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)肩負著十分重要的責任、一份高質(zhì)量的巖土工程勘察報告在滿足相應(yīng)規(guī)范的基礎(chǔ)上，不僅要真實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)該進行正確合理的巖土工程分析評價，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)計要求設(shè)計意圖明確，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)定詳勘時應(yīng)“搜集附有坐標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、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數(shù)問題

《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021--201*)要求必須滿足“每個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，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行原位測試的盲目性和隨機性造成的，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)第一個勘探孔的鉆探資料，分析地層分布，再結(jié)合第二個勘探孔孔口標高，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勘探孔中都有原

狀土樣或原位測試數(shù)據(jù)。必要時，如某種勘探孔少時，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，使土性指標統(tǒng)計分析時土性指標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)實際需要劃分對建筑有利、不利和危險的地段，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，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，所以布置勘探孔時應(yīng)考慮測最或估算土層剪切波速的鉆孔，個數(shù)不少于2個，孔深不小于20m；同時按抗震規(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數(shù)，所以布置勘探孔時要有的放矢，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，既能幫助準確分層，又能客觀準確地反映地基土的強度性質(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)果也不能準確反映地層的實際情況，一般得出的強度變形指標偏高，所以應(yīng)用時要適當考慮。

標準貫入試驗適用于砂土、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，因為軟士的靈敏度高，鉆孔時存在擾動影響，同時標貫擊數(shù)的精確度對評判地基土的強度性質(zhì)影響也較大。所以勘察施工中，應(yīng)當針對地基士的性質(zhì)，用適宜的測試手段和方法對其進行勘探，以確�？辈旖Y(jié)果的準確性。4、土工試驗及巖土工程參數(shù)的選擇

土工試驗是巖土工程勘察的一項重要內(nèi)容，自《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007．201*)實施以后，土工試驗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、運輸、加工擾動等因素的不確定性、試驗儀器和操作方法的差異性及試驗人員自身的素質(zhì)問題，測試失真難以避免。所以加強土工試驗和試驗結(jié)果的綜合分析必不可少，這樣才能避免相關(guān)指標間的矛盾，更好地了解巖土的差異性，客觀地評價地基土的強度變形特性。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內(nèi)容不同，所以在實驗室中開土時先應(yīng)鑒定土樣的級別，明確此土樣可做哪些試驗，不可做哪些試驗，以避免出現(xiàn)一些不能反映地基土真實性質(zhì)的數(shù)據(jù)，合理評定地基土的性質(zhì)，給出準確、合理的巖土工程性質(zhì)指標。其次，土工試驗的一些項目要有的放矢地去做，如壓縮試驗中荷載壓力大小、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中做壓縮試驗來測定計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，通常的壓縮試驗給出的是荷載壓力從100KPa至200KPa時的壓縮系數(shù)a1-2和壓縮模量Esl-2；在進行地基土沉降估算中，壓縮模量一定要選用與實際應(yīng)力環(huán)境相對應(yīng)荷載壓力級別下的壓縮模量，以便進行沉降估算。5、結(jié)語

綜上所述只有強化全面質(zhì)量管理，施工前對參加本工程的技術(shù)人員和職工進行技術(shù)交底，詳細介紹勘察綱要內(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)報告，不但要滿足設(shè)計的要求，還應(yīng)該做到提出結(jié)論要求經(jīng)濟、合理。更好地發(fā)揮巖土工程勘察是設(shè)計的先行與依據(jù)的作用，為基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計提供準確、真實的巖土工程資料，為社會生產(chǎn)做出積極貢獻。

擴展閱讀：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)用勘察手段和加強巖土測試新技術(shù)的應(yīng)用，并結(jié)合實例予以闡述，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、試驗儀器、計算機技術(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)濟高速發(fā)展，眾多基礎(chǔ)建設(shè)項目和現(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方面：(1)界面劃分問題：主要有巖土體和巖石風化程度的界面劃分，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行室內(nèi)、外試驗的巖土層如粗顆粒土、殘積土和風化巖等。其巖土設(shè)計參數(shù)（承載力、變形指標等）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、補充印證、歸納總結(jié)的能力。缺乏建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的知識，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)展狀況不了解，導(dǎo)致碰到重大項目和復(fù)雜工程時束手無策，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方面著手：(1)隨著電子、電子計算機技術(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�？梢岳�用工程物探可連續(xù)加密測點的辦法來獲得連續(xù)的巖土界面。從而有效的解決傳統(tǒng)鉆探手段以點帶面劃分巖土界面時常帶來的漏判、劃分不準確等缺點：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)使用時受場地、地形條件的限制較少，具有節(jié)省時間、節(jié)省費用、勘探精度高等特點。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，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，起到互相補充、互相驗證的作用。合理地選擇、運用工程物探技術(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)加強室內(nèi)、外測試新技術(shù)（如多功能靜力觸探頭、標準貫入試驗、波速測試、靜載荷試驗等）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)驗關(guān)系，并通過工程施工檢測、監(jiān)測所獲取的實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)計參數(shù)的可靠性，并達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)計參數(shù)（如粗顆粒土、花崗巖殘積土、風化巖的承載力、變形指標）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，促進其知識的更新?lián)Q代。勘察單位施行內(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)的學術(shù)活動和講座，達到擴大勘察技術(shù)人員的知識廣度和深度的目的。強調(diào)計算機技術(shù)的應(yīng)用（如受壓層深度計算、承載力計算、土壓力計算、各類靜力或動力有限元計算、基坑支護設(shè)計計算、沉降分析、數(shù)理統(tǒng)計、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，但鉆機搬運困難等因素，將物探、井探、槽探手段應(yīng)用于難于進行鉆探的山頂、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行對比驗證，如通過大量物探與鉆探、坑探、井探等的對比試驗，取得場地各巖土層的對比參數(shù)，提高了物探資料的準確性和可靠性。把室內(nèi)巖土試驗和野外標準貫入試驗結(jié)果與靜載荷板試驗成果進行分析、對比建立它們與地基承載力和變形指標之間的關(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，并且其風化程度不同，造成巖土軟硬不一。根據(jù)經(jīng)驗，采用常規(guī)土工試驗和標準貫入試驗成果提供設(shè)計所需的巖土設(shè)計參數(shù)往往偏低，為了能準確地提供設(shè)計所需的巖土設(shè)計參數(shù)，本次勘察共進行了6臺載荷板試驗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50多米，填方邊坡高度達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，通過計算分析了邊坡的穩(wěn)定性條件，提供了各種邊坡的支護方案和支護設(shè)計、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)巖土工程勘察報告著重對地基與基礎(chǔ)方案，地基與基礎(chǔ)設(shè)計參數(shù)進行了細致和深入的分析、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)方案進行了經(jīng)濟、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)的承載力進行了估算，對地基變形和建筑物沉降進行了計算。勘察場地的巖土工程條件變化大，有的填方厚度可達十幾米，削坡厚度可達五十多米，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)定性進行了計算，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，巖土工程勘察報告強調(diào)了檢測和監(jiān)測工作的重要性。該意見被業(yè)主和設(shè)計人員所采納，經(jīng)過施工檢測和施工監(jiān)測，證明勘察報告所提供的各種巖土設(shè)計參數(shù)和各種方案經(jīng)濟合理、目的性和針對性強。4結(jié)束語

綜上所述，對巖土工程勘察實踐分析，合理地選擇、運用工程物探技術(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，互相補充、互相驗證。

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