基于岩土工程地质勘察方面的探究

王辉

【摘要】岩土工程勘察的对象是建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，具体而言主要是指场地岩土的岩性或土层性质、空间分布和工程特征，地下水的补给、贮存、排泄特征和水位、水质的变化规律，以及场地周围地区存在的不良地质作用和地质灾害情况。

【关键词】岩土工程；勘察；探讨

引言：岩土工程勘察在快速的发展过程中，不论是在体制还是在勘察方法、计算机辅助软件、勘察报告编制等各方面工作都有了较大的进步，并且还在不断优化中。岩土工程勘察工作研究的主要对象是地基和基础以及地下工程的关系。由于地基岩土的勘察是因地而异的，在接受一项岩土工程勘察任务时，必须明确该工程的主要技术矛盾是什么，需要的技术问题。在对设计意图和设计要求以及建筑物荷载情况了如指掌的情况下，在岩土工程勘察实施过程中，根据工程的具体情况，就基础及地下工程的设计、施工过程中可能遇到的问题，给以充分的论证和分析，最终提出经济合理、技术可行的解决方案。只有这样，岩土工程勘察才能提高勘察成果质量，才能有较大的市场。

1.岩土工程勘察的目的和任务

1.1勘察场地概貌：查明勘察范围内场地原始地形、地貌，岩土层的成因、类型、深度、分布、工程特性和变化规律，分析评价地基的稳定性和均匀性。

1.2埋藏物情况：查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、旧基础、孤石等对工程不利的埋藏物及其分布范围。建设单位应委托有足够经验与设备的有关专业技术部门对地下空洞（含采空区、地道）作专项勘察，勘察时应采用现场调查访问，工程物探及钻探、坑探相结合的措施。

1.3地质作用的影响：查明影响建筑场地稳定性的不良地质作用（包括：岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、地面沉降、场地和地基的地震效应、活动断裂等）和特殊土（包括软土、填土、污染土、湿陷性土、膨胀土、红粘土、多年冻土等）的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，并提出相应防治措施的建议。

1.4地下水埋藏情况：查明地下水埋藏情况、类型、补给及排泄条件，地下水位，水位变化幅度及规律；评价地下水（土）对建筑材料的腐蚀性。对基坑工程还应查明各土层的渗透性质，分析评价地下水的静水压力、动水压力及浮托力的作用和影响；预估产生基坑突涌、流沙（土）或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度，并提出相应的防治措施建议；提供基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议；提供用于计算地下水浮力的设计水位。

1.5基坑周边环境：基坑工程还应查明基坑周边环境，提供基坑设计所需的岩土参数，分析评价放坡开挖的可能性和基坑边坡稳定性，适宜选用的支护结构类型及其稳定性，基坑开挖与降水对地基变形、周围建筑物和地下设施的影响。

2.岩土工程勘察等级的划分及其要求

不同的建筑物的重要性也不同，其破坏后产生的后果严重性也不同。因此针对工程重要性的不同以及场地和地基复杂程度的差异，岩土工程的勘察也要划分不同的等级，针对不同的等级，各个勘察阶段的工作内容、方法及详细程度也会具有显著地差别。

2.1根据工程的规模和特征以及工程破坏或影响正常使用所产生的后果，可将工程分为三个重要性的等级，如下所示：一级工程：工程性质是重要工程，破坏后引起的后果很严重；二级工程：工程性质是一般工程，破坏后引起的后果严重；三级工程：工程性质是次要要工程，破坏后引起的后果不严重。

2.2根据地基复杂程度，可按规定分为三个等级，具体划分如下：一级地基（复杂地基）：特征是岩石种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理，多年冻土，严重湿陷、膨胀，盐渍，需要专门处理；满足前面一个特征及以上者。二级地基（中等复杂）：特征是岩石种类多，不均匀，有特殊岩石；满足前面一个特征及以上者。三级地基（简单地基）：特征是岩石种类单一，均匀，无特殊岩石；全部满足前面全部特征。

2.3岩石工程勘察等级的划分，确定了上面的工程的重要性等级、地基等级复杂程度等级以后，就可以进行岩土工程的勘察等级的划分了，具体划分如下，岩土工程勘察等级分甲、乙、丙三级。甲级：在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度中，有一项或多项为一级。乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。丙级：工程重要性、场地复杂和地基复杂程度等级均为三级的。

3.岩土工程勘察的主要方法

3.1工程地质测绘

工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可采用调查代替工程地质绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用。

3.2勘探与取样

勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的，并且可利用勘探工程取样进行数据分析和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。坑探工程的类型较多，应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设備，耗费人力、物力较多，有些勘探工程施工周期又较长，而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济性，布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据，切避盲目性和随意性。

3.3原位测试与室内试验

原位测试与室内试验的主要目的是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都借助于勘探工程进行，是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试的优点是试样不脱离原来的环境，基本上在原有应力条件下进行试验所测定的岩土工程力学性质指标，能反映宏观结构对岩土性质的影响，代表性好，试验周期较短，效率高尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。但是也有一些原位测试是要进行长期观测的，因此，此种方法的使用要因情况而定。此方法的缺点主要是试验时的应力路径难以控制、边界条件也较复杂有些试验耗费人力、物力较多，不可能大量进行。室内试验的优点是试验条件比较容易控制边界条件明确，应力应变条件可以控制等入可以大量取样。

3.4现场检验与监测

现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全，提高工程效益。现场检验的涵义，包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料，可以推算出某些工程技术参数，并以此为依据及时修正参数，使之在技术和经济方面更优化。

4.岩土工程中常采用的钻探方法及其适用条件

岩土工程勘察中采用的钻探方法很多，根据其破碎岩土方法的不同，大致可分为回转钻探、冲击钻探、振动钻探与冲洗钻探等四大类。

4.1回转钻探就是利用钻具回转使钻头的切削刃或研磨材料削磨岩土使之破碎而钻进。又可进一步分为孔底全面钻进和孔底环状钻进（岩心钻进）两种，岩土工程勘察多采用岩心钻进。

4.2冲击钻探就是利用钻具的重力和下冲击力使钻头冲击孔底以破碎岩土而钻进。又可进一步分为钻杆锤击钻进和钢丝绳冲击钻进两种，岩土工程勘察中均有使用。

4.3振动钻探就是将机械动力所产生的振动力通过连接杆及钻具传到圆筒形钻头周围的土中，使土的抗剪力急剧降低，圆筒形钻头依靠自身及振动器的重量切削土层而钻进。

4.4冲洗钻探就是利用上述各种方法破碎岩土，然后利用冲洗液将破碎后的岩土携带冲出而钻进，冲洗液同时还起到护壁和润滑等作用。此法在钻孔灌注桩等岩土工程施工中使用较多，而在岩土工程勘察中使用较少。

5.岩土工程中的岩石勘探

5.1勘探与取样：勘探就是采取某种方法去揭示地下岩土体（含地下水、不良地质作用等）的岩性特征及其空间分布、变化特征。取样则是为了提供对岩土的工程特性进行鉴定和各种试验所需的样品。勘探与取样也是岩土工程勘察中最基本和最重要的工作方法之一。 岩土工程勘察所采用的勘探方法主要有钻探、坑探、物探和触探。

5.2钻探：钻探就是利用专门的钻探机具钻入岩土层中，以揭露地下岩土体的岩性特征，空间分布与变化的一种勘探方法。它是岩土工程勘察中所采用的一种极为重要的技术方法和手段，其成果是进行岩土工程评价、岩土工程设计与施工的基础资料和依据。岩土工程地质钻探应符合下列要求：能为钻进的地层鉴别岩性，确定其埋藏深度与厚度。能采取符合质量要求的岩土试样，地下水试样和进行原位测试。能查明钻进深度范围内地下水的赋存与埋藏分布特征。

5.3钻探质量保证措施：钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围应为±0.05m。终孔口径不得小于0.11m。岩芯采取率：粘性土100%；砂及碎石土不低于80%。保持孔内干净，不允许孔壁坍塌，应随地层变化采取护壁措施（泥浆护壁或套管护壁）

地下水位以上必须干钻，不得向孔内注水。准确测量稳定水位。

6.原位测试按作业文件中标准贯入试验作业指导书进行

6.1岩性描述：必须按绘测描述，粘性土应描述其颜色、状态、包含物、结构及层理特征；粉土应描述其颜色、颗粒级配、包含物、湿度、密实度及层理特征；砂土应描述其颜色、颗粒级配、颗粒形状、粘性土含量、湿度、密实度及层理特征。

6.2土样应详细标明孔号、取样深度及野外定名。原状样及水可比样品应封严，防止失水，运输过程中防震等，保证样品质量。土工试验严格按照相关试验规范规程执行。

7.钻探方法应符合要求

7.1对要求鉴别地层岩性和取样的钻孔，均应采用回转方式钻进，遇到碎石土可以用振动回转方式钻进；

7.2地下水位以上的地层应进行干钻，不得使用冲洗液，也不得向孔内注水，但可以用能隔离冲洗液的二重管或三重管钻进取样；

7.3钻进岩层宜采用金刚石钻头，对软质岩石及风化破碎岩石应采用双层岩心管钻头钻进。需要测定岩石质量指标时，应采用外径为75mm的双层岩心管钻头；

7.4在湿陷性黄土中，应采用螺旋钻头钻进，或采用薄壁钻头锤击钻进，操作时应符合“分段钻进，逐次缩减，坚持清孔”的原则。

总之，工程勘察工作地任务是查明情况，提供各种相关的技术数据，分析和评价场地的岩土工程条件并提出解决岩土工程问题的建议，以保证工程建设安全、高效运行，促进经济社会的可持续发展。

参考文献：

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[3]廖林.浅谈勘察技术在岩土工程中的应用[J].黑龙江科技信息，2012.19