巖土工程勘察與地基設(shè)計(jì)中的問(wèn)題淺析

李征曉

摘要：巖土工程勘察目的是查明場(chǎng)地地基的工程地質(zhì)條件，提出基礎(chǔ)類型建議，提供地基土物理力學(xué)指標(biāo)和地基承載力特征值、樁基等巖土參數(shù)，為設(shè)計(jì)、施工等提供詳實(shí)、科學(xué)、準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。巖土工程勘察的對(duì)象是建筑場(chǎng)地的巖土體，是自然界長(zhǎng)期形成的產(chǎn)物，受區(qū)域地質(zhì)環(huán)境、自然條件和人類活動(dòng)影響較大，其復(fù)雜性、多變性和不確定性因素較多。

關(guān)鍵詞：巖土勘察;工程與施工;地基設(shè)計(jì)

前 言

近年來(lái)，我國(guó)在巖土工程勘察與地基設(shè)計(jì)工程建設(shè)上取得了一些優(yōu)秀的成績(jī)，但一些相關(guān)的理論還在處于初步階段，本文作者結(jié)合國(guó)家現(xiàn)行勘察與設(shè)計(jì)規(guī)范，分析了巖土工程勘察與地基設(shè)計(jì)中一些容易出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出相關(guān)問(wèn)題的解決措施，以供同行借鑒。

一、巖土工程勘察

1.野外踏勘與資料搜集

野外踏勘與資料搜集這兩項(xiàng)工作可以幫助我們了解場(chǎng)地地形、地貌、地層及施工條件，一方面減少勘探工作的盲目性，做到有的放矢，另一方面使勘察成本合理，增強(qiáng)勘探單位相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力。這主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

1.1擬建建筑基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)形式;

1.2場(chǎng)地地層工程地質(zhì)條件;

1.3勘探方式的合理確定。不同的地區(qū)、地層勘探方法差別很大。

2.原始資料的采取

巖土工程勘察一般時(shí)間短、任務(wù)重，取準(zhǔn)、取全原始資料是巖土工程勘察的最基本的工作，任何誤判和假象均會(huì)直接影響工程勘察的質(zhì)量。這主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

2.1野外地層的劃分應(yīng)盡量詳細(xì)。按顏色、狀態(tài)、濕度甚至鉆進(jìn)難易程度、巖芯采取率等不同指標(biāo)詳細(xì)劃分，為室內(nèi)資料整理提供最詳實(shí)的編錄地質(zhì)資料;對(duì)多鉆機(jī)共同作業(yè)情況，應(yīng)首先集中技術(shù)人員勘探一二個(gè)鉆孔，統(tǒng)一編錄形式，避免各行其事，盡而造成野外資料分層、定性、描述等難以統(tǒng)一，給資料整理帶來(lái)困難。

2.2原位測(cè)試應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行。靜力觸探試驗(yàn)時(shí)為減少零漂應(yīng)定深調(diào)零，尤其在氣溫與地溫相差較大的冬天、夏天，觸探指標(biāo)相差較大;標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)按規(guī)定進(jìn)行桿長(zhǎng)和孔深校正，一方面可以保證在縮徑和孔底有殘留時(shí)測(cè)試位置控制在應(yīng)測(cè)試段，另一方面可以及時(shí)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(dòng)力觸探按規(guī)定需連續(xù)貫入。由于碎石類土采樣難、巖芯采取率低（因鉆進(jìn)多采用泥漿循環(huán)，細(xì)顆粒易沖失），對(duì)碎石類土的相對(duì)軟弱夾層較難發(fā)現(xiàn)，碎石土的承載力一般較好，但其均勻性對(duì)地基變形影響很大，現(xiàn)實(shí)中不乏因碎石土的局部有軟弱夾層導(dǎo)致建筑不均勻變形過(guò)大的實(shí)例，連續(xù)貫入是發(fā)現(xiàn)碎石土有無(wú)相對(duì)軟弱夾層、判定碎石土均勻性和密實(shí)程度的必然要求。但也有人認(rèn)為連續(xù)貫入效率較低且起桿困難，在勘探時(shí)不能做到連續(xù)貫入。

2.3地下水位的觀測(cè)。一方面充分考慮周圍地下水開(kāi)采因素，另一方面觀測(cè)應(yīng)在最后一個(gè)鉆孔施工24h后進(jìn)行，再者水位觀測(cè)宜與鉆孔標(biāo)高相結(jié)合。我們知道，由水位換算地下水的正確流向允許±2cm的誤差，水位量測(cè)直接參照孔口是根本無(wú)法滿足該要求的（水位深度會(huì)因孔口參照位置不同而不同）。

3.室內(nèi)試驗(yàn)

室內(nèi)試驗(yàn)可以測(cè)定巖土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，但這是建立在原狀的土樣和正確的試驗(yàn)方法基礎(chǔ)上的，若脫離其中任何一個(gè)方面均會(huì)使試驗(yàn)指標(biāo)可信性大大降低。這主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

3.1原狀土樣的采取、保管。首先，不同的土應(yīng)采用相匹配的取土器采取土樣，如軟土宜采用薄壁取土器，堅(jiān)硬的土可采用單動(dòng)或雙動(dòng)二重管取土器，有些勘探單位為圖省事經(jīng)常采用鉆進(jìn)巖芯切取士樣（既欺騙甲方又欺騙自己）;其次，土樣要妥善保管，夏天要防曬、冬天要防凍、送樣要及時(shí)（尤其是易失水的粉土等）、存放要合理（不宜放到汽車鉆駕駛室內(nèi)，以免使土樣振動(dòng)、受熱）。

3.2土的定性劃分。要對(duì)各種土的基本工程地質(zhì)性質(zhì)加深理解，掌握各種類型土的區(qū)域分布情況。如膨脹土的特征是液限及塑性指數(shù)高、具裂隙，而且在50及l(fā)00kPa壓力固結(jié)試驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)百分表測(cè)出的變形量小于同級(jí)荷載作用下的儀器變形量的情況（因我國(guó)膨脹土的膨脹力一般在50 ～ lOOkPa之間），若不注意這些特點(diǎn)，很容易把膨脹土定名為常規(guī)的粘性土。此外，對(duì)粉土定名時(shí)不能只重視塑性指數(shù)≤10的指標(biāo)，還要注意粒徑>0.075mm的顆粒質(zhì)量不超過(guò)總質(zhì)量的50%的指標(biāo)，若僅按塑性指數(shù)劃分必然會(huì)造成—些誤判（如粉砂有時(shí)也可測(cè)定一定的塑性指數(shù)），另外對(duì)粉土進(jìn)行承載力深寬修正和液化判別時(shí)均須根據(jù)其粘粒含量數(shù)值來(lái)進(jìn)行計(jì)算，故粉土的粘粒含量是必做的項(xiàng)目。在有些地方，由于建筑不需進(jìn)行液化判別且粉土非持力層不必進(jìn)行深寬修正，而常常省略了粘粒含量試驗(yàn)。

3.3剪切方法的選擇，直剪試驗(yàn)剪切破壞面與實(shí)際土體剪切破壞面不一致，剪切時(shí)排水條件不易控制，按《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123-1999）規(guī)定，快剪試驗(yàn)只適用于滲透系數(shù)<10-6cm/s的細(xì)粒土，而粉質(zhì)粘土及粉土滲透系數(shù)一般大于10-6cm/s。故粉質(zhì)粘土及粉土用直剪試驗(yàn)已非常勉強(qiáng)。對(duì)工程地質(zhì)性質(zhì)稍差的粉土及粉質(zhì)枯土做直剪試驗(yàn)時(shí)，剪切強(qiáng)度指標(biāo)回歸性差（尤其最后一級(jí)荷載剪切強(qiáng)度偏低，再現(xiàn)性差），剪切強(qiáng)度指標(biāo)僅能作為參考，而三軸剪切試驗(yàn)土樣受力合理，且能控制排水，指標(biāo)可信度高，雖然目前推廣三軸試驗(yàn)不太現(xiàn)實(shí)，但一個(gè)工程進(jìn)行一定數(shù)量的三軸剪切試驗(yàn)應(yīng)是可行的。

二、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基基礎(chǔ)必須堅(jiān)持因地制宜、就地取材、保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的原則，根據(jù)巖土工程勘察資料，綜合考慮結(jié)構(gòu)類型、材料情況與施工條件等因素，精心設(shè)計(jì)。這主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面。

1.粉土及粉砂地基承載力特征值深寬修正問(wèn)題

如果對(duì)粉土僅按粘粒含量是否小于10%選取深、寬修正系數(shù)ηb、ηd。另外，對(duì)粉砂（不包括很濕與飽和時(shí)稍密狀態(tài)）取ηb=2、ηd=3，但對(duì)很濕～飽和、松散～稍密的粉砂宜按ηb=0.5、ηd=2進(jìn)行修正。

2.地基均勻性評(píng)價(jià)問(wèn)題

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007–2002）雖要求進(jìn)行地基均勻性評(píng)價(jià)，但沒(méi)有給出相應(yīng)評(píng)價(jià)方法，有些地方按《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ79-2002）評(píng)價(jià)高層建筑地基均勻性的方法來(lái)評(píng)價(jià)一般建筑地基是不恰當(dāng)?shù)摹６从行┑貐^(qū)的經(jīng)驗(yàn)：符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）第3.0.2條規(guī)定，不必進(jìn)行地基變形計(jì)算的建筑地基屬均勻地基，否則就是不均勻地基，該方法是一種評(píng)價(jià)途徑，也得到了較多的巖土工作者的認(rèn)可，可以結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r運(yùn)用。

3.地震效應(yīng)問(wèn)題

3.1波速測(cè)試數(shù)據(jù)直接影響場(chǎng)地類別的準(zhǔn)確判定及建筑工程的抗震造價(jià)，規(guī)范規(guī)定對(duì)抗震重要性為甲及乙類的建筑必須進(jìn)行波速測(cè)試。而有的單位往往一句話就估算場(chǎng)地等效剪切波速是多少、根據(jù)區(qū)域經(jīng)驗(yàn)覆蓋層厚度有多少，進(jìn)一步依此數(shù)據(jù)確定場(chǎng)地土類型及場(chǎng)地類別，這是對(duì)規(guī)范認(rèn)識(shí)的不足。

3.2地基處理后其剪切波速值也發(fā)生變化，場(chǎng)地地基土類型及場(chǎng)地類別也會(huì)隨著發(fā)生變化，但這在地基設(shè)計(jì)中有時(shí)沒(méi)有得到足夠重視。

4.復(fù)合地基承載力特征值的確定

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）規(guī)范規(guī)定：復(fù)合地基確定基礎(chǔ)底面積及埋深時(shí)，地基承載力的基礎(chǔ)寬度修正系數(shù)應(yīng)取O，地基承載力的基礎(chǔ)埋深修正系數(shù)應(yīng)取l。但當(dāng)在某些地基承載力提高幅度不太大的土層進(jìn)行CFC樁復(fù)合地基處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)復(fù)合地基深寬修正后的地基承載力特征值還沒(méi)有該天然土層進(jìn)行深寬修正的地基承載力特征值大，這種問(wèn)題應(yīng)該是新舊規(guī)范銜接不當(dāng)造成的。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，巖土工程勘察技術(shù)以及地基設(shè)計(jì)技術(shù)都在不斷的進(jìn)步，我們要加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，并重視規(guī)范、規(guī)程的學(xué)習(xí)，掌握最新的技術(shù)，提高我們的工作質(zhì)量。在實(shí)際工作中認(rèn)真細(xì)致地開(kāi)展工作，在實(shí)踐中注意積累經(jīng)驗(yàn)，不斷總結(jié)提高，從而推動(dòng)我國(guó)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)的向前發(fā)展。