岩土工程勘察中场地工程地质条件分析与评价

岩土工程勘察中场地工程地质条件分析与评价

高吉

江苏省地质环境勘查院  江苏省南京市 211102

摘要：岩土工程勘察主要涉及到场地、周围环境的地质灾害与地质作用，整个勘察作业过程有很强的复杂性与专业性，且需要对场地工程地质条件进行系统、客观、科学的分析与评价。进行岩土工程勘察中场地工程地质条件的分析与评价时，可着重关注水文地质、地基稳定性、基础施工条件、场地地震效应这四方面，明确其中的要点和注意事项，重点是依据《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001、《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2017、《工程场地地震安全性评价》GB 17741-2005。

关键词：场地工程；岩土工程勘察；地质条件；地基稳定性

一、引言

土木工程施工中，面对复杂且存在安全隐患的岩土问题，当前非常重视岩土工程勘察，且要求进行地质条件的分析与评价。在实际进行岩土工程勘察作业时，所涉及的“场地工程”是指边界限定而进行区域建设的一类工程，进行地质条件的勘察、分析及评价至关重要，为此，必须充分掌握其中的要点。目前来看，已经较有效及成熟地进行场地工程地质条件的分析与评价，发挥出岩土工程勘察的重要作用，不过其中的细节及要点还有待进一步分析归纳。

二、岩土工程勘察中场地工程的勘察内容

在岩土工程勘察中，场地工程的勘察较为特殊，需要重点对待，并保证勘察内容的完整。目前来看，岩土工程勘察中场地工程的勘察主要是三方面内容，即自然地理条件的勘察、地下工程的勘察、岩土物理性质的勘察。

（一）自然地理条件的勘察

场地工程建设之前，必须充分明确所处位置的地质条件及地理环境，必须按照要求进行自然地理条件的勘察。场地工程的自然地理条件的勘察中，主要是涉及到三方面内容或要点。第一，对场地工程的地形地貌进行实地勘察与综合分析，这一过程中需要应用科学合理的勘察手段，要关注地貌侵蚀问题[1]；第二，分析判断场地工程的气候，主要是气温与降水，例如在降水条件的分析中，主要是年降水量、月降水量、空气湿度、年际降水变率、月际降水变率这些因素；第三，勘察场地工程的地下资源、交通位置。通过对场地工程进行自然地理条件的勘察，能够为决定场地工程项目投资而提供基本依据。

（二）地下工程的勘察

于场地工程而言，其地下工程可能会隐藏危害性物质，对场地工程施工作业造成潜在的威胁，或者是存在着富有开发价值的“宝藏”。因此，应该认真进行场地工程中地下工程的勘察作业，为场地工程的选址提供基本依据。结合地下工程的勘察结果，在场地工程的选址中要着重把握好三方面要点。第一，要有效排除不良地质的潜在危害与直接危害；第二，地基土不符合要求及存在场地地震效应不达标的情况时，要避免进行选址；第三，场地工程地基不可受到地下水的严重影响。应充分明确一点，即地下工程的勘察等同于选址勘察，必须认真对待地下工程的勘察作业，在此基础丧确保场地工程选择的科学有效。

（三）岩土物理性质的勘察

岩土工程勘察中，可发现岩土有两大类物理性质，第一类是可直接测出的物理性质，以密度、含水率、土粒比重为主，第二类是无法直接测出、必须进行指标换算而得出的物理性质，主要是孔隙率、饱和度、孔隙比。在场地工程的勘察作业中，要认真进行岩土物理性质的勘察，这一过程中的重点是对土质的掌握，涉及到较多的技术手段和作业流程，比如要进行地质勘察、钻探、采样、检测，还需要进行室内实验，主要是岩土水试验、岩石力学试验[2]。

三、岩土工程勘察中场地工程地质条件分析与评价

（一）水文地质条件的分析与评价

在场地地基岩土工程的分析与评价中，场地水文地质条件的分析与评价至关重要，必须给予高度重视。《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001中指出岩土工程勘察中要充分明确水文地质条件概况，主要是地下水的埋藏条件、含水层、类型、地下水位的变化幅度，且要确定出地下水的渗流状态与补给状态。第一，对场地工程的水文地质条件进行分析与评价时，要探测出地下水的埋藏条件，确定出地下水类型，同时明确含水层的富水性与透水性。一些场地工程的粉质粘土是属于微透水层，且是相对隔水层，特点之一是富水性差，若地下水是属于孔隙-裂隙型的微承压水类型，则会有富水性较差的特点[3]。第二，要对地下水位进行测定，并绘制出“地下水水位变幅图”，即地下水水位变化幅度的平面图。比如通过勘察发现场地工程的地下水位年变化幅度可以达到3.0m，且后续要进行场地工程的平整作业，会使地下水位仍将变化，所以在考虑场地工程的地下水位年最高水位时，可以按照设计地坪标高下2.50m加以考虑。第三，要有效勘察出场地工程地下水的三种状态，即补给状态、排泄状态、渗流状态。于场地工程而言，场地内的地下水补给主要是两种途径，一种是相邻含水层的侧向迳流补给，另一种是大气降雨垂直下渗补给，需要进行针对性的分析与评价。场地工程地下水的排泄时，主要是通过蒸发及侧向迳流达到排泄效果。除此之外，进行水文地质条件的分析与评价时，要保证现场勘察、样品分析、结果论证这三个关键环节的科学有效，以确保对场地水文地质条件概况进行最为科学的分析与评价。

（二）地基稳定性的分析与评价

场地工程的选址至关重要，要求必须分析与评价场地及地基的稳定性，且保证场地及地基与场地工程有良好的适宜性。《工程场地地震安全性评价》GB 17741-2005对场地工程的选址提出明确要求，即拟建场地必须是在自然条件优越的区域，没有地震风险、采空区、滑坡泥石流、危岩、崩塌、岩溶、液化砂层，场地必须有稳定性较强的地基层，且地基需要建设在场地工程的中心位置，最大程度避免边坡的坍塌。

粉质粘土是中等压缩土，若是出现在场地工程中则会增加不稳定性。粉质粘土的标贯试验击数范围值是9.61-20.9击，压缩模量Es0.1-0.2是4.8-5.4MPa。在分析与评价全风化凝灰熔岩的稳定性时，可确定其标贯试验击数值大于30击，经过修正后的标贯试验击数值可达到30.4-39.9击。全风化凝灰熔岩的力学性能是相对均匀的，当前一些场地工程中应用全风化凝灰熔岩后发现较为稳定，但是在遇水之后可出现稳定性变化，常出现软化、崩解的危险事件。碎块状强风化凝灰熔岩要避免出现在场地工程之中，原因之一是碎块状强风化凝灰熔岩的岩芯是很多碎块所组成，具有风化速度较快的显著特点，且易出现碎裂事件，于场地工程施工作业有不良影响。除此之外，土状强风化凝灰熔岩的岩石层是呈软岩，一个显著特点是易碎，且因为是很多的颗粒所组合而成，所以没有较高的质量等级，在遇水之后便出现分散、软化的问题，要避免成为场地工程的地基[4]。

（三）基础施工条件影响的分析与评价

现阶段的场地工程地质条件的分析评价中，强调对基础施工条件进行分析验证，且要求充分确定出基础施工条件对场地工程周边环境所产生的影响。场地工程的拟建场地要求必须满足“地势平坦”这一条件，当拟建场地的地势平坦，则利于进行基础设施的输送，可节省不必要的成本投入。与此同时，拟建场地的周围环境要开阔，如此利于场地工程的施工作业，可确保施工作业的安全方便，并可以最大程度降低对周围环境的影响及破坏。通常情况下，场地工程的基础施工是在现地面条件下进行开挖作业，开挖深度是在2.0m以下，基槽通常是可以进行垂直开挖作业。

除此之外，在基础施工条件影响的分析与评价中，要着重关注三方面要点。第一，场地工程的地基有良好的稳定性，且适宜存在建筑物，各方面的自然地理环境较为稳定。第二，场地工程的地基要按照要求进行处理与加固，然后由专业队伍在现场进行勘察与分析，严格把关，有效降低建筑物的沉降风险。第三，可将天然地基充分利用起来，严格勘察场地情况，尤其是需要勘察与分析地基承载力，保证场地工程的前期施工有稳定的基础条件。后续的场地工程施工作业中，如果发现存在潜在的变化问题及风险问题，则必须第一时间进行现场勘察作业，进行针对性的分析评价与处理。

（四）场地地震效应的分析与评价

分析与评价场地工程的场地地震效应时，主要是依据《工程场地地震安全性评价》GB 17741-2005及《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的要求。需要详细收集场地工程的周边工程地质资料，还需要确定出钻探资料场地内覆盖层厚度，在此基础上能够便于判定场地工程所处地段的建筑场地类别。比如一些场地工程中以坚硬土碎块状强风化凝灰熔岩、中硬土土状强风化凝灰熔岩为主要土层，薄层的中软土粉质粘土层是局部土层，综合评价之后可以发现是属于对建筑抗震一般地段，难以确保有良好的场地地震效应。

按照《工程场地地震安全性评价》GB 17741-2005的要求，需要划分场地工程的地质构造范围，划分时是依据场地工程安全性评价结果，对有影响的区域角度要重点关注。目前来看，在场地地震效应分析评价中进行场地工程地质构造范围的划分时，都是坚持以场地工程工作区为主，需要先将场地工程施工区域的地质构造完整勘察出来，然后比较分析地质活动量的大小与差异，最后确定出场地工程最为适宜的施工区。若是场地工程的施工作业位于海拔正常的区域，则地质的空间分布特征会与场地工程的较多因素有紧密关系，主要因素是水文地质条件、温度、湿度。在岩土工程勘察过程中发现场地工程涉及到地震带的区域，则场地工程出现地质灾害的风险较高，在地震活动带有条带状的分布特征时，需要对活动水平的高低进行分析评价，关键之处是收集历年数据信息，结合一系列的资料内容判定拟选定区域是否可以安全进行施工作业。

（五）其他相关条件的分析与评价

除上述的场地工程地质条件分析与评价之外，还需要结合实际情况对一些重要且特殊的条件进行分析评价，以求为场地工程的安全施工提供全方位的支持。

首先，在岩土项目勘察期间，对地下管道、附近建筑物的变形、基坑边坡项目进行严格且全面的勘察作业。待完成勘察作业任务之后，将所得的数据结果与前期预测结果进行比较与分析，若两种数据有较大差异，则要结合实际情况进行细致分析，科学调整所出现的变形问题及误差问题，相关的参数调整必须进行模拟验证，以求充分确保场地工程施工安全。其次，基于超前地质预报，需要对断层带的各方面情况进行分析评价，比如需要确定出破碎带宽度要求、地下水、填充物、断层造线方向、隧道轴线之间的协调关系。场地工程施工作业开始之前，应用机械设施、施工技术对断层地段施工情况进行分析评价，比如需要评价断层部位是否有涌水情况出现。若确定断层部位可出现涌水情况，则应用排堵结合的方法，且有效减少断层部位的施工流程距离，充分衬砌封闭断层部位。在断层地段施工中，岩层暴露问题、岩层松动问题、岩层地压增大问题都需要有效避免。再次，场地工程地质条件的分析评价中，注重收集勘察地质数据、设计资料，基于地质条件差异优化施工方案，桩基技术的应用是一大重点。应用桩基技术的过程中，钻锥选用、泥浆性能都必须重点分析，对于常出现的地下水问题要多加注意，一旦在场地工程施工中遇到地下水问题，则必须在处理之后进行下一道工序，要避免出现渗漏情况。最后，若场地工程的边坡不稳定，存在安全隐患，则需要前期进行边坡条件的勘察作业，结合实际情况采取科学的边坡治理措施。在提高场地工程的边坡稳定性时，一种做法是建设支挡结构，另一种做法是进行大幅度的铲坡作业，直至有稳定的边坡角度。独立采取两种做法具有费时费力、成本高的特点，并且单纯的铲坡与建设支挡结构无法最大程度上确保边坡角度稳固，对于此，当前可考虑应用预应力锚索技术，在固定锚端底部、附近围岩需要有效构建锚固体。现阶段在应用预应力锚索技术的过程中发现一点，即这一技术可有效控制及降低结构物重量，且成本支出、工程用材都可以有所减少，有助于提高场地工程边坡的稳定性，后续值得推广应用。

四、岩土工程勘察中场地工程地质条件的评价要点

岩土工程勘察中，场地工程地质条件的评价有很强的专业性与复杂性，增加了场地工程地质条件评价的难度。为避免场地工程地质条件评价中出现尖锐问题，要充分把握好场地工程地质条件的评价要点，主要是有四方面的要点。

第一，必须对场地工程的位置信息、周边环境进行系统性的分析评价。场地工程的所处位置与交通环境的联系较为紧密，要通过评价场地工程的位置和周围环境为后续的选址提供建议，发现位置不合理或不合适时要及时调整。有一点要清楚认识到，即场地工程的位置选择需要综合考虑多方面因素，虽然位置选择可能不是最为重要的，但是场地工程施工作业有效开展的重要基础，必须对所涉及的各种因素进行分析论证，最终选择出最佳的场地位置。

第二，对场地工程的地质条件、地理环境要进行系统性的评价，重点是评价场地工程的地形与地貌，需要将现场勘察与分析评价有效结合起来。在勘察地形与地貌的过程中，发挥好物探、钻探、井探等技术方法的优势，并通过勘探工程进行取样、原位测试，至场地工程的施工期间，要坚持进行现场检验和监测，若场地工程较为特殊，则需要很据实际情况进行必要项目的监测，且形成勘察报告与评价报告。

第三，进行场地工程地质条件的整体分析工作，要求全面、系统、完整，避免出现遗漏项，需要凸显出水文地质条件评价、地基稳定性评价、基础施工条件评价、场地地震效应评价的重要地位。基于场地工程地质条件评价的各种结果，需要进行整体分析评价，避免场地工程地质条件评价依靠某一项指标或局限于某一项指标。

第四，场地工程地质条件的评价中，要把握好三个关键的阶段，即选址勘察阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段，且要按照要求分别进行评价工作。选址勘察阶段的评价工作具有基础性，关键之处是对比分析拟选场址的工程地质资料，重点是分析评价拟选场址的稳定性和适宜性，作出客观、全面的工程地质评价，这一过程中必须关注经济因素和技术因素[5]。

五、结束语

不能轻视或忽视岩土工程勘察中的场地工程地质条件分析评价工作，必须对场地工程地质条件进行系统且全面的研究、分析、评价，确定出场地工程的水文地质条件、不良地质现象、地层岩性、地质构造、地形、地貌。当前在场地工程地质条件的分析与评价中积累了较多成熟经验做法，后续要注重进行推广应用，但同时要意识到分析评价工作的复杂性与专业性，后续依然要对其中的要点和注意事项进行分析研究，将重点放在自然地质现象、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质、地貌这些方面，持续提高场地工程地质条件分析评价水平。

参考文献

[1]李志洪.复杂地形地质条件岩土工程勘察实践与分析实践思考[J].世界有色金属,2021(01):189-190.

[2]何昌兵.综合勘察技术在岩土工程中的应用探讨[J].江西建材,2022(11):129-130+137.

[3]朱斌.谈岩土工程勘察中常见问题及改进措施[J].冶金管理,2022(17):101-103.

[4]王飞.建筑工程岩土工程勘察及施工处理技术分析[J].中国设备工程,2022(16):213-215.

[5]刘洋.复杂地形地质条件岩土工程勘察与分析[J].江西建材,2021(08):110+112.