建筑工程岩石地基勘察中的问题初探

摘要：岩石地基的岩土工程勘察工作看似简单,而在工程实践中,往往会出现一些预想不到的问题,虽然这些问题不是致命的,但却给设计、施工带来很多的困难。鉴于此，本文对建筑工程岩石地基勘察中的问题进行了探讨。

关键词：岩石地基；勘察；承载力

Abstract: Geotechnical engineering rock foundation survey work may seem simple, but in practice, there are always some unexpected problems, although these problems are not fatal, but for the design, construction has brought a lot of difficulties. In view of this, this paper discusses the foundation rock survey of engineering problems.

Key words: rock foundation bearing capacity; investigation;

中图分类号：P25

一、勘察工作的原则

《岩土工程勘察规范》提出“勘察深度宜为开挖深度的2～3倍,在此深度内遇到坚硬粘性土、碎石土和岩层,可根据岩土类别和支护设计要求减少深度。勘察的平面范围宜超出开挖边界外开挖深度的2～3倍。”对于软质岩石基坑工程,勘察深度显然不能以此条款作为依据,笔者认为:勘察深度应以满足基坑侧壁稳定性评价、稳定性计算及支护设计为前提,一般情况下,勘察深度可按开挖深度的1.5～2倍考虑;若勘察范围受到场地狭小限制,那么勘探点的布置宜采取尽可能利用场地条件的原则,并辅以开挖边界以外的调查研究和资料搜集工作。勘察手段以钻探为主,并应辅以工程地质调查及室内土工试验等工作。

二、岩石完整程度的划分

岩体的完整程度反映了它的裂隙性, 而裂隙性是岩体十分重要的特性, 破碎岩石的强度和稳定性较完整岩石大大削弱, 尤其对边坡和基坑工程更为突出。

定性划分。岩体完整程度等级可按国标 《岩土工程勘察规范》定性划分。

（2）定量划分。1)岩石质量指标 RQD:系指采用 N 型二层管金刚石钻头获取的大于10cm 的岩芯段长度总和与岩芯总长度之比。根据岩石质量指标 RQD, 可分为好 (RQD>90)、较好(RQD=75～90)、较差(RQD=50～75)、差(RQD=25～50)和极差(RQD

三、现场检验

现场检验要求地质结构人员同时到场, 检验共分2个阶段进行: 基坑挖好后需逐基逐腿进行现场检查; 如有需要, 成孔后浇筑前逐基逐腿检查。现场检验的内容主要包含且不局限于以下几个方面的内容: (1) 检验边坡是否满足塔位稳定的要求; (2) 检验施工单位是否按照设计意图施工; (3) 检验场地是否存在影响塔位稳定的不良地质因素; (4) 当场地条件不能满足塔位稳定时, 因地制宜地做好修改方案。地质人员应进行以下工作进行实地的地质检验,包括描述开挖揭露的岩体情况,必要时进行补充勘测工作;核实锚孔成孔施工过程的记录, 对成孔过程中出现的问题进行分析, 提出处理措施和建议; 地质检验完成后, 应填写检验报告。当基础设计与现场实际情况有较大出入时, 要对地质条件作补充勘察, 充分利用岩体的强度, 最大限度地减少变更量。

四、岩石风化等级的划分

岩石风化等级的划分对基础持力层的选择是否合理影响很大,而在勘察工作中合理采用勘察手段和工艺尤为重要,钻探过程中,强风化往往采取率较低,给岩石的风化等级的划分带来困难, 岩石风化等级划分要切实注意避免以下两方面。

降低等级,即保守地把中风化或弱风化划分强风化或者残积层,无疑会导致工程的施工难度和投资大大提高,增大了工程的寿命周期成本,无法做到资源最佳配比。

提高等级,即把强风化岩层误划为中风化岩层,对工程的质量和安全危害更大。因此在外业地质编录时,应根据岩石中矿物的蚀变程度、断口特征、岩石强度、可钻性、节理裂隙发育特征、标贯或重型触探击数等指标,加以综合判断,切不可就某项指标,随意确定其它风化等级。

五、岩石地基承载力特征值的选取

（1）静荷载法。该法是用于确定岩石天然地基承载力的原位测试方法。比较接近岩石的真实情况,但由于岩石地基承载力偏高,如以直径300 mm的圆形刚性压板对常见的钙质长石石英砂岩加压也不易做到破坏,且试验费用高,工期长,难于推广。

（2）利用岩石室内试验结果进行折减确定。根据有关地基基础设计规范,微风化和风化岩石可根据室内饱和单轴抗压强度(标准值)。由公式f=k.f确定。其中,f为岩石饱和单轴抗压强度;k为折减系数,微风化岩宜为0.20～0.33;中等风化岩宜为0.17～0.25。取值时,对于硬质岩石着重考虑岩体中结构面间距、产状及其组合,软质岩石着重考虑其水稳性。经验系数折减法在我国广泛应用,不足之处是:不加区别地一律采用饱和抗压强度为基本值进行折减往往与实际情况有较大出入,作为折减系数,其影响因素甚多,未清楚说明其折减原因,且差异较大。

（3）查表法。不足之处在于:1)岩石软硬程度划分没有很明确的概念;2)节理发育程度对岩石承载力有影响,但另一个重要因素即节理裂隙的产状未作考虑。综上所述,确定岩石地基承载力,虽然原位测试比较可靠,但由于其难度、费用及施工时间的影响,应用范围有限;系数折减法虽然应用较广,但由于其不确定因素太多,范围正在缩小;而查表法尽管不全面,但占据了很大比重,今后也将会如此。因此为了使查表法尽可能准确反映岩石地基的实际情况,有必要对岩石地基的实际受力情况作比较准确的了解。

六、岩石工程勘察方法

岩土工程勘察中采用的钻探方法很多，根据其破碎岩土方法的不同，大致可分为回转钻探、冲击钻探、振动钻探、振动钻探与冲洗钻探等四大类。回转钻探就是利用钻具回转使钻使钻头的切削头的切削或研磨材料削磨岩土使之破碎而钻进。又可进一步分为孔底全面钻进和孔底环状钻进（岩心钻进）两种，岩土工程勘察多采用岩心钻进。冲击钻探就是利用钻具的重力和下冲击力使钻头冲击孔底以破碎岩土而钻进。又可进一步分为钻杆锤击钻进和钢丝绳冲击钻进两种，岩土工程勘察中均有使用。钻探工作法原理有：

试坑：深 2m以内，形状不定。主要用于局部剥除地表覆土、揭露基岩和进行原位试验等。

（2）浅井：从地表垂直向下，断面为圆形或方形，深5～15m。主要用于确定覆盖层、风化层的岩性与厚度，采取原状试样和进行现场原位试验等。

（3）探槽：在地表开挖的长条沟槽，深厚不超过 3～5m。主要用于追索构造线、断层，探查残积层、坡积层、风化层的厚度与岩性等。

（4）竖井：形状同浅井，但深度大，可超过 20m以上，一般在较平坦地方开挖。主要用于了解覆盖层厚度、岩性与性质，构造与岩石破碎情况，岩溶、滑坡与其它不良地质作用等情况。岩层倾角较缓时效果较好。

（5）平硐：在表面有出口的水平坑道，深度较大。适用于较陡的基岩坡，用以调查斜坡的地质构造，对查明地层岩性、软弱夹层、破碎带、风化岩层时效果较好，还可采取原状试样、做现场原位试验等。

（6）石门：没有通达地面出口的水平坑道，与其它工程配合使用。主要用于调查河底、湖底等的地质构造。

七、岩溶地区勘察

在工程实践中,我们发现岩溶区空间分布上,往往是沿着节理裂隙的倾向和走向发育,在垂直方向呈溶蚀沟槽和串珠状分布,在横向上相互联通,单一的钻探只能确定溶洞的埋深、垂直高度及充填情况。如果结合物探工作,合理地布置钻探点,可查明岩溶的空间分布特征。另外岩溶地区岩石面起伏变化较大,在几米的范围内,基岩面标高相对高差可达几米至十几米甚至几十米,钻探时应适当增加钻孔的控制深度和勘探点数,对于桩基础,应在桩底全断面为基岩时,再进行岩溶勘察。在进行桩底岩溶钻探时,应适当增加控制深度,对于桩径大于1.5m的桩,也应合理增加布置勘探点,确保桩端持力层的厚度。

八、结束语

总之，岩土工程是一门应用科学，在岩石工程勘察中如何合理地评价岩石地基,正确选择基础类型和基础持力层,做到安全可靠、经济合理是每一位相关工作人员需要关注的课题。

参考文献：

[1]高大钊.岩土工程的回顾与前瞻[M].北京：人民交通出版社，2008

[2]李宁新.工程地质勘察学若干理论问题探讨[M].北京：人民交通出版社. 2006，9