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巖土勘察應(yīng)用手段適宜性及配置論文
巖土工程勘察是廣義的建構(gòu)筑物擬建場(chǎng)址之地質(zhì)及構(gòu)造條件、工程地質(zhì)條件、水文及環(huán)境地質(zhì)條件等多方面特征的勘察探測(cè)工作。旨在了解場(chǎng)地的地層結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成、分布特征及其在三維方向上的變化特征等，查明各單元層體的工程及物理力學(xué)性質(zhì)，獲得相應(yīng)的條件參數(shù)以作為擬建構(gòu)筑物基礎(chǔ)及主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的參照依據(jù)。當(dāng)前，世界各地所擁有的技術(shù)、設(shè)備各種各樣，但總體上依然歸屬于歷史沿革下來(lái)的幾個(gè)大類，即鉆探、觸探、物探、工程測(cè)繪、人工挖探。鉆探是基礎(chǔ)性的勘察手段之一，根據(jù)不同的勘探要求、場(chǎng)地和地層條件，需選用不同的勘探設(shè)備來(lái)完成；觸探則集鉆進(jìn)和試驗(yàn)于一體，但只適用于由松散堆積物組成或巖土層強(qiáng)度相對(duì)較低的場(chǎng)址和地基的勘察工作；物探和工程測(cè)繪一般只作為輔助手段使用于大型工程項(xiàng)目的選址、初勘勘察工作中；人工挖探一般是在做專項(xiàng)研究或場(chǎng)地和地層條件有所限制時(shí)使用的勘察手段，除作為專項(xiàng)科學(xué)研究項(xiàng)目的勘察手段外，一般只作為其它勘察手段的輔助手段使用，包括槽探和井探。另一方面，由于地域和習(xí)慣的差異，各地所采用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式及理論模擬方法各有差異，這使得各地對(duì)所使用設(shè)備及勘察手段各有選擇；地域氣候的差異及地域巖土實(shí)體物質(zhì)組成的不同也不同程度地影響著人們的行為方式和對(duì)使用工具的選擇。因?yàn)�，勘察所獲得的數(shù)據(jù)資料必須與巖土體實(shí)際存在狀態(tài)“相符”是一條“鐵”的原則，只有這樣，所設(shè)計(jì)建造的建構(gòu)筑物才是安全可靠的。
1勘察工作的基本地域分類
勘察所要獲得的數(shù)據(jù)一般指自然界狀態(tài)之巖土體的強(qiáng)度、均勻性、穩(wěn)定性3個(gè)方面的物性特征，即指巖土體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及均勻性、分布厚度、分布范圍幾個(gè)方面的表現(xiàn)特征。
(1)在平原地區(qū)，由于由松散堆積物構(gòu)成的第四系覆蓋層厚度大，所以勘察設(shè)備以輕型鉆機(jī)和靜力觸探為主，但要根據(jù)實(shí)際地層或場(chǎng)地條件來(lái)確定使用哪一種或兩種設(shè)備同時(shí)使用。如在以中密一密實(shí)程度的砂性土和硬塑一堅(jiān)硬狀態(tài)的粘性土構(gòu)成的地層中應(yīng)以輕型鉆機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)貫人原位實(shí)驗(yàn)為主進(jìn)行勘察，而在以稍密程度的砂性土、軟塑一流塑狀態(tài)的粘性土、新近沉積土和人工填土及海湖相沉積的淤泥和淤泥質(zhì)土構(gòu)成的地層中，則應(yīng)以靜力觸探設(shè)備、十字板剪切或輕型動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)為主進(jìn)行勘察。
(2)在由巖石組成的地層中，除強(qiáng)風(fēng)化地段巖石的強(qiáng)度低而近似于土質(zhì)地層可以采用常規(guī)的勘察手段外，由于原位測(cè)試手段和常規(guī)的土工試驗(yàn)手段不再有效，所以只能采用巖芯鉆探鉆進(jìn)工藝，試驗(yàn)數(shù)據(jù)則采用巖石的壓、剪、折三項(xiàng)物性指標(biāo)。強(qiáng)風(fēng)化巖石地層，由于其尚存在一定的強(qiáng)度，除鉆進(jìn)可以采用常規(guī)的輕型鉆探設(shè)備外，由于取不到原裝試樣，常規(guī)的室內(nèi)土工試驗(yàn)亦派不上用場(chǎng)，所以只能采用重型原位試驗(yàn)來(lái)取得該類地層的力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(3)在卵礫石地層中，由于原裝試樣更難取得，且鉆進(jìn)過(guò)程中孑L壁的穩(wěn)定性較差，漏水使回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝不能使用，所以只能采用沖擊跟管鉆進(jìn)工藝或泥漿護(hù)壁牙輪鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝實(shí)現(xiàn)成孔，并分段進(jìn)行重型原位觸探試驗(yàn)取得該類地層的力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2不同地層條件下的勘察工作
鉆探通過(guò)由上下兩個(gè)隔水層或弱透水層所夾的含水地層時(shí)，由于土層中孔隙密度的不均勻性，使含水量在整個(gè)地層中分布不均，或者整個(gè)含水層由潛水面在垂向上分成兩個(gè)單元，僅由采取原狀土試樣進(jìn)行土工試驗(yàn)獲得力學(xué)數(shù)據(jù)的勘察方法便不再實(shí)用，因?yàn)榭辈觳豢赡芎馁M(fèi)成倍的人力物力和時(shí)間去取得足夠多的土試樣來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)和獲得數(shù)據(jù)，尤其當(dāng)是粉性土地層水下采取原狀土試樣非常困難時(shí)，由采取土試樣和進(jìn)行土工試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)的方法其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度和可靠程度也會(huì)很低。針對(duì)此類情形，靜力觸探這一勘察手段便凸顯出其優(yōu)越性，因?yàn)樗羌@進(jìn)和試驗(yàn)于一體、試驗(yàn)數(shù)據(jù)跟蹤全鉆進(jìn)過(guò)程的勘察手段，在動(dòng)力穩(wěn)定給進(jìn)有效的前提下，所獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，覆蓋面廣而經(jīng)濟(jì)性高，故此，值得推崇且應(yīng)將其作為主要手段采用。當(dāng)然，還應(yīng)該考慮到相鄰和相近地層對(duì)此勘察手段的適宜性問(wèn)題，而考慮兩種或更多種勘察手段是否同時(shí)使用和相互印證，但最起碼，在這一地層內(nèi)是完全可以以它為主的。此處，還有一個(gè)特殊情況值得注意，就是在有礓石的地層中使用靜力觸探進(jìn)行勘察時(shí)，探頭遇到礓石時(shí)會(huì)出現(xiàn)與該地層應(yīng)有力學(xué)強(qiáng)度差異較大的數(shù)據(jù)指標(biāo)。那么，對(duì)這些所謂的“異常峰值”應(yīng)進(jìn)行“淡化”處理。因?yàn)�，不處理就�?huì)存在試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性較大，并在數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)整理后使成果數(shù)值出現(xiàn)相對(duì)偏大的傾向，而這樣的勘察成果的安全儲(chǔ)備也相對(duì)偏低。
3勘察實(shí)務(wù)應(yīng)遵循的原則
根據(jù)以上所述，勘察手段、設(shè)備和不同組合的選取，可按以下原則進(jìn)行。
3．1因建構(gòu)筑物級(jí)別不同而采取不同的勘察手段及設(shè)備組合進(jìn)行勘察
(1)一般高層建筑均采用百米鉆進(jìn)行勘察，百米鉆有多種類型和不同型號(hào)，可根據(jù)不同工程需要和設(shè)備能力選用。勘察過(guò)程中一般需采取巖土試樣、進(jìn)行原位測(cè)試、進(jìn)行波速測(cè)試、采取水試樣、抽水試驗(yàn)或壓水試驗(yàn)等。此外，場(chǎng)地條件較復(fù)雜時(shí)，還要配以一定量的物探工作進(jìn)行地層甄別和輔助判定。
(2)一般多層建筑多采用SH一30(2)輕便型鉆機(jī)、靜力觸探設(shè)備進(jìn)行勘察�？辈爝^(guò)程中一般需采取巖土試樣、進(jìn)行原位測(cè)試、采取水試樣等。對(duì)某些具有特殊承載要求的場(chǎng)地，尚需進(jìn)行波速測(cè)試。
3．2因場(chǎng)地條件不同而采用不同的勘察手段進(jìn)行勘察
(1)一般寬闊平坦的場(chǎng)地均采用輕便型鉆探設(shè)備進(jìn)行勘察。汽車鉆、SH-30(2)輕便型鉆機(jī)、靜探車等，均可作為輕便型勘探設(shè)備使用。
(2)在場(chǎng)地條件限制較多而勘探深度不高的情況下，一般采用SH-30(2)輕便型鉆機(jī)進(jìn)行勘察；而當(dāng)遇到場(chǎng)地條件限制較多而勘探深度又較高的時(shí)，一般采用人工鉆塔坐地百米鉆進(jìn)行勘察。
(3)線形工程在場(chǎng)地條件允許的情況下，一般均采用汽車鉆進(jìn)行勘察；在場(chǎng)地條件限制較多的情況下，一般采用SH一30(2)輕便型鉆機(jī)、人工鉆塔坐地百米鉆進(jìn)行勘察。
(4)水上勘察則還需考慮搭筑水上操作平臺(tái)。由水上勘察的特殊性，一般在測(cè)定的勘探點(diǎn)處設(shè)置導(dǎo)向管，以保證鉆探工作過(guò)程的安全和順利。
(5)冰上鉆探一般在封冰期進(jìn)行，冰層厚度不得小于40cm，冰水之間不得有空隙。春融期間，冰層厚度大于60cm方可進(jìn)行冰上鉆探施工，并保證施工在封冰安全期內(nèi)完成。施工過(guò)程中，應(yīng)設(shè)專人定時(shí)對(duì)冰層厚度變化進(jìn)行觀測(cè)，設(shè)定施工行走路線，對(duì)冰洞、明流及薄弱冰帶應(yīng)設(shè)立明顯標(biāo)志和防護(hù)欄。
3．3因地層條件不同而采取不同的勘察手段進(jìn)行勘察
(1)由軟弱地層構(gòu)成的場(chǎng)地一般采用SH一30(2)輕便型鉆機(jī)、靜探設(shè)備進(jìn)行勘察，并以原位試驗(yàn)所形成的數(shù)據(jù)依據(jù)為主。
(2)中軟、中硬級(jí)別的場(chǎng)地土一般采用汽車鉆、百米鉆、SH一30(2)輕便型鉆機(jī)進(jìn)行勘察。此外，為合理減少工作量，可考慮采用靜探設(shè)備作為輔助勘察設(shè)備。
(3)硬、堅(jiān)硬級(jí)別的場(chǎng)地土一般采用汽車鉆、百米鉆進(jìn)行勘察。
(4)對(duì)具有失陷性或水軟性等特殊性場(chǎng)地土，在常規(guī)勘察的基礎(chǔ)上一般需要附以特殊的勘察工具，按規(guī)范規(guī)定的技術(shù)要求采取符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的原狀巖土試樣。
3．4因地層結(jié)構(gòu)不同而采取不同的勘察手段來(lái)相互印證
軟弱地層一般考慮以原位試驗(yàn)數(shù)據(jù)依據(jù)為主，強(qiáng)度較高的地層一般采用原位試驗(yàn)數(shù)據(jù)和室內(nèi)土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)并重的原則進(jìn)行勘察。這樣，一般采取鉆機(jī)和靜探設(shè)備同時(shí)使用的方法進(jìn)行擬選場(chǎng)地的勘察工作。
4結(jié)論
以上即為勘察工作使用手段的適宜和合理配置的一般操作原則，實(shí)際操作和使用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握，以實(shí)現(xiàn)以最少的投入來(lái)達(dá)成科學(xué)完整的工作成果。
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