察測繪研究院，四川 成都 610000）

在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)之前，要提前開展巖土勘察工作。主要是先調(diào)查工程地質(zhì)以及勘探、采取土試樣、室內(nèi)試驗(yàn)、原位測量、現(xiàn)場檢驗(yàn)和檢測，然后分析和查明工程所在地的相關(guān)信息，比如地形地貌、地下水位、風(fēng)化層和地層界面等，根據(jù)信息資料評(píng)價(jià)場地的工程條件和環(huán)境，整理勘察文件，為工程施工準(zhǔn)備好依據(jù)和參考。巖土工程勘察對(duì)工程的造價(jià)高低和安全性能具有直接的影響，因此，在勘察之前要針對(duì)具體情況，分析問題，選擇合適的勘察方法。

一、勘察目標(biāo)對(duì)象

巖土工程勘察的對(duì)象目標(biāo)主要有：根據(jù)所選廠址的自然地理狀況和環(huán)境地質(zhì)，采集和整理工程區(qū)的氣象因素，如氣溫、降雨量、地溫、蒸發(fā)量、凍土深度等；分析工程建筑相關(guān)地段的地基巖土種類、厚度、層次和水平及垂直方向的分布規(guī)律；調(diào)查地下水的類別、含鹽量、含鹽種類和埋藏條件；查明工程地段的植被生長狀況，包括植被類型、生長情況、分布特點(diǎn)、覆蓋程度和防風(fēng)固土能力；查明有沒有會(huì)使地面塌陷、開裂、沉降情況的地質(zhì)作用；研究是否存在潛在的地震因素；水文地質(zhì)、地基承載條件是否能夠滿足工程需要。根據(jù)所選廠址是地形地貌、巖土體的具體條件，搜集所需要的資料，進(jìn)行現(xiàn)場的調(diào)查和勘察實(shí)驗(yàn)。

二、巖土工程勘察中存在的問題

巖土工程勘察是工程項(xiàng)目的先決條件，做好勘察工作能為以后的工程進(jìn)行節(jié)省時(shí)間，保證質(zhì)量。但是由于我國地質(zhì)條件復(fù)雜等其他原因，巖土工程勘察存在一些問題，不能完全達(dá)到預(yù)期的效果。

1缺乏對(duì)工程所在地段地形地貌的研究，不重視工程與環(huán)境的相互作用。僅僅了解施工點(diǎn)而忽視整個(gè)工程地區(qū)的大環(huán)境，就很難對(duì)工程地段地質(zhì)有整體的認(rèn)識(shí)，也不能認(rèn)識(shí)到地基土層的有關(guān)變化規(guī)律，容易造成工期的延誤，資金的浪費(fèi)等?？辈烊藛T如果沒有考慮到環(huán)境對(duì)施工場地的影響，忽視環(huán)境和施工工程的相互作用，就會(huì)導(dǎo)致施工設(shè)計(jì)失誤，給工程帶來巨大的損失。

2由于工期緊，任務(wù)重，資金有限，有些勘察人員會(huì)少做或者漏做一些勘察項(xiàng)目，導(dǎo)致實(shí)際作業(yè)過程中發(fā)生與規(guī)范有出入的情況，比如，鉆探取樣時(shí)，過少的提鉆次數(shù)會(huì)造成不同巖土體以及巖石風(fēng)化的程度的界面劃分不準(zhǔn)確，軟弱結(jié)構(gòu)面及地質(zhì)構(gòu)造的判定有誤，對(duì)不良地質(zhì)體地質(zhì)界面的結(jié)論不確切，地下出現(xiàn)的不明物體和空洞以及他們的位置及形態(tài)不能給以判斷。

3勘察報(bào)告闡述不嚴(yán)密。編制勘察報(bào)告的人員根據(jù)勘查結(jié)果編制報(bào)告，作為工程施工的參考依據(jù)。但是勘察過程并不是面面俱到，也會(huì)存在漏洞，而編制的工作人員專業(yè)知識(shí)不足或者語言組織有誤，就會(huì)造成勘察資料大打折扣，不能正確地反映勘察結(jié)果，失去了應(yīng)有的作用。

4設(shè)計(jì)與勘察人員缺少溝通?？辈毂臼菫樵O(shè)計(jì)提供便利的，但是由于各部門之間缺少溝通，長期條塊分割，分散作業(yè)，再加上工程相關(guān)規(guī)定和勘察的新技術(shù)和方法相對(duì)落后，還有巖土工程自身的原因等，使設(shè)計(jì)與勘察脫節(jié)，勘察報(bào)告提供的資料不能準(zhǔn)確的讓設(shè)計(jì)人員了解到實(shí)際的工程地質(zhì)狀況，理解巖土工程的信息，將其轉(zhuǎn)化成與設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容，從而導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。

5數(shù)字化地圖和設(shè)計(jì)系統(tǒng)之間聯(lián)系不夠貫通。地形圖在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中是最基礎(chǔ)的底圖，是基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，但是因?yàn)閿?shù)字化地圖技術(shù)尚不完善，和CAD軟件無法匹配，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，阻礙了CAD在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的推廣。

6勘察信息缺少向數(shù)字化進(jìn)行轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)的勘察信息一般多為文字、圖紙、表格的形式，定性描述多于定量描述，這對(duì)一些對(duì)勘察專業(yè)性知識(shí)缺乏了解的設(shè)計(jì)人員有較高的難度，而且還有勘察信息難于處理、運(yùn)用的問題。

三、勘察技術(shù)

1工程地質(zhì)測繪技術(shù)。

工程地質(zhì)的測繪是巖土工程勘察當(dāng)中最基礎(chǔ)的工作，主要是為了查明地貌地形與其地層、不良地質(zhì)作用之間的關(guān)系，進(jìn)行地貌單元的劃分；鑒定巖層的風(fēng)化程度；調(diào)查巖土的年代、性質(zhì)、成因、厚度、分布。在地質(zhì)條件比較復(fù)雜的工程地段，工程地質(zhì)測繪尤為重要，工程測繪是了解工程場地的地質(zhì)最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法，只要高質(zhì)量的完成測繪工作，就能得到相當(dāng)準(zhǔn)確地地質(zhì)情況分析。

2原位測試。

原位測試要按規(guī)范進(jìn)行，在施工工程中不可為圖簡便走捷徑，采取錯(cuò)誤的方法：在標(biāo)準(zhǔn)貫入測驗(yàn)中不進(jìn)行桿長和孔深的校正，這在規(guī)范中是不允許的，如果孔底有殘留或者縮孔，就不能發(fā)現(xiàn)標(biāo)貫器有沒有落在應(yīng)測試的孔底位置，導(dǎo)致標(biāo)貫數(shù)據(jù)有誤。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)按照規(guī)定操作能夠確保測試位置在縮頸以及孔底有殘留時(shí)控制在應(yīng)測試段，也便于發(fā)現(xiàn)在極軟弱地層，標(biāo)貫的自陷和自沉情況，這樣有利于保證標(biāo)貫數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。靜力觸探試驗(yàn)是運(yùn)用液壓靜力觸探的雙橋探頭進(jìn)行測探，使用微機(jī)采集和處理信息，實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)化處理，繪制觸探曲線。動(dòng)力觸探是確定風(fēng)化基巖物理力學(xué)的性質(zhì)指標(biāo)的方法。波速測試是一種判別場地土類型，給出各層土剪切的速值，劃分建筑的場地類型，分析出場所覆蓋層的厚度的測試方法，能夠評(píng)價(jià)地基的土液化。

3室內(nèi)試驗(yàn)。

從擬建場地的巖土存在的問題入手，由室內(nèi)試驗(yàn)，得到巖土的物理力學(xué)相關(guān)指標(biāo)，為接下來的巖體工程評(píng)價(jià)工作和土石工程的分級(jí)做好基礎(chǔ)。用測定土的物理學(xué)性能指標(biāo)來進(jìn)行土的一般物理性質(zhì)的判定。用壓縮試驗(yàn)判定土的壓縮性能。顆粒分析來判定砂土準(zhǔn)確的定名。

4取樣方法。

在采取土樣時(shí)方法各異，使原狀土樣由于試驗(yàn)室不同，質(zhì)量呈現(xiàn)較大差異，這就造成室內(nèi)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)失真。不同的取樣方法還會(huì)使土樣的含水率發(fā)生變化，所以最好在取土的裝置上加上套管，防止地下水影響原狀土，避免因取土方法不同造成的含水率的誤差，在取出以后及時(shí)密封，在夏季，天氣炎熱，應(yīng)該適當(dāng)?shù)拿芊夥椒?，防止蠟封融化降低密封效果，天氣冷時(shí)，小心冰凍，土樣最好保存不超過三周，運(yùn)送時(shí)也要做好防護(hù)，增加緩震裝置減輕振動(dòng)對(duì)土樣的損害，因?yàn)橛行┩馏w的結(jié)構(gòu)會(huì)由于振動(dòng)過大遭到破壞，影響測試結(jié)果。

5地下水的測試。

巖土層的含水情況也是影響巖土工程的重要因素，在勘察中，要對(duì)地下水試樣的腐蝕性進(jìn)行分析，嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)定判定，地下水在一定情況下對(duì)混凝土產(chǎn)生弱腐蝕作用，鋼筋混凝土長期浸入在水中對(duì)結(jié)構(gòu)中的鋼筋沒有腐蝕性，但是如果干濕交替，這種環(huán)境下就會(huì)對(duì)混凝土中的鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生中等程度的腐蝕，所以要注意做好地下水的測試。地下水受到其周圍地下水開采的影響，在觀測地下水時(shí)要考慮地下水開采的情況對(duì)結(jié)果的影響；水位測量要結(jié)合鉆孔坐標(biāo)和標(biāo)高回測，這是因?yàn)榭碧娇谥車牡孛娌皇撬降?，水位量測的參照孔口在不同的位置，水位埋深也是不同的，可能會(huì)出現(xiàn)幾厘米的誤差，這是很難避免的，這樣無法達(dá)到規(guī)范的要求，也無法得到正確的地下水流向，因此，要使標(biāo)高回測和孔口坐標(biāo)，同時(shí)把標(biāo)高回測時(shí)孔口的位置作為基準(zhǔn)，往下進(jìn)行地下水位深度的量測。

近年地下水的變化也對(duì)測量有幫助，要對(duì)歷史的最高水位和最低水位以及近年的地下水變化做出分析。遇到鉆孔的深度范圍內(nèi)含2個(gè)以上的含水層的情況，要分層進(jìn)行水位的量測，鉆穿其中第一個(gè)含水層，同時(shí)完成靜止水位觀測后，用套管進(jìn)行隔水，把孔內(nèi)的存水抽出來，變徑后鉆進(jìn)，對(duì)下一個(gè)含水層水位觀測，實(shí)現(xiàn)分層觀測。

6數(shù)字化勘察。

隨著高科技的發(fā)展，數(shù)字化的勘察技術(shù)慢慢取代了傳統(tǒng)的勘察方法。利用數(shù)字表面模型的方法就是新型的數(shù)字化建模方法的一種，這種方法是精確地表示工程地質(zhì)的體外表面，用這種方式表示均質(zhì)的地質(zhì)體，能夠抽象的把同屬性的點(diǎn)遵循一定的規(guī)律連接起來，形成網(wǎng)狀的曲面片，從而確定工程地質(zhì)體空間的屬性，這種方法的數(shù)據(jù)是根據(jù)測點(diǎn)得到離散的測點(diǎn)信息，比如幾何數(shù)據(jù)和屬性特征的數(shù)據(jù)等，重構(gòu)地質(zhì)體的界面。

數(shù)字化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在GIS的基礎(chǔ)上建立的巖土工程勘察，首先要設(shè)計(jì)巖土工程勘察的數(shù)據(jù)庫概念模型，然后建立數(shù)據(jù)庫，巖土工程系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要有用戶原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和最終數(shù)據(jù)。

結(jié)語

巖土工程勘察主要任務(wù)是查明工程地質(zhì)的情況，提供相關(guān)技術(shù)支持，對(duì)工程所在地區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，本文針對(duì)巖土工程中存在的問題，闡述了一些勘察技術(shù)的應(yīng)用，隨著數(shù)字化進(jìn)程的不斷加快，數(shù)字化的勘察手段正逐步被運(yùn)用到實(shí)際工作中，將來定會(huì)使勘察技術(shù)不斷完善，勘察結(jié)果更加準(zhǔn)確。

[1]張紅儒.巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009(13).

[2]賴華東.淺談民用建筑中的巖土工程勘察技術(shù)與防控[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2007(25).

[3]吳一飚.優(yōu)化巖土工程勘察的探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2008(03).