導(dǎo)語(yǔ)：膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：巖土工程不僅具有巖土裂隙性，而且還具有巖土孔隙性的特點(diǎn)，因此必須采用可行性的勘察技術(shù)。文章對(duì)巖土工程的勘察內(nèi)容、目的以及任務(wù)進(jìn)行分析，探討了巖土工程的勘察方法，以工程實(shí)例為例探討了膨脹性巖土地區(qū)的工程地質(zhì)勘察方法。

關(guān)鍵詞：膨脹性巖土；地質(zhì)勘察；案例分析

1巖土工程勘察的內(nèi)容和目的

巖土工程勘察需要以建設(shè)工程的要求為依據(jù)，分析、評(píng)價(jià)場(chǎng)地情況得到結(jié)果。巖土工程勘察需要調(diào)查地質(zhì)條件，對(duì)地基的穩(wěn)定性、強(qiáng)度以及承載力進(jìn)行分析，當(dāng)需要進(jìn)行地基加固時(shí)，巖土工程地質(zhì)資料能為地基加固提供支持。巖土工程的內(nèi)容包括前期調(diào)查場(chǎng)地地質(zhì)，勘察、取樣、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等，除此之外還有室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理以及分析等[1]。巖土工程的目的在于將建筑場(chǎng)地的地質(zhì)情況了解清楚，為施工單位以及設(shè)計(jì)單位提供相關(guān)資料，從而為建筑的安全性提供保障。

2巖土工程勘察方法與手段

2.1工程地質(zhì)測(cè)繪。地質(zhì)測(cè)繪是為了了解場(chǎng)地的地質(zhì)情況，對(duì)地質(zhì)環(huán)境與建筑之間的相互影響以及作用進(jìn)行預(yù)測(cè)。地質(zhì)測(cè)繪獲取現(xiàn)場(chǎng)資料從而進(jìn)行工程地質(zhì)圖的編制，對(duì)出露條件比較好或者基巖裸露的地區(qū)，通過地質(zhì)測(cè)繪能充分發(fā)揮出其作用。2.2地質(zhì)勘探與取樣。2.2.1勘探。勘探方法多樣，有觸探、洞探、槽探、井探、鉆深以及地球物理勘探等。確定勘探方法時(shí)要綜合考慮勘探地區(qū)的巖土特性以及勘探的目的，例如當(dāng)巖土的強(qiáng)度較高、勘探深度較深等時(shí)，此時(shí)就不適合使用靜力觸探的方法。以鉆探為例，鉆探的任務(wù)包括：明確風(fēng)化帶的分布情況、層厚以及深度；明確軟弱土層的性質(zhì)、地層巖性和厚度變化；弄清地下水情況；掌握地層斷裂帶以及裂隙情況；進(jìn)行原位測(cè)試試驗(yàn)；長(zhǎng)期觀測(cè)地下水、開挖基槽時(shí)降水以及排水。鉆探分為三步：破碎巖土體，取樣以及最后的加固孔壁[2]。鉆探過程中要注意對(duì)鉆進(jìn)深度以及巖土分層深度的精度進(jìn)行控制。通過回轉(zhuǎn)的方式來進(jìn)行鑒別孔以及取樣孔的鉆探從而獲得巖土樣本；使用振動(dòng)回轉(zhuǎn)鉆探的方法來進(jìn)行含有塊石、卵石的鉆孔。對(duì)巖層要使用金剛石鉆頭，對(duì)風(fēng)化破碎帶以及軟質(zhì)巖可使用雙層巖芯管鉆頭的方法；當(dāng)土層在地下水位以上時(shí)需要使用干鉆。在濕陷性黃土中進(jìn)行鉆探時(shí)，需要使用螺旋鉆頭。2.2.2取樣。通過取樣獲取樣品并送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)，從而明確巖土樣的性質(zhì)。取樣時(shí)，取樣工具以及取樣方法會(huì)對(duì)取土擾動(dòng)造成影響。鉆孔取土?xí)r要注意取土孔要比土樣大一個(gè)等級(jí)，地下水位以上要使用干鉆，使用提土器、螺旋鉆頭、巖芯鉆頭等。當(dāng)使用貫入式的取土器時(shí)要注意：地下水位以下不能注水，優(yōu)先考慮泥漿護(hù)壁，當(dāng)使用套管護(hù)壁時(shí)要注意取樣位置要在套管底部下至少1m，取土器要緩慢下放，不能對(duì)鉆孔的底部造成沖擊；當(dāng)對(duì)碎石土、砂土進(jìn)行取樣時(shí)，采用四分方法來取樣，要注意重量要能夠進(jìn)行顆粒分析；當(dāng)進(jìn)行Ⅰ級(jí)原裝土樣的取樣時(shí)，此時(shí)要在0.1m/s的灌入速度下連續(xù)靜壓貫入取土器，當(dāng)土質(zhì)較硬時(shí)可以使用重錘少擊的方法來取樣，要注意取土管的深度要超過總長(zhǎng)的90%；完成土樣的取出后，要及時(shí)進(jìn)行封裝，將孔號(hào)、取樣深度、土樣名稱以及地點(diǎn)等明確標(biāo)注，土樣不能冰凍、浸泡或者暴曬，容器加蓋后要使用膠帶或者蠟進(jìn)行密封；土樣要在最短時(shí)間內(nèi)送檢，裝卸土樣時(shí)要注意輕拿輕放。2.3原位測(cè)試。2.3.1波速測(cè)試試驗(yàn)。這一方法對(duì)巖土的波速進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，依據(jù)波速來判斷巖土的性質(zhì)。波速測(cè)試在抗震分析、場(chǎng)地類型劃分、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)、預(yù)測(cè)巖土液化、明確巖土特征周期、巖土劃分以及檢測(cè)地基加固質(zhì)量中均有著重要的作用。絕大多數(shù)巖石都可以視為彈性體，土體只有在應(yīng)變較小的時(shí)候才能被視為彈性體。密閉空間中水才不可壓縮，因此壓縮波能夠在飽和土中傳播。剪切波只能在土中傳播，其對(duì)飽和土的孔隙水穿透力不強(qiáng)，因此測(cè)定土體中波的速度時(shí)主要是對(duì)剪切波波速進(jìn)行測(cè)定。剪切波速現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，單體法是應(yīng)用最為廣泛的方法，其測(cè)試結(jié)果在判斷碎石土密實(shí)度、抗震分析、地基土是否出現(xiàn)液化、液化等級(jí)以及對(duì)場(chǎng)地土類型進(jìn)行劃分等方面均非常常用。2.3.2標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。將重量為63.5kg的穿心錘放置在勘查現(xiàn)場(chǎng)76cm的高度，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)貫器打入30cm需要的次數(shù)即為標(biāo)貫數(shù)N，據(jù)此對(duì)土的工程性質(zhì)進(jìn)行評(píng)估。這一方法的優(yōu)勢(shì)在于適用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單；其缺陷在于當(dāng)土層中有較大碎石時(shí)不能使用，且數(shù)據(jù)離散性比較大，因此只能大概評(píng)估土的工程性質(zhì)。2.3.3靜力觸探。這一方法使用探桿將圓錐探頭按照一定的速度以及壓力壓入土中，對(duì)探頭所受阻力進(jìn)行記錄，從而形成對(duì)土物理力學(xué)性質(zhì)的間接認(rèn)識(shí)。通過這一方法能夠?qū)Φ鼗休d力進(jìn)行確定，對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)土類進(jìn)行定名以及分層，還可以分析土是否會(huì)發(fā)生液化，評(píng)估單樁的極限承載力。2.4現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)及監(jiān)測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)工作包含驗(yàn)證勘察成果以及監(jiān)管施工質(zhì)量。就前者而言，主要是施工過程使用基坑開挖的方法來對(duì)巖土體進(jìn)行判斷、評(píng)價(jià)，從而直接了解地質(zhì)情況，現(xiàn)場(chǎng)情況能對(duì)勘察階段的成果進(jìn)行修正以及補(bǔ)充。當(dāng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)結(jié)果與勘察階段的成果有一定差異時(shí)，此時(shí)勘察單位就需要進(jìn)行補(bǔ)勘。就后者而言，主要是施工過程中對(duì)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督以及控制，例如檢驗(yàn)樁是否有檢驗(yàn)報(bào)告、是否滿足要求等。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)要在建設(shè)過程中管理、監(jiān)測(cè)任何可能會(huì)對(duì)工程造成不良影響的地質(zhì)情況，其目的在于確保安全，確保工程得以正常實(shí)施，確保工程投入使用后不發(fā)生危險(xiǎn)情況?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容有：監(jiān)測(cè)環(huán)境條件，包括監(jiān)測(cè)水文地質(zhì)條件以及工程地質(zhì)條件中的要素，重點(diǎn)要監(jiān)測(cè)那些可能會(huì)對(duì)工程帶來威脅的地質(zhì)現(xiàn)象，例如土洞、泥石流、崩塌以及滑坡等；監(jiān)測(cè)施工過程中巖土在不同荷載下會(huì)出現(xiàn)何種變化；工程的全程以及運(yùn)營(yíng)過程中監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)物。2.5室內(nèi)試驗(yàn)。室內(nèi)試驗(yàn)主要有巖石試驗(yàn)以及土工試驗(yàn)，土工試驗(yàn)可以獲得土樣的一些參數(shù)，包括土粒比重、顆粒成分、容重等。室內(nèi)試驗(yàn)主要有巖石吸水率、膨脹試驗(yàn)、動(dòng)力性質(zhì)試驗(yàn)、抗剪強(qiáng)度、壓縮固結(jié)試驗(yàn)、物理性質(zhì)試驗(yàn)等。試驗(yàn)巖石使用巖塊來進(jìn)行試驗(yàn)從而對(duì)物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行判斷。

3工程實(shí)例分析

某鐵路專用線屬于電廠的運(yùn)煤配套項(xiàng)目，長(zhǎng)10.56km，其中挖方路段長(zhǎng)度3.38km，最大挖方高度30m。3.1挖方地段泥巖的膨脹性。沿線調(diào)查挖方地段，發(fā)現(xiàn)不存在比較風(fēng)險(xiǎn)的天然陡坎，緩丘的自然坡度平緩，地表存在裂隙，崗頂表現(xiàn)出渾圓狀。部分開挖的人工坑壁上存在大量裂隙，有灰綠色、灰白色團(tuán)塊充填，新開挖的坑壁存在坍塌現(xiàn)象。邊坡土破碎后表現(xiàn)為碎屑狀、菱塊狀。根據(jù)這些露頭可以對(duì)部分膨脹巖土的特征進(jìn)行分析。采集現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)化巖塊做浸水試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)巖塊在短時(shí)間內(nèi)崩解，干燥后存在明顯的體積收縮。根據(jù)上述表現(xiàn)可以初步認(rèn)為該挖方地段的泥巖存在膨脹性。3.2沿線地質(zhì)調(diào)繪。3.2.1地形地貌。前半段主要為黑河沖積平原以及漫灘，平原地區(qū)開闊、平臺(tái)；后半段為緩丘，有一定起伏，但自然坡度平緩。3.2.2地層巖性。沖積平原以及漫灘段的巖性主要有砂類土、粉土、黏土以及粉質(zhì)黏土。緩丘地段的地層為砂巖以及白堊系泥巖。砂巖的顏色有灰綠色、黃色、淺黃色以及灰白色，全風(fēng)化-強(qiáng)風(fēng)化，紗質(zhì)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀平緩。全風(fēng)化層中存在強(qiáng)風(fēng)化巖層夾雜，風(fēng)化差異較大，部分砂巖以及泥巖互層分布。泥巖的顏色為紫棕色、紫褐色，主要為強(qiáng)風(fēng)化，少部分為弱風(fēng)化，存在裂隙發(fā)育，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，膠結(jié)差，產(chǎn)狀平緩，夾雜灰綠色薄層以及白色團(tuán)塊。3.2.3地質(zhì)構(gòu)造。該地區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜，變動(dòng)復(fù)雜，由于古老構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響產(chǎn)生北東向的基底褶皺，隨著褶曲運(yùn)動(dòng)存在花崗巖體侵入。3.2.4地表水。線路所在地段有河流，處于電廠的北側(cè)。河道彎曲，河水渾濁，常年有水。3.2.5地下水。主要為基巖裂隙水以及第四系孔隙潛水，受到降水量以及季節(jié)的影響。前段主要為第四系孔隙潛水，主要在第四系松散堆積層中，埋深0.2~4m；后端主要為基巖裂隙水，其埋深4.5~22.7m，發(fā)育徑流位節(jié)理裂隙。3.2.6工程塹坡。公路塹坡的高度3~5m，邊坡存在滑溜現(xiàn)象，路側(cè)排水溝被堵塞，跌水槽多數(shù)毀壞。3.3路塹邊坡主要病害類型。泥流：雨季水流裹帶搬運(yùn)坡腳剝落堆積物以及坡面松散層形成泥流，主要在地表徑流集中且嚴(yán)重風(fēng)化剝落部位形成，可引起邊溝堵塞造成路基被沖毀。坡面沖蝕：地表徑流、降雨集中水流沖蝕引起坡面松散層沿著坡面出現(xiàn)溝狀沖蝕，其發(fā)生會(huì)造成邊坡破碎，對(duì)植物生長(zhǎng)不利。坍滑：邊坡淺層膨脹體受到水以及裂隙切割的作用，穩(wěn)定性喪失沿著滑面整體滑移，伴有局部坍落的情況。以雨季多發(fā)，繼續(xù)發(fā)展可造成滑坡?；拢褐饕橇严犊刂疲瑺恳匠霈F(xiàn)，滑坡破壞性很大，與邊坡厚度關(guān)系不大。3.4室內(nèi)試驗(yàn)。外業(yè)選取具有代表性的地段，在29.8m深度取樣30組進(jìn)行膨脹相關(guān)性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)路塹邊坡風(fēng)化泥巖的膨脹性多為中等。3.5工程不利因素分析。長(zhǎng)大挖方排水難度大，且地下水也需要進(jìn)行疏導(dǎo)，因此排水問題比較復(fù)雜；與高壓點(diǎn)距離較近，因此防護(hù)相對(duì)困難；邊坡的坡率確定難度較大，難以確保邊坡穩(wěn)定；膨脹性巖土邊坡高度過大；棄方、填方占地較多。

4結(jié)語(yǔ)

工程地質(zhì)勘察在工程施工中具有非常重要的作用，膨脹性巖土嚴(yán)重危害工程安全，因此必須做好工程地質(zhì)的勘察工作，可以繞避時(shí)盡可能選擇繞避，不能繞避時(shí)要盡可能選擇短距離通過的方法。線路與現(xiàn)有的重要建筑物之間要留有足夠的距離，采用淺挖、低填的方法，盡可能避開地下水發(fā)育的地段從而盡量減少工程隱患。

參考文獻(xiàn)

[1]劉曦文.膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察[J].西部資源，2018（2）：77-78.

[2]李明越.膨脹性巖土地區(qū)工程地質(zhì)勘察[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（10）：917.

作者:盧亮 單位:南京南大巖土工程技術(shù)有限公司