岩土工程中特殊岩土的勘察技术探究

岩土工程中特殊岩土的勘察技术探究

发表时间：2019-08-09T10:31:12.383Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：何爱民[导读] 在勘察施工中，要根据基地的不同性质，选用不同的、适合的测试手段和方法。

广东省有色金属地质局933队 526060 摘要：在多种项目工程建设过程中，岩土勘察技术是一项非常重要的内容，对工程项目的安全、质量、进度、设计、施工等起到非常重要的作用。伴随我国社会主义市场经济高速发展，我国工程项目与日俱增，施工地质条件日益复杂，岩土工程勘察技术面临着巨大的技术难题。如何发现当前我国勘察技术出现的问题，并进行有效的解决；如何加强对相关管理人员的控制；如何实施全方面，多维度的管理

理念，建设一支完善、技术含量高的技术队伍，是当前面临的最主要的难题。然而特殊工程地质性质又是指岩土具有特殊的物质成分、结构、构造和物理力学性质。容易产生工程地质灾害的特殊岩土较多，主要有湿陷性黄土、软土、膨胀土、红粘土、盐渍土、泥炭土、冻土、人工填土等。本文着重对湿陷性黄土、软土、膨胀土三种特殊岩土勘察进行详细阐述。//www.xz 关键词：特殊岩土；岩土工程；勘探技术

一、岩土工程勘察的重要意义。

在勘察施工中，要根据基地的不同性质，选用不同的、适合的测试手段和方法，这样可以提高勘察结果的准确性，地基上的性质有以下几类：对于砂土，粉土和一般粘性土，常用标准贯入试验，需要注意的是标贯击数的精确度会影响评判地基土的强度性质，对于淤泥、淤泥质土，由于软土的灵敏度高会影响到钻孔，因此一些勘察单位广泛布置静探孔或采用全静探来降低成本。对于沿海附近地层中分布的淤泥、一般粘性土，淤泥质土、砂土、粉土，又由于地下水位埋藏较浅，最好采用静力触探，这样不但能准确分层，而且能客观准确地反映地基土的强度性质。同时，岩土工程勘察技术的运用可为建设项目的没计和施工提供科学的指导数据，及时避免和改造自然环境中存在的不利条件，避免或节约项目施工中的处理费用，从而保证建设项目的质量安全和生产进度。因此，前期的岩土工程勘察工作虽然所占比率不大，但其作用和意义显得十分重要。

二、常规岩土工程勘察的方法

1.工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可采用调查代替工程地质绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用。

2.勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是，物探成果判释往往具多解性，方法的使用又受地形条件等的限制，其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。坑探工程的类型较多，应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备，耗费人力、物力较多，有些勘探工程施工周期又较长，而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点，布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据，切避盲目性和随意性。

3.原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的，是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行，是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试的优点是试样不脱离原来的环境，基本上在原位应力条件下进行试验所测定的岩土体尺寸大，能反映宏观结构对岩土性质的影响，代表性好。试验周期较短，效率高尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。

三．特殊岩土的特性及勘探技术

1 湿陷性黄土性质

在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的现象称为湿陷，浸水后发生湿陷的黄土称为湿陷性黄土。其中，在上覆土的自重压力下受水浸湿发生湿陷的黄土称为自重湿陷性黄土，在大于上覆土的自重压力下受水浸湿发生湿陷的黄土称为非自重湿陷性黄土。

1.1 湿陷性黄土的工程地质特征

1）粒度成分以粉粒组为主（多在50%~70%之间），天然孔隙比较大（多在1.0~1.1之间），天然状态下多具垂直节理和大孔隙架空结构；

2）由于可溶盐胶结物与负孔隙压力的存在，在天然状态下，其压缩性较低，表观粘聚力较大，抗剪强度较高，但遇水浸湿后，因可溶盐胶结物的胶溶作用以及负孔隙压力的消失，其压缩性骤然增大，表观粘聚力骤然减小乃至完全消失，导致土的抗剪强度迅速减小而产生湿陷；

3）由于垂直节理的存在，其渗透系数具有明显的各向异性，垂直向渗透系数一般比水平向渗透系数大10倍左右。

1.2 湿陷性黄土岩土工程勘察基本技术要求

湿陷性黄土岩土工程勘察基本技术要求，湿陷性黄土场地与地基的岩土工程勘察除应满足一般场地与地基的岩土工程勘察基本技术要求外，还应着重调查和评价湿陷性黄土的工程特性及其对建筑物的影响：着重查明黄土地层的时代、成因，湿陷性土层的厚度，湿陷系数随深度的变化，湿陷类型和湿陷等级的平面分布，地下水位元变化幅度，湿陷性黄土的主要物理力学性质；结合工程要求，对场地与地基作出岩土工程评价和处理措施建议。

1）勘探点的布置应根据建筑总平面图、建筑物类型、工程地质条件复杂程度确定；

2）勘探点的深度应根据湿陷性黄土的厚度和预估压缩层深度确定。除应大于预估压缩层深度外，对非自重湿陷性黄土场地，还应大于基础底面下5m；对自重湿陷性黄土场地，当基础底面下的湿陷性黄土厚度大于10m时，对陇西、陇东和陕北地区，不应小于基底下15m，对其他地区不应小于基底下10m；对甲、乙类建筑物应有一定数量的取土勘探点穿透湿陷性黄土层。技术孔数量不应少于全部勘探孔数量的2/3，并应有一定数量的探井，在Ⅲ、Ⅳ级自重湿陷性黄土场地，探井数量不得少于1/3；

3）为评价地层均匀性和土的力学性质，可采用静力触探、标准贯入试验和旁压试验等原位测试方法。当需进一步确定湿陷起始压力或地基承载力时，应进行载荷试验。

1.3 湿陷性黄土地基的工程处理措施

地基处理，破坏土的大孔结构。防水措施，建筑物的防水和排水。结构措施，增强建筑物适应不均匀沉降的能力。

2 膨胀土

膨胀土是指土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀、失水收缩两种变形特性的粘性土。膨胀土在我国南方的中西部地区较为多见。

2.1 膨胀土的工程地质特征

多具有高分散性：＜0.002mm的粘粒含量一般＞30%；高塑性：塑性指数一般＞20%；高液限：液限含水量一般＞40%。吸水膨胀：其膨胀率一般为1%~5%，大的可达10%，膨胀压力一般为50kPa~100kPa。失水收缩：其线收缩率一般为3%~8%，收缩系数一般为0.3~0.6，大的可达0.7~1.0，缩限含水量一般为9.3%~20.8%。具有胀缩可逆性。

2.2 膨胀土的岩土工程勘察基本技术要求

膨胀土场地与地基的岩土工程勘察除应满足一般场地与地基的岩土工程勘察基本技术要求外，还应着重调查膨胀土的时代、成因与埋藏分布特征、评价膨胀土的工程特性及其对建筑物的影响。

2.3 膨胀土对建筑物的危害

因季节性气候变化，土中水分剧烈变化而引起地基不均匀胀缩变形，导致房屋开裂。

2.4 膨胀土地基的工程措施

从设计措施上：考虑建筑场地的选择、建筑措施、结构处理、地基处理；从施工措施：排水、防水。

3 软土

软土是指天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土。包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等，其外观多为灰到灰黑色。软土在我国主要分布于东南沿海、中西部湖沼地区等。

3.1 软土的工程地质特征

软土的主要工程地质特征是：天然含水量大（天然含水量大于液限）；天然孔隙比大（一般大于或等于1.0）；压缩性高，强度低；渗透性低（垂直渗透系数一般为10cm/s~6cm/s或10cm/s~8cm/s）；灵敏度大（一般为3~4，大者可达8~9）；在较大的地震力作用下，容易产生震陷。

3.2 软土的岩土工程勘察基本技术要求

软土场地与地基的岩土工程勘察除应满足一般场地与地基的岩土工程勘察基本技术要求外，还应着重调查，软土的成因类型、成层条件、埋藏分布规律、层理特征、水平向与垂直向的均匀性；地表硬壳层的分布与厚度、下伏硬土层或基岩的埋深和起伏；软土的固结历史、应力水平和结构破坏对强度与变形的影响；微地貌形态和暗埋的塘、浜、沟、坑、穴等的分布、埋深及其填土的情况；地基基础施工等对软土应力状态、强度和压缩性的影响等。

3.3 软土地基的工程措施

1）当建筑物相邻高低层荷载相差较大时，应分析其变形差异和相互影响；当地面有大面积堆载时，应分析对相邻建筑物的不利影响；2）地基沉降计算可采用分层总和法或土的应力历史法，并应根据当地经验进行修正，必要时，应考虑软土的次固结效应；3）提出基础形式和持力层的建议；对于上为硬层，下为软土的双层土地基应进行下卧层验算。

结论

综上所述，对各地区域性土的工程性质，开展深入系统研究是岩土工程发展的方向。探明各地区域性土的分布也有许多工作要做。岩土工程师们应该明确只有掌握了所在地区土的工程特性才能更好地为经济建设服务。

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