摘要：岩土勘察能为设计和施工提供项目决策的指导及建议，而先进的地基处理技术可以提高建筑物的稳定性，岩土勘察和地基处理直接关系到工程建设的经济效益，因此，有必要对建筑工程中岩土勘察和地基处理进行一番探讨。本文在结合实际工程案例的基础上，阐述了建筑工程中岩土勘察的主要内容，在岩土勘察的基础上，对岩土勘察中的地基状况进行了全面分析，并基于工程实际情况探讨了有效的地基处理技术。
关键词：爱丁堡教育园；岩土勘察；地基处理；关键技术
地基基础是建筑工程的重要环节，其施工质量会影响地基承载力，进而影响建筑工程的整体质量，因此，要重视建筑工程地基的施工。在地基施工前，需对其进行规划设计。为了保障地基设计的质量，需要对工程项目进行实地考察，对以往的地质数据信息、勘察结果进行分析，确保设计的科学性、可行性。同时，还要以建筑工程的实际情况为基础。合理选择勘察方式，保障获取地质数据的准确性和可靠性。
1 工程概况
爱丁堡教育园（茂名分校）一期建设项目位于广东省茂名市电白区水东湾新城高地片区海洋大道北侧，规划用地面积37454.0m2，总建筑面积47319.02m2，其中地下建筑面积5877.13m2。初步预计采用钢筋混凝土框架结构或框剪结构，桩基础或天然地基基础方案。基础埋置深度由设计根据岩土、结构、荷载和抗震需要而定。地基允许变形值（相邻两柱基沉降差），中、低压缩性土取0.002l；高压缩性土取0.003l（注：l为相邻柱基的中心距离）。整体允许倾斜0.004（倾斜两端沉降差与距离之比）。
2 工程岩土勘察要点
2.1 做好外业勘察工作
本工程采用3台XY-1A-4型100m油压钻机，外业钻探施工采用单层岩芯管硬质合金钻头钻进工艺，以回转钻进方式进行全断面连续取芯，以泥浆套管护壁，钻孔开口孔径91mm，终孔孔径91mm方法工艺进行施工。
2.2 采用坐标、高程科学布点
“钻孔位置平面图”是根据业主单位提供的规划平面图编制，勘察报告中采用的高程及坐标与规划平面图上的高程及坐标一致，钻孔放样是由我公司测量专业技术人员根据钻孔设计坐标及测量基准点（J13点坐标：X=2375370.095，Y= 37497970212，标高7.18m；J14点坐标：X=2375376.334，Y= 37498332.547，标高11.55m），用GPS和全站仪布测；孔口标高是根据J13及J14两点高程引测，坐标系为1980西安坐标系，1956黄海高程。本次勘察钻孔定位是根据“钻孔位置平面图”，采用 “RTK”测量定位，同时测得钻孔孔口标高。
2.3 科学进行钻探施工
外业钻探施工采用单层岩芯管硬质合金钻头钻进工艺，以回转钻进方式进行全断面连续取芯，以泥浆套管护壁，钻孔开口孔径91mm，终孔孔径91mm。
2.4 加强原位测试与取样试验控制
标准贯入试验采用自动脱钩的自由落锤法进行试验，锤重63.5kg，落距76cm，记录击入30cm的锤击数。本次勘察对于可硬塑粘性土层采用敞口式取土器取样，采用重锤少击法取样，土试样等级为Ⅰ级；岩石样品在钻探岩芯中截取制作。取土器内径不小于89mm，原状土样蜡封或用封口胶密封，所取土、岩试样均妥善密封并及时送至土工试验室进行试验。本次采取的岩、土、水样均由我院岩土实验室进行测试。对土样做常规土工试验，对岩样做饱和单轴抗压强度试验，对水样做水质简分析试验和地下水位以上土层作土中溶盐腐蚀性试验。
3 工程地基处理成桩技术要点
本工程拟建建筑物所在地段采用桩基础方案，建议采用旋挖灌注桩或冲孔灌注桩，以第⑤2～⑤3层中风化、微风化花岗岩作为桩基桩端持力层，设计正负0.00为13.30m，层底标高-22.27～6.13m，桩端埋深7.17～35.57m。设计时需根据上部结构荷载的大小，进行复核计算，设定适宜的桩长及桩径。残积土和强风化岩具有湿水易软化的特点，在建筑物竣工后应做好地表的散、排水措施，避免地表水渗入软化地基土。
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3.1 精准计算单桩承载力
当采用桩基础时，单桩竖向承载力特征值Ra（kN）建议通过现场载荷试验确定，设计估算可按《建筑地基基础设计规范》（GBJ 15-31-2016）中的公式计算：
Ra=u∑qsiali+qpaAp
式中：qsia——第i土层桩侧摩阻力特征值（kPa）；
qpa ——持力层桩端阻力特征值（kPa）；
u ——桩身截面周长（m）；
li ——第i土层的厚度（m）；
Ap ——桩身截面面积（㎡）。
3.2 成桩施工要点
桩基础施工前应进行试桩，以全面了解成桩参数，如桩长、压力等，了解桩穿越上部土层达到持力层的能力，确定有关控制参数。桩基础施工过程中，应配制合适浓度的泥浆进行钻孔护壁，保证孔底沉渣厚度符合有关规范要求。同时桩基础施工时会产生泥浆、弃土等废弃物，施工前应有完善的处理方案，防止产生环境污染。
在施工时，还要考虑到特殊性岩土层可能对桩基设计与施工产生的影响。即未固结的素填土可能会令孔壁失稳、缩颈，施工时应注意增加泥浆浓度加强护壁。素填土较厚地段，应考虑其对桩周的负摩擦力，对桩周产生的负摩擦力系数，素填土建议选取0.4。基坑开挖完毕后，采用灌注桩时，针对场地情况，对上部填土进行换填来减少负摩阻力；残积土及风化岩具水浸易软化崩解特性，在施工时应调整泥浆浓度，连续性施工，减少水浸时间。
3.3 孤石处理要点
场地的内普遍揭露面都可见存在孤石的不良地质情况，结合详勘报告显示，地块内北面和西面的确存在孤石等夹层的情况。
对孤石进行地面处理的方式主要分为2种：一是将隧道内及隧道上方的孤石全部取出，为盾构推进清除障碍物，采用的清障设备有全回转钻机、旋挖钻机等；二是将孤石破碎，盾构掘进时碎石可从刀盘开口处进入土舱内经螺旋输送机处排出，破碎孤石的方法主要有地质钻机成孔、埋置炸药、控制爆破等。采用该方法处理孤石时，需注意将孤石的大小粒径进行控制，以便于螺旋机能顺利排出碎石。
由于详勘报告资料有限，在孤石较复杂的区域给予工程施工的指导有限，必须建议施工方对复杂的地块，尤其主楼的区域实施一桩一孔的超前钻勘察，进一步确定稳定持力层位置，为地基基础的安全性及准确性提供更好的保障。
4 其他地基基础处理技术
4.1 预压堆载技术
首先，在地基上施加额外力，如堆放土、沙子等重物，当人为堆载超过原来的建筑荷载属性时，这种方式称之为预压堆载方式。在堆载过程中经常对地基产生相应的破坏，为了避免或减少这种影响，通常加级进行加载，就是说在上一级开始荷载过程中对地基形成固结后，迅速开始添加下一级的荷载，直到满足设计荷载要求为止。预压过程中需要的时间并不相同，其主要根据土层渗透性、土层厚度以及土层预压荷载等因素决定。在进行施工时，要针对地面沉降能力和消散土层空隙水来进行适当的控制预压。为了保证基础层软土壤固结，更好的缩短预压时间，需要对排水能力进行不断的加强完善。最常使用的方式是在地基中一定距离内开始打孔，打好的孔内适当增加砂子，使其构成砂井，最后在地面上铺盖垫层。目前，建筑织物行业正在不断发展，逐步开始使用纤维编织袋装砂井和排水纸板等工艺进行排水。
4.2 换填垫层技术
在基底层相对较浅的情况下，通常使用换填垫层的方法进行固结，这种方法可以造就三米左右的地基深度。施工单位可以根据当前地基土壤性质，酌情选择换填优质土层，以此取代原来的软弱土层，形成新的垫层。这种方法具有扩散应力、降低地基反力等优势。一般情况下，施工单位可以选择工业废渣、砂石垫层等价格低廉但坚固的材料，节省工程预算，同时，也可以大大增强地基的承载能力，降低沉降几率。
4.3 振冲处理技术
振冲方式通常在重型吊起振冲器中使用。当潜水电机工作使其达到高频振动时，通过启动水泵向施工地喷射高压水流，并达到预计的土壤深度。后期清理过程中，应该谨慎细致的填埋碎石，使地基结构更加密实，地基中就会形成一个非常大的直径，通过这种方式打造符合施工条件的优良地基。
5 结语
岩土工程勘察与地基设计两者在建筑工程施工过程中占据着至关重要的作用，并且将会直接决定建筑工程的质量水准。因此，在建筑工程施工过程中，必须要充分考虑施工的实际情况，采取科学、合理的岩土勘察措施，严格依据工序的相关要求实施，针对工作过程中存在的各类问题必须采取积极有效的措施加以改正和完善，从而促使岩土工程勘察与地基设计这两项工作得以顺利实施和开展。
参考文献：
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[3]刘智光.强岩溶场地岩土工程勘察关键技术及实践[J].绿色环保建材，2019（10）：61-62.
论文作者:黄冬明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
标签：地基论文; 岩土论文; 土层论文; 钻孔论文; 荷载论文; 预压论文; 泥浆论文; 《基层建设》2019年第28期论文;