淺談巖土工程勘察中的常見問題及其解決方法

楊旭然　蘇　航　王宏剛

摘要：文章提出了巖土工程勘察中的一些常見問題：勘察報告不能滿足設計要求、合理選擇原位測試方法、小項目取樣和原位測試數(shù)量不能滿足規(guī)范要求、土工試驗方法和巖土工程參數(shù)選取，并按照提出問題、分析原因、明確解決問題辦法的思路一一進行了論述。

關鍵詞：巖土工程勘察；原位測試；土工試驗；小項目取樣；巖土工程參數(shù)

中圖分類號：TU195

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)17—0188-02

指導我們巖土工程勘察工作的《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)和《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002)已經(jīng)實施多年，但在執(zhí)行規(guī)范的具體勘察工作中還存在一些問題?，F(xiàn)將其中的幾個常見問題加以歸納，對其產(chǎn)生原因進行分析，并提出解決的方法。

一、勘察報告不能滿足設計要求

明確設計意圖，才能有的放矢地采取合適的勘察手段、合理布置工作量，解決工程設計和施工中的巖土工程問題?！稁r土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)明確規(guī)定詳勘前應“搜集附有坐標和地形的建筑總平面圖，建筑物的性質、規(guī)模、荷載、結構特點、基礎形式、埋置深度和地基允許變形等資料”。其目的是勘察者在勘察前明確建筑結構概況，搞清土建設計對勘察的要求。但目前勘察市場中還存在：無設計要求和建筑結構概況不明的情況下，勘察單位僅憑業(yè)主的陳述、按其要求進行勘察，最終導致勘察報告的深度和廣度不符合土建設計要求的結果。

如某啤酒廠的廠房，設備荷載很大、天然地基承載力遠遠不能滿足上部荷載的要求，擬建物應采用樁基礎。但事前勘察單位為能承攬該工程，不僅壓低勘察費，而且完全按業(yè)主方采用天然地基淺基礎的勘察要求進行勘察。造成勘探孔深度不夠、無合適樁端持力層揭露、樁基設計參數(shù)提供壞全。勘察報告不能滿足土建設計的要求，最終導致補勘。本可一次性詳勘的工程進行了兩次勘察，業(yè)主既多支出了勘察費又延長了建設工期。所以，我們在勘察前一定要弄清建筑結構概況和土建設計要求，如可能采用基礎形式、基坑支護設計要求等，在有確切依據(jù)的前提下勘察，才能使勘察報告在廣度和深度上滿足土建設計要求。

二、合理選擇原位測試方法的問題

在巖土工程勘察中，原位測試是十分重要的勘察手段，它在探測地層分布、測定巖土特性、確定地基承載力等方面，有突出的優(yōu)點。但它是一種間接勘察手段，應與鉆探取樣和室內試驗配合使用，且眾多的原位測試方法均有各自的原理和各自適用的巖土層，應根據(jù)擬建工程的規(guī)模和重要性、勘察階段、土的性質和要求提供的設計參數(shù)等因素合理選用。

在軟土地區(qū)，現(xiàn)在有不少勘察企業(yè)為了降低成本，在勘察中大量地布置靜探孔，甚至于幾乎全靜探，然后在內業(yè)工作中將靜探孔轉為鉆探孔。這種做法是不允許也不合理的。如果是本地成熟的勘察企業(yè)，則當?shù)亟?jīng)驗積累較多，根據(jù)靜探數(shù)據(jù)判斷地層會“八九不離十”，地層判斷可能會基本正確。但一定不存在地層的多解性嗎?即地層一定都判斷對嗎?不一定。還有，取原狀土樣的數(shù)量和代表性能滿足要求嗎?不一定。這樣做往往達不到規(guī)范的要求。所以在軟土地區(qū)，即使是一般項目或小項目都必須有靜探孔比例的要求，在勘察工作中應配合一定量的勘探孔，以滿足直接鑒別地層和取樣的要求。

目前，勘察中還存在采用不合理原位測試的情況，如淤泥層中做標貫試驗或重型動力觸探試驗，圓礫層中做標貫試驗等。這樣做，不僅測試方法不當，而且還存在施工安全隱患，應避免?？辈烨?，技術人員應盡可能搜集擬建工程附近的地質資料，了解擬建工程規(guī)模和可能采取的地基基礎型式，熟悉各種原位測試方法和適用性(如靜力觸探試驗適用于軟土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土；標準貫入試驗適用于砂土、粉土和一般粘性土；重型動力觸探試驗適用于砂土、中密及以下碎石土、全風化基巖等)，然后確定采用哪些原位測試方法，以確保勘察測試手段的合理陛和勘察結果的正確性。

三、小項目取樣和原位測試數(shù)量不能滿足規(guī)范要求的問題

《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)要求必須滿足“每個場地每一主要土層的原狀土試樣或原位測試數(shù)據(jù)不應少于6件(組)”，對于大中型工程而言，由于取土孔、原位測試孔布置多，只要是均勻分布的土層，即使土層厚度相對較小一般也能夠滿足上述規(guī)范要求。但對于單棟占地面積小的建筑物(即小項目)來說，布孔少(如4～6只孔)，按“勘探手段宜采用鉆探與觸探相配合”的原則，取土孔、原位測試孔等應各占—定的比例，對于雖然土層均勻分布但厚度較小的土層，就可能出現(xiàn)取原狀土樣數(shù)或進行原位測試的組數(shù)不能滿足上述規(guī)范要求的情況。

造成這種結果一方面是因為勘探孔少，另一方面往往是因為勘探施工中采取土樣和進行原位測試的盲目性和隨機性造成的。如果勘探現(xiàn)場技術人員能夠根據(jù)實際情況合理布置采取土樣(或原位測試)間距，即使孔少也基本能避免上述情況的發(fā)生?，F(xiàn)場勘探中一般可以根據(jù)第一只孔的鉆探資料，了解地層大致分布；第二只勘探孔，盡可能較密的布置取土樣(或原位測試)間距；接下去的孔根據(jù)前兩只孔的地層情況分析，確定勘探孔取土樣(或原位測試)間距，并盡量使每層土在每個勘探孔中都有原狀土樣或原位測試數(shù)據(jù)。這樣“精打細算”的做法即使在項目小、勘探孔少的情況下，一般也能滿足規(guī)范要求的取樣和原位測試數(shù)量的要求。

四、土工試驗方法和巖土工程參數(shù)選取的問題

土工試驗是巖土工程勘察的一項重要內容，自《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002)實施以后，土工試驗的重要性被推向新的高度。但在目前的巖土工程勘察報告中某些地基土參數(shù)明顯失真、有些相關參數(shù)間互相矛盾等情況屢見不鮮。究其原因有：土樣的采取、運輸、加工的擾動，試驗方法的差異及試驗人員、勘察技術人員業(yè)務素質的差異等等。盡量減少土樣擾動、采取合理的土工試驗方法和正確選取巖土工程參數(shù)是解決這一問題的有效途徑。

首先，試驗要明確土樣級別。土樣的質量等級根據(jù)擾動程度不同可分為四級，不同級別的土樣可做的試驗內容不同，所以在實驗室中開土時先應鑒定土樣的級別，明確此土樣可做哪些試驗、不可做哪些試驗，以避免出現(xiàn)一些不能反映地基土真實性質的數(shù)據(jù)。

其次，試驗要盡可能與工程的實際條件相模擬。試驗土樣的初始應力狀態(tài)、應力變化速率、排水條件和應變條件均應盡可能與工程的實際條件相模擬。

從壓縮固結試驗測得的壓縮模量和壓縮系數(shù)是地基土的主要變形參數(shù)，用于估算地基沉降。通常的壓縮試驗給出的荷載壓力從100KPa～200KPa時的壓縮模量Es1-2和壓縮系數(shù)a1-2。但壓縮摸量和壓縮系數(shù)隨壓力段而變化，在進行地基土沉降估算中，壓縮模量和壓縮系數(shù)一定要選用與實際應力環(huán)境相對應荷載壓力級別下的壓縮模量和壓縮系數(shù)。如擬建工程上部荷載較大或擬建物采用樁基礎，則固結試驗最大壓力應大于有效自重應力和附加應力之和，壓縮模量Es和壓縮系數(shù)a的計算應取土的有效自重應力至土的有效自重應力與附加應力之和的壓力段，以便合理進行沉降估算。

室內剪切試驗時應盡量模擬現(xiàn)場土體的剪切條件。當所取土樣的土層較厚、滲透性較小、施工時速度較快時采用快剪試驗(q)；當所取土樣的土層較薄、滲透性較小、施工時速度較快時采用固結快剪試驗(cq)；當所取土樣的土層滲透性較大、施工時速度較慢、施工周期較長時采用慢剪試驗(s)。

最后，對于試驗結果應正確選取巖土工程參數(shù)。評價巖土性狀的指標應選用平均值，如天然密度、天然含水量、液限、塑限、塑性指數(shù)、液性指數(shù)、相對密實度等；正常使用極限狀態(tài)計算需用的巖土參數(shù)宜選用平均值，當變異大時可根據(jù)經(jīng)驗作適當調整，如壓縮摸量、壓縮系數(shù)和滲透系數(shù)等；承載能力極限狀態(tài)計算所需的巖土參數(shù)應選用指標的標準值，如抗剪強度指標的內摩擦角、內聚力等。

參考文獻

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作者簡介：楊旭然(1988-)，男(蒙古族)，天津人，吉林大學建設工程學院學生，研究方向：工程地質勘察。