(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局403隊(duì) 湖南 常德 415000)

基于復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程勘察技術(shù)的研究

熊翔

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局403隊(duì)湖南常德415000)

巖土工程由于含有特殊的物質(zhì)，或者是巖土內(nèi)部結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì)等要素與其它巖土不同，這些特性決定了巖土工程地質(zhì)的特殊性。針對(duì)軟土、凍土、黃土和泥炭土等具有破壞性的特殊巖土類型，在實(shí)際施工前需要對(duì)作業(yè)地點(diǎn)的巖土性質(zhì)等進(jìn)行詳細(xì)的工程勘察，本文主要對(duì)復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土工程勘察技術(shù)進(jìn)行研究，希望能為各工程勘察人員提供參考。

復(fù)雜地質(zhì)條件；巖土工程；特殊巖土

一、引言

勘察工作不僅是巖土工程施工的前提，還是巖土工程施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)工作，故巖土工程勘察工作在巖土施工中占據(jù)重要的地位。經(jīng)過對(duì)當(dāng)?shù)仫L(fēng)土面貌、水文地質(zhì)等條件的掌握分析，可對(duì)工程施工所需的施工工藝及施工機(jī)械進(jìn)行明確，以設(shè)計(jì)出合理的巖土工程施工圖紙。因此，要預(yù)先對(duì)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行漏洞彌補(bǔ)，深入利用施工地點(diǎn)的水位地質(zhì)優(yōu)劣勢(shì)，并結(jié)合專業(yè)的勘察技術(shù)對(duì)工程中遇到的問題進(jìn)行分析，以提升巖土工程施工效率。

二、巖土工程勘察的應(yīng)用

現(xiàn)如今，隨著我國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)水平的快速進(jìn)步和發(fā)展，巖土工程獲得了較大的進(jìn)步，在市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)的背景下，越來越多的社會(huì)問題展現(xiàn)出來。傳統(tǒng)的勘察技術(shù)已無法滿足其需要，市場(chǎng)的需求促使巖土工程勘察技術(shù)的進(jìn)步，提高了工程勘察技術(shù)的更新水平。同時(shí)，使用巖土工程勘察技術(shù)，可確保巖土行業(yè)發(fā)展需要得到滿足，推動(dòng)巖土行業(yè)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。由此可知，對(duì)于巖土工程來說，相關(guān)勘察技術(shù)的使用具有一定的必要性，在研究探索巖土工程方面發(fā)揮著重要的作用，受到廣大人員的關(guān)注。

三、特殊巖土的巖土工程勘察分析

(一)軟土地質(zhì)特性及工程勘察要求

1.軟土的地質(zhì)特性。軟土是一種細(xì)粒土，這種細(xì)粒土最大特點(diǎn)就是天然的孔隙較大，其孔隙比≥1.0，且含水量較大。軟土土質(zhì)是比較疏松的，遇到地震等震力較大的情況時(shí)，軟土極易出現(xiàn)因?yàn)閺?qiáng)烈震動(dòng)而導(dǎo)致土層塌陷的情況。

2.軟土巖土工程勘察技術(shù)。在軟土的巖土工程現(xiàn)場(chǎng)，要根據(jù)軟土的基本特性來調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際勘察要求，具體包括：調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)軟土的實(shí)際形成原因、成層條件、層理特點(diǎn)以及垂直向和水平向的均勻性等；關(guān)于軟土的地殼硬殼層的實(shí)際厚度、硬殼層的分布狀況；軟土的固結(jié)歷史、應(yīng)對(duì)破壞的強(qiáng)度以及變形等因素的承受能力。

(二)濕陷性黃土地質(zhì)特性及工程勘察要求

1.濕陷性黃土的地質(zhì)特性。濕陷性黃土是在受到一定的壓力下，土層中的水分滲入土中，使得土層的結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)被破壞，故在水分滲透后形成的濕陷情況即是濕陷性黃土。

黃土的組成成分主要是粉粒組，粉粒組的含量在50%-70%，在自然狀態(tài)下，是以垂直節(jié)理或者較大孔隙的架空架構(gòu)來呈現(xiàn)的。由于土質(zhì)中存在可溶性的鹽膠結(jié)物和負(fù)孔隙的壓力，這就導(dǎo)致特殊巖土的壓縮性變差，粘聚力也會(huì)相應(yīng)減小。

2.濕陷性黃土的勘察技術(shù)。濕陷性黃土的工程勘察技術(shù)要求為：①著重進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和分析，分析濕陷性黃土?xí)?duì)建筑造成的影響程度及大小；②勘察黃土底層的成因、厚度大小、濕陷的指數(shù)隨著地層的深入會(huì)如何變化，以及這塊作業(yè)面究竟屬于何種濕陷類型；③地下水的變化幅度、濕陷性黃土的物理學(xué)性質(zhì)等；④勘察點(diǎn)的布置應(yīng)按照建筑的設(shè)計(jì)圖、總平面圖，并且綜合考慮到建筑物的類型以及工程地點(diǎn)的實(shí)際復(fù)雜程度來進(jìn)行判定和選?。豢辈禳c(diǎn)的深度要根據(jù)濕陷性黃土的厚度、深淺以及預(yù)計(jì)的壓縮層深度來決定；⑤在勘察過程中，對(duì)于非自重的濕陷性黃土場(chǎng)地，要比基礎(chǔ)底面的深度再向下5m，對(duì)于自重型的濕陷性黃土則要10m，具體還應(yīng)根據(jù)實(shí)際的土質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整；⑥在進(jìn)一步勘察過程中，要注意借助靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行測(cè)試，可以評(píng)價(jià)底層的均勻性以及土的力學(xué)性質(zhì)。

(三)膨脹土的地質(zhì)特性及工程勘察要求

1.膨脹土的地質(zhì)特性。膨脹土是指地層中具有明顯的吸水功能，且在吸水之后可以膨脹，同時(shí)失水會(huì)收縮的巖土。膨脹土具有高分散性、高塑性的特點(diǎn)，其可以吸水膨脹，膨脹率一般是1%-5%，具體還是要根據(jù)實(shí)際情況來測(cè)定；失水的收縮率通常高于膨脹率，一般是在3%-8%范圍內(nèi)。

2.膨脹土的勘察技術(shù)。對(duì)膨脹土的時(shí)代、形成原因和分布特點(diǎn)等進(jìn)行評(píng)價(jià)工作，盡可能減少這些因素對(duì)后續(xù)建筑物造成的影響。

四、復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程勘察技術(shù)分析

(一)室內(nèi)試驗(yàn)

利用有關(guān)模擬系統(tǒng)或軟件對(duì)建設(shè)場(chǎng)景進(jìn)行模擬，并對(duì)其中可能出現(xiàn)的巖土工程問題進(jìn)行明確后，再利用室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)各巖土層的土層顆粒、壓縮測(cè)定驗(yàn)證、水質(zhì)分析等物理指標(biāo)進(jìn)行判定，以便工作人員能結(jié)合試驗(yàn)判定結(jié)果對(duì)巖土工程建設(shè)的可行性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。

(二)巖層鉆探

從大量工程實(shí)踐來看，選用臺(tái)式鉆探設(shè)備實(shí)施鉆探作業(yè)的綜合效益更為顯著，在具體的鉆探作業(yè)過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：①確保砂土層巖芯、薪土巖芯的有效采取率分別在75%、90%以上；②針對(duì)各土層在鉆探過程中發(fā)生的變化進(jìn)行記錄，對(duì)每一種土層的性質(zhì)、特點(diǎn)及變化趨勢(shì)等進(jìn)行明確，以為后期地層結(jié)構(gòu)分布規(guī)律的分析提供依據(jù)。

(三)原位測(cè)試試驗(yàn)

常見的原位測(cè)試方法包括靜力荷載試驗(yàn)(圖1)、靜力觸探試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)滲透試驗(yàn)等。在實(shí)際作業(yè)中主要利用原裝液壓靜力觸探探頭，在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。原位測(cè)試試驗(yàn)主要利用落錘自由落體這一物理性質(zhì)進(jìn)行的，故在試驗(yàn)開展前需做好孔內(nèi)的清理工作；在具體的試驗(yàn)過程中，應(yīng)對(duì)落錘的速率進(jìn)行嚴(yán)格控制，通常每分鐘20次。

圖1 荷載試驗(yàn)法圖示

五、結(jié)語

總而言之，由于一些地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多樣性，給勘察工作人員相關(guān)工作的展開帶來一定難度，同時(shí)由于一些不可控因素的影響導(dǎo)致工程勘察質(zhì)量下降，針對(duì)上述問題，勘察人員應(yīng)根據(jù)所勘察的結(jié)果及工程實(shí)際來確定科學(xué)合理的施工方案和施工設(shè)備，進(jìn)而為巖土工程勘察作業(yè)的順利實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

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熊翔(1982-)，男，碩士研究生，工程師，主要從事巖土工程地質(zhì)勘察和設(shè)計(jì)工作。

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