岩土工程勘察思路的探讨

摘要：基础工程一旦出错铸成的损失难以挽回，因此岩土工程勘察是建设工程的生命。文章主要介绍了岩土工程的特点、岩土工程勘察的理论依据，并以一个勘察实例为例探讨了岩土工程勘察过程控制的思路。

关键词：岩土工程勘察；岩体裂隙性；土体孔隙性

中图分类号：U212.2 文献标识码：A

1 岩土体的工程特点

岩体的裂隙性和土体的孔隙性是岩体和土体区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。

1.1 岩体裂隙性

岩体总是或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在着各种各样的裂隙。这些裂隙有的粗糙不平，有的光滑；有的平直，有的弯曲；有的充填，有的不充填；有的产状规则，有的规律性很差。裂隙的成因复杂多样，有岩浆凝固收缩形成的原生节理，有沉积间断形成的层理，有构造应力形成的构造节理，有表生作用形成的卸荷裂隙和风化裂隙，还有变质作用形成的片理、劈理等。各种裂隙在岩体中构成极为复杂的裂隙系统；裂隙水和岩溶管道的发育规律多受裂隙系统控制。人们将岩石和赋存于岩石中的裂隙视为一个整体称为“岩体”，将裂隙概化为“结构面”。搞清结构面的产状、参数和分布，是岩土工程勘察的重点和难点。

1.2 土体孔隙性

土体是一种散体结构的材料，存在孔隙。饱和土由固、液两相组成；非饱和土由固、液和气三相组成。土体中的应力分有效压力和孔隙压力；孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。在饱和土中，由于孔隙水压力的增长和消散以及不同的加荷速率使地基承载力不同；渗透系数和地层组合的差别，导致基础沉降速率的差别。饱和土中的超静水压力可导致挤土效应，使桩被挤断、挤歪和上浮；地震时的超静水压力导致饱和砂土和粉土液化。非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力；基质吸力随着土中含水量的增加而降低，因而是不稳定的。膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低，非饱和土基坑雨季容易发生滑塌事故，花岗岩残积土边坡暴雨容易发生浅层滑坡，都和基质吸力降低有关。总之，把握好土体孔隙压力是岩土工程勘察的重要环节。

2 岩土工程勘察

岩土工程勘察所涉及的基本理论主要包括：土力学、岩体力学、工程地质学等，这些理论都是一种半科学半经验的，很多理论是建立在经验的基础上。岩土工程问题的解决过程实际上是在理论的指导下，岩土工程技术人员利用自己的工程经验，结合工程实际情况，建立相应本构模型，运用合理的参数，加上良好的判断力，解决问题的过程。对岩土工程技术人员来说，扎实的基础理论同丰富的经验、良好的工程判断力是同等重要。在学习和运用理论的过程中，一定要注意隐藏在公式和规律背后的背景知识和真正实际内涵及其假定边界条件。积累经验的过程可分为：分析与预测—现场观测—对分析、预测和现场观测结果进行比较、分析、评估和总结三个过程。由此可见积累经验的过程也离不开理论的支持。

3 岩土工程勘察实例

3.1 工程概况

国内某大型钢铁企业决定投资2亿元建设l台360m2大型烧结机。其主厂房为钢筋混凝土结构，5层，高46m，厂房面积137m×22m。设计要求岩土工程勘察提供岩土技术参数及分析评价；并对基础设计及处理方案提出建议；对不良地质现象防治作出论证和建议。勘察单位提交岩土工程勘察资料如下：主要岩土层为杂填土、粘土、粉质粘土、强风化页岩(埋深为28～30m)和中风化页岩；地下水为上层滞水，水量不大；基岩裂隙较发育，拟建场区无断裂通过。勘察结论为：场区地层分布稳定，无断裂通过，无不良地质作用，场地稳定，适宜建筑。

3.2 现场施工现状

根据现场条件和施工总体安排，挖孔桩基础计划1.5个月完成。工程施工1个月左右，C17桩在挖至16.8m时开始出现涌水现象，接着C18桩在挖至23m时出现大量涌水现象，随后三四天共有16根桩陆续出现涌水现象。B18号桩日涌水量达2000m3以上，采用水泵排水无法排干。经测量，静止水位标高大部分在-19～-20m，离中风化基岩顶面还有4m左右。根据详勘报告，地下水量不大，这与实际情况不符。另外，在B18桩取基岩样鉴定为灰岩，与详勘报告定名的页岩不符。由于地质情况发生较大变化，采用排水疏干的办法难以奏效，而机械钻孔受设备能力限制(为φ2700的大口径嵌岩桩)，难以实施；故设计拟改为桩筏基础。同时设计提出进行施工勘察，要求查明地下水和岩土性质，并查明是否有岩溶作用的影响。

3.3 施工勘察结果

对拟建场地除了进行补充钻探外，还专门进行了井探和物探工作。施工勘察结果如下：(1)经孔底环刀取土样分析，第⑤层粘土压缩模量Es=7.5Mpa，比原详勘报告的Es=7.8Mpa偏低；(2)基岩为寒武系灰岩夹页岩，较原详勘报告差别大；且局部出现直径20～60cm的溶洞；(3)场地地下水较丰富，第④层上层滞水标高-23.5m左右，基岩岩溶水为承压水，水位标高-17m左右。

3.4 设计变更

设计单位通过验算，决定采用桩筏联合基础；其中桩为摩擦桩，以土层作为桩端持力层，要求桩底土层性状不低于第⑤层，即承载力标准值≥250kPa，压缩模量≥6.5MPa。由于桩端土层力学性较差，采用碎石挤密处理。

3.5 施工处理措施

受施工场地和机具限制，碎石挤密只能用1t左右的锤夯实。经桩底动力触探检测，承载力难以达到设计要求。采用预埋注浆管压浆处理桩底未达要求的碎石，并在桩底形成扩大头，改善土体的性质，大大提高桩的承载力。

3.6 处理效果

经桩基大应变和静载试验检测，单桩承载力达到设计要求，未出现不合格桩基。

4 结语

岩土体工程特性的复杂性和岩土工程勘察的半经验性，容易导致岩土工程勘察的失误。岩土工程勘察应坚持分析与预测—现场观测—对分析、预测和现场观测结果进行比较、分析、评估和总结三个过程。坚持动态设计，信息法施工；加强施工验槽，及时发现问题，及时处理；必要时进行施工勘察，进行有效补救；防止造成严重的经济损失和不良的社会影响。

参考文献

[1]商烨青.浅析岩土工程勘察中存在的问题，2008(11).

[2]曾锦明.长输管道岩土工程勘察应注意的几个问题，2006(2).

[3]卢正广.对岩土工程勘察若干问题的认识，2008(23).

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