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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工作。旨在了解場地的地層結(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)計的參照依據(jù)。當前，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的幾個大類，即鉆探、觸探、物探、工程測繪、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、場地和地層條件，需選用不同的勘探設(shè)備來完成；觸探則集鉆進和試驗于一體，但只適用于由松散堆積物組成或巖土層強度相對較低的場址和地基的勘察工作；物探和工程測繪一般只作為輔助手段使用于大型工程項目的選址、初勘勘察工作中；人工挖探一般是在做專項研究或場地和地層條件有所限制時使用的勘察手段，除作為專項科學(xué)研究項目的勘察手段外，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)驗數(shù)據(jù)、經(jīng)驗公式及理論模擬方法各有差異，這使得各地對所使用設(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使用工具的選擇。因為，勘察所獲得的數(shù)據(jù)資料必須與巖土體實際存在狀態(tài)“相符”是一條“鐵”的原則，只有這樣，所設(shè)計建造的建構(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)之巖土體的強度、均勻性、穩(wěn)定性3個方面的物性特征，即指巖土體的結(jié)構(gòu)強度及均勻性、分布厚度、分布范圍幾個方面的表現(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)備以輕型鉆機和靜力觸探為主，但要根據(jù)實際地層或場地條件來確定使用哪一種或兩種設(shè)備同時使用。如在以中密一密實程度的砂性土和硬塑一堅硬狀態(tài)的粘性土構(gòu)成的地層中應(yīng)以輕型鉆機和標準貫人原位實驗為主進行勘察，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力觸探實驗為主進行勘察。
(2)在由巖石組成的地層中，除強風(fēng)化地段巖石的強度低而近似于土質(zhì)地層可以采用常規(guī)的勘察手段外，由于原位測試手段和常規(guī)的土工試驗手段不再有效，所以只能采用巖芯鉆探鉆進工藝，試驗數(shù)據(jù)則采用巖石的壓、剪、折三項物性指標。強風(fēng)化巖石地層，由于其尚存在一定的強度，除鉆進可以采用常規(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)土工試驗亦派不上用場，所以只能采用重型原位試驗來取得該類地層的力學(xué)實驗數(shù)據(jù)。
(3)在卵礫石地層中，由于原裝試樣更難取得，且鉆進過程中孑L壁的穩(wěn)定性較差，漏水使回轉(zhuǎn)鉆進工藝不能使用，所以只能采用沖擊跟管鉆進工藝或泥漿護壁牙輪鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進工藝實現(xiàn)成孔，并分段進行重型原位觸探試驗取得該類地層的力學(xué)實驗數(shù)據(jù)。
2不同地層條件下的勘察工作
鉆探通過由上下兩個隔水層或弱透水層所夾的含水地層時，由于土層中孔隙密度的不均勻性，使含水量在整個地層中分布不均，或者整個含水層由潛水面在垂向上分成兩個單元，僅由采取原狀土試樣進行土工試驗獲得力學(xué)數(shù)據(jù)的勘察方法便不再實用，因為勘察不可能耗費成倍的人力物力和時間去取得足夠多的土試樣來進行試驗和獲得數(shù)據(jù)，尤其當是粉性土地層水下采取原狀土試樣非常困難時，由采取土試樣和進行土工試驗獲得數(shù)據(jù)的方法其數(shù)據(jù)的準確程度和可靠程度也會很低。針對此類情形，靜力觸探這一勘察手段便凸顯出其優(yōu)越性，因為它是集鉆進和試驗于一體、試驗數(shù)據(jù)跟蹤全鉆進過程的勘察手段，在動力穩(wěn)定給進有效的前提下，所獲得的試驗數(shù)據(jù)準確可靠，覆蓋面廣而經(jīng)濟性高，故此，值得推崇且應(yīng)將其作為主要手段采用。當然，還應(yīng)該考慮到相鄰和相近地層對此勘察手段的適宜性問題，而考慮兩種或更多種勘察手段是否同時使用和相互印證，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行勘察時，探頭遇到礓石時會出現(xiàn)與該地層應(yīng)有力學(xué)強度差異較大的數(shù)據(jù)指標。那么，對這些所謂的“異常峰值”應(yīng)進行“淡化”處理。因為，不處理就會存在試驗數(shù)據(jù)離散性較大，并在數(shù)據(jù)的統(tǒng)計整理后使成果數(shù)值出現(xiàn)相對偏大的傾向，而這樣的勘察成果的安全儲備也相對偏低。
3勘察實務(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，可按以下原則進行。
3．1因建構(gòu)筑物級別不同而采取不同的勘察手段及設(shè)備組合進行勘察
(1)一般高層建筑均采用百米鉆進行勘察，百米鉆有多種類型和不同型號，可根據(jù)不同工程需要和設(shè)備能力選用�？辈爝^程中一般需采取巖土試樣、進行原位測試、進行波速測試、采取水試樣、抽水試驗或壓水試驗等。此外，場地條件較復(fù)雜時，還要配以一定量的物探工作進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、靜力觸探設(shè)備進行勘察�？辈爝^程中一般需采取巖土試樣、進行原位測試、采取水試樣等。對某些具有特殊承載要求的場地，尚需進行波速測試。
3．2因場地條件不同而采用不同的勘察手段進行勘察
(1)一般寬闊平坦的場地均采用輕便型鉆探設(shè)備進行勘察。汽車鉆、SH-30(2)輕便型鉆機、靜探車等，均可作為輕便型勘探設(shè)備使用。
(2)在場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)輕便型鉆機進行勘察；而當遇到場地條件限制較多而勘探深度又較高的時，一般采用人工鉆塔坐地百米鉆進行勘察。
(3)線形工程在場地條件允許的情況下，一般均采用汽車鉆進行勘察；在場地條件限制較多的情況下，一般采用SH一30(2)輕便型鉆機、人工鉆塔坐地百米鉆進行勘察。
(4)水上勘察則還需考慮搭筑水上操作平臺。由水上勘察的特殊性，一般在測定的勘探點處設(shè)置導(dǎo)向管，以保證鉆探工作過程的安全和順利。
(5)冰上鉆探一般在封冰期進行，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。施工過程中，應(yīng)設(shè)專人定時對冰層厚度變化進行觀測，設(shè)定施工行走路線，對冰洞、明流及薄弱冰帶應(yīng)設(shè)立明顯標志和防護欄。
3．3因地層條件不同而采取不同的勘察手段進行勘察
(1)由軟弱地層構(gòu)成的場地一般采用SH一30(2)輕便型鉆機、靜探設(shè)備進行勘察，并以原位試驗所形成的數(shù)據(jù)依據(jù)為主。
(2)中軟、中硬級別的場地土一般采用汽車鉆、百米鉆、SH一30(2)輕便型鉆機進行勘察。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、堅硬級別的場地土一般采用汽車鉆、百米鉆進行勘察。
(4)對具有失陷性或水軟性等特殊性場地土，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)標準的原狀巖土試樣。
3．4因地層結(jié)構(gòu)不同而采取不同的勘察手段來相互印證
軟弱地層一般考慮以原位試驗數(shù)據(jù)依據(jù)為主，強度較高的地層一般采用原位試驗數(shù)據(jù)和室內(nèi)土工試驗數(shù)據(jù)并重的原則進行勘察。這樣，一般采取鉆機和靜探設(shè)備同時使用的方法進行擬選場地的勘察工作。
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，實際操作和使用過程中應(yīng)根據(jù)實際情況靈活掌握，以實現(xiàn)以最少的投入來達成科學(xué)完整的工作成果。
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