建設(shè)工程地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)的技術(shù)途徑

□游昌海 □文四旭 □游代偉

（成都文茂建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)有限公司）

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建設(shè)工程業(yè)取得了蓬勃的發(fā)展，一幢幢高樓大廈在建設(shè)，一座座新城在崛起。此外，港口、鐵路、公路、橋梁、隧道、機(jī)場(chǎng)、地下建筑設(shè)施等建設(shè)工程也在不停的開工建設(shè)。同時(shí)，隨著科技的進(jìn)步，建設(shè)工程的高度也在不斷的增加，“萬丈高樓平地起”在世界各地屢見不鮮，如我國(guó)上海市的環(huán)球國(guó)際金融中心高達(dá)492m。建設(shè)工程離不開地基巖土，建設(shè)工程的載荷主要是靠地基巖土在支撐，特別是高層建筑的建設(shè)對(duì)地基巖土的承載力提出了更高的要求。因此，地基巖土層科學(xué)準(zhǔn)確試驗(yàn)檢測(cè)是合理使用地基巖土層、進(jìn)行安全建造的必要前提，關(guān)乎民生安全，研究實(shí)現(xiàn)地基巖土層科學(xué)準(zhǔn)確試驗(yàn)檢測(cè)的技術(shù)途徑對(duì)于保障建設(shè)工程安全意義重大。

以試驗(yàn)檢測(cè)的地點(diǎn)為依據(jù)，地基巖土層的試驗(yàn)檢測(cè)可以細(xì)分為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試檢測(cè)、室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)。顧名思義，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試檢測(cè)是指在地基現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定地基巖土層在天然狀態(tài)下的力學(xué)性能，因而又被稱為原位測(cè)試。目前對(duì)于地基巖土層的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試檢測(cè)主要包括載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等，其中最基本的測(cè)試方法是載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)方法是模擬建筑地基的受力狀態(tài)對(duì)地基巖土進(jìn)行壓力試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試試驗(yàn)具有測(cè)試直觀的優(yōu)點(diǎn)，但受限于測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因而很難對(duì)所有的巖土層進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，限制了其應(yīng)用。與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試檢測(cè)相對(duì)應(yīng)，室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)是指在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下根據(jù)地基勘探及建筑設(shè)計(jì)要求的項(xiàng)目將地基巖土樣品進(jìn)行物理和力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)檢測(cè)，檢測(cè)依據(jù)主要為國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)；室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)結(jié)果全面，代表性和實(shí)用性強(qiáng)，其缺點(diǎn)是試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果手樣品的代表性和質(zhì)量型影響較大，容易因樣品原因而出現(xiàn)試驗(yàn)檢測(cè)誤差，且直觀性不如現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試檢驗(yàn)直觀。

目前我國(guó)對(duì)地基巖土的檢測(cè)通常采取現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試檢測(cè)與室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)相結(jié)合的方法。地基巖土具體檢測(cè)方法日趨成熟，國(guó)家和地方陸續(xù)出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響的樣品在采取、封存、運(yùn)輸?shù)冗^程中仍存在很多的問題，造成了很多的建設(shè)事故，本文將從試驗(yàn)檢測(cè)樣品的采取、封存、運(yùn)輸、檢測(cè)展開探討，重點(diǎn)研究如何提高采取樣品的質(zhì)量和代表性。

1.樣品采取

1.1 重視樣品的質(zhì)量及代表性

地基是建設(shè)工程的基礎(chǔ)。進(jìn)行地基巖土試驗(yàn)檢測(cè)，其目的在于為建設(shè)工程設(shè)計(jì)提供不可或缺的參數(shù)，是建設(shè)工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，因此地基巖土的試驗(yàn)檢測(cè)是建設(shè)工程的第1環(huán)節(jié)，直接決定了建設(shè)工程的設(shè)計(jì)與規(guī)模。在地基巖土層的試驗(yàn)檢測(cè)中需進(jìn)行定量定性的分析，分析的前提是巖土樣品，其質(zhì)量及代表性直接影響著試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的誤差，錯(cuò)誤的試驗(yàn)結(jié)果會(huì)影響建設(shè)工程的設(shè)計(jì)與施工，給建設(shè)工程帶來不可估量的破壞與損失，這樣的個(gè)例層出不窮。如安徽某大橋，該橋基持力層為土層，因試驗(yàn)檢測(cè)樣品的選擇不具有代表性，在橋臺(tái)建設(shè)剛竣工就開始發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重傾斜，并最終報(bào)廢，帶來了巨大的損失。因此，選擇有代表性、有效性和適應(yīng)性的巖土樣品是準(zhǔn)確進(jìn)行地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)的首要條件，特別是巖土樣品的代表性至為關(guān)鍵。

1.2 樣品取樣方法及操作規(guī)程

建設(shè)工程地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)的樣品是由現(xiàn)場(chǎng)采取的，可分為原狀土樣采取和巖石樣品采取，其中原狀土樣采取方法有：鉆孔、孔內(nèi)用取土器以打入法切取土樣品；鉆孔、孔內(nèi)用取土器以壓入法切取土樣品；基坑內(nèi)直接切取原狀土樣樣品；鉆孔，孔內(nèi)泥漿護(hù)壁，以回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法切取樣品。巖石樣品的采取方法有：鉆孔、在孔內(nèi)鉆出的巖芯或鉆芯中采取巖石樣品；基坑內(nèi)直接采取基巖層巖石樣品。

為確保建設(shè)工程地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)采集的土壤和巖石樣品具有代表性，應(yīng)遵循以下規(guī)則：一是樣品的采集應(yīng)在專業(yè)的工程技術(shù)人員的指導(dǎo)與督促下完成，并一一標(biāo)準(zhǔn)取樣時(shí)間、地點(diǎn)等相關(guān)信息。二是為確保所取樣品能真實(shí)的反應(yīng)巖土層實(shí)際的物理力學(xué)特征，應(yīng)有所控制采取有代表性的巖土樣品的數(shù)量，結(jié)合理論知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在同一水平建設(shè)場(chǎng)地，平面應(yīng)布置采取3～5組樣品，且應(yīng)均布采樣；同理，在同一地層垂直厚度上也應(yīng)布置采取3～5組樣品，且應(yīng)均布采樣。三是在邊坡工程及滑坡工程采取巖土試驗(yàn)檢測(cè)樣品中應(yīng)特別加以小心和注意，并且在樣品標(biāo)簽上注明取土位置（上、下），并說明其重要性。這是因?yàn)樵撏馏w受地理環(huán)境條件的影響，坡體堆積為松散堤的結(jié)構(gòu)，在受大氣降雨及地下水的綜合作用下，加之自重影響，邊坡土體或軟弱結(jié)構(gòu)面易產(chǎn)生蠕動(dòng)變化，造成了土體結(jié)構(gòu)的變化，很容易造成取土樣品不具代表性。

1.3 巖土樣品質(zhì)量信息化標(biāo)準(zhǔn)

為保證所取的巖土樣品處于天然狀態(tài)，提高所取巖土樣品的代表性，在巖土樣品的采取過程中的樣品采取工藝方法、試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目所需樣品的數(shù)量及質(zhì)量等方面的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了巖土樣品的質(zhì)量信息化標(biāo)準(zhǔn)，成為巖土樣品取樣的參考和依據(jù)?，F(xiàn)分別討論巖土樣品中土壤樣品和巖石樣品的質(zhì)量信息化標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.1 土壤樣品質(zhì)量信息化標(biāo)準(zhǔn)

土壤樣品質(zhì)量信息化標(biāo)準(zhǔn)最為重要的是取土樣品的種類，其主要依據(jù)是建設(shè)工程的性質(zhì)，基本原則為：建筑物的天然地基、天然地層及天然邊坡應(yīng)采取原狀土；地基基礎(chǔ)回填、路堤填料、橋頭填料等填料工程應(yīng)采取擾動(dòng)土；如果建設(shè)工程即以土方調(diào)配為填料，又需要穩(wěn)定的天然邊坡，應(yīng)采取滿足試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目數(shù)量的擾動(dòng)土和原狀土；若只需確定土的種類，則無論何種工程，只需采取擾動(dòng)土。

土壤樣品在取樣的過程中應(yīng)保證所取的土樣具有一定的代表性，取土位點(diǎn)可以在天然地面、平洞、導(dǎo)坑、試坑、豎井以及鉆孔中。在采取原狀土樣的過程中應(yīng)盡量減少土壤的擾動(dòng)，盡可能保持土的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度。用鉆機(jī)取樣時(shí)，鉆孔直徑應(yīng)>120mm，為減少土受擾動(dòng)影響，應(yīng)使用專門薄壁取土器。

取土數(shù)量應(yīng)滿足所要求進(jìn)行的試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目方法的需求。

1.3.2 巖石樣品質(zhì)量信息化標(biāo)準(zhǔn)

采取的巖樣首先應(yīng)具有本巖層的代表性，這也是樣品采取的關(guān)鍵點(diǎn)。樣品取樣位點(diǎn)可在基巖露頭、坑探、槽探、豎井、巖洞、基坑中以及鉆孔中，同時(shí)可用在現(xiàn)場(chǎng)采取的基巖塊體樣品或鉆孔內(nèi)采取的巖芯樣品制備樣品試件，在制備過程中應(yīng)注意不允許出現(xiàn)人為裂隙。

對(duì)于樣品尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸或非均質(zhì)的粗粒結(jié)構(gòu)巖樣者，允許采用非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的試樣，但高徑比必須保持2:1的比值(地基)；用作砌體的石料，其高徑比為1:1。在外業(yè)鉆孔中取巖樣，起鉆孔中取出的巖石鉆芯要及時(shí)取試樣。

2.樣品封存

土壤樣品：采取好的樣品，不論是原狀土還是擾動(dòng)土，都應(yīng)立即密封取土筒并附上標(biāo)簽；取土筒所有的縫隙均應(yīng)以膠布封嚴(yán)并涂上融蠟；若原狀土取樣時(shí)不滿取土筒應(yīng)以擾動(dòng)土充填土與筒壁之間的縫隙，擾動(dòng)土應(yīng)選擇近似天然濕度的擾動(dòng)土；土壤樣品應(yīng)認(rèn)真填寫送樣單，應(yīng)填明取土圖紙資料的符號(hào)以及標(biāo)簽說明；取好的土壤樣品應(yīng)及時(shí)送往實(shí)驗(yàn)室。

巖石樣品:為保持巖石樣品原有的天然濕度狀態(tài)，取好的巖石試件應(yīng)立即包裝封閉處理，其中硅質(zhì)硬巖樣可不作處理，泥質(zhì)巖樣品可用紗布包裹后全部以融蠟澆注；巖石樣品標(biāo)注巖石的上下記號(hào)；無論是硅質(zhì)硬巖樣其巖樣品還是泥質(zhì)巖樣品均應(yīng)附上標(biāo)簽；取好的巖石樣品試件應(yīng)與送樣單一起及時(shí)運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室。

3.樣品運(yùn)輸

現(xiàn)場(chǎng)取好的巖土樣品在運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室的過程中一定要確保樣品運(yùn)輸?shù)目煽啃院桶踩?。特別是在巖土樣品運(yùn)輸中，運(yùn)輸前一定要裝入一個(gè)箱子內(nèi)，箱子便于搬運(yùn)并能防止震動(dòng)；并且應(yīng)用軟材料襯墊箱內(nèi)的樣品與樣品之間的空隙，軟墊層材料可選用稻草、谷殼、麥草、鋸木粉、軟紙條等。此外，在裝卸、搬運(yùn)的過程中要小心輕放，車速要平穩(wěn)，為確保巖土樣品在運(yùn)輸過程中不受其震動(dòng)影響，將震動(dòng)損度應(yīng)降低到最小程度。

4.樣品試驗(yàn)檢測(cè)

隨著建設(shè)工程地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)了一系列的規(guī)程和制度，樣品的試驗(yàn)檢測(cè)一定要按照規(guī)程完成，以提高試驗(yàn)檢測(cè)的可靠度和可信度。目前相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要有GB50007-2002《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》以及各省市出臺(tái)的地方標(biāo)準(zhǔn)如DBJ11-50122009北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范等。

5.結(jié)論

為進(jìn)一步提高樣品試驗(yàn)檢測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，為建設(shè)工程提供科學(xué)、公正、可靠的地基巖土力學(xué)及物理性狀數(shù)據(jù)，本文在闡述了地基巖土試驗(yàn)檢測(cè)在建筑工程設(shè)計(jì)及施工過程中的重要作用的基礎(chǔ)上，從樣品采取、樣品封存、樣品運(yùn)輸、樣品檢測(cè)展開討論，建立科學(xué)準(zhǔn)確的地基巖土試驗(yàn)檢測(cè)的技術(shù)途徑，重點(diǎn)闡述了樣品取樣的代表性和有效性。

研究結(jié)論為：一是在充分了解建設(shè)工程地質(zhì)條件、巖土物理性狀等基礎(chǔ)上，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試檢測(cè)與室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)相結(jié)合，全面檢測(cè)地基巖土樣品的力學(xué)性狀等。二是在樣品采取的過程中一定注意樣品的代表性，避免因樣品的不具代表性而導(dǎo)致建設(shè)工程的設(shè)計(jì)與施工出現(xiàn)誤差，保障建設(shè)工程安全。三是在樣品封存和運(yùn)輸過程中做好樣品的標(biāo)記工作，并附送樣單；在運(yùn)輸過程中做好防護(hù)工作，制定有效的防震措施，確保樣品及時(shí)安全運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室。四是在樣品的試驗(yàn)檢測(cè)過程中，嚴(yán)格按照國(guó)家和地方的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性，從而實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程地質(zhì)基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)的技術(shù)途徑。

[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[s].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1999.

[2]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[s].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1999.

[3]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.巖土工程勘察規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.

[4]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[s].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.