基于复杂地质条件下岩土工程勘察的探析

■曲肇伟

（九州工程设计有限公司 河南郑州 450000）

基于复杂地质条件下岩土工程勘察的探析

■曲肇伟

（九州工程设计有限公司 河南郑州 450000）

我国的国土幅员辽阔且地形多样，有岩体致密、坚硬且稳定性良好的地质条件，也有特殊的、复杂多变的地质条件。例如黄土地区，其独特的地理环境、自然条件赋予其一定的湿陷性，加之黄土区域的下部土质松散，多含碎石类物质，使得该地区的岩土工程勘察工作的困难度大大提升。在复杂的地质条件下进行岩土工程的勘察工作，所面临的困难、所存在的问题都是普通条件下的数倍，其任务量也繁重很多。因此，如何在复杂地质条件下，对工程区进行岩土工程的勘察是广大地质工作者潜心研究的重要课题之一。本文介绍了地质条件等级的划分标准，详细阐述了在复杂的地质条件下进行岩土工程勘察工作中存在的一些主要问题，论述了复杂地质的地区进行岩土工程勘察的主要策略，并对地下钻探、岩土勘察的原位测试以及室内试验等与岩土工程勘探相关的技术进行了深入的分析。

复杂地质岩土工程勘察

1 地质条件等级的划分

划分等级 地质条件一级（复杂）岩土种类多，性质变化大，地下水对工程影响大，且需特殊处理；多年冻土、湿陷、膨胀、污染严重的特殊岩土，以及其他情况复杂，需要专门处理的岩土二级（中等复杂） 岩土种类较多，性质变化较大，地下水对工程有不利影响；一级地质规定以外的特殊性岩土三级（简单） 岩土种类单一，性质变化不大，地下水对工程无影响，无特殊性岩土

2 复杂地质条件下岩土工程的勘察中存在的一些主要问题

2.1 野外勘探工作的问题

事实上，在岩土工程的勘探工作中，常由于不能明确了解勘探地区的地层、建筑物的结构和功用等情况，而导致以下几个方面出现问题：

2.1.1 勘探点的间距以及勘探的深度

（1）勘探点的间距：根据规定，对于复杂地质条件的地基，应加密勘探点，不为后续工程埋下隐患。但在实际操作当中，有的勘探人员仍按照大纲的方案执行，使得相邻勘探点之间的地层相差甚远。还有，由于对勘探区的岩土特性不甚了解，随机根据某一地基的等级就开始进行勘探，而随后的室内试样分析常显示采集到的岩土为湿陷性土、盐渍土等特殊性的岩土，因此造成地基等级发生改变，从而使得勘探点的间距变得不合理。

（2）勘探的深度：通常情况下，5-6层的砖混结构的住宅，15m的孔深就可以满足勘探的需求，但若是在有碎石土的地区或是2-3层的建筑物，盲目依据15m深进行勘探，势必造成资源浪费；而相对的，若存在软上层，15m的深度明显无法满足要求。

2.1.2 原位测试

原位测试的操作非常严格：调零过程操作不规范会导致采集的数据不准确；在气温和地温相差很大的夏季和冬季，触探指标的相差会异常明显：进行标准贯入的测试时，若孔深与杆长的校正不符合规定，时常不能及时发现标贯器没有落至测试位置，导致测试结果严重失真等。

2.1.3 地下水位的测量以及样品的采集

在实际进行地下水位的测量过程中，忽视测量的钻孔周围滋出地下水的陡壁、抽水井等情况，会导致测得的地下水位非常不准，给工程的施工带来不必要的麻烦。

试样在采集过程中，未严格按照规范要求进行，从而导致原状样的密封不严、高度不足、数量不够、含水量散失等情况出现。

2.2 工程分析评价方面的问题

2.2.1 地基均匀性的评价

在地基均匀性的评价方面，我国的高层建筑根据《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004进行评价，一般建筑则是按照GB50021-2011进行评价。但由于国家并未出台相应的评价细则，因此部分单位就参考高层建筑地基均匀性的评价方法为一般建筑地基的均匀性做评价。许多专家都认为此种方法缺乏合理性。

2.2.2 抗震效应的评价问题

抗震效应的评价对于重要的建筑场地来说是必不可少的，然而部分勘察单位进行场地类别、覆盖层厚度的判定时，常采用所谓的“地区经验”，而没有进行专门的地层剪切波速测试，这给工程埋下了隐患。并且在岩土工程的评价中，地基处理后场地的类别、地基土的类别、剪切波速是否改变等情况也很少被重视。

2.2.3 地基的承载力指标的确定

尽管《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011已经取消了查表确定地基承载力值的方法，但是由于经验不足，无法建立起适合自身的检测体系，很多地区仍然沿用此方法。有些勘察单位各自为政，甚至故意打着所谓“地区经验”的旗号，以达到降低承载力指标的目的。

3 复杂地质条件下岩土工程的勘察实践

3.1 采用创新、先进的岩土工程勘探技术

岩土工程的勘探技术的基本原则是实用性高、针对性强，在复杂地质条件下进行岩土工程的勘察时，为得到有效的岩土层的测量评价指标和相关参数，主要的勘察技术有：工程地质测绘、地质钻探、原位测试以及室内测试等。

3.1.1 地质测绘技术

岩土过程进行地质的测绘，主要目的是：细致调查、分析工程区域的地形，并深入研究该地区的地貌特点、地层、地质构造以及不良地质等情况，能更好地了解复杂地质条件地区的地貌单元、岩土的性质、岩土分布情况、形成原因及年代等，从而完成岩土层风化程度的鉴定工作等。

3.1.2 岩层钻探技术

岩层的钻探可使用100A-D型钻机、KY一250型钻机等，钻探方法可采用泥浆护壁、全部采芯、回转钻进等。砂土层的岩芯和粘性土的岩芯的采取率要分别大于75%和90%，对各类土层的宏观特点要仔细观察并进行描述。为了对地层结构的分布特点进行更好地研究，应对不同深度的底层进行采样，之后认真进行分析，并详细记录各土层在水平与垂直方向上发生的变化，最终确定岩土工程勘察的相关指标。

3.1.3 原位测试技术

采用静力触探测试，使用原装的液压静力触探探头完成，并将采集的信息传至电脑上进行分析、整理。标准贯入的试验使用标准落锤自由落体法进行时，注意试验前做好清孔工作，保持锤击速率在2O次/min左右。也可以采用动力触探法，该方法能有效确定风化基岩的物理力学指标。

3.1.4 室内试验技术

即模拟场地环境中可能出现的岩土工程问题，在室内进行针对性地分析试验。这样能够科学地判定与岩土相关的物理力学性质的指标，为工程的评价、分级提供更有效的标准。物理性指标的试验一般包括：土层物理性质的测定、水质分析、颗粒分析、压缩试验、剪切试验等。

3.2 复杂地质条件下岩土工程的地基的处理技术

我国许多地区的沉积地层的土壤颗粒构成属于细砂、粉细砂一类，直径在0.06-0.24mm之间；部分地区表层的砂子含水量低，粉细砂多呈松散状，不适于作天然地基，因此必须进行必要的处理，主要有以下几种方法：

（1）垫层法：又称水坠法，主要应用在黄土地区的松散粉细砂层上。首先，将基坑挖至设计处理的深度，在基坑的两侧设置样桩，并铺设砂层，将砂层的厚度控制在0.25m；接着向基坑注水至与砂层齐平的位置；之后向砂子中插入钢叉并摇匀。若砂子已经沉实，则提出钢叉，并间隔0.1m重新插入进行摇匀，然后反复。

（2）强夯法：一种有效加固软土地的方法。因为其施工简单、速度快、成本低等优点，广泛应用于地基的处理。通过夯锤下落时产生的巨大冲击波、能量，地基土层可以很快被夯实，有效降低了砂土的振动液化现象、土地湿陷性以及地基压缩性，达到地基高承载力、稳定性的双重目标。

（3）振冲法：主要分为两种，一种需要添加填充材料(砾石、砂子等)，另一种则不需要，采用就地振密的方法。黄土地区常采用振冲砾石桩的方法，而对于中等、较粗的沙砾地基则振密法使用较多。借助水冲和振动来进行土壤加固的振冲法，常用于振密松砂类的地基，通过振动器带来的强力振动，松散饱和的砂层得到了一定的液化，再借助振动使得砂粒重新排列，空隙度减小，同时再加回填料，最终实现砂层的挤压、加密。

4 结束语

进行复杂地质条件的岩土工程勘察工作，不论使用哪一样技术，都需要进行细致的分析、检测。通过不断提高勘察人员的专业知识及技能水平，注重加强传统勘探技术与新兴勘探技术的结合、创新，严格遵守、执行相关法律法规的制度和建设程序，使得勘察工作能保质保量完成，以求复杂地质条件的岩土工程勘察工作效果愈来愈佳，我国的基础设施建设的质量得到快速发展。

F407.1[文献码]B

1000-405X（2015）-11-182-2