工程勘察存在問題分析及建議

吳 暢

摘要:巖土工程勘察的目的在于解決和處理建設(shè)工程中與巖土介質(zhì)有關(guān)的問題,是建設(shè)工程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。本文結(jié)合作者經(jīng)驗(yàn),對巖土工程勘察中的一些問題進(jìn)行了闡述,提出了一些方法和建議。

關(guān)鍵詞:巖土工程;工程勘察;地下水;建議

巖土工程勘察是工程建設(shè)中必不可少的環(huán)節(jié),其主要目的為:如實(shí)弄清擬建場區(qū)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件,提供準(zhǔn)確的巖土工程特性指標(biāo)和地基基礎(chǔ)設(shè)計參數(shù),對建筑場地進(jìn)行穩(wěn)定性和適宜性評價,并提出經(jīng)濟(jì)合理的巖土利用、整治、改造的建議和方案。巖土工程勘察包括現(xiàn)場鉆探、原狀土取樣、室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場原位測試等方面,本文對巖土工程勘察中的存在的問題進(jìn)行了闡述并提出了建議。

1 勘探孔深度及間距

根據(jù)基礎(chǔ)形式及結(jié)構(gòu)形式的不同,勘探深度也會不同。如:一般5層～6層磚混結(jié)構(gòu)住宅,勘探孔深15m基本可滿足要求,而5層框架結(jié)構(gòu)商場由于柱網(wǎng)的柱荷載大,基礎(chǔ)面積大甚至可能采用樁基,則勘探孔深度15m一般不夠。地層工程地質(zhì)性質(zhì)不同,勘探深度也不同。埋藏較淺且工程地質(zhì)性質(zhì)好的密實(shí)碎石土及基巖地區(qū)勘探孔深度較淺,而工程地質(zhì)性質(zhì)差的淤泥及松散雜填土地區(qū)勘探孔深度較深,這就要求在勘探前對勘探區(qū)域地層大致情況有所了解,做到有的放矢。地基復(fù)雜程度不同,勘探點(diǎn)間距不同。在勘探時遇復(fù)雜地基情況,應(yīng)按規(guī)范要求加密勘探點(diǎn),不能局限于經(jīng)濟(jì)或時間等因素而堅持原勘探方案不變,事畢難以查明場地工程地質(zhì)情況,埋下工程隱患。

對于高層建筑,勘探孔間距要比一般建筑的小,且比安全等級高的要更小。實(shí)際上鉆孔間距主要取決于場地的復(fù)雜程度,即場地是否存在暗溝、塘等異常帶,保證鉆探所揭露地層能準(zhǔn)確反映水平和垂直方向土質(zhì)情況及地下水賦存形態(tài)等,而不是建筑物安全等級決定孔距,當(dāng)然布孔位置也要考慮到擬建建筑物的條件,如在主體建筑角上、荷載和建筑體形變異較大處應(yīng)有勘探點(diǎn)進(jìn)行控制;另外對于不同地貌交界處也應(yīng)加密勘探。勘探孔深度總結(jié)如下:

天然地基?？刂瓶咨?m)=基礎(chǔ)埋深+ 地基壓縮層厚度;

一般孔深(m)=基礎(chǔ)埋深+0.7倍的基礎(chǔ)寬度(并應(yīng)小于2/3壓縮層厚度)。

樁基?？刂瓶咨?m)=基礎(chǔ)埋深+預(yù)計樁長+ 樁端平面下壓縮層厚度一般孔深(m)=基礎(chǔ)埋深+預(yù)計樁長+5m。

另外,當(dāng)場地或場地附近沒有可信資料時,至少要有一個鉆孔滿足地震場地劃分對覆蓋層厚度的要求。

2 野外編錄及地層劃分

野外編錄描述不細(xì)致對工程質(zhì)量影響也較大。如某工程為28層高層建筑,采用<1000mm鉆孔灌注樁進(jìn)行施工,以深度45m左右的第⑦層圓礫作為樁基持力層。但其中某一根工程樁施工到30m多的深度時就覺得鉆不下去,進(jìn)尺十分緩慢,后采用孔內(nèi)重錘夯擊法才解決了問題。究其原因是原來有一層密實(shí)的“鐵板砂”透鏡體分布。遺憾的是勘察報告中未提及,屬于描述不仔細(xì)。如果在編錄時能夠用手掰開巖芯,用肉眼進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的鑒定,問題就可以早發(fā)現(xiàn),并早做準(zhǔn)備,避免出現(xiàn)被動局面。

野外地層的正確劃分是室內(nèi)資料整理的關(guān)鍵因素,對于較大型的工程由于施工多采取多鉆機(jī)平行作業(yè)形式,技術(shù)人員較多,各勘探班組往往各行其事,進(jìn)而造成野外資料分層、定性、描述等難以統(tǒng)一,最后給室內(nèi)資料整理帶來困難。為避免這種問題應(yīng)將所有技術(shù)人員首先集中培訓(xùn)并一起共同勘探1到2個鉆孔,統(tǒng)一編錄形式,并派專人現(xiàn)場負(fù)責(zé)勘探區(qū)域整體野外分層連線,發(fā)現(xiàn)異常及時處理,只有這樣才能更好地保證勘探質(zhì)量,同時應(yīng)將勘探到的特殊地層重點(diǎn)描述。

3 地下水的測定

實(shí)際地下水位量測存在以下幾個問題:1)應(yīng)同時觀測地下水位,量測時間須在最后一個鉆孔施工24h后。2)地下水位觀測應(yīng)考慮周圍地下水開采情況的影響,若量測時間正好處于附近抽水井抽水下降漏斗時,所量測到的地下水位肯定偏深。3)水位量測應(yīng)與鉆孔坐標(biāo)、標(biāo)高回測相結(jié)合。我們知道勘探孔口周圍地面實(shí)際不是一個水平面,水位量測參照孔口位置不同,水位埋深也不一樣,因此而產(chǎn)生的誤差幾厘米是難以避免的,這根本無法滿足按規(guī)范要求地下水位量測精度為±2cm的要求,也更無法測定地下水的正確流向。解決方法是孔口坐標(biāo)、標(biāo)高回測,同時以標(biāo)高回測時的孔口位置為準(zhǔn)向下量測地下水位深度。4)要分析近年地下水的變化幅度以及歷史最高水位、最低水位。5)鉆孔深度范圍內(nèi)有2個以上含水層時,應(yīng)分層量測水位,在鉆穿第一含水層(到下一含水層之前)并進(jìn)行靜止水位觀測之后,采用套管隔水,抽出孔內(nèi)存水,變徑鉆進(jìn),再對下一含水層進(jìn)行水位觀測。這樣量測到的水位才是含水層分層水位。

4 原位測試

原位測試應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行,在施工中常會出現(xiàn)一些所謂“捷徑”:標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)不按規(guī)定進(jìn)行桿長和孔深校正,在縮徑和孔底有殘留時,不能及時發(fā)現(xiàn)標(biāo)貫器是否落至應(yīng)測試孔底位置,造成標(biāo)貫數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真。

因此標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行桿長和孔深校正,一方面可以保證在縮徑和孔底有殘留時測試位置控制在應(yīng)測試段,另一方面可以及時發(fā)現(xiàn)極軟弱地層標(biāo)貫自陷、自沉現(xiàn)象,從而確保標(biāo)貫數(shù)據(jù)的真實(shí)性。重型及超重型動力觸探按規(guī)定需連續(xù)貫入,并定深旋轉(zhuǎn)觸探桿(以減小側(cè)摩阻),但在施工時由于連續(xù)貫入比較緩慢且起桿困難或局部地段錘擊不進(jìn)而放棄連續(xù)貫入,使得對碎石土評價本來就缺乏相應(yīng)手段的觸探指標(biāo)數(shù)據(jù)不夠詳實(shí),進(jìn)而造成對碎石類土的評價困難。

5 原狀土取樣

由于土樣采取的方法不同,導(dǎo)致取回的“原狀”土樣的質(zhì)量在不同的試驗(yàn)室之間差別很大,從而使室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與真實(shí)情況有較大的誤差。取樣方法的不同會導(dǎo)致土樣含水率有一定的變化,應(yīng)注意在取土裝置上及時加裝套管,以避免地下水對原狀土的影響。取出后應(yīng)迅速密封。天氣炎熱時為避免蠟封融化,宜采取多種措施密封。天氣寒冷要避免冰凍。土樣保存時間不宜超過三周。土樣運(yùn)送過程中,采用自制的緩震裝置對土樣加以保護(hù),對無粘性土土樣應(yīng)盡量避免有過大的震動。土體的結(jié)構(gòu)性遭到破壞,會導(dǎo)致粘聚力與內(nèi)摩擦角試驗(yàn)值與現(xiàn)場測試比較出現(xiàn)過大差異。

6 幾點(diǎn)建議

目前,巖土工程勘察的地位和作用與國家和政府給予巖土工程的定位和期望仍有一定的差距。這固然與人們“重設(shè)

計輕勘察”的思維定式有關(guān),與我國勘察行業(yè)體制尚未健全有關(guān),與勘察市場的惡性競爭有關(guān)。

在當(dāng)前的形勢下,如何完善市場準(zhǔn)入制度,加強(qiáng)行業(yè)自律、約束機(jī)制,從根本上杜絕巖土勘察行業(yè)中的弊端,真正體現(xiàn)巖土工程師的價值。

嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)程序、規(guī)范市場行為、推行全程化監(jiān)理科學(xué)的建設(shè)程序應(yīng)當(dāng)遵循“先勘察、后設(shè)計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規(guī)律的懲罰。市場的規(guī)范,僅依靠勘察單位的自律機(jī)制是不夠的,還需要建立有效的行業(yè)約束機(jī)制。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規(guī),對項目招投標(biāo)和實(shí)施過程中的行為主體進(jìn)行全面有效的監(jiān)督管理,另一方面應(yīng)積極推行工程監(jiān)理全程化,采用事前、事中、事后控制相結(jié)合的方法,最大限度地避免不當(dāng)行為的發(fā)生,保證勘察質(zhì)量和投資效益最大化。

嚴(yán)格市場準(zhǔn)入、盡快實(shí)施注冊土木工程師制度,加強(qiáng)相關(guān)人員培訓(xùn)。經(jīng)過近年勘察設(shè)計資質(zhì)換證,對勘察設(shè)計單位進(jìn)行了一定的整頓,對規(guī)范市場起到了一定的作用。

但應(yīng)該清醒地看到,我國的勘察資質(zhì)門檻很低,應(yīng)盡快實(shí)施注冊土木工程師制度,通過采用企業(yè)資質(zhì)和個人執(zhí)業(yè)資質(zhì)雙重控制來規(guī)范勘察市場、促進(jìn)勘察技術(shù)水平的提高。此外,巖土工程勘察屬大土木范疇,是多學(xué)科的融合,新技術(shù)、新工藝層出不窮,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時有更新,巖土工程從業(yè)人員應(yīng)與時俱進(jìn),不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和職業(yè)道德素養(yǎng)。

另外,在及時推行注冊土木工程師制度的同時,應(yīng)加強(qiáng)對相關(guān)從業(yè)人員的培訓(xùn)工作,加強(qiáng)他們的責(zé)任心和使命感,提高勘探測試人員的技術(shù)水平。

加強(qiáng)勘察設(shè)計單位的質(zhì)量認(rèn)證,健全質(zhì)量管理體系ISO9001∶2000質(zhì)量管理體系確立了以過程模式作為標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。勘察設(shè)計企業(yè)應(yīng)通過有效應(yīng)量管理體系的要求,運(yùn)用過程方法,采用PDCA循環(huán)思進(jìn)行巖土工程勘察的實(shí)施和管理,持續(xù)改進(jìn)。提高勘察設(shè)計的能力,增加顧客的滿意程度。