岩土工程中岩土勘察方法应用

　　摘 要：近年来，随着我国经济建设的飞速发展，城市建设发展的速度也逐渐加快，尤其在岩土工程当中的勘察技术也在不断的革新与进步，并成为了工程建设的一个先导，有着重要的作用。本文主要阐述了岩土勘察的意义、存在问题、勘察技术，并结合实例进行说明，以供参考。

　　关键词：岩土工程;勘察;方法应用

　　一、岩土勘察的意义

　　岩土工程勘察是一门应用科学，主要作用是为设计配套服务，提供设计需要的勘察资料，工程勘察体现的主要是认知作用，通过必要的勘察手段和工作，认识地基岩土的物理力学属性，为设计提供必要的依据。

　　对工程地质条件作出正确的评价分析，将直接影响到工程的安全性及工程造价的高低，故在勘察过程中，要选择最为适合及全面的勘察方法，其目的是为给设计施工提供各类土的基本参数，勘察成果直接对建设项目的工程安全和工程造价有所影响。

　　高质量的岩土勘察报告在满足相应规范的基础上，不仅要真实客观地反映勘察场地的地形、地貌、地层构造、地下水、岩土性质和不良地质现象等问题，更重要的是应该进行正确合理的岩土工程分析评价，提供合理可信的岩土工程参数和建议，因此，它的重要性不言而喻。

　　二、当前岩土工程勘察存在问题

　　1、岩土勘察的纲要编制不完整

　　勘察纲要作为勘察工作中具有指导意义的文件，它是保障岩土勘察工作顺利完全的重要前提，但是一些勘察单位的勘察纲要不完整，有的甚至没有审查就开始施工，有的单位甚至没有勘察刚要，或者责任人签名或仪器编号填写不全。某些单位并没有严格按照勘察纲要的要求进行施工，少数单位原始资料归档制度不完善，有的原始资料缺失，这些问题都将导致勘察问题的发生，影响岩土施工。

　　2、岩土勘察的报告质量不高

　　随着经济体制的改革，促使部分岩土勘察单位实行自负盈亏的经济制度，进而促使一些勘察单位只顾眼前的利益，不注重勘察报告的质量，导致岩土工程勘察报告整体质量的下降，甚至个别岩土工程勘察单位为了获取任务，预算造价时有意压低价格，然而勘察单位为了取到经济效益又不得不进行工作量的缩减，应该进行的勘察工作不做或者少做。

　　3、忽视了区域地质环境的作用

　　岩土工程勘察报告中得出的结论是实验数据和勘察人员长期经验的积累，需要结合当地区域地质特征，对地基土层特点深入了解，正确评价地基土。目前一些岩土工程勘察单位的勘察作业，只注重分析研究某个工程点，忽略了岩土工程地域性研究，得出的岩土勘察结论缺少地域性经验，导致报告内容不全面，难以提高勘察单位的效益。

　　4、忽视对项目所在地区的研究

　　在很大程度上，岩土勘察成果属于对工程所在地区研究经验的总结和积累。要想准确评价该地区的地基土层，就需要提前把握该地区各地基土层的特点和性质的变化规律。

　　目前岩土勘察工程中，只简单对工程所处位置进行单点勘察研究，缺少工程所在地区的整体研究。致使做出的勘察报告与当地工程实践经验和地区实际相偏离，不能从实际情况出发灵活 运用规范，提出的建议缺乏创新性，造成巨大的经济资源浪费。

　　三、岩土工程中地质勘察方法的应用

　　1、GPS感应系统信息采集方法

　　1)建立感应系统，主要由四个部分组成，分别为信号接收器、导航星座、地面通信网络、地面控制中心，该系统是GPS感应系统的心脏部位，连接起异地之间的信号。

　　2)建立监控系统，分别由基准站、监控中心、现场分控站、流动站、网络中继站等构成，对岩土工程地质勘查进行实时监控，检查是否存在诱发地质灾害的可能性，以便及时采取防范措施。

　　3)利用GPS采集信息的过程中，需要重点分析矿物物理结构和化学成分的稳定性，同时用波谱仪测量矿物质的光谱曲线，与数据资源库的光谱对比分析，然后准确判断岩土工程的地质情况。

　　2、地质灾害的方法

　　1)瞬变电磁法，该方法原理是以不接地回线为载体，将一次脉冲电磁场直接传送到地底，然后利用接地电极，观察一次脉冲电磁场间歇期间地底半空间二次漩涡场的变化情况。

　　2)高密度电阻率法，这种方法主要应用于深度较浅的岩土地下水系，利用岩土体导电性存在差异的特点，勘查的结果颇为有效。

　　3)视电阻率法，该方法原理是判断岩土工程区域的导体性质，然后进行圈定。譬如金属含量较高的岩土工程空气密度高，而空气是一种高阻绝缘体，其他地质多为块状硫化物，具有良好的导电性能，因此电阻率非常低，用视电阻率法，可以根据区域的导电性质，快速判断出各个部位的地质情况。

　　4)地质雷达、瑞利面波物探法等，利用这些方法，可以在岩土工程地质灾害勘查上，探测深50米的地下溶洞、地下空区、地下管道等区域是否存在地质灾害，都能够起到比较明显的效果。

　　3、地球物理和地球化学勘查技术互补法

　　为了快速了解清楚岩土工程的地质情况，综合采用这些技术方法，可以深入到岩土工程复杂的地质当中，在各种区域中预测地质的类型和含量等。在大范围的岩土地质条件下，地球物理勘探利用磁、重、电法的圈定能力具备独特的优势，但如果遇到隐伏的地质，对边界和深入的圈定准确率将大打折扣。因此我们要采用地震勘查技术，准确圈定地质伸出的构造边界，而岩土构造的部分，需要采用穿透力极强的化学勘查技术方法。

　　四、岩土工程勘察的实例探讨

　　1、桥梁桩基项目方案

　　某项目大桥桥梁基础拟采用钢管复合桩，上部钢管桩桩径2.5m，下部钢筋混凝土桩桩径2.2m;采用现浇混凝土承台、预制混凝土墩身方案;单桩竖向承载力要求大于40000kN。

　　2、岩土工程问题

　　按岩土工程勘察规范勘察等级分级标准，该大桥勘察等级应属于工程重要性一级、场地环境复杂一级、岩土种类多、地基复杂一级的甲级岩土工程勘察项目。桥梁岩土勘察需要完成桥梁建设场地稳定性、适宜性论证，岩土层分布、工程特性、地基均匀性、水土腐蚀性、特殊性岩土与不良地质的调查和分析评价，岩土试验及岩土参数分析选用，地基基础方案的分析与建议，以及可能的岩土工程问题预测与预防措施建议等。

　　3、岩土勘察的重点

　　桥梁所处的区域的复杂环境、桥梁结构特点，结合桥区岩土层分布特征，综合分析，该桥梁桩基方案有如下几种可能性选择：

　　1)以第四系覆盖层下部密实砂层为桩端持力层，采用岩土利用效率较高的打入式大直径钢管桩方案。该方案主要存在两大疑点，其一，沉桩深度将达70～80m、且需穿越相当厚度的含卵石密实砂层，现有的沉桩工程技术是否能够解决，需要有针对性的实践论证;其二，即使采用合适的桩径沉桩达到了预定深度，单桩承载力可否满足设计要求，也需要通过试验论证。

　　2)把基岩全、强风化层作为桩端持力层方案。对于打入式钢管桩方案同样面临方案的质疑。而该方案更大的疑问在于全、强风化岩的工程特性差异明显，工程应用上的不确定因素较多，宜慎重。

　　3)把中风化岩作为桩端持力层，实施钻孔嵌岩桩方案。该方案简单明了、把握性较大。不过，由于地区基岩差异风化明显的情况，岩石强度的合理定量研究。

　　五、结束语

　　综上所述，岩土工程勘察是工程建设的一项基本工作，其质量的优劣，对工程建设的质量、安全、后期的使用着重要作用。尽管当前岩土勘察工作还存在一些问题，但随着技术的不断发展，也必将逐步得到改善。作为一项基础的工程勘察技术，它涉及的范围广泛、内容复杂，在应用中需要技术人员充分了解地质情况，掌握岩土工程的技术规程，才能保证工程的顺利开展。

　　参考文献

　　[1]周德泉，彭柏兴.岩土工程勘察技术与应用[M].人民交通出版社，2008(03).

　　[2]叶国琳.初探岩土工程勘察基础技术问题[J].山西建筑，2009(06).

　　岩土工程勘察设计

　　【摘要】岩土工程的勘察与设计是项目建设的基础，其目的是为工程项目后续的施工提供工程地质资料及技术参数，是工程建设的基础性环节，其勘察成果的优劣将直接影响到工程建设项目的安全和造价。

　　文章介绍了岩土工程及其设计的特点、岩土工程勘察的理论依据并以工程勘察实例为例阐述了工程勘察的全过程控制手段和方法。

　　【关键词】岩土工程;勘察设计

　　一、引言

　　岩土工程的勘察与设计是项目建设的基础，其成果将直接影响建设项目的工程安全和造价，必须引起高度重视。

　　岩土工程勘察的目的是运用各种勘察测试手段和方法，对建筑场地进行调查研究，分析判断修建各种工程建筑物的地质条件以及建设对自然地质环境的影响;研究地基和上部结构共同工作时，保证地基强度、稳定性以及不致产生过大沉降变形的措施，分析并提出地基的承载能力;提供基础设计、施工以及必要时进行地基加固所需要的工程地质和岩土工程资料。

　　二、岩土工程的特点

　　岩石的裂隙性和土的孔隙性是岩石和土区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。

　　(1)岩石的裂隙性

　　岩石总是或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在着各种各样的裂隙，这是岩石区别于混凝土的主要特点。

　　这些裂隙有的粗糙不平，有的光滑;有的平直，有的弯曲;有的充填，有的不充填;有的产状规则，有的规律性很差。

　　裂隙的成因复杂多样，有岩浆凝固收缩形成的原生节理，有沉积间断形成的层理，有构造应力形成的构造节理，有表生作用形成的卸荷裂隙和风化裂隙，还有变质作用形成的片理、劈理等，在岩石中构成极为多样非常复杂的裂隙系统。

　　人们将岩石和裂隙视为一个整体称为“岩体”，将裂隙概化为“结构面”。

　　搞清结构面的产状、参数和分布，是岩土工程勘察设计的重点和难点。

　　(2)土的孔隙性

　　根据土力学解释：土是一种散体结构的材料，存在孔隙。

　　对于饱和土是固、液两相;对于非饱和土，是固、液、气三相。

　　于是产生了有效压力和孔隙压力;孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。

　　在饱和土中，由于孔隙水压力的增长和消散，不同的加荷速率地基承载力不同;是否及时支撑，对软土基坑稳定有不同的表现;渗透系数和地层组合的差别，导致基础沉降速率的差别等等。

　　饱和土中的超静水压力可导致挤土效应，使桩被挤断、挤歪和上浮;地震时的超静水压力导致砂土和粉土液化。

　　非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力，基质吸力随着土中含水量的增加而降低，因而是不稳定的。

　　膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低，非饱和土基坑雨季容易发生事故，花岗岩残积土边坡暴雨容易发生浅层滑坡，都和基质吸力降低有关。

　　总之，把握好孔隙压力是岩土工程的重要环节。

　　三、土工程设计的特点

　　建筑工程岩土工程设计在整个建筑工程设计中，占着非常重要的部分一是因为地基土情况变化复杂二是因为建筑物特别是高层建筑基础受力较复杂三是因为基础方案选择正确与否直接影响工程造价四是地基基础方案涉及深基础、浅基础、复合地基、基础托换、甚至基坑降水支护。

　　要综合考虑桩土的共同作用、地基基础与上部结构共同协调等，业务面知识面广泛。

　　因此，在工程设计中，要本着安全适用、经济合理、尽可能技术先进的原则，在不断学习国内外成功经验的基础上，不断完善设计。

　　在基础方案设计中既要考虑上部结构的形式、荷载和刚度，又要考虑工程地质情况，还要考虑当地建筑材料及施工条件。

　　四、岩土工程勘察

　　岩土工程勘察所涉及的基本理论主要包括：土力学的理论、工程地质理论、工程力学理论等，是用地质学、岩土力学、工程地质学的理论，按照科学的勘察程序与方法，利用有效的测试仪器和技术，调查和工程建设有关的工程地质条件和水文地质条件，评价存在的与岩土工程有关的工程地质和水文地质问题，为工程建设的设计、施工等提供详实、科学、准确的地质资料。

　　这些工程理论都是一种半科学半经验的理论，很多理论是建立在经验的基础上的，如很多公式都是经验公式。

　　岩土工程问题的解决过程实际上是在理论的指导下，岩土工程技术人员利用自己的工程经验，结合工程实际情况，建立相应本构模型，运用合理适宜参数，加上良好的判断力，解决问题的过程。

　　对岩土工程技术人员来说，扎实的基础理论同丰富的经验、良好的工程判断力是同等重要的。

　　在学习和运用理论的过程中，一定要注意隐藏在公式和规律背后的背景知识和真正实际内涵及其假定边界条件。

　　而积累经验的过程可分为：分析与预测→现场观测→对分析、预测和现场观测结果进行比较、分析、评估和总结3个过程，可见积累经验的过程也离不开理论的支持。

　　五、工程勘察实例

　　(1)工程概况

　　国内某大型钢铁企业决定投资2亿元建设1台360m2大型烧结机，采用先进技术和工艺节能降耗，加强环境治理，达到国内同类型烧结厂装备水平，争取将烧结工艺和装备水平迈上一个新台阶，3年半内收回投资，获得良好的经济效益和环保效益。

　　其烧结机主厂房为钢筋混凝土结构，5层，高46m，厂房面积137m×22m。

　　设计委托岩土工程勘察要求提供岩土技术参数及分析评价，并对基础设计及处理。

　　对不良地质现象防治作出论证和建议，经业主委托，工程地质勘察单位组织施工，提交场地资料如下：主要土层分布为杂填土、粘土、粉质粘土、强风化页岩(埋深为28～30mm)，中风化页岩等。

　　水文地质状况为：上层滞水、水量不大。

　　区域地质构造为低山丘陵与平原地带，区域断裂比较发育。

　　根据构造调查，拟建场区无断裂通过。

　　结论为：所建场区地层分布稳定，无断裂通过无不良地质作用，场地是稳定的，适宜建筑。

　　(2)现场桩基施工现状

　　根据现场条件和施工总体网络计划安排，挖孔桩基础计划1个半月全部完成，工程施工1月个多月有一根桩(C17)在挖至16.8m时出现涌水，C18桩在23m出现大量涌水，其后三四天共有16根桩陆续出现涌水现象。

　　B18号桩日涌水量达2000m3以上，采用水泵排水无法排干。

　　经测量，其静止水位标高大部分在-19～-20m，其桩底离中风化岩面还有4m左右。

　　根据详勘报告，地下水量不大，这与实际情况不符。

　　另外，从另一处(B18桩)取样也发现岩性异常，即出现灰岩，而详勘报告定名为页岩。

　　由于地质情况发生变化，整个挖孔桩工程全面停工。

　　根据施工现场所反映的情况，设计单位对现场情况进行了详细分析，由于出现地下涌水和灰岩岩性，工程地质实际情况与原详勘报告不符合，采用排水疏干的办法难以奏效而机械钻孔受设备能力限制(桩径为2700大口径，且需嵌岩)，难以实施，故拟采用桩筏基础。

　　同时提出对施工区域进行工程补勘：对地下水性质进行综合评价，判明岩土整体性和稳定性，并查明是否有岩溶、断裂等不良地质作用。