浅谈北京地区场地形成工程勘察要点

李 立 侯东利

（北京市勘察设计研究院有限公司，北京 100038）

0 引言

随着我国城市人口不断增长，城市规模不断扩大，城市的各项需求也在不断推陈出新。在此背景条件下，工程建设领域中的大型生态小区、综合园林绿地、围海造地等一些列和场地形成相关的工程项目也在日益增多。但是在我国，目前仅有上海市根据某大型娱乐休闲项目的场地形成工程经验编制了一本专门的工程技术规范［1］，可以说，针对涉及场地形成的工程项目，目前并没有相配套的技术规范可供参考使用。虽然大部分项目尚未正式将场地形成纳入到工程建设的必要一环，但随着市场行为的进一步规范，工程理念的进一步革新，场地形成工程必将逐渐被接受和普及。

关于场地形成工程，应该还算是一个比较新鲜的事物。场地形成工程是在场地平面，特别是竖向设计高程形成的过程中，根据拟建场地既有的地质和环境条件及其设计用途等要求，通过对场地进行挖方、填方、地基处理、场地临时排水等预处理，使场地在标高、稳定性、地基强度（承载力）、沉降控制等方面达到一定的控制标准，以满足场地在后续建造期间和使用期间有足够的安全度和建设项目的使用功能要求。场地形成工程一般包括土方工程、地基处理工程、临时排水工程等。由此可见，场地形成工程的主要目的是通过地基处理来对场地进行预处理以达到一定的要求，因此场地的工程地质条件成为了确定地基处理方案的决定性因素，也成为了场地形成工作中决定性的一环，从而对场地形成工程的勘察工作提出了很高的要求。

北京地区平原区的场地形成工程主要针对各类城市建设用地的场地形成工程，重点是各类大型城市绿地与广场、公园、游乐场等设施。

1 场地形成工程的主要分类及特点

1）场地形成工程根据原场地的地形地貌条件、工程地质和水文地质条件、不良地质作用和地质灾害及特殊性岩土的分布情况、周边环境条件等要素对工程的影响程度可分成复杂、一般和简单场地形成工程。对于复杂场地形成工程，可能存在崩塌、滑坡、泥石流、地震液化等不良地质作用和地质灾害，需要结合地质灾害防治措施进行场地形成工作。而原场地中如分布有软土、湿陷性土、膨胀土、冻土、污染土、垃圾土等特殊性岩土，或者地层岩性以及地下水对工程有较大不利影响时，也应按复杂场地形成工程处理。近年来环境保护理念越来越深入工程建设中，因此当场地形成工程可能对周边产生如阻断地下水、引发过大地基沉降、诱发新的地质灾害以及造成环境污染时，也应当按复杂场地形成工程处理。

2）场地形成工程还可以根据设计对场地形成后的地基承载力、变形控制、碾压夯实质量等要素的要求分类。承载力要求高、沉降和回填要求严格的场地形成工程应按复杂场地形成工程处理。一般在场地形成设计中都会对场地形成区域进行功能分区，如重要的建构筑物区、一般建构筑物区、堆填体区、道路区、广场区、园林绿化区等。而针对不同的分区，会有不同的对于形成后地基土的量化质量控制指标。这些指标是场地形成工程勘察以及施工的重要依据。

3）场地形成工程分类需以不同的要素相结合来分类，应以设计要求为基准，综合地质灾害、环境影响等关键要素来进行分类。针对不同类别特点，有针对性开展勘察工作。

2 场地形成工程对勘察工作的要求

1）场地形成工程勘察应通过钻探、测试、地球物理勘探及试验等综合手段，查明场地的岩土工程条件，针对场地处理要求和场地岩土条件，进行岩土工程分析与评价，提供设计和施工所需的岩土参数及有关结论和建议。

2）场地形成勘察一般可以分为详细勘察和施工勘察两个阶段。在实施场地形成工程之前，应查明场地天然状态下的不良地质作用和地质灾害、工程地质和水文地质条件，特殊性岩土、地表土等岩土工程条件，结合可能采取的场地形成的处理方法进行土石方工程对场地稳定性的影响，天然土的地基承载力、沉降特性、稳定性等岩土工程问题的分析评价，提出相关建议和提供天然岩土层的设计参数。

3）在场地形成工程实施过程中应配合设计、施工单位进行基层土质检验工作，对于地基处理、挖填方、地质灾害防治以及排水等工作中存在的与岩土工程相关的问题予以分析评价，并提出相关建议。必要时，尚应开展有针对性的施工勘察。

3 场地形成工程勘察的主要内容与方法

3.1 场地形成工程勘察的主要内容

全面搜集和研究场地的区域地质资料及其邻近地段已有的勘察成果。

调查场地地形、地貌等特征，工程地质、水文地质背景，对不良地质作用和地质灾害、场地稳定性进行分析评价。

查明场地地基处理影响深度范围内地基土的成因年代、岩性特征、分布规律、工程性质及均匀性。进行工程地质单元分区，提供地基土的物理力学性质指标。

对地表土应结合地形地貌调查分析，按对工程挖填方影响情况分区分类。对就地取材的填筑土料应根据设计要求按开挖难易程度和土石材料性质进行岩土分类与分级。

查明场地地表水的分布，地下水类型、埋藏、补给及排泄条件，提供场区历年高水位记录和水质腐蚀性分析成果。

查明场地和地基的地震效应，重点包括场地的抗震设防烈度、设计基本地震加速度、设计地震分组、地基液化、软土震陷和抗震地段类别划分等。

对场地工程适宜性进行评价，对挖填方、地基处理等工作提出相关建议。

详勘工作内容一般应符合以上内容，如有必要进行初勘工作时，重点则在查明宏观地质问题，提供初步的地层分布及工程特征。

3.2 场地形成勘察的工作流程

场地形成工程勘察前，应搜集区域地质资料和附近已有勘察成果，在此基础上开展工作。

取得场地历史和现状地形图、已有地质调查和工程资料、设计平面布置图、地下设施资料，必要时应开展工程周边环境及地下设施的专项调查。

针对设计、施工要求，结合已取得的基础地质和测绘资料进行现场的踏勘工作，重点调查场区的地形地貌现状和历史变迁情况，了解勘察实施条件等。

根据设计、施工要求，结合工程性质、勘察阶段、处理方法、岩土条件以及现场工作条件等因素综合确定勘察大纲。

根据勘察大纲进行现场勘察工作，在过程中根据现场情况及时调整工作量，取得充分的现场第一手资料。

在现场以及室内试验成果分析的基础上提交岩土参数充分、分析评价完善的岩土工程勘察报告。

提交报告后在工程实施阶段参与基层土质检验工作，对实施过程中遇到的岩土工程问题予以分析评价，提出相关建议，必要时应进行施工勘察。

3.3 场地形成工程勘察的主要方法

3.3.1 工程地质调查与测绘［2］

北京平原区和地质条件简单的浅山区可用工程地质调查代替工程地质测绘。复杂岩石出露的复杂地质条件的山区场地需进行专门的工程地质调查与测绘工作［3］。

工程地质调查与测绘工作主要包括以下内容：

1）调查场区地形、地貌特征，划分地貌单元，分析各地貌单元的形成过程及其与地层、构造、不良地质作用和地质灾害的关系。

2）调查地表水、井泉水的流向、流速、流量等水文情况。

3）调查搜集场区有关岩溶、土洞、滑坡、崩塌、泥石流、冲沟、地面沉降、断裂、地震震害、地裂缝、场地的地震效应、岸边冲刷等不良地质作用和地质灾害的有关资料。

4）调查人类活动对场区稳定性和地基土的影响，包括地表土、植被的分布特征，是否有挖填、河流改道、人工洞穴、地下采空、抽水排水等人类活动。

3.3.2 钻探与坑探

一般场地应进行钻探工作，在山地、分布有岩溶、断裂破碎带等复杂地质条件地区，以及分布有湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土等特殊性岩土地区，宜布置适量探井或探槽，用以查明岩土分布，采取Ⅰ级原状土样等。

1）勘探点布设

对于无特殊要求的项目，勘探点可采用方格网布置；在设计有高边坡、支挡结构等部位应布置钻孔；每个地貌单元、不同地貌单元交界部位、相同地貌单元内的不同工程地质单元均应布置钻孔，在微地貌和地层变化较大的地段应予以加密；勘察过程中遇掩埋的取土坑、河道、垃圾坑等异常情况时，应补点查清其分布范围及埋深情况。对于钻孔间距，建议简单场地30～50 m，一般场地20～30 m，复杂场地10～20 m。

2）勘探点深度

控制性勘探孔深度应满足场地处理变形计算深度，一般性钻孔深度应能控制场地处理主要受力层；当有高填方时，应适当加深控制性钻孔的深度；高边坡、支挡结构部位的钻孔深度应满足稳定性分析评价要求，支挡结构部位的钻孔深度还应满足地基处理的要求；当分布有特殊性岩土时，钻孔应适当加深，以满足场地处理或沉降计算的要求。

3.3.3 原位测试和现场试验

除应进行标准贯入试验、波速测试以外，应根据需要进行现场载荷试验、静力触探试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、十字板剪切试验。

对河道治理、人工湖以及下沉广场等挖方工程，需要时应进行现场水文地质试验，查明地下水分布、补排关系以及与地表水的水力联系状况。

对于涉及土石方工程和夯实/压实地基处理的场区内各类土层，需要时应对就地取材的填筑土料进行击实试验，提供最佳含水量与最大干密度。

根据需要测定土基天然和压实状态下的反应模量和加州承载比，并进行不利状态修正。

3.3.4 地球物理勘探工作

当场地可能存在隐伏的地质界线、界面、不良地质体、地下管线、地下空洞、土洞、溶洞等情况时，宜进行地球物理勘探。

应根据探测对象的埋深、规模及其与周围介质的物性差异，选择有效的地球物理勘探方法。北京地区工程勘察常规使用的地球物理勘探测试方法主要有地震、电法和探地雷达，其具体的使用条件如表1所示。

表1 常规物探方法及适用条件

应考虑地球物理勘探结果的多解性，需要时应采用多种方法探测，并应有一定数量的钻探验证孔，在相互印证的基础上进行综合解译［6］。

3.3.5 室内试验

场地形成工程除应进行如物理性质指标、压缩模量、抗剪强度等常规土工试验项目外，尚应根据需要对关键地层土样进行无侧限抗压强度试验、三轴压缩试验、渗透试验、固结系数试验、先期固结压力试验、击实试验（轻型和重型）。遇特殊性岩土以及有环境保护要求的岩土，尚应进行分析评价所需的针对性试验。

4 场地形成工程勘察的工作重点

4.1 不良地质作用和地质灾害［7］

不良地质作用和地质灾害的种类有很多，往往体现一定的区域特征，如山区主要涉及岩溶、土洞、塌陷、滑坡、崩塌、泥石流等，平原区主要涉及活动断裂、地震液化、地面沉降等，矿区主要涉及采空塌陷等，而临水区域主要涉及潜蚀、岸边冲刷等。不良地质作用和地质灾害对建筑场地的稳定性和适宜性常具有决定性的影响，甚至直接威胁工程建筑物的安全、稳定和正常使用。因此场地形成勘察工作中，必须十分重视对不良地质作用和地质灾害的调查研究与评价工作。其内容主要包括：查清各种不良地质作用和地质灾害的分布位置、形态特征、规模、类型及其发育程度；分析与研究各种不良地质作用和地质灾害的形成机制、现状与发展演变趋势；评价与预测各种不良地质作用和地质灾害对工程建设的影响与危害程度，提出预防与整治措施等。同时还应调查、研究与预测人类工程活动对各种不良地质作用和地质灾害的影响，防止人类工程活动诱发各种不良地质作用和地质灾害，进而影响到场地的稳定性与适宜性。

4.2 特殊性岩土

特殊性岩土是指在特定的地理环境或人为条件下形成的具有特殊的物理力学性质和工程特征，以及特殊的物质组成、结构构造的岩土。特殊性岩土一般具有明显的地域性，北京地区常见的特殊性岩土有湿陷性土、红黏土、软土、混合土、填土、膨胀岩土、风化岩与残积土及污染土等。由于岩土特征的特殊性，会对建筑物的稳定或者正常使用产生特殊的影响或作用。特殊性岩土种类多，分布广，工程建设过程中不可避免会遇到特殊性岩土的利用和治理等问题，如若对其特性认识不清，处治不当，不仅会造成建设成本增加，还可能留下安全隐患。因此，对其进行岩土工程勘察时，必须针对其岩土工程特性，查明其对工程建设的影响，作出正确评价，以保证场地的安全稳定和正常使用。

4.3 工程地质条件

场地形成勘察工作首先应调查场区地形特征、地貌类型；通过多种勘察手段查明场区工程地质概况、岩土体的分布和工程性质；查明场区土层冻结深度和冰冻期；查明场地主要地质构造、断层与性质、地震烈度、工程地震特征；提供挖填方、地基处理设计所需的岩土参数。

4.4 水文地质条件

对于一般的场地形成项目来讲，地下水问题可能不像具体的工程建设项目中影响的那么突出，但是对于有挖方（如设计有的人工湖、下沉广场、下沉微景观等）的场地形成项目，地下水对项目的作用就会凸显出来。一般情况下，需要查明调查场区地下水的类型、补给来源、排泄条件、历年高地下水位，实测地下水位并判别地下水水质对主要基础结构材料的腐蚀性，需对场区地下水位产生敏感作用的各种外界和人为影响因素的预测分析，同时应分析地下水对工程设计与施工可能产生的影响。在冻土地区，应评价地下水对土的冻胀和融陷的影响。另外当场区水文地质条件对工程评价或实施有重要影响时，建议进行专门的水文地质勘察工作。

5 场地形成工程勘察成果的分析与评价

场地形成工程有着其特殊性，除去一般工程勘察成果需要提供的分析评价外，尚应重点包含以下内容：

提出不良地质作用和地质灾害的防治和监测措施建议［8］；

提供对特殊性岩土的评价结果，分析其对工程的影响；

提供场区地表水、地下水的历史、现状以及未来预测的状况，分析其与工程之间的相互影响，提出相关参数及建议；

提供与土方工程相关的岩土参数，分析评价挖填方场地的稳定性问题、高填方区域的沉降性状及对后期建设的影响问题；

根据设计要求对地表土、就地取材的填筑土料进行分析评价，并给出处理和再利用的相关建议；

对场区地基土进行岩土工程评价，并对地基处理设计、施工工作提出建议。

（）（）

6 结语

1）场地形成工程勘察不同于一般工程的岩土工程勘察，应根据设计、施工要求，在充分调查场区现况地形地貌和历史变迁、工程地质背景、人类活动历史对场区影响等情况的基础上进行勘察工作。

2）勘察工作应有针对性，应通过钻探、测试、地球物理勘探及试验等综合手段进行。勘察深度应满足后期地基处理设计、施工的需要。

3）应结合地质灾害防治、高填方、高切坡的挖填方等工作对场区稳定性进行分析评价。

4）特殊性岩土的处理宜结合场地形成后建设项目的要求进行分析评价。

5）对于场区就地取材的压实填土土料应进行相关的试验，为填筑工程提供设计依据。

6）场地形成工程勘察后期地质追踪以及现场土质检验工作尤为重要，是勘察工作重要一环。

收稿日期：2018-10-24