建筑工程中岩土勘察及地基处理分析

王国金

（福建省闽东工程勘察院，福建 宁德 352000）

岩土勘察工程研究是土木工程的重要组成部分，在发达国家已有50多年的历史。我国的技术勘测系统以建国之初前苏联的知识为基础，包括地形勘测、技术地质和水文地质。随着国民经济快速增长,各类项目的土建施工迅速发展,国内市场快速增长，带动了工程研究。从20世纪80年代末开始，工程地质研究逐渐转向岩土工程研究。为了保证基础的稳定性，要在施工前对施工现场进行地面调查，了解基础实际情况，为基础的选择提供依据。在地基处理方面，必须根据岩土工程数据选择相应技术，以保证地基处理的有效性和施工的顺利进行。

1 建筑工程岩土勘察现状

1.1 勘测人员技能水平欠缺

岩土工程较为复杂，实施技术难度较大，因此，要求有关人员具备相应理论知识和勘探能力。但是，很多岩土勘探部门没有对此给予足够重视，没有为建设专业技术人员队伍提供足够的资金，而吸纳业务能力欠缺的人员并不能保证岩土工程勘察工作的效果。虽然我国岩土工程培训日益增多，但许多大学毕业生缺乏实际经验是制约测量技术迅速发展的一个主要障碍。

1.2 勘察报告过于形式化，脱离实际

勘测报告是设计和施工不可或缺的内容。近年来，报告越来越长，有很多重复且不必要的内容，做表面文章而流于形式。在部门的评价和调查报告中，欠缺从事实中寻找真相的科学态度，没有在特定工程条件中进行研究和分析，缺乏理论基础知识和逻辑思考能力。

1.3 体制不健全

现阶段存在“重视设计、忽视研究”的现象，这与我国研究产业体系不健全、研究市场竞争激烈有关。应从改善市场准入制度、加强行业自律和抑制机制等方面解决地基勘探行业的弊端,从根本上树立岩土勘测正确的价值观。

2 建筑工程岩土勘察要素

2.1 明晰岩土勘察内容

（1）对建筑物所在地现有地质、水文和特定条件的现场调查。

（2）对所拥有的勘测数据进行分类，分析、评估岩土条件，研究、判断岩土勘察对建筑物的影响。

（3）确定建筑物所在区域的劣质场地，制定处理计划，防止劣质场地对建筑物的质量和安全性产生影响。

（4）根据获得的水文地质数据，分析水文地质对建筑施工的影响，采取预防措施以防止地基坍塌事故的发生。

（5）调查周围建筑物，分析项目建设是否会影响周围建筑物和周围环境。

（6）调查之后，必须及时撤回设备，并根据获得的信息制定高质量的调查计划。

2.2 全面解析岩土工程勘探材料

（1）地质分析。根据调查中确定的建设地点和环境数据，剖析地质条件，分析该地区地貌和地形特征，为优化施工计划和选择施工技术提供可靠依据。

（2）基础岩土分析。着重于在项目基础上对岩土数据进行分类和分析，分析岩土特征，并基于现场调查和分析结果优化和调整施工计划。

（3）水文地质分析。根据直接获得的水文地质资料编制水文地质报告，指出地下径流情况，分析水文地质条件对施工安全的影响。

3 地基处置技术

地基处理是工程项目建设工作中非常重要的一部分，必须充分了解地基处理的目的和功能，并采用科学的施工方法来提高岩土层的稳定性和抗剪力，防止因工程结构变形或倒塌而引发安全事故。表面处理技术方法包括以下几种。

3.1 高压旋喷桩法

高压喷浆桩是一种高压旋转喷嘴，可喷洒水泥浆或空气和水的混合物以切割土壤，直到被喷洒的土壤层与土壤混合形成连续的实验室水泥和固体，硬化后形成桩（见图1）。该方法具有建筑面积小、振动弱、噪声低等特点，但容易对环境造成负面影响，成本较高。高压旋喷打桩处理方法一般用于砂土、泥土、填充土和粘性土的基础处理。常用于高层建筑的深基坑支护项目中的防水幕布，由单个喷射注浆桩与支撑桩合并而成。高压旋喷桩法在软土地基或可塌陷的岩石基础的加固以及高速公路上的软土基础的加固方面也有不错的效果，其对坑底、高层建筑及地下工程具有明显成效，但该方法不适用于相对特殊的情况。高压喷射注浆桩的技术要求有以下几点：

图1 高压旋喷桩示意图

（1）高压喷射注浆基础工程的设计和施工应因地制宜，要考虑基础类型、特点和地下水条件。上层建筑的形状、荷载大小、工地环境、施工设备的性能等因素确保了地基处置技术的先进性、经济性和合理性。

（2）高压喷射灌浆法的灌浆形式分为旋转喷射灌浆、摆喷射灌浆和固定喷射灌浆三种。根据工程需要和设备条件，可以分别使用单管法、双管法和三管法。

（3）高压喷射灌浆的固定喷涂适用于粒径20mm或以下的松散结构，摆动喷涂适用于粒径60mm或以下的松散结构，大角度喷涂适用于粒径小于或等于100mm的疏松地层，旋转喷涂适用于砾石地层和基岩残余坡度堆积层。

（4）制定高压喷射灌浆计划时，应熟悉现场的工程地质、水文地质和建筑结构设计数据。对于现有建筑物，有必要收集相关历史、当前信息以及周围的建筑物和墓葬。

（5）确定高压喷射灌浆方案后，应根据工程条件进行现场试验和实验施工，确定施工参数和工艺。

（6）应在代表整个工程的部分选择高压喷射灌浆试验场，该试验可以反映出高压喷射灌浆对基础处理项目的加固效果或防渗效果。

3.2 替换土壤垫层技术

在建筑工程的基础处理过程中，土壤置换缓冲法是一个普遍应用的举措，处理效果相对理想，但这种方法会产生很多额外工作。土壤置换法的工作原理是用具有较强承载力和一定程度稳定性的土壤代替原始地基，以防止原始原生土层对建设项目产生不利影响。但是，值得注意的是，使用土壤替代层的处置方法处理脆弱的土壤基础常常会导致更严重的能源消耗问题。如果没有适当地管理能源消耗，成本损耗将急剧增长。此时，技术人员应在全面了解项目实际情况的基础上分析和更换材料，并尽可能使用绿色节能材料，以达到降低经济成本、保护环境的作用。采用这种方式挖掘的土方工程必须集中整合，以免对施工现场造成污染。另外，回填材料必须严格控制质量，尤其是避免堆积大量有机杂质。

3.3 地基土体硬化技术

通过化学和物理反应的影响，使用化学溶液、水泥结构和其他材料来加固软土地基，对提高地基强度非常有效。例如，经常在固化领域中使用的水泥、水玻璃等常见建筑材料，可以科学填充土壤孔隙，大大提高土壤和地基的致密性、耐压缩性和透水性。在地基处理方面，要结合各种岩土工程的不同要求和施工现场的实际情况，科学选择压力灌浆、旋转灌浆或深层搅拌技术加固软土地基，提高工程质量。

3.4 水泥软土强行搅和技术

水泥软土强行搅和技术是将水泥和软土强行混合的一种较为特殊的地基处理技术，其原理是等待水泥硬化后紧密接触地面，以产生和改善混合地基基础的支持性和稳定性（见图2）。在实际应用中，水泥土搅拌桩的加固原理是基于搅拌时水泥与土层之间的物理、化学反应，通常添加15%以内的水泥即可。如果水泥本身和粘土未完全结合，粘土的活性越大水泥土的硬化效率越低，难以达到所需要的成效，导致过程更加复杂。另外，相关技术人员必须进行全面深入的分析，以确保提高地基基础处置的有效性。

图2 水泥搅拌桩示意图

3.5 捣实处理技术

考虑到软土主要由碎石、淤泥和其他低饱和度物质组成的特性，在基础处理阶段采用了夯实工艺。夯实促使土壤变硬，使软土密度在合理范围内。在正常情况下，夯实法可确保土壤在地基1.3m的范围内保持牢固。动态压实法是通过重锤的自由下落在巨大的冲击力作用下反复压实地基土并在压实表面下方一定深度处、通过压实地面来提高地基抵抗力的方法。由于其强大的冲击能力和较大的加固深度，在加固普通和软土地基方面具有良好的效果。

4 建筑工程地质岩土勘测与地基处置举措

（1）要加强地面调查和对地基处理的关注度，并事先做好准备。不可单纯为了降低施工成本，而忽略预先的地面调查和地基处理。一是要加强地质勘查管理和基础处理技术的创新，充分了解地质勘查和基础处理技术的建设标准。二是要完善地质工程勘察施工人员基本管理制度，加强综合素质教育。同时，建设单位可以按照已经确定的勘探和处理标准完善监督体系，为提高技术人员的地面勘察和基本处置能力创造良好环境。

（2）通过实践建立课堂教学，传授实践方法，加强对建筑工人的教育力度，提高建筑工人基本维护意识，促进地质调查和地基处理技术的创新。另外，建设项目经理可以在基础设施建设初期，重点强调建设标准和基础维护的重要性，以培养建筑工人的基本维护和管理意识。

5 结语

随着信息技术的发展和各种机械设备的改进，岩土勘测测绘设备可以解决许多岩土工程问题。勘测是项目的生命，因此，在整个项目运营过程中应坚持“先调查、再设计、后施工”的原则。要全力做好岩土工程的勘探和研究并运用相应的地基处理技术，为建设工程项目顺利开展保驾护航，在保证建筑工程高质量的情况下降低成本，为工程项目增加经济效益和社会效益，提高建筑单位的市场竞争力。