巖土工程勘察中幾個(gè)常見問題的分析

梁春雷

摘要：本文對(duì)巖土工程勘察中常見的勘察報(bào)告不能滿足設(shè)計(jì)要求、合理選擇原位測(cè)試方法、小項(xiàng)目取樣和原位測(cè)試數(shù)量不能滿足規(guī)范要求、土工試驗(yàn)方法和巖土工程參數(shù)選取這四個(gè)方面的問題按提出問題（闡明意義）、分析原因、明確解決問題的措施和辦法的思路一一進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察；原位測(cè)試；土工試驗(yàn)

指導(dǎo)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(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)實(shí)施雖已多年。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(gè)常見問題加以歸納，對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并提出了解決的方法。希望能拋磚引玉，和勘察同行們共同提高勘察業(yè)務(wù)水平，進(jìn)而提高勘察成果質(zhì)量。

1 勘察報(bào)告不能滿足設(shè)計(jì)要求的問題

明確設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(yīng)“搜集附有坐標(biāo)和地形的建筑總平面圖,建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)概況，搞清土建設(shè)計(jì)對(duì)勘察的要求。但目前勘察市場(chǎng)中還存在：無設(shè)計(jì)要求和建筑結(jié)構(gòu)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(jìn)行勘察，最終導(dǎo)致勘察報(bào)告的深度和廣度不符合土建設(shè)計(jì)的要求。

如某啤酒廠的廠房，設(shè)備荷載很大、天然地基承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足上部荷載的要求，擬建物應(yīng)采用樁基礎(chǔ)。但事前勘察單位為能承攬?jiān)摴こ滩粌H壓低勘察費(fèi)，而且完全按業(yè)主方采用天然地基淺基礎(chǔ)的勘察要求進(jìn)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(shè)計(jì)參數(shù)提供不全?？辈靾?bào)告不能滿足土建設(shè)計(jì)的要求，最終導(dǎo)致補(bǔ)勘。本可一次性詳勘的工程進(jìn)行了兩次勘察，業(yè)主既多支出了勘察費(fèi)又延長(zhǎng)建設(shè)工期。所以，我們?cè)诳辈烨耙欢ㄒ褰ㄖY(jié)構(gòu)概況和土建設(shè)計(jì)要求，如可能采用基礎(chǔ)形式、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要求等等，在有確切依據(jù)的前提下勘察，才能使勘察報(bào)告在廣度和深度上滿足土建設(shè)計(jì)要求。

2 合理選擇原位測(cè)試方法的問題

在巖土工程勘察中，原位測(cè)試是十分重要的勘察手段，它在探測(cè)地層分布、測(cè)定巖土特性、確定地基承載力等方面，有突出的優(yōu)點(diǎn)。但它是一種間接勘察手段，應(yīng)與鉆探取樣和室內(nèi)試驗(yàn)配合使用。且眾多的原位測(cè)試方法均有各自的原理和各自適用的巖土層，應(yīng)根據(jù)擬建工程的規(guī)模和重要性、勘察階段、土的性質(zhì)和要求提供的設(shè)計(jì)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(nèi)業(yè)工作中將靜探孔轉(zhuǎn)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(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)積累較多，根據(jù)靜探數(shù)據(jù)判斷地層會(huì)“八九不離十”，地層判斷可能會(huì)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(duì)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(dá)不到規(guī)范的要求。所以在軟土地區(qū)，即使是一般項(xiàng)目或小項(xiàng)目都必須有靜探孔比例的要求，在勘察工作中應(yīng)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(cè)試的情況，如淤泥層中做標(biāo)貫試驗(yàn)或重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)，圓礫層中做標(biāo)貫試驗(yàn)等。這樣做，不僅測(cè)試方法不當(dāng)，而且還存在施工安全隱患，應(yīng)避免?？辈烨?，技術(shù)人員應(yīng)盡可能搜集擬建工程附近的地質(zhì)資料，了解擬建工程規(guī)模和可能采取的地基基礎(chǔ)型式，熟悉各種原位測(cè)試方法和適用性（如靜力觸探試驗(yàn)適用于軟土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土；標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)適用于砂土、粉土和一般粘性土；重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)適用于砂土、中密及以下碎石土、全風(fēng)化基巖等等），然后確定采用哪些原位測(cè)試方法，以確?？辈鞙y(cè)試手段的合理性和勘察結(jié)果的正確性。

3小項(xiàng)目取樣和原位測(cè)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(gè)場(chǎng)地每一主要土層的原狀土試樣或原位測(cè)試數(shù)據(jù)不應(yīng)少于6件(組)”，對(duì)于大中型工程而言，由于取土孔、原位測(cè)試孔布置多，只要是均勻分布的土層，即使土層厚度相對(duì)較小一般也能夠滿足上述規(guī)范要求。但對(duì)于單棟占地面積小的建筑物（即小項(xiàng)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(cè)試孔等應(yīng)各占一定的比例，對(duì)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(jìn)行原位測(cè)試的組數(shù)不能滿足上述規(guī)范要求的情況。

造成這種結(jié)果一方面是因?yàn)榭碧娇咨?，另一方面往往是因?yàn)榭碧绞┕ぶ胁扇⊥翗雍瓦M(jìn)行原位測(cè)試的盲目性和隨機(jī)性造成的。如果勘探現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員能夠根據(jù)實(shí)際情況合理布置采取土樣(或原位測(cè)試)間距，即使孔少也基本能避免上述情況的發(fā)生?，F(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(cè)試)間距，并盡量使每層土在每個(gè)勘探孔中都有原狀土樣或原位測(cè)試數(shù)據(jù)。這樣“精打細(xì)算”的做法即使在項(xiàng)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(cè)試數(shù)量的要求。

4土工試驗(yàn)方法和巖土工程參數(shù)選取的問題

土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的一項(xiàng)重要內(nèi)容,自《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)實(shí)施以后，土工試驗(yàn)的重要性被推向新的高度。但在目前的巖土工程勘察報(bào)告中某些地基土參數(shù)明顯失真、有些相關(guān)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(yùn)輸、加工的擾動(dòng)，試驗(yàn)方法的差異及試驗(yàn)人員、勘察技術(shù)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)的差異等等。盡量減少土樣擾動(dòng)、采取合理的土工試驗(yàn)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(yàn)要明確土樣級(jí)別。土樣的質(zhì)量等級(jí)根據(jù)擾動(dòng)程度不同可分為四級(jí),不同級(jí)別的土樣可做的試驗(yàn)內(nèi)容不同，所以在實(shí)驗(yàn)室中開土?xí)r先應(yīng)鑒定土樣的級(jí)別，明確此土樣可做哪些試驗(yàn)、不可做哪些試驗(yàn)，以避免出現(xiàn)一些不能反映地基土真實(shí)性質(zhì)的數(shù)據(jù)。

其次，試驗(yàn)要盡可能與工程的實(shí)際條件相模擬。試驗(yàn)土樣的初始應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)力變化速率、排水條件和應(yīng)變條件均應(yīng)盡可能與工程的實(shí)際條件相模擬。

從壓縮固結(jié)試驗(yàn)測(cè)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(yàn)給出的是荷載壓力從100 KPa至200KPa時(shí)的壓縮模量Es1-2和壓縮系數(shù)α1-2。但壓縮摸量和壓縮系數(shù)隨壓力段而變化，在進(jìn)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(shí)際應(yīng)力環(huán)境相對(duì)應(yīng)荷載壓力級(jí)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(chǔ)，則固結(jié)試驗(yàn)最大壓力應(yīng)大于有效自重應(yīng)力和附加應(yīng)力之和，壓縮模量Εs和壓縮系數(shù)α的計(jì)算應(yīng)取土的有效自重應(yīng)力至土的有效自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和的壓力段，以便合理進(jìn)行沉降估算。

室內(nèi)剪切試驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量模擬現(xiàn)場(chǎng)土體的剪切條件。當(dāng)所取土樣的土層較厚、滲透性較小、施工時(shí)速度較快時(shí)采用快剪試驗(yàn)（q）；當(dāng)所取土樣的土層較薄、滲透性較小、施工時(shí)速度較快時(shí)采用固結(jié)快剪試驗(yàn)（cq）；當(dāng)所取土樣的土層滲透性較大、施工時(shí)速度較慢、施工周期較長(zhǎng)時(shí)采用慢剪試驗(yàn)（s）。

最后，對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)正確選取巖土工程參數(shù)。評(píng)價(jià)巖土性狀的指標(biāo)應(yīng)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(duì)密實(shí)度等等；正常使用極限狀態(tài)計(jì)算需用的巖土參數(shù)宜選用平均值，當(dāng)變異大時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作適當(dāng)調(diào)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(jì)算所需的巖土參數(shù)應(yīng)選用指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值，如抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力等。

參考文獻(xiàn)

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