淺析巖土工程勘察技術(shù)

摘要：巖土工程勘察是工程建設(shè)的先導(dǎo)，也是建筑工程和土木工程的重要組成部分，其地位和重要性已日益為人重視。本文主要對巖土勘察技術(shù)作了比較詳細(xì)的總結(jié)，希望提高巖土工程勘察的質(zhì)量與理論水平。

關(guān)鍵詞：巖土勘察；設(shè)計(jì)要求；試樣；原位測試

勘察工作作為工程建設(shè)的排頭兵，對把好工程質(zhì)量關(guān)肩負(fù)著十分重要的責(zé)任、一份高質(zhì)量的巖土工程勘察報(bào)告在滿足相應(yīng)規(guī)范的基礎(chǔ)上，不僅要真實(shí)客觀地反映勘察場地的地形、地貌、地層構(gòu)造、地下水、巖土性質(zhì)和不良地質(zhì)現(xiàn)象等問題，更重要的是應(yīng)該進(jìn)行正確合理的巖土工程分析評價(jià)，提供合理可信的巖土工程參數(shù)和建議。必須做好以下工作1、勘察依據(jù)要充分、目的明確滿足設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)意圖明確，才能有的放矢地合理布置工作量，解決工程設(shè)計(jì)和施工中的巖土工程問題�！稁r土工程勘察規(guī)范》(GB50021--201*)明確規(guī)定詳勘時(shí)應(yīng)“搜集附有坐標(biāo)和地形的建筑總平面圖，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基礎(chǔ)形式、埋置深度和地基允許變形等資料”。但目前市場存在一些不規(guī)范行為導(dǎo)致有些工程在無設(shè)計(jì)要求和建筑物荷載等狀況下，勘察單位僅憑業(yè)主的陳述，按其要求勘察，導(dǎo)致勘察報(bào)告深度和廣度不符合要求。2、按技術(shù)要求采取土試樣和原位測試2.1取原狀土試樣和原位測試個(gè)數(shù)問題

《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021--201*)要求必須滿足“每個(gè)場地每一主要土層的原狀土試樣或原位測試數(shù)據(jù)不應(yīng)少于6件(組)”，對于大中型工程而言，由于取土孔、原位測試孔布置多，取原狀土樣的數(shù)量或原位測試數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)也就多，只要是均勻分布的土層，即使土層厚度相對較小，也基本能夠滿足上述規(guī)范要求；但對于常見的單棟建筑物工程來說，布孔一般為4～8個(gè)，按“勘探手段宜采用鉆探與觸探相配合”的原則，取土孔、原位測試孔等應(yīng)各占一定的比例，對于雖然土層均勻分布但厚度較小的土層，就可能出現(xiàn)原狀土試樣或原位測試數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)不能滿足上述規(guī)范要求的情況。但這種結(jié)果一般是由于勘探施工中采取土試樣和進(jìn)行原位測試的盲目性和隨機(jī)性造成的，如果勘探現(xiàn)場技術(shù)人員能夠做到具體情況具體分析，根據(jù)現(xiàn)場情況合理布置采取土樣(或原何測試)間距，就能避免上述結(jié)果的產(chǎn)生，一般可以根據(jù)第一個(gè)勘探孔的鉆探資料，分析地層分布，再結(jié)合第二個(gè)勘探孔孔口標(biāo)高，合理布置取士樣(或原位測試)間距，然后根據(jù)前面的分析，確定后面勘探孔取土樣(或原位測試)間距，盡量使每層土在每個(gè)勘探孔中都有原

狀土樣或原位測試數(shù)據(jù)。必要時(shí)，如某種勘探孔少時(shí)，可使取樣間距小些，取樣數(shù)量多些。這樣就能滿足規(guī)范要求，使土性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析時(shí)土性指標(biāo)代表值的確定更為合理。2.2建筑場地類別和液化判別的問題

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBS001l一201*)4.1.9規(guī)定場地巖土工程勘察應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要劃分對建筑有利、不利和危險(xiǎn)的地段，提供建筑的場地類別和巖土地震穩(wěn)定性(如滑坡、崩塌、液化和震陷特性等)評價(jià)，而場地的類別劃分，應(yīng)以土層等效剪切波速和場地覆蓋厚度為準(zhǔn)，所以布置勘探孔時(shí)應(yīng)考慮測最或估算土層剪切波速的鉆孔，個(gè)數(shù)不少于2個(gè)，孔深不小于20m；同時(shí)按抗震規(guī)范4.3.2規(guī)定存在飽和砂土和飽和粉土的地基，除6度設(shè)防外，應(yīng)進(jìn)行液化判別；《巖土工程勘察規(guī)范》(GBS0021--201*)中規(guī)定了液化判別深度范圍和判別液化勘探孔的個(gè)數(shù)，所以布置勘探孔時(shí)要有的放矢，對于較小工程，勘探孔少，可布置綜合孔，如取土標(biāo)貫孔，取樣、測試間距也要酌情考慮，以滿足規(guī)范要求。3、選擇好勘察測試手段和方法

不同的勘探方法具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)和適宜性，對勘探裝備、勘探手段、取樣方法的適宜性和合理性要充分了解。

現(xiàn)在有不少勘察企業(yè)為了降低成本，大量地布置靜探孔，甚至于全靜探。在沿海地區(qū)的湖沼相和海相沖沉積平原中多分布有淤泥、淤泥質(zhì)軟土、填土，地下水位埋藏較淺，靜力觸探在這種場地條件下應(yīng)用效果較好，既能幫助準(zhǔn)確分層，又能客觀準(zhǔn)確地反映地基土的強(qiáng)度性質(zhì)；而在一些山前沖洪積地層中，由于地層土一般顆粒較粗，地下水位埋藏較深，不適宜靜探，甚至在河床河漫灘相的沉積地層中，靜探的測試結(jié)果也不能準(zhǔn)確反映地層的實(shí)際情況，一般得出的強(qiáng)度變形指標(biāo)偏高，所以應(yīng)用時(shí)要適當(dāng)考慮。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)適用于砂土、粉土和一般黏性土，而不適用于碎石土，淤泥、淤泥質(zhì)軟土中也要酌情使用，因?yàn)檐浭康撵`敏度高，鉆孔時(shí)存在擾動影響，同時(shí)標(biāo)貫擊數(shù)的精確度對評判地基土的強(qiáng)度性質(zhì)影響也較大。所以勘察施工中，應(yīng)當(dāng)針對地基士的性質(zhì)，用適宜的測試手段和方法對其進(jìn)行勘探，以確�？辈旖Y(jié)果的準(zhǔn)確性。4、土工試驗(yàn)及巖土工程參數(shù)的選擇

土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的一項(xiàng)重要內(nèi)容，自《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007．201*)實(shí)施以后，土工試驗(yàn)的重要性被推向新的高度。由于巖土的不均勻性和各向異性，試樣采取、運(yùn)輸、加工擾動等因素的不確定性、試驗(yàn)儀器和操作方法的差異性及試驗(yàn)人員自身的素質(zhì)問題，測試失真難以避免。所以加強(qiáng)土工試驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)果的綜合分析必不可少，這樣才能避免相關(guān)指標(biāo)間的矛盾，更好地了解巖土的差異性，客觀地評價(jià)地基土的強(qiáng)度變形特性。首先，對于土樣的級別要明確。土樣的質(zhì)量等級根據(jù)擾動程度不同可分為四級，不同級別的土樣可做的試驗(yàn)內(nèi)容不同，所以在實(shí)驗(yàn)室中開土?xí)r先應(yīng)鑒定土樣的級別，明確此土樣可做哪些試驗(yàn)，不可做哪些試驗(yàn)，以避免出現(xiàn)一些不能反映地基土真實(shí)性質(zhì)的數(shù)據(jù)，合理評定地基土的性質(zhì)，給出準(zhǔn)確、合理的巖土工程性質(zhì)指標(biāo)。其次，土工試驗(yàn)的一些項(xiàng)目要有的放矢地去做，如壓縮試驗(yàn)中荷載壓力大小、粉土的顆分等。壓縮模量是地基土的主要變形參數(shù)，在估算地基沉降中非常重要，所以工程上都要求土工試驗(yàn)中做壓縮試驗(yàn)來測定計(jì)算地基土的壓縮系數(shù)和壓縮模量，但對同類地基土而言其壓縮系數(shù)和壓縮模最也不是定值，它們因荷載壓力的大小而異，通常的壓縮試驗(yàn)給出的是荷載壓力從100KPa至200KPa時(shí)的壓縮系數(shù)a1-2和壓縮模量Esl-2；在進(jìn)行地基土沉降估算中，壓縮模量一定要選用與實(shí)際應(yīng)力環(huán)境相對應(yīng)荷載壓力級別下的壓縮模量，以便進(jìn)行沉降估算。5、結(jié)語

綜上所述只有強(qiáng)化全面質(zhì)量管理，施工前對參加本工程的技術(shù)人員和職工進(jìn)行技術(shù)交底，詳細(xì)介紹勘察綱要內(nèi)容和要求，明確擬建物的工程特征、技術(shù)質(zhì)量要點(diǎn)及質(zhì)量等級，樹立全員質(zhì)量管理意識。努力提高工程勘察業(yè)務(wù)人員的技術(shù)能力和道德素質(zhì)，一份合格的巖土工程地質(zhì)報(bào)告，不但要滿足設(shè)計(jì)的要求，還應(yīng)該做到提出結(jié)論要求經(jīng)濟(jì)、合理。更好地發(fā)揮巖土工程勘察是設(shè)計(jì)的先行與依據(jù)的作用，為基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確、真實(shí)的巖土工程資料，為社會生產(chǎn)做出積極貢獻(xiàn)。

擴(kuò)展閱讀：淺談巖土工程勘察技術(shù)

摘要：本文分析了巖土工程勘察存在的技術(shù)問題，提出了要求做好綜合應(yīng)用勘察手段和加強(qiáng)巖土測試新技術(shù)的應(yīng)用，并結(jié)合實(shí)例予以闡述，以供同行參考。關(guān)鍵詞：巖土工程；勘察；勘探；基礎(chǔ)；技術(shù)前言

我國工程巖土勘察專業(yè)經(jīng)過近20年的努力，已實(shí)現(xiàn)了向巖土工程勘察方向發(fā)展，技術(shù)人員的知識得到了更新?lián)Q代，巖土工程技術(shù)不管從勘探手段、測試設(shè)備、試驗(yàn)儀器、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用還是技術(shù)人員知識的廣度和深度都有了很大的提高。不過近年來，勘察技術(shù)進(jìn)步有停滯不前的趨勢。許多與工程密切相關(guān)的課題得不到解決。1巖土工程勘察中存在的技術(shù)問題

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，眾多基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目和現(xiàn)代化超高層建筑物不斷興建，基礎(chǔ)和基坑開挖深度越來越深，各種公共建筑物的建筑風(fēng)格異，其平面和立面變化大，給結(jié)構(gòu)和勘察專業(yè)帶來諸多的新課題，采用傳統(tǒng)的勘察方法和傳統(tǒng)的勘察手段已經(jīng)很難滿足設(shè)計(jì)的需要，存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術(shù)問題。這些問題主要有以下幾個(gè)方面：(1)界面劃分問題：主要有巖土體和巖石風(fēng)化程度的界面劃分，巖土構(gòu)造和軟弱結(jié)構(gòu)面的判定，以及不良巖土體的巖土界面等。

(2)巖土形態(tài)問題：主要有不明地下物體、空洞及其分布形態(tài)、埋藏位置和埋藏深度的確定。

(3)巖土參數(shù)問題：主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進(jìn)行室內(nèi)、外試驗(yàn)的巖土層如粗顆粒土、殘積土和風(fēng)化巖等。其巖土設(shè)計(jì)參數(shù)（承載力、變形指標(biāo)等）難于確定。(4)綜合能力問題：主要表現(xiàn)在一部分勘察技術(shù)人員缺乏對勘察各專業(yè)的野外和室內(nèi)原始資料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨別真?zhèn)�、去偽存真、補(bǔ)充印證、歸納總結(jié)的能力。缺乏建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識，常造成勘察的目的性不明確，所提供的資料不能滿足設(shè)計(jì)的需要。

(5)技術(shù)素質(zhì)問題：主要是勘察技術(shù)人員知識的廣度和深度問題，勘察各專業(yè)缺乏內(nèi)部溝通、技術(shù)交流，對各自技術(shù)服務(wù)的對象和技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r不了解，導(dǎo)致碰到重大項(xiàng)目和復(fù)雜工程時(shí)束手無策，不知應(yīng)采用何種技術(shù)方法和手段去解決所碰到的技術(shù)問題。2巖土勘察中技術(shù)問題的解決措施

要解決上述巖土工程勘察工作中存在的主要技術(shù)問題，可以考慮從以下幾個(gè)方面著手：(1)隨著電子、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，近十幾年來，工程物探專業(yè)根據(jù)彈性波理論、電磁波理論和電學(xué)原理發(fā)展了許多新的工程物探方法并相應(yīng)發(fā)展了一大批集適時(shí)采集處理，軟、硬件功能于一體的工程物探探測設(shè)備，它具有采樣密度大、速度快、成本低、信息量大等特點(diǎn)�？梢岳�用工程物探可連續(xù)加密測點(diǎn)的辦法來獲得連續(xù)的巖土界面。從而有效的解決傳統(tǒng)鉆探手段以點(diǎn)帶面劃分巖土界面時(shí)常帶來的漏判、劃分不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)：并且可以利用綜合工程物探方法有效地解決傳統(tǒng)勘察手段難于解決的諸多巖土工程問題，如地下不明物體、洞穴、軟弱結(jié)構(gòu)面、滑動面、斷層、破碎帶等在地下的分布特征、形態(tài)、埋藏深度、位置。并且可以提供許多工程建設(shè)所需的巖土動力參數(shù)和設(shè)計(jì)地震動參數(shù)。相對傳統(tǒng)的鉆探方法，工程物探技術(shù)使用時(shí)受場地、地形條件的限制較少，具有節(jié)省時(shí)間、節(jié)省費(fèi)用、勘探精度高等特點(diǎn)。但是，各種工程物探方法的有效性決定于它對探測對象的適用性，物性條件的適用性越強(qiáng)，解決問題的可靠的性越大。因此，為了有效地解決某些復(fù)雜的巖土工程技術(shù)難題，必須采用多種工程物探手段和鉆探聯(lián)合使用的方法，起到互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證的作用。合理地選擇、運(yùn)用工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)勘探手段相結(jié)合，無疑是解決巖土工程勘察中存在的主要問題的有效手段之一。

(2)加強(qiáng)室內(nèi)、外測試新技術(shù)（如多功能靜力觸探頭、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、波速測試、靜載荷試驗(yàn)等）和施工檢測、監(jiān)測技術(shù)的使用，通過其所獲得的數(shù)據(jù)和資料，經(jīng)過分析、對比，建立它們之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，并通過工程施工檢測、監(jiān)測所獲取的實(shí)測資料反算得到的參數(shù)作為對比依據(jù)，確保所提供的巖土工程設(shè)計(jì)參數(shù)的可靠性，并達(dá)到解決那些采用傳統(tǒng)勘探手段難于獲取可靠的巖土工程設(shè)計(jì)參數(shù)（如粗顆粒土、花崗巖殘積土、風(fēng)化巖的承載力、變形指標(biāo)）等問題。此外，還可以利用土工離心模擬技術(shù)檢查工程安全的可靠性；驗(yàn)證堤壩、邊坡的變形和穩(wěn)定性；解決建筑物淺基礎(chǔ)的地基變形特征、破壞模式及極限承載力，樁基礎(chǔ)的承載力和施工工藝對樁基礎(chǔ)承載力及變形的影響：解決擋土結(jié)構(gòu)的變形及破壞機(jī)理，土體與結(jié)構(gòu)物之間的相互作用；了解動力工程、砂土液化、單樁和群樁在水平動荷載作用下的性狀。(3)加強(qiáng)勘察技術(shù)人員的再教育和技術(shù)培訓(xùn)并形成定期制度，促進(jìn)其知識的更新?lián)Q代�？辈靻挝皇┬袃�(nèi)部崗位輪換制度，促成勘察各專業(yè)的技術(shù)交流、知識滲透，盡可能組織技術(shù)人員參加各種有關(guān)的學(xué)術(shù)活動和講座，達(dá)到擴(kuò)大勘察技術(shù)人員的知識廣度和深度的目的。強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用（如受壓層深度計(jì)算、承載力計(jì)算、土壓力計(jì)算、各類靜力或動力有限元計(jì)算、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算、沉降分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、地基與基礎(chǔ)協(xié)同作用分析、地震反應(yīng)分析、滲流分析等），采取這些措施無疑可以大大提高他們的技術(shù)綜合能力。3工程分析

(1)根據(jù)山地地層相對簡單，但鉆機(jī)搬運(yùn)困難等因素，將物探、井探、槽探手段應(yīng)用于難于進(jìn)行鉆探的山頂、陡坡等位置，并考慮到井探和槽探的勘探深度有限，因此將物探、井探、槽探等結(jié)合起來使用，既達(dá)到了勘察目的又節(jié)約了勘察成本。

(2)各種勘察手段相互進(jìn)行對比驗(yàn)證，如通過大量物探與鉆探、坑探、井探等的對比試驗(yàn)，取得場地各巖土層的對比參數(shù)，提高了物探資料的準(zhǔn)確性和可靠性。把室內(nèi)巖土試驗(yàn)和野外標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)結(jié)果與靜載荷板試驗(yàn)成果進(jìn)行分析、對比建立它們與地基承載力和變形指標(biāo)之間的關(guān)系等。

(3)根據(jù)初步勘察成果判定，本工程有大量的擬建物基礎(chǔ)將選擇花崗巖殘積土作為其持力層，由于場地內(nèi)花崗巖殘積土穿插有大量不同巖性的巖脈，并且其風(fēng)化程度不同，造成巖土軟硬不一。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，采用常規(guī)土工試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果提供設(shè)計(jì)所需的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)往往偏低，為了能準(zhǔn)確地提供設(shè)計(jì)所需的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)，本次勘察共進(jìn)行了6臺載荷板試驗(yàn)以獲取不同花崗巖殘積土的承載力特征值和變形模量。其所獲得的地基承載力特征值比采用常規(guī)方法提供的提高了約1.5倍（180kPa提高到289kPa）變形模量提高了3倍（5MPa提高到15.3MPa）取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

(4)由于建筑需要，場地平整形成了大量的人工邊坡，有的削坡高度達(dá)50多米，填方邊坡高度達(dá)15m。本次勘察對場地內(nèi)是否存在不良巖土作用和潛在不良巖土作用進(jìn)行了大量的深入調(diào)查，提出了防治措施。對有關(guān)邊坡的安全和穩(wěn)定性問題作了專題研究，通過計(jì)算分析了邊坡的穩(wěn)定性條件，提供了各種邊坡的支護(hù)方案和支護(hù)設(shè)計(jì)、施工所需的有關(guān)巖土參數(shù)，對施工、檢測、監(jiān)測工作提出了合理化的建議。

(5)巖土工程勘察報(bào)告著重對地基與基礎(chǔ)方案，地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了細(xì)致和深入的分析、探討。根據(jù)場地巖土工程條件，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)荷載分布特征和成樁可能性及基礎(chǔ)持力層的工程性質(zhì)、埋藏深度等，對基礎(chǔ)方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的可行性分析和對比。針對不同分區(qū)、不同的建筑物，建議選用不同的基礎(chǔ)形式和不同的基礎(chǔ)持力層。如填方區(qū)和軟土區(qū)建議采用人工挖孔樁，而填土厚度不大及缺失區(qū)域（挖方區(qū)）則建議采用天然淺基。并對各種基礎(chǔ)的承載力進(jìn)行了估算，對地基變形和建筑物沉降進(jìn)行了計(jì)算�？辈靾龅氐膸r土工程條件變化大，有的填方厚度可達(dá)十幾米，削坡厚度可達(dá)五十多米，形成了許多人工高邊坡，雖然對地基的承載力、變形以及邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算，但是增加的附加荷載和卸載使巖土體的應(yīng)力歷史條件變化很大，巖土工程勘察報(bào)告強(qiáng)調(diào)了檢測和監(jiān)測工作的重要性。該意見被業(yè)主和設(shè)計(jì)人員所采納，經(jīng)過施工檢測和施工監(jiān)測，證明勘察報(bào)告所提供的各種巖土設(shè)計(jì)參數(shù)和各種方案經(jīng)濟(jì)合理、目的性和針對性強(qiáng)。4結(jié)束語

綜上所述，對巖土工程勘察實(shí)踐分析，合理地選擇、運(yùn)用工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)的勘探技術(shù)相結(jié)合，無疑是解決巖土工程勘察存在的技術(shù)問題的最佳途徑。但是，任何的技術(shù)都有其局限性和適用性，要有效地解決某些復(fù)雜的巖土工程勘察技術(shù)問題，必須采用多種勘察手段聯(lián)合使用，互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證。

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