浅析岩土工程勘察技术
摘要：岩土工程勘察是工程建设的先导，也是建筑工程和土木工程的重要组成部分，其地位和重要性已日益为人重视。本文主要对岩土勘察技术作了比较详细的总结，希望提高岩土工程勘察的质量与理论水平。
关键词：岩土勘察；设计要求；试样；原位测试
勘察工作作为工程建设的排头兵，对把好工程质量关肩负着十分重要的责任、一份高质量的岩土工程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。必须做好以下工作1、勘察依据要充分、目的明确满足设计要求设计意图明确，才能有的放矢地合理布置工作量，解决工程设计和施工中的岩土工程问题。《岩土工程勘察规范》(GB50021--201*)明确规定详勘时应“搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度和地基允许变形等资料”。但目前市场存在一些不规范行为导致有些工程在无设计要求和建筑物荷载等状况下，勘察单位仅凭业主的陈述，按其要求勘察，导致勘察报告深度和广度不符合要求。2、按技术要求采取土试样和原位测试2.1取原状土试样和原位测试个数问题
《岩土工程勘察规范》(GB50021--201*)要求必须满足“每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6件(组)”，对于大中型工程而言，由于取土孔、原位测试孔布置多，取原状土样的数量或原位测试数据个数也就多，只要是均匀分布的土层，即使土层厚度相对较小，也基本能够满足上述规范要求；但对于常见的单栋建筑物工程来说，布孔一般为4～8个，按“勘探手段宜采用钻探与触探相配合”的原则，取土孔、原位测试孔等应各占一定的比例，对于虽然土层均匀分布但厚度较小的土层，就可能出现原状土试样或原位测试数据个数不能满足上述规范要求的情况。但这种结果一般是由于勘探施工中采取土试样和进行原位测试的盲目性和随机性造成的，如果勘探现场技术人员能够做到具体情况具体分析，根据现场情况合理布置采取土样(或原何测试)间距，就能避免上述结果的产生，一般可以根据第一个勘探孔的钻探资料，分析地层分布，再结合第二个勘探孔孔口标高，合理布置取士样(或原位测试)间距，然后根据前面的分析，确定后面勘探孔取土样(或原位测试)间距，尽量使每层土在每个勘探孔中都有原
状土样或原位测试数据。必要时，如某种勘探孔少时，可使取样间距小些，取样数量多些。这样就能满足规范要求，使土性指标统计分析时土性指标代表值的确定更为合理。2.2建筑场地类别和液化判别的问题
《建筑抗震设计规范》(GBS001l一201*)4.1.9规定场地岩土工程勘察应根据实际需要划分对建筑有利、不利和危险的地段，提供建筑的场地类别和岩土地震稳定性(如滑坡、崩塌、液化和震陷特性等)评价，而场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖厚度为准，所以布置勘探孔时应考虑测最或估算土层剪切波速的钻孔，个数不少于2个，孔深不小于20m；同时按抗震规范4.3.2规定存在饱和砂土和饱和粉土的地基，除6度设防外，应进行液化判别；《岩土工程勘察规范》(GBS0021--201*)中规定了液化判别深度范围和判别液化勘探孔的个数，所以布置勘探孔时要有的放矢，对于较小工程，勘探孔少，可布置综合孔，如取土标贯孔，取样、测试间距也要酌情考虑，以满足规范要求。3、选择好勘察测试手段和方法
不同的勘探方法具有不同的优缺点和适宜性，对勘探装备、勘探手段、取样方法的适宜性和合理性要充分了解。
现在有不少勘察企业为了降低成本，大量地布置静探孔，甚至于全静探。在沿海地区的湖沼相和海相冲沉积平原中多分布有淤泥、淤泥质软土、填土，地下水位埋藏较浅，静力触探在这种场地条件下应用效果较好，既能帮助准确分层，又能客观准确地反映地基土的强度性质；而在一些山前冲洪积地层中，由于地层土一般颗粒较粗，地下水位埋藏较深，不适宜静探，甚至在河床河漫滩相的沉积地层中，静探的测试结果也不能准确反映地层的实际情况，一般得出的强度变形指标偏高，所以应用时要适当考虑。
标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般黏性土，而不适用于碎石土，淤泥、淤泥质软土中也要酌情使用，因为软士的灵敏度高，钻孔时存在扰动影响，同时标贯击数的精确度对评判地基土的强度性质影响也较大。所以勘察施工中，应当针对地基士的性质，用适宜的测试手段和方法对其进行勘探，以确保勘察结果的准确性。4、土工试验及岩土工程参数的选择
土工试验是岩土工程勘察的一项重要内容，自《建筑地基基础设计规范》(GB50007．201*)实施以后，土工试验的重要性被推向新的高度。由于岩土的不均匀性和各向异性，试样采取、运输、加工扰动等因素的不确定性、试验仪器和操作方法的差异性及试验人员自身的素质问题，测试失真难以避免。所以加强土工试验和试验结果的综合分析必不可少，这样才能避免相关指标间的矛盾，更好地了解岩土的差异性，客观地评价地基土的强度变形特性。首先，对于土样的级别要明确。土样的质量等级根据扰动程度不同可分为四级，不同级别的土样可做的试验内容不同，所以在实验室中开土时先应鉴定土样的级别，明确此土样可做哪些试验，不可做哪些试验，以避免出现一些不能反映地基土真实性质的数据，合理评定地基土的性质，给出准确、合理的岩土工程性质指标。其次，土工试验的一些项目要有的放矢地去做，如压缩试验中荷载压力大小、粉土的颗分等。压缩模量是地基土的主要变形参数，在估算地基沉降中非常重要，所以工程上都要求土工试验中做压缩试验来测定计算地基土的压缩系数和压缩模量，但对同类地基土而言其压缩系数和压缩模最也不是定值，它们因荷载压力的大小而异，通常的压缩试验给出的是荷载压力从100KPa至200KPa时的压缩系数a1-2和压缩模量Esl-2；在进行地基土沉降估算中，压缩模量一定要选用与实际应力环境相对应荷载压力级别下的压缩模量，以便进行沉降估算。5、结语
综上所述只有强化全面质量管理，施工前对参加本工程的技术人员和职工进行技术交底，详细介绍勘察纲要内容和要求，明确拟建物的工程特征、技术质量要点及质量等级，树立全员质量管理意识。努力提高工程勘察业务人员的技术能力和道德素质，一份合格的岩土工程地质报告，不但要满足设计的要求，还应该做到提出结论要求经济、合理。更好地发挥岩土工程勘察是设计的先行与依据的作用，为基础和上部结构设计提供准确、真实的岩土工程资料，为社会生产做出积极贡献。
扩展阅读：浅谈岩土工程勘察技术
摘要：本文分析了岩土工程勘察存在的技术问题，提出了要求做好综合应用勘察手段和加强岩土测试新技术的应用，并结合实例予以阐述，以供同行参考。关键词：岩土工程；勘察；勘探；基础；技术前言
我国工程岩土勘察专业经过近20年的努力，已实现了向岩土工程勘察方向发展，技术人员的知识得到了更新换代，岩土工程技术不管从勘探手段、测试设备、试验仪器、计算机技术的应用还是技术人员知识的广度和深度都有了很大的提高。不过近年来，勘察技术进步有停滞不前的趋势。许多与工程密切相关的课题得不到解决。1岩土工程勘察中存在的技术问题
随着我国国民经济高速发展，众多基础建设项目和现代化超高层建筑物不断兴建，基础和基坑开挖深度越来越深，各种公共建筑物的建筑风格异，其平面和立面变化大，给结构和勘察专业带来诸多的新课题，采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要，存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题。这些问题主要有以下几个方面：(1)界面划分问题：主要有岩土体和岩石风化程度的界面划分，岩土构造和软弱结构面的判定，以及不良岩土体的岩土界面等。
(2)岩土形态问题：主要有不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和埋藏深度的确定。
(3)岩土参数问题：主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室内、外试验的岩土层如粗颗粒土、残积土和风化岩等。其岩土设计参数（承载力、变形指标等）难于确定。(4)综合能力问题：主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨别真伪、去伪存真、补充印证、归纳总结的能力。缺乏建筑结构设计方面的知识，常造成勘察的目的性不明确，所提供的资料不能满足设计的需要。
(5)技术素质问题：主要是勘察技术人员知识的广度和深度问题，勘察各专业缺乏内部沟通、技术交流，对各自技术服务的对象和技术发展状况不了解，导致碰到重大项目和复杂工程时束手无策，不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。2岩土勘察中技术问题的解决措施
要解决上述岩土工程勘察工作中存在的主要技术问题，可以考虑从以下几个方面着手：(1)随着电子、电子计算机技术的飞速发展，近十几年来，工程物探专业根据弹性波理论、电磁波理论和电学原理发展了许多新的工程物探方法并相应发展了一大批集适时采集处理，软、硬件功能于一体的工程物探探测设备，它具有采样密度大、速度快、成本低、信息量大等特点。可以利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的岩土界面。从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分岩土界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点：并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题，如地下不明物体、洞穴、软弱结构面、滑动面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。并且可以提供许多工程建设所需的岩土动力参数和设计地震动参数。相对传统的钻探方法，工程物探技术使用时受场地、地形条件的限制较少，具有节省时间、节省费用、勘探精度高等特点。但是，各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象的适用性，物性条件的适用性越强，解决问题的可靠的性越大。因此，为了有效地解决某些复杂的岩土工程技术难题，必须采用多种工程物探手段和钻探联合使用的方法，起到互相补充、互相验证的作用。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合，无疑是解决岩土工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。
(2)加强室内、外测试新技术（如多功能静力触探头、标准贯入试验、波速测试、静载荷试验等）和施工检测、监测技术的使用，通过其所获得的数据和资料，经过分析、对比，建立它们之间的经验关系，并通过工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据，确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性，并达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数（如粗颗粒土、花岗岩残积土、风化岩的承载力、变形指标）等问题。此外，还可以利用土工离心模拟技术检查工程安全的可靠性；验证堤坝、边坡的变形和稳定性；解决建筑物浅基础的地基变形特征、破坏模式及极限承载力，桩基础的承载力和施工工艺对桩基础承载力及变形的影响：解决挡土结构的变形及破坏机理，土体与结构物之间的相互作用；了解动力工程、砂土液化、单桩和群桩在水平动荷载作用下的性状。(3)加强勘察技术人员的再教育和技术培训并形成定期制度，促进其知识的更新换代。勘察单位施行内部岗位轮换制度，促成勘察各专业的技术交流、知识渗透，尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座，达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的。强调计算机技术的应用（如受压层深度计算、承载力计算、土压力计算、各类静力或动力有限元计算、基坑支护设计计算、沉降分析、数理统计、地基与基础协同作用分析、地震反应分析、渗流分析等），采取这些措施无疑可以大大提高他们的技术综合能力。3工程分析
(1)根据山地地层相对简单，但钻机搬运困难等因素，将物探、井探、槽探手段应用于难于进行钻探的山顶、陡坡等位置，并考虑到井探和槽探的勘探深度有限，因此将物探、井探、槽探等结合起来使用，既达到了勘察目的又节约了勘察成本。
(2)各种勘察手段相互进行对比验证，如通过大量物探与钻探、坑探、井探等的对比试验，取得场地各岩土层的对比参数，提高了物探资料的准确性和可靠性。把室内岩土试验和野外标准贯入试验结果与静载荷板试验成果进行分析、对比建立它们与地基承载力和变形指标之间的关系等。
(3)根据初步勘察成果判定，本工程有大量的拟建物基础将选择花岗岩残积土作为其持力层，由于场地内花岗岩残积土穿插有大量不同岩性的岩脉，并且其风化程度不同，造成岩土软硬不一。根据经验，采用常规土工试验和标准贯入试验成果提供设计所需的岩土设计参数往往偏低，为了能准确地提供设计所需的岩土设计参数，本次勘察共进行了6台载荷板试验以获取不同花岗岩残积土的承载力特征值和变形模量。其所获得的地基承载力特征值比采用常规方法提供的提高了约1.5倍（180kPa提高到289kPa）变形模量提高了3倍（5MPa提高到15.3MPa）取得了较大的经济效益。
(4)由于建筑需要，场地平整形成了大量的人工边坡，有的削坡高度达50多米，填方边坡高度达15m。本次勘察对场地内是否存在不良岩土作用和潜在不良岩土作用进行了大量的深入调查，提出了防治措施。对有关边坡的安全和稳定性问题作了专题研究，通过计算分析了边坡的稳定性条件，提供了各种边坡的支护方案和支护设计、施工所需的有关岩土参数，对施工、检测、监测工作提出了合理化的建议。
(5)岩土工程勘察报告着重对地基与基础方案，地基与基础设计参数进行了细致和深入的分析、探讨。根据场地岩土工程条件，结合上部结构荷载分布特征和成桩可能性及基础持力层的工程性质、埋藏深度等，对基础方案进行了经济、技术上的可行性分析和对比。针对不同分区、不同的建筑物，建议选用不同的基础形式和不同的基础持力层。如填方区和软土区建议采用人工挖孔桩，而填土厚度不大及缺失区域（挖方区）则建议采用天然浅基。并对各种基础的承载力进行了估算，对地基变形和建筑物沉降进行了计算。勘察场地的岩土工程条件变化大，有的填方厚度可达十几米，削坡厚度可达五十多米，形成了许多人工高边坡，虽然对地基的承载力、变形以及边坡的稳定性进行了计算，但是增加的附加荷载和卸载使岩土体的应力历史条件变化很大，岩土工程勘察报告强调了检测和监测工作的重要性。该意见被业主和设计人员所采纳，经过施工检测和施工监测，证明勘察报告所提供的各种岩土设计参数和各种方案经济合理、目的性和针对性强。4结束语
综上所述，对岩土工程勘察实践分析，合理地选择、运用工程物探技术与传统的勘探技术相结合，无疑是解决岩土工程勘察存在的技术问题的最佳途径。但是，任何的技术都有其局限性和适用性，要有效地解决某些复杂的岩土工程勘察技术问题，必须采用多种勘察手段联合使用，互相补充、互相验证。
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