巖土工程勘察工作要點(diǎn)之淺析

張學(xué)儉 張明輝

摘 要：巖土工程勘察是保證工程施工質(zhì)量的重點(diǎn)，因此，必須完善巖土勘察的各項(xiàng)工作，嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行施工，并通過監(jiān)理的實(shí)施保障勘探工作的有效性和真實(shí)性。

關(guān)鍵詞：巖土工程；野外勘探；室內(nèi)土工試驗(yàn)

Abstract: Geotechnical engineering investigation is to ensure that the focus of the quality of construction, therefore, we must improve the work of the geotechnical investigation, construction in strict accordance with the relevant norms and the validity and authenticity of the supervision of the implementation of safeguards exploration work.Key words: geotechnical engineering; field exploration; Indoor Soil Test

中圖分類號(hào)：P624文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言

巖土勘察工作是我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)工程的三個(gè)主要程序之一，勘察工作必須走在設(shè)計(jì)和施工之前，為設(shè)計(jì)和施工服務(wù)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，巖土參數(shù)的合理提供關(guān)系到基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和合理性。巖土工程勘察中常存在一些問題，本文從野外勘探、室內(nèi)土工試驗(yàn)及巖土工程這三個(gè)方面進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述。

1、巖土工程勘察工作概述

1.1 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，巖土勘察工作已經(jīng)越來(lái)越受到人們的重視。巖土勘察作業(yè)的主要任務(wù)是科學(xué)的運(yùn)用勘察理論，同時(shí)結(jié)合實(shí)踐，對(duì)工程施工地區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的地址勘察，為后期的項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，保證工程建設(shè)能順利進(jìn)行，以及處理好建筑與附近自然環(huán)境的安全。進(jìn)行巖土勘察工作，就是要利用優(yōu)勢(shì)條件，避免和改在不利條件，全面提高項(xiàng)目建筑施工質(zhì)量。因此，在勘察工作中，技術(shù)人員必須研究各路段不同的成因和各種類型的巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，以及按特殊設(shè)計(jì)進(jìn)行路基施工的各巖層的物理力學(xué)性質(zhì)，這對(duì)提高巖土工程勘察工作起著重要作用。

1.2 等級(jí)劃分及經(jīng)濟(jì)性遵循相應(yīng)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)都是十分重要的，這些是做好巖土勘察工作的關(guān)鍵，也直接決定了勘察工作量的布置，只有掌握的相應(yīng)的等級(jí)，才可以做好安全、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的生產(chǎn)。檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)所獲取的資料，可以為工程施工提供參數(shù)，工程設(shè)計(jì)也可以以此為依據(jù)進(jìn)行修改和更正，讓設(shè)計(jì)、施工、技術(shù)等方面都實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。在符合規(guī)范的前提下，采取較為經(jīng)濟(jì)的勘察手段和工作量，積極實(shí)現(xiàn)勘察工作目標(biāo)。

1.3 鑒于巖土工程勘察現(xiàn)狀，節(jié)約成本是必須的，也是必行的，例如，對(duì)“樁基礎(chǔ)一般性孔深入到樁端以下3-5倍的樁徑，且大于3m，對(duì)大直徑樁不小于5m”的要求，如果方案布置為50 m，根據(jù)控制性孔資料，40m處分布有良好的樁端持力層且能滿足樁基設(shè)計(jì)要求，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人現(xiàn)場(chǎng)可將50m的一般性勘探孔變更為45m。這樣，不僅可以節(jié)省成本，還能提高效益。這是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型勘察的重要手段。2、野外勘探工作的主要內(nèi)容分析2.1 勘探點(diǎn)的布設(shè)：設(shè)計(jì)人員往往偏于保守傾向，如對(duì)地基承載力要求過高等。由于巖土體始終是一個(gè)灰箱，無(wú)法徹底查清巖土體的分布及物理力學(xué)參數(shù)，在做與巖土相關(guān)的工程設(shè)計(jì)時(shí)固然要留有一定的安全系數(shù)。采用過于保守的巖土參數(shù)、過高安全系數(shù)將不可避免造成工程建設(shè)的極大浪費(fèi)。收到設(shè)計(jì)人的勘察任務(wù)書后，勘察人員應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)人溝通，到現(xiàn)場(chǎng)踏勘，確定合理的勘探點(diǎn)布設(shè)位置。2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是確定巖土物理力學(xué)性質(zhì)的可靠方法。由于標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)可以有效及時(shí)的劃分出砂土的密實(shí)度。因而是巖土工程勘察最常用的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)手段。進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)前應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行桿長(zhǎng)和孔深校正，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)標(biāo)貫器沒有落到應(yīng)測(cè)孔底位置，造成標(biāo)貫數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真，進(jìn)而造成對(duì)碎石類土的評(píng)價(jià)困難。對(duì)軟土則需要做十字板剪切試驗(yàn)確定抗剪強(qiáng)度和靈敏度。做十字板剪切試驗(yàn)之前，應(yīng)先做靜力觸探試驗(yàn)，這樣既可以針對(duì)有需要的軟土層做試驗(yàn)，也可以避免十字板剪切試驗(yàn)出現(xiàn)板頭損壞等事故。條件許可則可預(yù)備兩套微機(jī)、探頭、電纜及桿件，避免頻繁更換，從而減少出錯(cuò)機(jī)率。另一個(gè)提高十字板剪切試驗(yàn)效率的是：加密十字板剪切試驗(yàn)的垂向密度，即利用架設(shè)好的十字板試驗(yàn)設(shè)備，無(wú)需更換板頭和重新架設(shè)，只需要增加少量時(shí)間，而獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)則成倍增加。2.3 編錄：鉆探編錄是工程勘察質(zhì)量的基礎(chǔ)。工程地質(zhì)野外編錄應(yīng)力求簡(jiǎn)明準(zhǔn)確，準(zhǔn)確描述并劃分層位。隨著辦公自動(dòng)化程度不斷提高，可適時(shí)為外業(yè)人員配備數(shù)碼相機(jī)、手提電腦，以便拍攝場(chǎng)地條件及巖心照片。一方面，可以幫助提高編錄速度，還可以利用電腦繪制剖面草圖并提高編錄的準(zhǔn)確性；另一方面，編錄后即可通過郵件等發(fā)回辦公室或駐地，內(nèi)業(yè)人員可以迅速獲得編錄信息。3、室內(nèi)土工試驗(yàn)工作存在的問題分析3.1 室內(nèi)測(cè)試：通常室內(nèi)測(cè)試問題主要是巖土樣送達(dá)試驗(yàn)室后未及時(shí)測(cè)試或不按操作規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)。例如對(duì)要求飽和的土試樣，未按規(guī)范要求達(dá)到飽和時(shí)間再測(cè)試；對(duì)于高烈度地區(qū)在規(guī)定的抗震判斷深度范圍內(nèi)的粉土未做粉粘性含量測(cè)試。導(dǎo)致高粘性含量的粉土也判定為可液化土，造成投資浪費(fèi)等現(xiàn)象。因此，室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行開樣測(cè)試，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)。3.2 內(nèi)業(yè)資料整理：對(duì)于野外及室內(nèi)測(cè)試分析所收集的原始資料必須經(jīng)過理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析，以便于設(shè)計(jì)人員結(jié)合場(chǎng)地特征有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)前該環(huán)節(jié)主要存在的質(zhì)量問題有以下方面：①對(duì)設(shè)計(jì)概念與理論不明確。在巖土參數(shù)的統(tǒng)計(jì)和分析中，對(duì)異常值不加分析剔除，一律參與統(tǒng)計(jì)分析，導(dǎo)致分析誤差過大，得出場(chǎng)地分析不合理、不正確的結(jié)論。②對(duì)巖土參數(shù)取值不理解。對(duì)于工程特性指標(biāo)必須提供標(biāo)準(zhǔn)值、基本值或特征值，土的一般性物理指標(biāo)統(tǒng)計(jì)其平均值、最大值和最小值就可滿足要求。在勘察報(bào)告編寫過程中，試驗(yàn)數(shù)據(jù)及編錄表的錄入約占10%～15%的時(shí)間，因此實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)電子版本的通用及野外編錄工作的電腦錄入，可以大大提高勘察報(bào)告編寫速度。3.3 設(shè)計(jì)、勘察人員互動(dòng)：在工程建設(shè)中，設(shè)計(jì)人員往往忽略勘察報(bào)告中在基礎(chǔ)處理形式及施工方案方面的建議。由于工作的局限性，偏重于查明巖土情況，勘察報(bào)告中的建議往往比較空泛。這種現(xiàn)象對(duì)于具體工程是不利的，也不利于巖土工程勘察技術(shù)的發(fā)展。在進(jìn)行勘察前，應(yīng)充分了解設(shè)計(jì)意圖，弄清建筑物工程特性，這樣勘察工作就能做到目標(biāo)明確，為設(shè)計(jì)部門提供有效的資料。

4、巖土工程工作方面的分析

4.1 天然地基均勻性評(píng)價(jià)：地基的均勻性評(píng)價(jià)是巖土工程分析的重要內(nèi)容之一?！稁r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）對(duì)地基均勻性評(píng)價(jià)都有明確規(guī)定，存在的主要問題是缺乏具體的可操作標(biāo)準(zhǔn)。在工程可行性研究和選址階段，應(yīng)首先確定場(chǎng)地所在的工程地質(zhì)單元。而在詳勘階段對(duì)建筑地基的均勻性評(píng)價(jià)時(shí)多以建筑物水平投影面積為評(píng)價(jià)范圍。其深度評(píng)價(jià)范圍，首先應(yīng)明確擬建工程的用途、結(jié)構(gòu)、荷載及發(fā)展、地區(qū)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等多方面的情況，一般而言，應(yīng)滿足以下原則：①地基主要受力層：對(duì)條形基礎(chǔ)為基礎(chǔ)底面以下3倍基礎(chǔ)底面寬度，對(duì)于獨(dú)立基礎(chǔ)為基礎(chǔ)底面以下1.5 倍基礎(chǔ)底面寬度，且評(píng)價(jià)深度不小于5m； ②壓縮層深度范圍：對(duì)天然地基淺基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)可按變形比法確定其評(píng)價(jià)深度； ③對(duì)于大面積基礎(chǔ)其評(píng)價(jià)深度范圍應(yīng)不小于1 倍基礎(chǔ)寬度。4.2 關(guān)于地震效應(yīng)的問題：《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)場(chǎng)地做剪切波速試驗(yàn)有明確規(guī)定，但這個(gè)規(guī)定沒有區(qū)別強(qiáng)地震區(qū)和弱地震區(qū)，而且地基處理后其剪切波速值也發(fā)生了變化，場(chǎng)地地基土類型及場(chǎng)地類別也有可能因此發(fā)生變化，這種情況在巖土工程評(píng)價(jià)及地基設(shè)計(jì)時(shí)沒有得到足夠的重視。對(duì)于重要的建筑物必須進(jìn)行剪切波速測(cè)試，確定場(chǎng)地覆蓋層厚度的鉆孔應(yīng)達(dá)到覆蓋層一定深度，其直接影響場(chǎng)地類別判定及建筑工程的抗震造價(jià)。對(duì)判別液化而布置的勘探點(diǎn)不應(yīng)小于3 個(gè)，每層土的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)數(shù)不宜小于6個(gè)，試驗(yàn)點(diǎn)的豎向間距宜為1.0m～1.5m。液化判定時(shí)，應(yīng)對(duì)不少于6個(gè)液化判別點(diǎn)分別計(jì)算，對(duì)于薄層有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一層點(diǎn)數(shù)不夠的情況應(yīng)采用靜力觸探或補(bǔ)充工作量來(lái)增加判別點(diǎn)情況，特別對(duì)于出現(xiàn)一層僅有兩個(gè)液化點(diǎn)且液化結(jié)論不同的情況，更應(yīng)補(bǔ)充工作量來(lái)增加判別點(diǎn)情況。5、結(jié)束語(yǔ)巖土工程勘察是一項(xiàng)建設(shè)的基礎(chǔ)性工作，其接觸的對(duì)象和需要解決的問題范圍很大。只有全面掌握巖土工程有關(guān)的規(guī)范，不斷交流學(xué)習(xí)，才能有效開展工作，確?？辈旃ぷ黜樌M(jìn)行。通過對(duì)以上巖土工程勘察中問題的探討，使巖土工程技術(shù)人員在重視規(guī)范學(xué)習(xí)的同時(shí)，也要注意結(jié)合實(shí)際更好的執(zhí)行規(guī)范。

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