某基坑工程巖土工程勘察技術(shù)探討

向佐偉

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四○三隊(duì)，湖南 常德 415000)

隨著巖土工程的發(fā)展，巖土工程勘察越發(fā)規(guī)范和嚴(yán)格，也推動(dòng)了巖土勘察技術(shù)的發(fā)展。為給工程施工的安全進(jìn)行提供可靠的理論依據(jù),通常需要通過巖土工程勘察，全面了解工程所處位置的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和水文條件，從而為工程項(xiàng)目制定施工計(jì)劃和施工方案提供重要的參考依據(jù)。

1 巖土工程勘察技術(shù)特點(diǎn)

(1)綜合性。巖土工程勘察工作是一項(xiàng)綜合性的專業(yè)技術(shù)工作，其涉及測(cè)量學(xué)、物理學(xué)、材料力學(xué)、工程力學(xué)等多門學(xué)科知識(shí)。

(2)地域性?？辈旃ぷ髦袑?shí)行的巖土勘察技術(shù)，隨區(qū)域不同，其氣候、水文條件不同，巖土參數(shù)變化很大，對(duì)應(yīng)的施工圖設(shè)計(jì)參數(shù)也會(huì)發(fā)生很大變化，因此其具有較強(qiáng)的地域性。

(3)不確定性。工程環(huán)境、施工不同，巖土性質(zhì)受到影響，其巖土工程性能參數(shù)也會(huì)隨之變化。這就要求巖土工程勘察時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)外圍環(huán)境的檢測(cè)，對(duì)各種不利因素采取科學(xué)的預(yù)防措施，來保證工程施工的安全和合理。

2 巖土工程勘察技術(shù)案例分析

2.1 工程概況

本次勘察擬建(構(gòu))建筑物為基坑開挖工程，設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高66.8 m，7棟39層，地下設(shè)4層，地下室埋深19.20 m，基礎(chǔ)埋深-22.20 m，采用天然基礎(chǔ)。根據(jù)巖土工程勘察、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、建筑基坑支護(hù)技術(shù)的相關(guān)規(guī)范，結(jié)合勘察技術(shù)要求和擬建建筑特點(diǎn)，本工程重要性等級(jí)為一級(jí)，場(chǎng)地復(fù)雜程度為二級(jí)(中等復(fù)雜)，地基復(fù)雜程度為二級(jí)(中等復(fù)雜)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，本次巖土工程勘察為甲級(jí)。

2.2 場(chǎng)地巖土工程條件

(1)地形地貌。場(chǎng)地原始地貌單元為河流沖積階地，現(xiàn)為已拆遷空曠場(chǎng)地，地勢(shì)較平坦。勘察期間測(cè)得場(chǎng)地各鉆孔孔口標(biāo)高變化在65.189～68.194 m之間。

(2)巖土類別及工程地質(zhì)特征。根據(jù)本次21個(gè)鉆探揭露，場(chǎng)地內(nèi)埋藏的地層主要有填土層、第四系沖積層、第四系殘積層及白堊系泥質(zhì)粉砂巖。各地層的野外特征自上而下依次描述如下：①雜填土(Qml)：雜色，稍濕，松散～稍密狀態(tài)，主要成分為磚渣、砼塊及少量礫石，底部以黏性土為主，密實(shí)度不均勻；場(chǎng)地內(nèi)所有鉆孔均遇見該層，層厚0.50～4.80 m。②第四系沖積(Qal)粉質(zhì)黏土：黃褐、紅褐色，呈可塑～硬塑狀態(tài)，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部夾礫石，無搖震反應(yīng)，光澤反應(yīng)稍有光澤，干強(qiáng)度及韌性中等；有12孔見該層，層厚0.60～2.60 m。③第四系沖積(Qal)圓礫：灰色，石英質(zhì)，不均勻，含約20%～30%的粗礫砂、黏性土及卵石等，卵石粒徑大者達(dá)10 cm；呈稍濕～飽和、密實(shí)狀態(tài)；場(chǎng)地內(nèi)所有鉆孔均遇見該層，層厚2.20～7.60 m。④第四系沖積(Qal)卵石：褐黃色，石英質(zhì)，粒徑介于2～7 cm，最大可超12 cm，含約10%～30%的細(xì)粒土，鉆進(jìn)過程跳轉(zhuǎn)劇烈，呈飽和、密實(shí)狀態(tài)；有6孔遇見該層，層厚0.80～2.50 m。⑤第四系殘積(Qel)粉質(zhì)黏土：紅褐色，系泥質(zhì)粉砂巖原地風(fēng)化殘積而成，原巖結(jié)構(gòu)可辨，呈可塑～硬塑狀態(tài)，無搖震反應(yīng)，光澤反應(yīng)有光澤，干強(qiáng)度及韌性中等；場(chǎng)地內(nèi)所有鉆孔均遇見該層，層厚1.80～5.80 m不等。⑥白堊系(K)強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：紅褐色，粉細(xì)粒結(jié)構(gòu)，大部分礦物成分已顯著風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯多呈碎塊狀、短柱狀，少量土狀，巖塊用手可折斷，錘擊聲悶，易碎，為極軟巖，巖體破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)V級(jí)；場(chǎng)地內(nèi)所有鉆孔均遇見該層，揭露層厚3.50～6.20 m。⑦白堊系(K)中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：紅褐色，粉細(xì)粒結(jié)構(gòu)，部分礦物成分已風(fēng)化變質(zhì)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯多呈短柱狀、柱狀，錘擊聲脆，不易碎，為軟巖，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級(jí)Ⅳ級(jí)；場(chǎng)地內(nèi)所有鉆孔均遇見該層，層厚不詳，進(jìn)入該層16.80～23.10 m。

2.3 巖土設(shè)計(jì)參數(shù)分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)鑒定、原位測(cè)試及室內(nèi)土巖力學(xué)性質(zhì)測(cè)試資料，參照相關(guān)規(guī)程規(guī)范，結(jié)合本地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，場(chǎng)地內(nèi)埋藏各地層的有關(guān)工程特性指標(biāo)值建議見表1。

表1 巖土工程性能參數(shù)推薦值表

2.4 水文地質(zhì)條件

(1)擬建場(chǎng)地處亞熱帶溫濕氣候帶，地勢(shì)較平緩，主要地表水系為大氣降水。場(chǎng)地附近無明顯的地表徑流。根據(jù)場(chǎng)地巖土條件及地下水補(bǔ)給排泄條件，結(jié)合地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，場(chǎng)地地下水變化幅度按2.0～4.0 m考慮。

(2)根據(jù)室內(nèi)滲透試驗(yàn)結(jié)果及野外抽水試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)：場(chǎng)地內(nèi)除圓礫③層、卵石④層為強(qiáng)透水性地層外，其余各地層均為弱透水地層。雜填土①主要由碎磚塊和砼等建筑物垃圾組成，呈松散狀態(tài)，透水性相對(duì)較強(qiáng)。

(3)為了判斷地下水的水質(zhì)情況及土腐蝕性，在鉆孔中采取了2件上層滯水試樣、2件潛水試樣分別進(jìn)行了水質(zhì)分析，在鉆孔揭露雜填土①、粉質(zhì)黏土②中共采取了4件試樣進(jìn)行了腐蝕性測(cè)試，結(jié)果表明場(chǎng)地環(huán)境類型為Ⅱ類，該場(chǎng)地內(nèi)地下水和土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

3 巖土工程勘察技術(shù)的具體應(yīng)用

(1)運(yùn)用GPSRTK測(cè)繪技術(shù)。本次采用GPSRTK測(cè)繪技術(shù)，其通過衛(wèi)星定位導(dǎo)航和地表終端設(shè)備相結(jié)合，能有效提高勘察精度和勘察速度。該巖土工程的地勢(shì)比較平坦，同時(shí)利用高德地圖和奧維互動(dòng)地圖的輔助選點(diǎn)，采用中海達(dá)GPSF61儀器進(jìn)行測(cè)量，以工程控制點(diǎn)為檢校點(diǎn)，利用湖南省HNCORS衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)長(zhǎng)沙基準(zhǔn)站進(jìn)行RTK工程測(cè)量，每個(gè)點(diǎn)均采集得到固定解，點(diǎn)位平面、高程數(shù)據(jù)各項(xiàng)限差均能符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保了整項(xiàng)勘察工作的科學(xué)性和合理性。

(2)運(yùn)用工程鉆探、原位測(cè)試、采樣測(cè)試技術(shù)。鉆探是最常用、最直觀的勘察地質(zhì)方法之一，可直接觀察巖芯和取樣，并對(duì)孔內(nèi)原位測(cè)試、巖芯采樣測(cè)試，從而查明該基坑工地的巖土分層情況以及巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)。再結(jié)合項(xiàng)目地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，給出場(chǎng)地內(nèi)埋藏各地層的有關(guān)工程特性指標(biāo)建議值。

(3)其他勘察技術(shù)。基坑工程應(yīng)遵循“信息化施工”與“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)”理念，加強(qiáng)施工地質(zhì)工作，如通過一定的開挖揭露，進(jìn)一步查明巖層的層理、節(jié)理性質(zhì)、產(chǎn)狀；錨索施工成孔同時(shí)作為勘探孔，查明本次勘察因條件受限未能深入查明的紅線外地層分布、性質(zhì)與工程性能等。當(dāng)在地質(zhì)上有新的發(fā)現(xiàn)或更深入的了解時(shí)，應(yīng)分析評(píng)價(jià)其對(duì)工程的影響，對(duì)前期未能預(yù)計(jì)的巖土工程問題，應(yīng)及時(shí)反饋勘察、設(shè)計(jì)，以便及時(shí)果斷作出應(yīng)對(duì)響應(yīng)，避免形成難以逆轉(zhuǎn)的不利局面。

4 結(jié)語

綜上所述，巖土工程勘察是巖土工程施工過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是保證整個(gè)項(xiàng)目工程的質(zhì)量和安全的前提與基礎(chǔ)。在巖土工程的勘察階段，根據(jù)工程建設(shè)的不同、工程土質(zhì)情況的差異、勘察目的的不同，找出適宜的勘察方法，充分應(yīng)用鉆探技術(shù)、巖土工程測(cè)試技術(shù)、測(cè)繪技術(shù)等，提高巖土工程勘察技術(shù)的專業(yè)水平，為基坑工程設(shè)計(jì)和施工提供需要的數(shù)據(jù)。