岩土勘察应用手段适宜性及配置

岩土工程勘察是广义的建构筑物拟建场址之地质及构造条件、工程地质条件、水文及环境地质条件等多方面特征的勘察探测工作。旨在了解场地的地层结构、物质组成、分布特征及其在三维方向上的变化特征等，查明各单元层体的工程及物理力学性质，获得相应的条件参数以作为拟建构筑物基础及主体结构设计的参照依据。当前，世界各地所拥有的技术、设备各种各样，但总体上依然归属于历史沿革下来的几个大类，即钻探、触探、物探、工程测绘、人工挖探。钻探是基础性的勘察手段之一，根据不同的勘探要求、场地和地层条件，需选用不同的勘探设备来完成；触探则集钻进和试验于一体，但只适用于由松散堆积物组成或岩土层强度相对较低的场址和地基的勘察工作；物探和工程测绘一般只作为辅助手段使用于大型工程项目的选址、初勘勘察工作中；人工挖探一般是在做专项研究或场地和地层条件有所限制时使用的勘察手段，除作为专项科学研究项目的勘察手段外，一般只作为其它勘察手段的辅助手段使用，包括槽探和井探。另一方面，由于地域和习惯的差异，各地所采用的经验数据、经验公式及理论模拟方法各有差异，这使得各地对所使用设备及勘察手段各有选择；地域气候的差异及地域岩土实体物质组成的不同也不同程度地影响着人们的行为方式和对使用工具的选择。因为，勘察所获得的数据资料必须与岩土体实际存在状态“相符”是一条“铁”的原则，只有这样，所设计建造的建构筑物才是安全可靠的。

1勘察工作的基本地域分类

勘察所要获得的数据一般指自然界状态之岩土体的强度、均匀性、稳定性3个方面的物性特征，即指岩土体的结构强度及均匀性、分布厚度、分布范围几个方面的表现特征。

(1)在平原地区，由于由松散堆积物构成的第四系覆盖层厚度大，所以勘察设备以轻型钻机和静力触探为主，但要根据实际地层或场地条件来确定使用哪一种或两种设备同时使用。如在以中密一密实程度的砂性土和硬塑一坚硬状态的粘性土构成的地层中应以轻型钻机和标准贯人原位实验为主进行勘察，而在以稍密程度的砂性土、软塑一流塑状态的粘性土、新近沉积土和人工填土及海湖相沉积的淤泥和淤泥质土构成的地层中，则应以静力触探设备、十字板剪切或轻型动力触探实验为主进行勘察。

(2)在由岩石组成的地层中，除强风化地段岩石的强度低而近似于土质地层可以采用常规的勘察手段外，由于原位测试手段和常规的土工试验手段不再有效，所以只能采用岩芯钻探钻进工艺，试验数据则采用岩石的压、剪、折三项物性指标。强风化岩石地层，由于其尚存在一定的强度，除钻进可以采用常规的轻型钻探设备外，由于取不到原装试样，常规的室内土工试验亦派不上用场，所以只能采用重型原位试验来取得该类地层的力学实验数据。

(3)在卵砾石地层中，由于原装试样更难取得，且钻进过程中孑L壁的稳定性较差，漏水使回转钻进工艺不能使用，所以只能采用冲击跟管钻进工艺或泥浆护壁牙轮钻头回转钻进工艺实现成孔，并分段进行重型原位触探试验取得该类地层的力学实验数据。

2不同地层条件下的勘察工作

钻探通过由上下两个隔水层或弱透水层所夹的含水地层时，由于土层中孔隙密度的不均匀性，使含水量在整个地层中分布不均，或者整个含水层由潜水面在垂向上分成两个单元，仅由采取原状土试样进行土工试验获得力学数据的勘察方法便不再实用，因为勘察不可能耗费成倍的人力物力和时间去取得足够多的土试样来进行试验和获得数据，尤其当是粉性土地层水下采取原状土试样非常困难时，由采取土试样和进行土工试验获得数据的方法其数据的准确程度和可靠程度也会很低。针对此类情形，静力触探这一勘察手段便凸显出其优越性，因为它是集钻进和试验于一体、试验数据跟踪全钻进过程的勘察手段，在动力稳定给进有效的前提下，所获得的试验数据准确可靠，覆盖面广而经济性高，故此，值得推崇且应将其作为主要手段采用。当然，还应该考虑到相邻和相近地层对此勘察手段的适宜性问题，而考虑两种或更多种勘察手段是否同时使用和相互印证，但最起码，在这一地层内是完全可以以它为主的。此处，还有一个特殊情况值得注意，就是在有礓石的地层中使用静力触探进行勘察时，探头遇到礓石时会出现与该地层应有力学强度差异较大的数据指标。那么，对这些所谓的“异常峰值”应进行“淡化”处理。因为，不处理就会存在试验数据离散性较大，并在数据的统计整理后使成果数值出现相对偏大的倾向，而这样的勘察成果的安全储备也相对偏低。

3勘察实务应遵循的原则

根据以上所述，勘察手段、设备和不同组合的选取，可按以下原则进行。

3．1因建构筑物级别不同而采取不同的勘察手段及设备组合进行勘察

(1)一般高层建筑均采用百米钻进行勘察，百米钻有多种类型和不同型号，可根据不同工程需要和设备能力选用。勘察过程中一般需采取岩土试样、进行原位测试、进行波速测试、采取水试样、抽水试验或压水试验等。此外，场地条件较复杂时，还要配以一定量的物探工作进行地层甄别和辅助判定。

(2)一般多层建筑多采用SH一30(2)轻便型钻机、静力触探设备进行勘察。勘察过程中一般需采取岩土试样、进行原位测试、采取水试样等。对某些具有特殊承载要求的场地，尚需进行波速测试。

3．2因场地条件不同而采用不同的勘察手段进行勘察

(1)一般宽阔平坦的场地均采用轻便型钻探设备进行勘察。汽车钻、SH-30(2)轻便型钻机、静探车等，均可作为轻便型勘探设备使用。

(2)在场地条件限制较多而勘探深度不高的情况下，一般采用SH-30(2)轻便型钻机进行勘察；而当遇到场地条件限制较多而勘探深度又较高的时，一般采用人工钻塔坐地百米钻进行勘察。

(3)线形工程在场地条件允许的情况下，一般均采用汽车钻进行勘察；在场地条件限制较多的情况下，一般采用SH一30(2)轻便型钻机、人工钻塔坐地百米钻进行勘察。

(4)水上勘察则还需考虑搭筑水上操作平台。由水上勘察的特殊性，一般在测定的勘探点处设置导向管，以保证钻探工作过程的安全和顺利。

(5)冰上钻探一般在封冰期进行，冰层厚度不得小于40cm，冰水之间不得有空隙。春融期间，冰层厚度大于60cm方可进行冰上钻探施工，并保证施工在封冰安全期内完成。施工过程中，应设专人定时对冰层厚度变化进行观测，设定施工行走路线，对冰洞、明流及薄弱冰带应设立明显标志和防护栏。

3．3因地层条件不同而采取不同的勘察手段进行勘察

(1)由软弱地层构成的场地一般采用SH一30(2)轻便型钻机、静探设备进行勘察，并以原位试验所形成的数据依据为主。

(2)中软、中硬级别的场地土一般采用汽车钻、百米钻、SH一30(2)轻便型钻机进行勘察。此外，为合理减少工作量，可考虑采用静探设备作为辅助勘察设备。

(3)硬、坚硬级别的场地土一般采用汽车钻、百米钻进行勘察。

(4)对具有失陷性或水软性等特殊性场地土，在常规勘察的基础上一般需要附以特殊的勘察工具，按规范规定的技术要求采取符合相关标准的原状岩土试样。

3．4因地层结构不同而采取不同的勘察手段来相互印证

软弱地层一般考虑以原位试验数据依据为主，强度较高的地层一般采用原位试验数据和室内土工试验数据并重的原则进行勘察。这样，一般采取钻机和静探设备同时使用的方法进行拟选场地的勘察工作。

4结论

以上即为勘察工作使用手段的适宜和合理配置的一般操作原则，实际操作和使用过程中应根据实际情况灵活掌握，以实现以最少的投入来达成科学完整的工作成果。