探討巖土工程勘察中的若干常見問(wèn)題

黃福昌

摘要：文章探討與分析了對(duì)巖土工程勘察中的原位測(cè)試、原狀土取樣及巖土工程參數(shù)確定等相關(guān)問(wèn)題。并提出了相關(guān)解決方法及改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察；土樣；原位測(cè)試；巖土工程參數(shù)

中圖分類號(hào)：TU412

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374(2009)04-0048-02

巖土工程勘察的目的是為設(shè)計(jì)、施工提供地質(zhì)勘察成果及各項(xiàng)巖土工程參數(shù)，是建設(shè)工程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。按基本建設(shè)程序要求，各項(xiàng)工程建設(shè)在設(shè)計(jì)和施工之前必須進(jìn)行巖土工程勘察，勘察成果的質(zhì)量將直接影響建設(shè)項(xiàng)目的工程安全和工程造價(jià)。一份高質(zhì)量的巖土工程勘察報(bào)告在滿足相應(yīng)規(guī)范的基礎(chǔ)上，不僅要真實(shí)客觀地反映勘察場(chǎng)地的地形、地貌、地層構(gòu)造、地下水、巖土性質(zhì)和不良地質(zhì)現(xiàn)象等問(wèn)題，更重要的是應(yīng)該進(jìn)行正確合理的巖土工程分析評(píng)價(jià)，提供合理可信的巖土工程參數(shù)和建議?！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)已實(shí)施4年多，將巖土工程勘察中常見問(wèn)題加以歸納、分析，并對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行探討，便于提高勘察技術(shù)水平，保證勘察成果質(zhì)量。

一、勘察依據(jù)不充分、目的不明確造成難以滿足設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)意圖明確，才能有的放矢地合理布置工作量，解決工程設(shè)計(jì)和施工中的巖土工程問(wèn)題。《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)明確規(guī)定詳勘時(shí)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”。但目前市場(chǎng)存在一些不規(guī)范行為導(dǎo)致有些工程在無(wú)設(shè)計(jì)要求和建筑物荷載等狀況下，勘察單位僅憑業(yè)主的陳述，按其要求勘察，導(dǎo)致勘察報(bào)告深度和廣度不符合要求。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)不夠，需用樁基，但造成勘探孔深度不夠，樁基設(shè)計(jì)參數(shù)無(wú)從談起，最終導(dǎo)致補(bǔ)勘。所以施工前一定要弄清勘察設(shè)計(jì)要求和目的，尤其是一些特殊要求，如電阻率測(cè)量、基坑支護(hù)、地下水滲透性等，才能在廣度和深度上滿足設(shè)計(jì)要求。

二、采取土試樣和原位測(cè)試中存在的問(wèn)題

(一)取原狀土試樣和原位測(cè)試個(gè)數(shù)問(wèn)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，取原狀土樣的數(shù)量或原位測(cè)試數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)也就多，只要是均勻分布的土層，即使土層厚度相對(duì)較小，也基本能夠滿足上述規(guī)范要求；但對(duì)于常見的單棟建筑物工程來(lái)說(shuō)，布孔一般為4～8個(gè)，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)原狀土試樣或原位測(cè)試數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)不能滿足上述規(guī)范要求的情況。但這種結(jié)果一般是由于勘探施工中采取土試樣和進(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)人員能夠做到具體情況具體分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理布置采取土樣(或原位測(cè)試)間距，就能避免上述結(jié)果的產(chǎn)生，一般可以根據(jù)第一個(gè)勘探孔的鉆探資料，分析地層分布，再結(jié)合第二個(gè)勘探孔孔口標(biāo)高，合理布置取土樣(或原位測(cè)試)間距，然后根據(jù)前面的分析，確定后面勘探孔取土樣(或原位測(cè)試)間距，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)。必要時(shí)，如某種勘探孔少時(shí)，可使取樣間距小些，取樣數(shù)量多些。這樣就能滿足規(guī)范要求，使土性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析時(shí)土性指標(biāo)代表值的確定更為合理。

(二)建筑場(chǎng)地類別和液化判別的問(wèn)題

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)4.1.9規(guī)定場(chǎng)地巖土工程勘察應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要?jiǎng)澐謱?duì)建筑有利、不利和危險(xiǎn)的地段，提供建筑的場(chǎng)地類別和巖土地震穩(wěn)定性(如滑坡、崩塌、液化和震陷特性等)評(píng)價(jià)，而場(chǎng)地的類別劃分，應(yīng)以土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋厚度為準(zhǔn)，所以布置勘探孔時(shí)應(yīng)考慮測(cè)量或估算土層剪切波速的鉆孔，個(gè)數(shù)不少于2個(gè)，孔深不小于20m；同時(shí)按抗震規(guī)范4.3.2規(guī)定存在飽和砂土和飽和粉土的地基，除6度設(shè)防外，應(yīng)進(jìn)行液化判別：《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)中規(guī)定了液化判別深度范圍和判別液化勘探孔的個(gè)數(shù)，所以布置勘探孔時(shí)要有的放矢，對(duì)于較小工程，勘探孔少，可布置綜合孔，如取土標(biāo)貫孔，取樣、測(cè)試間距也要酌情考慮，以滿足規(guī)范要求。

三、勘察測(cè)試手段和方法的選擇

不同的勘探方法具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)和適宜性，對(duì)勘探裝備、勘探手段、取樣方法的適宜性和合理性要充分了解。

現(xiàn)在有不少勘察企業(yè)為了降低成本，大量地布置靜探孔，甚至于全靜探。在沿海地區(qū)的湖沼相和海相沖沉積平原中多分布有淤泥、淤泥質(zhì)軟土、填土，地下水位埋藏較淺。靜力觸探在這種場(chǎng)地條件下應(yīng)用效果較好，既能幫助準(zhǔn)確分層，又能客觀準(zhǔn)確地反映地基土的強(qiáng)度性質(zhì)；而在一些山前沖洪積地層中，由于地層土一般顆粒較粗，地下水位埋藏較深，不適宜靜探，甚至在河床河漫灘相的沉積地層中，靜探的測(cè)試結(jié)果也不能準(zhǔn)確反映地層的實(shí)際情況，一般得出的強(qiáng)度變形指標(biāo)偏高，所以應(yīng)用時(shí)要適當(dāng)考慮。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)適用于砂土、粉土和一般黏性土，而不適用于碎石土，淤泥、淤泥質(zhì)軟土中也要酌情使用，因?yàn)檐浲恋撵`敏度高，鉆孔時(shí)存在擾動(dòng)影響，同時(shí)標(biāo)貫擊數(shù)的精確度對(duì)評(píng)判地基土的強(qiáng)度性質(zhì)影響也較大。所以勘察施工中，應(yīng)當(dāng)針對(duì)地基土的性質(zhì)，用適宜的測(cè)試手段和方法對(duì)其進(jìn)行勘探，以確?？辈旖Y(jié)果的準(zhǔn)確性。

四、土工試驗(yàn)及巖土工程參數(shù)的選擇

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。由于巖土的不均勻性和各向異性，試樣采取、運(yùn)輸、加工擾動(dòng)等因素的不確定性、試驗(yàn)儀器和操作方法的差異性及試驗(yàn)人員自身的素質(zhì)問(wèn)題，測(cè)試失真難以避免。所以加強(qiáng)土工試驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)果的綜合分析必不可少，這樣才能避免相關(guān)指標(biāo)間的矛盾，更好地了解巖土的差異性，客觀地評(píng)價(jià)地基土的強(qiáng)度變形特性。

首先，對(duì)于土樣的級(jí)別要明確。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)，合理評(píng)定地基土的性質(zhì)，給出準(zhǔn)確、合理的巖土工程性質(zhì)指標(biāo)。

其次，土工試驗(yàn)的一些項(xiàng)目要有的放矢地去做，如壓縮試驗(yàn)中荷載壓力大小、粉土的顆分等。

壓縮模量是地基土的主要變形參數(shù)，在估算地基沉降中非常重要，所以工程上都要求土工試驗(yàn)中做壓縮試驗(yàn)來(lái)測(cè)定計(jì)算地基土的壓縮系數(shù)和壓縮模量，但對(duì)同類地基土而言其壓縮系數(shù)和壓縮模量也不是定值，它們因荷載壓力的大小而異，通常的壓縮試驗(yàn)給出的是荷載壓力從100 KPa至200 KPa時(shí)的壓縮系數(shù)α1—2和壓縮模量Es1l-2；在進(jìn)行地基土沉降估算中，壓縮模量一定要選用與實(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，如果工程荷載較大，或采用樁基礎(chǔ)的工程壓縮層計(jì)算較深，則壓縮層下部土層的荷載壓力較大，在壓縮試驗(yàn)時(shí)就需要測(cè)定計(jì)算相對(duì)應(yīng)荷載壓力下的壓縮系數(shù)d和壓縮模量Es，以便進(jìn)行沉降估算。所以，試驗(yàn)前應(yīng)明確工程竣工后地基土不同土層的應(yīng)力環(huán)境或荷載壓力大小，做到有的放矢。

粉土是塑性指數(shù)IP≤10且粒徑>0.075mm的顆粒。含量不超過(guò)全重50％的土，是從兩個(gè)方面來(lái)定義的，這就要求根據(jù)土的界限含水量液限、塑限在計(jì)算土的塑性指數(shù)的同時(shí)，還要進(jìn)行顆粒分析，如果試驗(yàn)?zāi)康闹粸榉弁恋亩w分試驗(yàn)只區(qū)分>0.075mm的顆粒含量和<0.075mm的顆粒含量的比例就可以了。

五、結(jié)語(yǔ)

以上是對(duì)巖土工程勘察中幾個(gè)常見問(wèn)題的剖析，希望能夠引起同行們的重視，在實(shí)施注冊(cè)巖土工程師制的進(jìn)程中，努力提高工程勘察業(yè)務(wù)人員的技術(shù)能力和道德素質(zhì)，遵循“先勘察、后設(shè)計(jì)、再施工”的科學(xué)建設(shè)程序，更好地發(fā)揮巖土工程勘察是設(shè)計(jì)的先行與依據(jù)的作用，為基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確、翔實(shí)的巖土工程資料，盡量避免產(chǎn)生設(shè)計(jì)冒險(xiǎn)或保守浪費(fèi)兩種后果的發(fā)生，為社會(huì)生產(chǎn)做出積極貢獻(xiàn)。