复杂岩土条件下岩土工程勘察探讨

摘要：岩土工程勘察工作需要综合应用岩土力学、工程地质学等的知识，同时具体勘察期间要结合现场实际状况，合理选用勘察设备与技术，以提高勘察工作的质量与效率。文章结合鄞州新城区南部商务区三期B地块项目，采用钻探取样、标准贯入试验、重型动力触探试验、钻孔波速试验等方法，分析了复杂岩土条件下岩土工程勘察工作要点，发现拟建场地区域有着良好的稳定性，拟建构筑物可根据设计的荷载大小合理选择天然地基基础或桩基础；此外，基坑围护方案宜采用排桩加内支撑的结构体系形式，抗浮设防水位可以取黄海高程2.80m。

关键词：复杂岩土条件；岩土工程勘察；工程地质

在工程项目建设期间，如果现场岩体相对坚硬、紧密，有着良好的稳定性，那么将为施工建设工作提供一定的便利。但是，对于复杂多变的特殊地质区域，工程施工前就要全面搜集、整理工程所在地区的地质、水文等资料，并切实做好岩土工程勘察工作，全面掌握施工现场的土质构成、土层性质、地下水状况等信息，进而为后续建设工作提供依据。

1岩土工程勘察技术分析

对于复杂地质条件下的勘察工作而言，所选用的岩土工程勘察技术要具有一定的实用性、针对性。这样一来，才能对施工现场的岩土层作出精确的测量与评价，勘察工作得出的相关参数也将为施工设计方案的编制提供参考。当前，岩土工程勘察工作中经常用到以下几种技术。1.1地质测绘技术勘察过程中，如果需要对工程所在区域的地形状况进行细致的分析与调查，通常会用到地质测绘技术。该技术的应用能够准确获取工程所在区域的地貌特点、地质构造状况等信息。尤其在进行不良地质状况的深入研究期间，借助地质测绘技术可以准确获取复杂地质区域的岩土性质、地貌状况、地质成因等，进而可以为岩土层风化程度的判断提供依据。1.2岩层钻探技术根据施工现场实际状况的不同，岩层钻探期间需要用到各类型号的钻机等设备。一般来说，对于砂土层、黏土层的岩芯取样工作，岩芯采取率要分别超过75%、90%。通过采样分析，可以对不同土层的宏观性质与特点作出相应的描述。此外，为了解施工现场底层结构的分布状况，勘察期间还需要对不同深度位置处的底层进行采样。不同地质等级下的探点深度要求如表1所示。勘察工作中可根据现场条件对探点深度作出适当调整。1.3原位测试试验在借助静力触探试验进行勘察工作时，需使用原装液压静力触探装置，该装置能够将采集到的信息及时地传输到电脑，进而完成数据的分析、整理。此外，也可利用标准落锤自由落体的方法开展标准贯入试验。需要注意的是，进行该试验之前应做好清孔工作，并将锤击速率控制在20次/min左右。另外，也可采用动力触探法勘察，该方法的应用可以准确获取到基岩物理力学等相关指标。1.4室内测试试验通过在室内环境下开展模拟试验，可以对工程现场可能存在的岩土问题进行有效的模拟。此外，在室内环境下开展有针对性的试验，还能对工程现场岩土性质与各项指标做出一定的判断。比如，为了了解现场岩土物理指标，可在室内采取压缩、土层物理性质测定等试验。

2案例分析

2.1工程概况。拟建鄞州新城区南部商务区三期B地块项目位于宁波市鄞州南部商务区，拟建工程项目总用地面积为38339.00m2，总建筑面积为226535.37m2，其中地上建筑面积为141652.37m2，地下建筑面积为84883.00m2。拟建主要建筑物有B1-1地块商业、办公综合体1幢，主体为18层，裙房2层，最大高度为80m，±0.00相对于国家1985黄海高程为3.85m；B1-2地块办公楼1幢，主体为20层，裙房3层，最大高度为99.85m，±0.00相对于国家1985黄海高程为4.00m；B2地块4幢建筑物，室外设计地坪标高为国家1985黄海高程3.70m；B3地块商业、办公综合体1幢，主体为19层，裙房3层，最大高度80m，±0.00相对于国家1985黄海高程为3.85m；B4地块商业、办公综合体1幢，主体为14层，裙房2层，最大高度为80m，±0.00相对于国家1985黄海高程为4.15m；B5地块商业、办公、影视创作中心等综合体1幢，主楼为21层，副楼为1～3层，最大高度为80m，±0.00相对于国家1985黄海高程为3.80m。拟建工程最大设计单柱荷载标准值约8000kN。高层商业、办公楼地基变形整体倾斜允许值为0.0025，多层楼房地基变形整体倾斜允许值为0.003。工程设计期间，拟使用框架剪力墙结构，基础形式采用桩基础。该次勘测2条规划配套道路及1座空中连廊桥，道路北起泰康中路，南至天高巷，道路全长分别为184.0m及154.0m，标准断面宽16.0m，为一般塘渣路基。道路等级属于城次干道，设计车速为40km/h。拟建道路为人工地基基础，位于地下室顶板之上，回填材料采用轻质混凝土，原场地土全部清除；管道为架空铺设，雨水主管采用DN1000～DN1200钢筋混凝土管。空中连廊桥长约10.0m，桥梁宽约4.0m，桥梁结构形式为钢结构连续梁人行桥。2.2勘察方法。根据现行规范规定，结合该次勘察工作的目的、任务及要求，对附近现有工程的地质资料进行了收集整理，并在此基础上采用钻探与取样、标准贯入试验、重型动力触探试验、钻孔波速试验、室内土工试验相结合的方式进行岩土工程勘察工作。（1）钻探、取样与封孔。在钻探过程中，使用的钻孔取样设备是XY-1型百米岩芯钻机。具体试验期间，将开孔孔径控制在150mm，终孔孔径达到了110mm，全孔采用泥浆护壁钻进。（2）标准贯入试验。标准贯入原位测试和野外钻探同时进行。试验过程中，使用自动落锤的试验方式，对于锤重以及落距、贯入器规格等方面进行严格的控制，并确保满足国家标准。具体试验期间，每次贯入量30cm为一测点。试验时严格确保探杆的垂直性，锤击过程保持匀速，记录30cm长度的锤击数。（3）重型动力触探试验。重型动力触探测试和野外钻探同时进行。测试时，使触探头抵达岩土层进行试验，记录每10cm长度的锤击数。（4）钻孔波速试验。在此次勘察工作中，钻孔波速测试使用的是单孔检层法，试验设备包括振源、井下检波器、触发器、记录仪。采用地面激振，用铁锤敲击在上部压有重物的木板，木板上安装触发器，井下采用CJ-2000型检波器，地震波接收系统使用RS-1616K(P)多功能便携式动测仪。（5）室内土工试验。该工程勘探点按建筑物轮廓线、角点及基坑范围线布置。经业主、设计人员调整、确认后实施。实际共布置勘探孔101个，其中取土孔34个，原位测试孔（标贯+动探孔）33个，一般钻孔34个。具体勘探孔类型、孔位及深度等详见“勘探点平面位置图”。勘探点放样依据业主提供的平面布置图（电子版）图解各勘探点理论坐标，现场采用网络RTK进行放样，实测各勘探点孔口坐标及其孔口高程。此次勘探孔放样参照的控制点编号及数据为A1（X=99079.136，Y=603546.500，H=2.47）、A2（X=98925.478，Y=603442.035，H=3.18）。2.3勘察结论。（1）通过勘察，发现拟建场地区域有着良好的稳定性，有利于后续工程建设。（2）在详细勘察工作中，勘察方案按照现行规范，勘探孔主要沿拟建构筑物的角点、轮廓线和地下室范围分布，经业主及设计人员调整、确认后实施，满足规范、设计要求，可供设计人员使用。查阅资料发现，拟建场地所属区域的抗震设防烈度达到了7度，并且在设计地震基本加速度值方面，数值是0.10g，地震设计特征周期为0.45s。此外，勘察发现拟建工程所处区域的土质类型是软弱土，工程场地的类别属于Ⅲ类，因而拟建工程地处抗震不利地段，施工设计期间应予以重视。拟建场地在受到地震作用时，场地岩土地震稳定性较好，不会出现滑坡、崩塌、液化以及震陷等地质问题。另外，通过此次岩土工程勘察工作发现，拟建工程所处区域没有岩溶、土洞以及塌陷等不良地质问题。同时，勘察结果发现现场土层中没有河道、沟滨以及防空洞等设施的分布。因而，现场不存在液化土层，也无须考虑软土的震陷。（3）在对拟建场地进行水文勘察工作时，发现工程所处区域的地下水、河水能够对混凝土结构产生轻微的腐蚀作用。如果项目施工使用期间钢筋混凝土结构中的钢筋等材料长期地浸泡在水中，将对结构的安全性与稳定性产生不利影响。同时，在受到干湿季节交替变化的作用下，也会对钢筋等材料产生轻微的腐蚀作用。上述岩土工程勘察工作表明，拟建构筑物可根据设计的荷载大小合理选择天然地基基础或桩基础；桩基类型可采用预应力管桩、灌注桩和静钻根植桩等方案；通过对拟建构筑工程荷载情况以及现场岩土层分布情况做出分析发现，工程建设期间需要选择合适的岩土层作为桩端持力层。在基坑围护方案设计时，可以使用排桩加内支撑的结构体系形式，在靠近河道的东侧和南侧做止水帷幕。根据规范及条文说明，参考拟建场地周边已有道路标高，对于抗浮设防水位可取黄海高程2.80m。

3结束语

复杂地质条件对于工程建设的安全性、耐久性有着重要的影响，在开展岩土工程勘察工作时，要合理选用勘察方法与技术，进而为后续地基处理等工作提供依据。

参考文献：

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作者:马致斌 单位:中化地质矿山总局浙江地质勘查院