２０１０年第ｌ３期 （总第１４８期） 中固高新技术企业 Ｃｈｉｎａ Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ Ｎ０．１３．２０１０ （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．１４８） 浅议岩土工程勘察设计 李坊清 （核＿ｙ－．＿ｌｋ赣州工程勘察院，江西赣州３４１０００） 摘要：岩土工程勘察是一项综合性的工程地质调查工作，其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。文章介绍了岩土工程的特点、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；地质调查；勘察理论 中图分类号：ＴＵ４６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２３７４（２０１０）１３—０１４０—０２ 岩土工程勘察是一项综合性的工程地质调查工作。岩土 产状、参数和分布，是岩土工程勘察设计的重点和难点。 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 （二）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。 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 对于饱和土是固、液两相；对于非饱和土，是固、液、气三相。 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 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 措施，分析并提出地基的承载能力；提供基础设计、施工以及 和孔隙气压力。在饱和土中，由于孔隙水压力的增长和消散， 必要时进行地基加固所需要的工程地质和岩土工程资料。 一、岩土工程的特点 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， 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 岩石的裂隙性和土的孔隙性是岩石和土区别于混凝土、 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 钢材等人工材料的主要特点。 （一）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 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 样的裂隙，这是岩石区别于？昆凝土的主要特点。这些裂隙有 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 的粗糙不平，有的光滑；有的平直，有的弯曲；有的充填，有的 吸力降低有关。总之，把握好孔隙压力是岩土工程的重要环 不充填；有的产状规则，有的规律性很差。裂隙的成因复杂多 节。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 二、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 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 论、工程地质理论、工程力学理论等，这些工程理论都是一种 个整体称为“岩体”，将裂隙概化为“结构面”。搞清结构面的 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 的研究，在工程施工中引进先进科技对解决上述工程地质灾 【２】李智毅．工程地质学概论【Ｍ】．中国地质大学出版社， ２ｏ０７． 害的发生起到重要的作用。为适应可持续发展的战略需要， 未来地质工程领域将重点发展堆填与开挖地质作用研究、从 【３】黄润秋，等．地质工程专业发展战略研究【Ｒ】．地质 ２００９，２０（１） ．事复杂地质环境条件下的工程地质勘查、地下工程、软基处理 灾害与环境保护。和深基坑支护、国防建设及海港码头建设、特种矿产的开采与 【４王哲，易发成．我国地质灾害区划及其研究现状［４１Ｊ］． 利用、地质灾害防治与地质环境保护、非开挖技术、矿山（田） 中国矿业，２００６，１５（１０ｌ ［５］陈练武．耀州区地质灾害分区特征及防治对策【Ｊ】． 工程地质与环境地质、城市工程地质、新能源的勘察与开发、 重大科学研究项目、中国原生地质环境与可持续发展等方面。 地球科学与环境学报，２００４，２６（３）． 减少甚至杜绝工程地质灾害的发生是一项关系诸多生命、财 产安全的大事，应引起重视。 参考文献 １９５３． 作者简介：余贤高（１９６２一），男，浙江淳安人，淳安华远古 建工程有限公司总工程师，研究方向：地质灾害治理、爆破以 及爆破对地质灾害治理和环境的影响、地质滑坡体防治中的 ［１】谢仁海．构造地质学［Ｍ】．中国矿业大学出版社， 关键技术及处理方法。一１４Ｏ一 第四层上层滞水水位２３．５ｍ左右，岩溶裂隙水承压 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 有地下水，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 水位１７ｍ左右，证明下部有裂隙存在，地下水对混凝土、混凝 合工程实际情况，建立相应本构模型，运用合理适宜参数，加 土结构中钢筋均具微腐蚀性。 上良好的判断力，解决问题的过程。对岩土工程技术人员来 （四）恢复施工及导致后果 说，扎实的基础理论同丰富的经验、良好的工程判断力是同 设计单位通过计算，决定采用桩筏混合基础，其中桩为摩 等重要的。在学习和运用理论的过程中，一定要注意隐藏在 擦桩，对有水桩采用碎石挤密充填办法。要求桩底达到⑤层 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 土的承载力标准，承载力为２５０ｋＰａ，压缩模量６．５ＭＰａ。后在 件。而积累经验的过程可分为：分析与预测一现场观测一对 施工过程中，因受到施工场地和施工机具限制，只能用ｌｔ左 分析、预测和现场观测结果进行比较、分析、评估和总结３个 右的锤夯实，同时，对桩底进行动力触探检测。经验证，难以 过程，可见积累经验的过程也离不开理论的支持。 三、工程勘察实例 （一）工程概况 国内某大型钢铁企业决定投资２亿元建设１台３６０ｍ 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１ ３７ｍ×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。 （二）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ｌ６根桩陆续出现涌水现象。Ｂ１８号桩日涌水量 达２０００ｍ 以上，采用水泵排水无法排干。经测量，其静止水 位标高大部分在一１９～一２０ｍ，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。 （三）重新补充勘察结果 由某甲级勘察单位对施工区域进行了补充勘察，除进行 钻探工作外，还专门进行了井探和物探工作。经补勘工作得 出如下认识：（１）经孔底并内环刀取样分析，⑤层粘土压缩模 量原勘察值为Ｅｓ＝７．８ＭＰａ，实际为Ｅｓ＝７．５ＭＰａ，稍低；（２）基岩 性质较原详勘报告有较大差别，为寒武系页岩和灰岩交互层 （以灰岩为主），局部出现２０～６０ｅｍ厚度不等的溶洞，但其下 部均控制有３ｍ厚的完整岩石；（３）水文地质情况：场地赋存 达到承载力要求，且对桩土周围影响较大，不利于下步混凝土 灌注施工。建设单位委托我院提供下一步处理意见（岩土设 计），在充分研究岩土工程地质条件的基础上，设计采用增加 扩大头，并对原先采用的未达要求的碎石挤密部分（即扩大头 底部）进行预埋管压浆处理的方法。 （五）增加扩大头 随着进浆量及压力的增加，逐渐增加扩大头，压密区范围 得到扩大，具体可以在外管内灌入部分混凝土，稍提外管锤击 （静压）以扩大桩尖。一般情况下，当桩端持力层性质相对较 差而易于夯扩时，应适当增加扩大头混凝土灌注量；当持力层 密实度大、性质较好难以夯扩时，扩大头混凝土灌入量就要适 当减少。这样，压浆后桩底沉渣得以处理，软底消失，同时也 改变了土体的性质，增大了桩侧土的摩阻力，从而大大提高了 桩的承载力。 （六）预埋管压浆处理桩底未达要求的碎石 原先采用的的碎石挤密充填，未达承载力要求。处理 方法为预埋注浆管，每根桩按正三角形预埋三根注浆管，注 浆管距桩边２０ｃｍ。桩芯混凝土灌注七天后，压注纯水泥浆， 注浆压力不小于１０ＭＰａ，水泥浆为Ｐ．０４２．５水泥，水灰比为 ０．８～０．５，由稀变浓。 根据以上的勘察设计进行施工处理，效果良好，经大应变 和静载试验检测，单桩承载力达到设计要求，未出现不合格 桩。 四、结语 勘察设计是一项工程的生命，尤其是基础工程一旦出错 铸成损失就无法挽回。工程地质勘察设计按规范要求对桩端 持力层复杂地区（如岩溶地区）是需要逐桩钻孔勘察或是逐桩 多孔进行勘察，概率才能接近准确。在施工过程中，若不是及 时发现存在的不良地质问题，以施工勘察进行补救，很有可能 在工程建成后造成严重的经济损失和不良的社会影响。 参考文献 ［１］商烨青．浅析岩土工程勘察中存在的问题［Ｊ］．河北 水利，２００８，（１１）． 【２】徐正分．“岩土工程勘察规范”情况报导ｆＪ１．勘察科 学技术，１９８９，（１）． 【３】曾锦明．长输管道岩土工程勘察应注意的几个问题［Ｊ】． 土工基础。２００６，（２ ［４】卢正广．对岩土工程勘察若干问题的认识［Ｊ］．科技 信息（科学教研），２００８，（２３ 【５】戴俊斌．探讨岩土工程勘察及基础设计的若干问题ｆＪ】． 科技创新导报，２００９，（１６）． 一１４１—