巖土工程勘察方法探討

金光磊

（平頂山市地質(zhì)工程處，河南 平頂山 467000）

在工程實(shí)踐中，地基基礎(chǔ)事故較其它事故多見(jiàn)。不少地區(qū)已有不經(jīng)勘察而盲目進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工造成工程事故的實(shí)例。但是，更常見(jiàn)的是貪快圖省，勘察不詳，結(jié)果反而延誤建設(shè)進(jìn)度，浪費(fèi)大量資金，甚至遺留后患。當(dāng)前，高層建筑日益增多，從事建筑物設(shè)計(jì)和施工的人員，務(wù)必重視場(chǎng)地和地基的勘察工作，對(duì)勘察內(nèi)容和方法有所了解，以便正確地向勘察部門提出勘察任務(wù)和要求，并學(xué)會(huì)分析和使用工程地質(zhì)勘察報(bào)告。

1 鉆探法

用各種鉆探工具鉆入地基中分層取土進(jìn)行鑒別、描述和測(cè)試的方法稱為鉆探法。人力鉆探工具有洛陽(yáng)鏟、麻花鉆、小螺紋鉆等。機(jī)械鉆探的工具是各式鉆機(jī)，據(jù)鉆入巖土中的方法可分為：沖擊、回轉(zhuǎn)、振動(dòng)與沖洗4種，工程中應(yīng)根據(jù)不同地層類別、土質(zhì)條件和勘察要求，選用相應(yīng)的鉆進(jìn)方式。

1.1 沖擊鉆探

利用鉆具的自重，反復(fù)自由下落的沖擊力，使鉆頭沖擊孔底以破碎巖石而逐漸鉆進(jìn)。這種方法適用于礫、卵石層及基巖，不能取得完整巖芯，但能保持較大的鉆孔口徑。

1.2 回轉(zhuǎn)鉆探

利用鉆具回轉(zhuǎn)，是鉆頭的切刀或加研磨材料削磨巖石而不斷鉆進(jìn)，機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)可適用于軟硬不同的地層。這種方法能取得原狀土和完整巖芯。

1.3 振動(dòng)鉆探

利用機(jī)械動(dòng)力所產(chǎn)生的振動(dòng)力，使土的抗剪強(qiáng)度降低，借振動(dòng)器和鉆具的自重，切削孔底土層不斷鉆進(jìn)。

1.4 沖洗鉆探

通過(guò)高壓射水破壞孔底土層從而實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)。該方法適用于砂層、粉土層和不太堅(jiān)硬粘土層，是一種簡(jiǎn)單快速的鉆探方式。

工業(yè)與民用建筑勘察常用簡(jiǎn)易、輕便的SH一30鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，可以采取巖土樣，對(duì)軟土用薄壁取土器，對(duì)原狀砂土和軟粘土需用特制的取土器。

布置于建筑場(chǎng)地內(nèi)的鉆孔，一般分技術(shù)孔和鑒別孔兩類。鉆進(jìn)時(shí)，僅取擾動(dòng)土樣，用以鑒別土層分布、厚度及狀態(tài)的鉆孔，稱鑒別孔。若按不同的地層和深度采取原狀試樣，則稱技術(shù)孔。原狀土樣的采取常用取土器。取土器的結(jié)構(gòu)形式，可分為活閥式與球閥式兩類。實(shí)踐證明，取土器的結(jié)構(gòu)和規(guī)格決定了土樣保持原狀的程度，影響著試樣的質(zhì)量和隨后土工試驗(yàn)的可靠性。按不同土質(zhì)條件，取土器可分別采用擊人或壓人取土兩種方式。

2 觸探法

觸探是通過(guò)探桿用靜力或動(dòng)力將金屬探頭貫人土層，并量測(cè)土對(duì)觸探頭的阻抗能力的指標(biāo)，從而間接地判斷土層及其性質(zhì)的一類勘探方法和原位測(cè)試技術(shù)。作為勘探手段，觸探可用于劃分土層，了解地層的均勻性；作為測(cè)試技術(shù)，則可估計(jì)地基承載力和土的變形指標(biāo)等。

因觸探法不需取原狀土做試驗(yàn)，對(duì)難以取原狀土的水下砂土、軟土等，更顯示其優(yōu)越性。觸探法無(wú)法單獨(dú)使用，無(wú)法對(duì)地基土定名或繪制地質(zhì)剖面圖。但若與鉆探法配合，則可提高勘察的質(zhì)量和效率。根據(jù)探頭的結(jié)構(gòu)和人土方法不同，可分為靜力觸探和動(dòng)力觸探兩類，分述如下：

(1)靜力觸探試驗(yàn)

靜力觸探(CPT)是把具有一定規(guī)格的圓錐形探頭借助機(jī)械勻速壓人土層中，測(cè)定土層對(duì)探頭的貫人阻力，以此來(lái)間接判斷、分析地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。

靜力觸探頭內(nèi)有阻力傳感器，傳感器將貫入阻力通過(guò)電訊號(hào)和機(jī)械系統(tǒng)，傳至自動(dòng)記錄儀并繪出隨深度的阻力變化曲線。常用的探頭分為單橋探頭、雙橋探頭和孔壓探頭。

以一個(gè)測(cè)力電橋來(lái)量測(cè)阻力的稱為單橋探頭，單橋探頭所測(cè)到的是包括錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力在內(nèi)的總貫入阻力P(kN)，通常用比貫入阻力Ps(kPa)表示，即 式中A——探頭截面面積(m2)。

以兩個(gè)測(cè)力電橋來(lái)測(cè)量阻力的探頭稱為雙橋探頭，雙橋探頭可分別測(cè)出錐尖總阻力Qe(kN)和側(cè)壁總摩阻力Pf(kN)。通常以錐尖阻力qe。(kPa)和側(cè)壁摩阻力fs(kPa)表示：

式中Fs?！馓淄驳目偙砻娣e(m2)。

根據(jù)錐尖阻力qe和側(cè)壁摩阻力fs可計(jì)算同一深度處的摩阻比Rf如下：Rf＝ ×100%

(2)動(dòng)力觸探試驗(yàn)

動(dòng)力觸探主要有圓錐動(dòng)力觸探(DPT)和標(biāo)準(zhǔn)貫入(SPT)兩大類，其共同點(diǎn)是利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的探頭打人土中，根據(jù)每打入土中一定深度所需的能量來(lái)判定土的性質(zhì)，并對(duì)土進(jìn)行分層。所需的能量體現(xiàn)了土的阻力大小，一般可以用錘擊數(shù)來(lái)表示。

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的一種輕便觸探試驗(yàn)，其設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，適用于粉土、粘性土和粘性素填土地基的勘察，但觸探深度限于4m以內(nèi)。試驗(yàn)時(shí)，先用輕便鉆具開(kāi)孔至被試土層，然后以手提質(zhì)量為10kg的穿心錘，使其以50cm的落距自由下落，這樣連續(xù)沖擊，把尖錐頭豎直打人土層，每貫入30cm的錘擊數(shù)稱為N10。

應(yīng)用輕便觸探指標(biāo)N10可確定粘性土和素填土的承載力，并可按不同位置的N10。值的變化情況判定地基持力層的均勻程度。

3 掘探法

掘探是在建筑場(chǎng)地用人工挖掘探井、探槽的方式來(lái)探明地表以下淺部的工程地質(zhì)條件。掘探的特點(diǎn)是使用工具簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高，應(yīng)用廣泛，揭露的面積較大，可直接觀察地層結(jié)構(gòu)，采取原狀結(jié)構(gòu)試樣，并可用來(lái)做現(xiàn)場(chǎng)大型原位測(cè)試。但勘探深度受到一定限制，一般為5～6m，地下水位以下難以進(jìn)行。掘探工程的編錄工作除做詳細(xì)的描述記錄外，還要繪制展視圖，即按一定的方法將坑壁展開(kāi)的斷面圖。

[1]白德榮.工程地質(zhì)勘察現(xiàn)狀及發(fā)展[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì).2009(02).

[2]王桃云.工程地質(zhì)勘察中存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].巖土工程界.2009(02).