岩土工程勘察若干问题探究

1.工程地质特点

1.1地貌类型多、变化较迅速

本项目隧道沿线经过地段原始地貌包括丘陵、剥蚀残丘、冲洪积阶地、山间洼地及冲沟等，以风化剥蚀及山坡坡洪积作用为主，山丘多呈枕状或馒头状，地形连绵起伏，总体地势大致由北向南微倾。

1.2岩土层成因类型比较复杂，岩性、岩相及厚度变化较大第四纪沉积物的形成受地质营力、地貌和沉积环境的影响，本区第四纪岩土层的主要特点是：

（1）第四系冲洪积粉质粘土，呈可塑～硬塑状态，具有中等强度和中等压缩性，工程性质中等偏差。

（2）第四系冲洪积淤泥质粘土层和中粗砂层。淤泥质粘土具有含水量高、孔隙比高、压缩性高、抗剪强度低、承载力低、渗透性低，触变性强、流变性强的特性。中粗砂属松散、强透水性地层。对工程施工将带来不利影响。

2 工程勘察常见问题及对策

本区工程勘察中常见的问题，主要是与嵌岩桩有关的基岩勘察问题；其次，与持力层内的软弱夹层有关，常见问题及对策简述如下。

2.1岩石风化程度的判别

这是工程勘察及嵌岩桩施工中争议最大、问题最多的，由于不同风化程度的岩石往往呈逐变过渡而无明显界线，加上判别标准不易掌握，更增加了判别的难度。不同程度风化岩石的判别方法有定性与定量两大类方法，定性方法是通过简易方法在现场鉴别岩石露头、钻孔中的岩芯或岩屑；定量方法是测定风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度及岩石压缩波之比得到。对于大型、重要工程，还应配合波速及岩石抗压强度测试进行精确划分。此外，在勘察及嵌岩桩成桩试验时，还可以根据钻进速率—深度曲线来判断岩石的风化程度，基岩中钻进速率—深度曲线上的拐点，就是不同风化程度岩石的分界线。如某工程嵌岩桩钻进速率—深度曲线，拐点反映中等风化岩石中钻进速率≤10cm/h。

2.2 孤石与基岩的区分

由于本区基岩之上的第四系残积土和全风化、强风化风化带中常常含有孤石，在采用基岩作为桩基持力层时，经常会遇到基岩与孤石的判别问题。工程勘察中一旦将孤石误判为基岩，将导致桩基施工中桩端未真正进入基岩，造成桩基承载力不足、沉降过大、桩端土产生剪切破坏的严重后果。区分孤石与基岩的方法有：

（1）根据岩石坚硬程度及风化分带来判断。形成孤石的岩石通常都是坚硬的岩石，本身风化程度较低（多为中—微风化），无风化分带现象；而基岩有风化分带现象，从上到下风化现象逐渐减弱。

（2）根据钻机的工作状态（响声及跳动）来判断。由于本区基岩都为硬岩类，在基岩与孤石中钻进，钻机都会产生响声及轻微跳动。但是，因基岩与孤石比较，其结构完整性相对较好，而且孤石硬度一般都比强风化基岩要高，所以在基岩中钻进，其响声和跳动较孤石中钻进要小。

（3）根据钻头进尺的均匀性来判断。由于孤石结构（大小、数量及胶结紧密程度）的不均一性，在孤石层中钻进进尺速度快慢不一、变化较大，而在基岩中钻进进尺速度相对均匀。

2.3嵌岩桩入岩后，不同风化程度的岩石重复出现在某些场地勘察及桩基施工时，钻头进入中等风化岩石数小时后，在同类岩石中钻进速率反而明显变快，也就是表明桩端岩石由中等风化岩变为强风化岩。造成这些问题主要有以下几方面的原因：

（1）地质构造原因。由于强风化带实际上是构造裂隙发育带，而构造裂隙并不是同等发育、均匀分布的，而是成群、成带分布，当钻孔经过这些不同的裂隙带时，就造成了不同风化程度岩石的反复出现。

（2）花岗岩的球状风化原因。本区花岗岩露头常见大小不一坚硬的花岗岩球状体，钻孔内强风化花岗岩中有时也见到微风化花岗岩岩球。解决的方法如下：

（1）在岩土工程勘察阶段，控制孔深度应适当加深，查明预计桩端以下3～5m以内有无裂隙发育带及断层的分布。

（2）球状风化主要发育在花岗岩强风化带内，其特征是球状体主要由微风化花岗岩组成，岩石较新鲜，其大小一般在1～3m，内部无风化裂隙，无风化分带现。

2.4桩端持力层之中存在透镜状软弱层，勘察时难以完全查明在静压法预应力管桩施工时，有时发现同一场地、同一建筑物的管桩压桩力及桩长相差很大。

例如： 某住宅小区1#楼同一承台的171#、172#桩（桩距1.75m），桩长皆为44m，但压桩力分别为2500kN与800KN，两者相差3倍以上。经施工勘察与分析研究发现，其原因是由于场地地质条件复杂，桩端持力层岩性不均匀，其中夹有软弱层所致。从平面上来看，软弱层长轴方向近东西向，与地层走向及海岸线方向一致，长度一般在20m以内，厚1m 以内，呈透镜状断续或零星分布，由于其规模小，详勘钻孔的孔距（30m左右）很难准确控制其位置及分解决方法：

（1）适当增加勘察钻孔（孔距不宜大于20m），并增加取土孔及取样数量，取土孔数量宜增加至全部勘察钻孔的1/2，每幢建筑物桩端持力层样品数量不得少于6个。

（2）增加原位测试（静力触探） 孔数量，每幢建筑物不少于1个。 （3）加强管理，提高现场原始编录水平，对于厚度≥0.5m的软弱夹层，一定要单独分层、取样；厚度<0.5m的软弱夹层，也应准确记录其位置。

3、结语

（1）本地区特殊的地质、地貌、沉积环境条件，决定了第四纪沉积物的特点和分布，岩土工程勘察工作人员必须掌握相关知识，针对工程勘察中的困难和疑点，采取相应有效的勘察方法和手段，的完成勘察工作。

（2）本区工程勘察中常见不同风化程度岩石的区分、孤石与基岩的辨别，主要经过现场仔细观察岩芯、岩屑，还有钻机工作状态，运用多种简易方法进行综合判断；大型、重要工程应当配合波速测试及岩石强度测定来划分岩体风化分带。基岩埋深及变化，可采用地震勘察、电法勘察，海域中还可采用声波勘察等工程物探方法，结合钻探查明。

（ 3）勘察工作时宜根据建设工程特点及工程地质条件，首先布置一条或数条控制性剖面初步查明岩土层结构及工程特性，以便及时修改调整勘察方案，指导下步勘察工作的顺利进行。详勘工作勘察钻孔的布置，应根据场地及地基的复杂程度来适当调整。

（4）工程勘察应加强现场观察和调查研究，并与设计、施工紧密配合，及时了解施工动态，解决施工中所碰到的岩土工程问题；当场地及地基条件复杂或遇特殊困难，应进行施工勘察。

参考文献

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