巖土工程施工中的勘察過程淺析

張 瑞，劉 慶

（信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院，陜西 西安 710001）

為了在工程建設(shè)過程中做到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，確保工程質(zhì)量，提高投資效益，要求企業(yè)在施工前必須要對施工區(qū)域做好巖土工程的勘測工作，每一步都不能省略。隨著經(jīng)濟和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，土地資源越來越稀缺，這一現(xiàn)象成為各類建設(shè)工程設(shè)計綠色發(fā)展的必然趨勢，因而做好各類建筑勘察對人民生命財產(chǎn)安全和工程安全尤為重要[1]。

1 巖土工程勘察含義

可以從字面上看巖土工程，它是巖石力學(xué)，地質(zhì)學(xué)和工程學(xué)的結(jié)合。實際上，在應(yīng)用過程中，這是通過所研究的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，記錄和分析與巖體有關(guān)的工程問題來完成的。巖土工程包括對巖石地塊的使用，改進和改造，包括巖土勘測，設(shè)計，施工，檢查，監(jiān)測和監(jiān)督的六個方面。就該學(xué)科的含義和屬性而言，巖土工程設(shè)計是服務(wù)于土木工程的復(fù)雜且適用的工程學(xué)科，被歸類為土木工程。巖土工程是為工程建設(shè)全過程服務(wù)的技術(shù)體制。巖土工程的研究對象是巖體和土體。兩者既是相互依存，又是相互制約，我們平時在做基礎(chǔ)研究的時候，怎么能有效的解決研究區(qū)域內(nèi)的本質(zhì)關(guān)系，是巖土工程的首要基本任務(wù)。從巖土工程的角度看，巖土體通常被用做建筑材料，用于基礎(chǔ)施工，但深入詳解它也是工程結(jié)構(gòu)和建筑環(huán)境，被用于諸多建筑工程中，而且隨著工程規(guī)模愈來愈大，地基、基坑、地下水等巖土工程問題愈益突出和復(fù)雜。

2 巖土工程勘察的任務(wù)和特點

參照國家對建筑工程施工企業(yè)的標準要求，每個工程在開工前都要勘察地理信息，地質(zhì)環(huán)境及周圍環(huán)境，和是否滿足巖土工程的施工條件等等，最后各個小組統(tǒng)計調(diào)查資料，總結(jié)出合適的勘察文件以便參考。

《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021—2001（2009版）第1.0.3規(guī)定。具體的巖土工程勘察的程序，類似圖1。

圖1 巖土工程勘察步驟

在工程人員勘察區(qū)域地質(zhì)的時候，一定要恪盡職守，不能只是作表面文章，應(yīng)付資料。為了后期工程施工的穩(wěn)定性和勘測的準確性，每個步驟都要按照標準去實施，并做好記錄。當勘查過程中發(fā)現(xiàn)不利的地質(zhì)條件時，有必要仔細研究和分析該地區(qū)的地質(zhì)條件，以便了解。創(chuàng)建更完整、準確的地質(zhì)調(diào)查報告[2]。

2.1 巖土工程勘察的任務(wù)

①在巖土工程施工時，查明當?shù)毓こ痰刭|(zhì)條件，要明確指出當?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)情況，對當時地質(zhì)發(fā)育情況進行詳細分析，并穩(wěn)定性的做出評價。②對工程施工巖體分布情況、結(jié)構(gòu)以及地下水活動條件進行詳細查明，同時提供設(shè)計、施工以及政治所需要的工程設(shè)計資料與參考數(shù)值。③對巖土工程所出現(xiàn)的問題進行提出、分析以及研究，同時得出相應(yīng)結(jié)論。④分析巖土工程施工區(qū)域的工程平面施工圖，還有設(shè)計圖。對于前期勘察中有地質(zhì)松垮或者不穩(wěn)定的情況，及時反映，并采取巖土加固措施。⑤施工區(qū)不能破壞周邊環(huán)境，積極宣導(dǎo)并響應(yīng)綠色勘察，綠色施工，實現(xiàn)地質(zhì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，同時提出相應(yīng)的保護措施。

《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版）中的要求：

詳細的工程勘查，應(yīng)該按照工程建筑及施工過程的詳細數(shù)據(jù)，檢查工程數(shù)據(jù)，對工程結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進行適當?shù)墓こ淌┕ふf明，檢查工程基礎(chǔ)類型，基礎(chǔ)形狀，開挖支護，基礎(chǔ)處理，工程沉降和不良地質(zhì)條件，并提出相應(yīng)的建議。主要體現(xiàn)在以下工作情況當中：①使用座標和景觀，場地的地平面、性質(zhì)、比例、載荷、建筑物的結(jié)構(gòu)特征，地基的形狀，地基的埋深和允許的變形等來制定建筑物的平面圖。②勘查地質(zhì)類型，內(nèi)部結(jié)構(gòu)、以及成因，對于不合理的巖土體，提出合理的整治方案；對于可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害情況，提前做預(yù)警，擬定應(yīng)對方案。③如果針對已建成區(qū)域，也要通過勘察巖土層的幾個主要方面，做分析評估，比如：巖土類型、深度、分布和工程特性、地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力來做預(yù)評。④如果工程建筑涉及到運算，那及時提供地基計算參數(shù)，以便預(yù)測出工程建筑所出現(xiàn)的變形熱證。⑤查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物。⑥預(yù)先勘察地下水的埋藏條件，提供地下水位及其變化幅度。⑦在季節(jié)性凍土地區(qū)，提供場地土的標準凍結(jié)深度。⑧依據(jù)水文地質(zhì)和巖土體現(xiàn)狀，來判斷對建筑材料的腐蝕性，并做好后續(xù)補救備用方案。⑨在地震可能液化地區(qū)，評價場地和地基的地震液化。⑩采用樁基礎(chǔ)的地區(qū)或地基，評價成樁類型及可能性。?提出基坑處理方式、計算參數(shù)和支護結(jié)構(gòu)選型的建議；地下水控制方法、計算參數(shù)和施工控制的建議。

2.2 巖土工程勘察的特點

不同的工程、不同的地質(zhì)條件、不同類型的基礎(chǔ)問題、不同的巖土工程問題，所要求的勘察內(nèi)容側(cè)重點不同。

規(guī)范的范圍也很廣泛，適用于一般的土木工程。然而，對于水利工程、鐵路、公路、橋梁和隧道，由于高度的專業(yè)性和特殊的技術(shù)要求，上述工程的巖土研究必須滿足當前的要求，相關(guān)標準法規(guī)。

3 建筑巖土工程勘察

3.1 建筑定義

比如在《民用建筑設(shè)計通則》（GB50352-2005）中對高層建筑定義如下：

（1）住宅建筑按層數(shù)劃分為：l層～3層為低層；4層～6層為多層；7層～9層為中高層；10層及10層以上為高層住宅；小高層住宅一般指7層-11層的住宅，廣義上把18層及以下的住宅也稱為小高層住宅。

（2）除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者為單層或多層建筑，大于24m者為高層建筑（不包括建筑高度大于24m的單層公共建筑）。

（3）建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。本標準中的高聳結(jié)構(gòu)系指電視塔、水塔、煙囪、冷卻塔、石油化工塔、貯倉等民用與工業(yè)高聳結(jié)構(gòu)。

3.2 工程勘察標準規(guī)范

大多數(shù)工程勘測都使用針對性的部分和勘測方法，例如巖土勘測、勘探、現(xiàn)場測試以及室內(nèi)測試等，來控制場地的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，巖體和土壤的狀況基礎(chǔ)，地下水和探索與項目之間的關(guān)系，并進行工程評估和建議，以預(yù)測高層建筑，工程坑等的基礎(chǔ)。

建筑工程勘察尚應(yīng)符合的現(xiàn)行國家標準主要包括：《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330、《工程巖體分級標準》GB/T50218、《土工試驗方法標準》GB/T50123等，尤其是其中的強制性條文。

3.3 工程勘察過程

根據(jù)建筑規(guī)模和特征、場地、地基復(fù)雜程度以及破壞后果的嚴重程度，劃分為三個等級。注意與《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版）的區(qū)別。

（1）建筑勘察前準備好的資料主要有以下幾個方面：①附上建筑物紅線拐角的坐標，區(qū)域輪廓和建筑物的總體布局，并帶有±0.00的標記；②建筑結(jié)構(gòu)類型，特征，層數(shù)，總高度和地下室層數(shù)；③基礎(chǔ)的設(shè)計類型，平面尺寸，載荷，嵌入深度，允許的變形要求等；④場地地表水匯集及排泄情況；⑤地質(zhì)災(zāi)害評估資料，超限高層建筑地震安全性評價報告；⑥研究地點周圍的環(huán)境條件，包括現(xiàn)有建筑物的地基類型，深度，現(xiàn)有道路的水平，現(xiàn)有地下管線和其他地下結(jié)構(gòu)；⑦設(shè)計方的技術(shù)要求。

（2）詳細勘察的基本要求：應(yīng)確定可接受的勘探和測試方法，并應(yīng)詳細說明現(xiàn)場的巖土和地下水條件；①有必要提供必要的數(shù)據(jù)和參數(shù)指標，以評估和計算基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，承載力，土壓力和變形；②應(yīng)為基礎(chǔ)設(shè)計，不利的地質(zhì)影響和特殊的巖土處理，抗浮結(jié)構(gòu)，基坑支護結(jié)構(gòu)，地下水控制等提出建議；③對于高層建筑，必須從底板結(jié)構(gòu)進行觀察；應(yīng)當對船體結(jié)構(gòu)進行基坑工程，以控制支撐結(jié)構(gòu)的變形，道路和管線的相鄰施工以及支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)力；并進行設(shè)計參數(shù)驗證和設(shè)計檢查。

（3）詳細勘察階段勘探點的平面布設(shè)：①對于高層建筑的矩形平面，應(yīng)將其放置成兩排，形狀不規(guī)則，建議將研究點放置在凸角和凹角上；②在高層建筑層數(shù)、荷載和建筑體形變異較大位置處，應(yīng)布設(shè)勘探點；③對勘察等級為甲級的高層建筑，當基礎(chǔ)寬度超過30m時，應(yīng)在中心點或電梯井、核心筒部位布設(shè)勘探點；④一棟多層建筑物的搜索點數(shù)量必須至少為A級以上5個，B級至少4個；B級少于3，不少于2；⑤濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土等特殊性巖土應(yīng)布設(shè)適量的探井；⑥高層建筑群可按建筑物并結(jié)合方格網(wǎng)布設(shè)勘探點；相鄰的高層建筑，勘探點可相互共用，控制性勘探點的數(shù)量不應(yīng)少于勘探點總數(shù)的1/2；⑦其他要求：《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版），詳細勘察階段勘探點間距為10m～15m；⑧端承型樁勘探點平面布置：測量點的位置應(yīng)與柱子的線一致，并且它們之間的距離應(yīng)允許監(jiān)測樁端承重層的層數(shù)和厚度的變化，最好為12m～24m；對于重載或基礎(chǔ)復(fù)雜的單柱單樁項目，必須設(shè)置每根柱子進行勘探點；⑨摩擦型樁勘探點平面布置：測點應(yīng)根據(jù)建筑環(huán)境或柱線布置，且距離應(yīng)在20m至30m之間，當樁端的主承重層或相鄰測點所暴露的薄弱底層發(fā)生較大變化時，將影響樁方案的選擇。基礎(chǔ)。對于基礎(chǔ)寬度大于30m的高層建筑，測量點應(yīng)位于中心；對于帶有走道或擴展地下室的高層建筑，講臺和擴展地下室應(yīng)與主樓放置在一起考慮。

4 小結(jié)

巖土工程勘察被應(yīng)用于各類工程施工中，足以見它的重要性，明確其工程勘察的任務(wù)和特點，落實和執(zhí)行勘察規(guī)范要求和細節(jié)，對工程施工安全及人民生命財產(chǎn)安全至關(guān)重要。