特殊性土质岩土工程勘察分析

特殊性土质岩土工程勘察分析作者：张博张全锋来源：《中国科技纵横》2017年第05期摘要：岩土工程是土木工程中包含岩石、土体和地下水三个部分的工程的总称。

不同地域在长久的自然演变后会形成各不相同的岩石和土壤，部分地区形成了特殊性土质。

深特殊性土质岩土工程比普通土质的岩土工程施工难度要大得多，所以更加需要用特殊的勘察设备仪器和技术方法进行分析。

通过勘察可以提前熟悉施工现场的地形地貌、水文地质情况并由此确定施工技术的各个运行参数，以避免施工现场特殊性土质引发的问题。

关键词：特殊性土质；岩土工程；勘察分析中图分类号：TU195 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0089-02岩土工程被广泛应用在城市地下空间与地下工程、边坡与基坑工程、地基与基础工程等涉及到岩石和土体的建筑工程中。

严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土的情况复杂，需要作具体化的专门处理。

特殊性土质的岩土工程勘察工作结束后，要求勘察人员能够提出合理的具体的建议，以此为工程整体全程的建设作更大的贡献，而不是单纯提供勘察报告中的数值资料。

1 对湿陷性土工程的勘察分析1.1 湿陷性土的概况首先，湿陷性土分为湿陷性黄土和干旱以及半干旱地区的除黄土外的湿陷性碎石土、砂土和其他土体。

近些年来，我国的岩土工程勘察技术，特别是湿陷性土工程勘察技术取得了相当可观的进步。

黄土在自重或一定压力下受到水的浸泡，土体的结构会发生破坏，继而出现较明显的附加下沉现象，这样的黄土被称为湿陷性黄土。

湿陷性黄土的湿陷系数已经大于等于0.015。

1.2 湿陷性土的勘察方法施期前要开展严密的现场勘察。

《岩土工程勘察规范》GB500212001-2009中对湿陷性土的勘察执行标准进行了全面的说明。

详细的勘察勘探点的间距应按照地基复杂程度的等级来确定，越复杂的现场勘探点布置的越密集。

湿陷性土的勘探点间距应取范围内的最小值。

若当场的湿陷性土分布不均匀，则可以适当地增加勘探点数量且要求所有勘探孔的深度都要穿透湿陷性土层。

湿陷性碎石土和砂土，适宜采用动力触探试验和标准贯人试验确定力学特性。

取样后需要测定的参数包括：湿陷性和总湿陷量（湿化实验）、密度和含水率（大体积法）、地基承载力、地层接触面的强度。

钻探工艺简单的有十字钻回转法和钢丝钻头回转法。

前者是应用十字钻回转进行软土区钻探作业，采用的设备是空心十字钻头，钻头四侧分布有向上的出水口。

钻进操作采用的是水钻工艺，钻头在孔内造浆护壁。

必须满足取样要求密度大的要求，取样间隔普遍采用的是10米。

后者即钢丝钻头回转法，钻探设备采用普通合金钻头，用水口较大而且需要带有钢丝，水钻法作为钻进方式，在多种地层种类钻探作业中被大量应用，缺点是钻探与取样的质量都相对较差。

2 对红黏土工程的勘察分析2.1 红黏土的概况红黏土含原生与次生红黏土，颜色为棕红或褐黄，覆盖在碳酸盐类的岩系之上，其含水率大于或等于50%的高塑性黏土为原生红黏土。

其经搬运、沉淀后仍保留其基本特征，且其液限大于45%可界定为次生红黏土。

红黏土地区的岩土工程勘察，应着重其状态分布、裂隙发育特征及地基的均匀性。

红黏土根据其含水比从小到大，土质状态逐渐变软。

根据其裂隙的发育特征，又可以由裂隙的数量从少到多分为致密状、巨大块状和碎块状态三种土体结构。

若当地地基全部由红黏土组成，则改地基均匀，否则为不均匀地基。

2.2 红黏土的勘察方法红黏土地区的工程地质测绘和调查应按照规范的规定进行，其中着重要确定下来的内容包括：不同地貌单元红黏土的分布、厚度、物质组成、土特性及其差异；下伏基岩岩性、岩溶发育特征及其与红黏土的土性、厚度变化的关系；地裂分布、发育特征及其成因，土体结构特夜，土体中裂隙的密度、深度、延展方向及其发育规律；地表本体和地下本的分布、动态及其与红黏土状态垂直方向的分布的关系。

红黏土的勘察钻探可以采用无泵反循环钻进，钻具需选用开闭式反循环钻具。

钻探过程中要注意以下几个常出状况的点：①钻头压力，若控制不当容易造成岩芯阻碍；②钻探不能一钻到底，而要周而复始、循序渐进；③钻具的操作要稳步、平缓进行，速度可稍微快一些。

当遇到突发情况必须停止钻探时，需要上下反复提钻，防止出现埋钻的问题；④为提高钻探的高效利用率，每次钻后都要进行钻头的维护工作。

无泵反循环钻进技术的提高和发展是一个要考虑经济效益和施工技术难易程度的关键问题。

在勘察的初级阶段，探点的布置间距可控制在30到50米之间。

到了详细勘察阶段，对于均匀的地基，间距可以调整在12到24米，不均匀地基则减少到6到12米。

和湿陷性土一样，对于复杂地区，勘探点要适当加密，勘探孔深度要达到基岩的深度。

当基础浅埋、外侧的基础倾斜或者承受较大水平荷载时，应结合多个因素综合考虑确定红黏土的承载力。

3 对多年冻土工程的勘察分析3.1 多年冻土的概况含有固态水，且冻结状态持续两年或两年以上的土，可以定义为多年冻土。

持续多年冻结状态的土石层，可分为上下两层：上层每年夏季融化，冬季冻结，为活动层或是冰融层；下层常年处在冻结状态，为多年冻土或多年冻层。

多年冻土的南方向的界线处的平均低温接近0℃，冻土厚度为1到2米。

数值上如果超过这一界限，就从连续冻土带过渡到不连续冻土带。

中、低纬高山和高原地区的冻土层厚度和变化规律，主要与海拔高度有关。

一般来讲，海拔越高，冻土层越厚，底部温度也越低，多年冻土的埋藏深度也就越小。

土层的冻融变化作为土木工程建设中一项必须考虑的至关重要的因素，处置不当将带来许多严重后果。

3.2 多年冻土的勘察方法对多年冻土进行勘察研究相对较难，专业勘测人员一般主要采取钻探的方式。

挖探和物探两种方法作为辅助，不必要时一般不会采取。

野外钻探作业通常选择合金无水回转钻进，通常钻头的横截面大于0.11米，回次进尺数按照进尺速度及冻土上限这两个参数来确定。

为了有效控制冰晶状态，钻进时间段要掌握好，回次进尺最好保证在不高于0.3米。

含水量或者冰层数值显示较大时，应利用高压中速方式钻进；砂性冻土层利用高压方式钻进，通过不停地活动，使之压力不断扩充，为采取岩芯作保障；粘性冻土层回次进尺数通常不应过大；面对砾卵石在上层覆盖而且地下水量很大的情况下，孔口管应直接深入冻土层，以取得更好钻进作用。

4 对膨胀土工程的勘察分析4.1 膨胀土的概况膨胀土，是指主要成分为亲水性矿物，具有显著吸水膨胀、失水收缩、开裂，并且还会出现往复胀缩变形现象的高塑性黏质土。

膨胀土因为富含钙离子、铁离子、锰离子，颜色一般呈现出棕、黄、褐色及灰白。

膨胀土在我国的分布范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等省市均有不同大小范围的分布。

想要判定某土体是否为膨胀土，通常要考察膨胀率与液限这么两种指标。

当自由膨胀率大于等于40%、液限大于等于40%时，该土质即为膨胀土，并且可分为强、中、弱三个等级。

膨胀土常常会引起地面的不平坦和坑坑洼洼。

根据膨胀土地区的地形坡度和同一建筑物附近小范围内的局部高差大小可以把该地区分类为平坦场地和不平坦场地。

当粘土的含水量发生变化，垂直和水平两个方向的体积立即就都会产生膨胀。

仅1%～2%的含水量的轻微变化就足以引起有害的土体膨胀。

社会上关于许多膨胀土地区报道出建造在膨胀土上的地板在雨季来临时土中含水量增加引起的地板翘起开裂事件时有发生，对人们正常生产生活的不良影响较大。

4.2 膨胀土的勘察方法对于膨胀土地区勘察作业，可采用钻探、人力钻、人工挖探等方式，在实际勘察过程中，如果膨胀土层厚度不大，通常钻至非膨胀土层一定深度；如果膨胀土层厚度较大，对于各个勘探点实际勘探深度，必须满足拟建工程对勘探钻孔深度的要求。

膨胀土是特殊土的一种，常用的地基处理方法有换土、土性改良、预浸水以及防止地基土含水量变化等工程措施。

膨胀岩土地区的工程地质测绘和调查应包括下列内容：查明膨胀岩土的岩性、地质年代、成因、产状、分布以及颜色、节理、裂缝等外观特征；划分地貌单元和场地类型，查明有无浅层滑坡、地裂、冲沟以及微地貌形态和植被情况；调查地表水的排泄和聚集状况以及地下水型、水位和变化规律；搜集当地降水量、蒸发力、气温、培植、干温季节、干旱持续时间等气象资料，查明大气影响深度；调查当地的建筑经验。

勘察过程中，有一系列规定必须遵守，严格执行。

膨胀岩石区域的地貌单位和微地貌形态相对较复杂，所以勘探点的设置数量应该相对其他土质区域要多一些，采样的探测点的数量则规定要大于等于总数量的一半。

探测孔的埋设深度子啊满足了基础埋深和额外压力的影响深度基础上，还需要控制在大气的影响深度范围内，数值上大于等于8米，特殊情况下不得小于5米。

为了取各个等级的土样，埋设的探测点位置也不同。

最终需要测定得到的参数主要是包括自由膨胀率、收缩系数、膨胀力。

特别的，对于具有膨胀缩小裂缝的膨胀土边坡，要进行裂缝滑动的验算。

5 结语特殊性岩土地区都要根据实际的勘查结果来进行下一步的施工，坚决不能简单搬用普通地区的施工经验。

否则会导致泥石流、地面沉降、断裂等问题。

因此，施工前、施工期间、施工后三大阶段都要有时时的勘察工作，准确详细的勘察资料在特殊性岩土工程的设计参数的确定方面起着重要的作用。

湿陷性土、红黏土、多年冻土、膨胀岩土等特殊性岩土的地区要按照其对应的勘察规范确定其对应的地质水文条件，进一步确定相应的实际的技术方案。

精确的勘察分析可有效提高工程的施工安全性和造价的经济合理性。

参考文献[1]范秋雁，徐炳连，朱真.广西膨胀岩土滑坡治理工程实录[J].岩石力学与工程学报，2013（S2）.[2]王正林.浅谈特殊性土质岩土工程勘察分析[J].中国新技术新产品，2013（01）.[3]张培德.浅谈岩土工程勘察及工程分析评价[J].建材与装饰（中旬刊），2007（07）.。