巖土工程勘察與地基設(shè)計若干問題分析

徐祥應(yīng)

廣東核力工程勘察院 廣東東莞 523000

摘要：巖土工程勘察工作與地基設(shè)計息息相關(guān)，它是地基設(shè)計的基礎(chǔ)性參考資料，對地基施工的設(shè)計起著決定性作用。本文將對巖土工程勘察和地基設(shè)計中的問題進行分析，并舉例說明巖土工程勘察與地基設(shè)計的改進辦法，以優(yōu)化地基設(shè)計為出發(fā)點，改善巖土工程勘察工作，并降低地基設(shè)計施工對環(huán)境的危害。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察；地基設(shè)計；問題；建議

巖土工程勘察中的問題會導(dǎo)致地基設(shè)計出現(xiàn)問題，影響地基設(shè)計與施工質(zhì)量，只有首先保障巖土工程勘察的的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，地基設(shè)計才可能更加完善、完美。

一、巖土工程勘察與地基設(shè)計的問題分析

巖土工程勘察與地基設(shè)計問題主要有：巖土勘察與地基設(shè)計不規(guī)范、勘察方式單一、巖土勘察無法與地基設(shè)計實現(xiàn)統(tǒng)一以及地基設(shè)計缺乏對環(huán)境的考慮。

（一）巖土勘察不夠規(guī)范導(dǎo)致地基設(shè)計不合理

巖土勘察與地基設(shè)計這兩項工程存在單向作用關(guān)系，巖土勘察影響地基設(shè)計。在實際的勘察過程中，一些技術(shù)人員并沒有按照規(guī)范實施勘察作業(yè)，在取土采樣、勘察點設(shè)置中都存在不規(guī)范行為，尤其是在土壤取樣儲存過程中，經(jīng)常由于儲存方式不規(guī)范而改變了樣品的原始性質(zhì)，影響到了最后的檢測結(jié)果，并最終導(dǎo)致地基設(shè)計的不合理。

（二）勘察方式單一

針對一個勘察項目，工程人員往往只會選擇一種或兩種勘察方式進行巖土勘察，而這樣的勘察方式往往不能夠應(yīng)對施工項目的地基設(shè)計需求，有些勘察所使用的設(shè)備也比較單一，這就容易造成提供的巖土物理力學(xué)數(shù)據(jù)不全面，勘察結(jié)果與實際情況出現(xiàn)偏差等問題。

（三）巖土勘察與地基設(shè)計無法實現(xiàn)統(tǒng)一

巖土勘察的最大作用就在于為工程建設(shè)提供準(zhǔn)確的場地巖土條件及相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，輔助工程設(shè)計。但是在實際的勘察和地基設(shè)計當(dāng)中，地基設(shè)計往往沒有對巖土勘察資料進行全面的分析運用，設(shè)計方式過于獨立，脫離了地基施工所依賴的巖土的天然特性，一些結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師也沒有對巖土地質(zhì)條件進行深入的分析，或分析過于簡單，無法給出優(yōu)秀的地基基礎(chǔ)設(shè)計方案和建議。

（四）缺少環(huán)境保護考慮

建筑施工，尤其是地基施工會對土地資源造成一定的破壞，其它的地下水等自然資源也會遭到一定程度的破壞，地基施工還會帶來一些資源消耗、噪音污染等等，但是在地基的設(shè)計過程中，設(shè)計者們往往偏向于對施工圖紙、施工方式等進行設(shè)計，很少對環(huán)境保護進行考慮。

二、巖土工程勘察與地基設(shè)計的建議

案例：工程概況--擬建場地位于東莞市東城區(qū)高田坊，場區(qū)的地面整平標(biāo)高詳見勘探點平面布置圖，擬建建筑物為格蘭名筑、格蘭名筑商業(yè)大廈。層數(shù)為1～30層。其中，1F/2棟、3F（裙樓）～24F（主樓）/1棟、11F/2棟、14F/1棟、16F/4棟、25F/2棟、30F/3棟。地下室為2-3層，其中格蘭名筑地下室為2層（住宅區(qū)），格蘭名筑商業(yè)大廈地下室為3層，設(shè)計深度約為10-12m?？傆玫孛娣e為43800㎡，總建筑面積為160000㎡。結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式擬采用樁基礎(chǔ)。該施工項目中的巖土勘察與地基設(shè)計具有一定的代表性。

勘察目的和要求：本次勘察的主要目的為：查明場地巖土層的分布特征及工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，為設(shè)計、施工提供所需的地質(zhì)資料。具體要求如下：

1.查明場地勘察深度范圍內(nèi)的巖土層分布及各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)。

2.評價場地工程地質(zhì)條件，提供天然地基持力層及地基巖、土承載力特征值?ak。

3.查明場地地下水埋藏及分布，并進行分析評價，判斷其對建筑材料的腐蝕性。

4.分析場地的穩(wěn)定性；

5.為設(shè)計部門提供可行的基礎(chǔ)類型及設(shè)計所需巖土參數(shù)建議值。

根據(jù)以上工程概況和勘察要求，該勘察單位分別進行了場地巖土地層構(gòu)成及特征勘察分析、巖土試驗及原位測試成果統(tǒng)計與分析、場地地下水概況勘察與分析、地震效應(yīng)與場地穩(wěn)定性評價等工序，而后根據(jù)所有的分析資料進行地基設(shè)計，最終該項工程主體建筑選擇采用高強預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，采用靜壓法施工。基坑支護主要采用樁錨結(jié)構(gòu)，支護樁采用旋挖灌注樁。由于勘察單位能夠按國家現(xiàn)行規(guī)范要求執(zhí)行，高標(biāo)準(zhǔn)的完成該項目的勘察任務(wù)，為地基基礎(chǔ)設(shè)計提供了詳細(xì)準(zhǔn)確的勘察資料，設(shè)計選用的基礎(chǔ)樁類型考慮到了場地地質(zhì)條件及周邊環(huán)境等因素，為后來施工單位以高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的水平完成樁基施工任務(wù)創(chuàng)造了條件。

從該案例分析可以看出，巖土工程勘察與地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)當(dāng)注意以下事項：

（一）結(jié)合巖土勘察資料對基礎(chǔ)進行優(yōu)化設(shè)計，采用樁基礎(chǔ)時要著重考慮以下方面內(nèi)容：

1、樁的類型選擇及具體樁徑、樁端進入持力層深度，要根據(jù)場地巖土地質(zhì)條件、地下水埋藏情況、單樁設(shè)計承載力大小、場地周邊環(huán)境等因素綜合確定。目前工程實踐中常用的樁型有：預(yù)應(yīng)力管樁和鉆（沖）、挖孔灌注樁，樁基施工時實際樁長或終孔深度可參考工程地質(zhì)剖面圖、工程地質(zhì)柱狀圖，并結(jié)合現(xiàn)場巖（土）樣進行確定。

2、預(yù)應(yīng)力管樁施工過程中，要嚴(yán)格按施工程序進行。如遇地質(zhì)條件異常的部位，不能強行施打，應(yīng)及時與勘察部門聯(lián)系或補充鉆探以查明情況，以免造成樁頭損壞、樁身疲勞等事故，進而影響樁基質(zhì)量。鉆（沖）、挖孔灌注樁樁基施工過程中，必須嚴(yán)格按施工程序進行，要認(rèn)真做好樁孔的護壁工作；在相關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場鑒定、確認(rèn)樁基持力層及嵌入持力層深度滿足設(shè)計要求后，應(yīng)及時清除好孔底沉渣，確保沉渣厚度滿足有關(guān)規(guī)程規(guī)范要求后，方可進行下一步工序。

3、鉆（沖）、挖孔灌注樁樁基施工過程中，應(yīng)及時將鉆樁余泥脫水運走，避免污染周邊環(huán)境。

4、預(yù)應(yīng)力管樁作為擠土樁，沉樁過程的擠土效應(yīng)可能導(dǎo)致斷樁、樁端上浮、增大沉降、承載力降低等，施工過程中應(yīng)對已施工樁的樁端標(biāo)高進行監(jiān)測，沉樁結(jié)束后，宜普遍實施一次復(fù)打復(fù)壓。樁身穿越巖土層有易塌孔縮徑的土層，鉆（沖）、挖樁孔時要注意泥漿濃度、泥漿面高度、泥漿密度等，防止塌孔縮徑事故發(fā)生。

5、為發(fā)揮和利用樁基承載力，可進行孔底高壓注漿處理。

6、施工完成后的工程樁應(yīng)進行承載力和樁身質(zhì)量檢驗。

（二）地基設(shè)計時應(yīng)當(dāng)與當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境、和環(huán)境保護工作進行結(jié)合

1、沉樁過程的擠土效應(yīng)可能導(dǎo)致周邊建筑物和市政道路的破壞，使得大面積管樁或擠土效應(yīng)明顯時，應(yīng)采取有效的防震防擠措施，可設(shè)置隔離板樁，地面挖防震溝。沉樁過程中應(yīng)加強鄰近建筑物、地下管線的觀測、監(jiān)護。

2、鉆（沖）、挖孔灌注樁基礎(chǔ)施工時，對場地表層及周遍地區(qū)的沉降和位移影響較小，但樁基施工振動會對精密儀器有影響，距施工現(xiàn)場較近的精密儀器應(yīng)搬離到安全距離以外。為安全起見，建議對場地各側(cè)的道路進行沉降和位移觀測，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，及時提出相應(yīng)的處理措施。

3、擬建場地位于鬧市區(qū)，周邊人群出入頻繁，臨時圍墻等建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)應(yīng)適當(dāng)埋深；區(qū)內(nèi)降雨天氣較多，而淺部土層天然強度低，易受到滲透水的破壞，建筑臨時圍墻在雨季容易失穩(wěn)倒塌，產(chǎn)生安全隱患，有關(guān)部門應(yīng)引起重視。

（三）基坑開挖與支護的優(yōu)化設(shè)計

結(jié)合場地土層的結(jié)構(gòu)、分布、巖土層的工程特性及周邊地形地物條件，基坑開挖時采用支護樁并輔以預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護方案，樁的長度應(yīng)以有足夠的抗傾伏能力為宜；在上述案例中場地西側(cè)地下室邊緣離城市道路較遠(yuǎn)，周邊環(huán)境條件允許也可考慮適量放坡開挖，放坡坡度可按1：0.5～0.75，并輔以土釘墻的支護型式予以支護。

（四）基坑工程檢測設(shè)計

基坑開挖前應(yīng)制定嚴(yán)密、合理、可行的現(xiàn)場監(jiān)測方案，主要內(nèi)容包括監(jiān)測目的、監(jiān)測內(nèi)容、測點布置、測量儀器及方法、監(jiān)測項目報警值、監(jiān)測結(jié)果處理要求和反饋制度等；基坑開挖和地下工程施工過程中，應(yīng)對基坑巖土性狀、支護結(jié)構(gòu)變位、沉降位移觀測和周圍環(huán)境條件的變化進行現(xiàn)場監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果及時反饋給有關(guān)單位和人員；基坑工程的有關(guān)技術(shù)