關(guān)于巖土工程勘察工作中幾個問題的分析

胡 兵 胡鳳文

（1、重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局川東南地質(zhì)大隊，重慶 400038 2、重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，重慶 400039）

1 巖土工程的定義

中國大百科全書定義為：“土木工程的一個分支，以工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程為理論基礎(chǔ)，涉及巖石和土的利用、整治和改造的一門技術(shù)科學(xué)。”專家定義為：“土木工程的一個分支，研究巖土體（水）作為支承體、荷載、介質(zhì)或材料，必要時對其改良或治理的一門工程技術(shù)?！?/p>

以上表述方法雖不完全一致，但主要方面是相似或相同的。表現(xiàn)在：第一巖土工程是土木工程的一個分支；第二研究對象是巖石和土，包括巖土中的水；第三是一門技術(shù)科學(xué)或工程技術(shù)。

2 野外勘探資料收集

野外勘探資料收集的問題主要集中在以下幾個方面：

2.1 勘探深度及勘探間距

影響勘探深度主要有兩個原因：一是地層工程地質(zhì)性質(zhì)不同。如：埋藏較淺且工程地質(zhì)性質(zhì)好的密實碎石土及基巖地區(qū)勘探孔深度較淺，而工程地質(zhì)性質(zhì)差的淤泥及松散雜填土地區(qū)勘探孔深度較深，這就要求在勘探前對勘探區(qū)域地層大致情況有所了解，做到有的放矢。二是基礎(chǔ)形式及結(jié)構(gòu)形式不同。如：一般5～6 層磚混結(jié)構(gòu)住宅，勘探孔深15m 基本可滿足要求，而5 層框架結(jié)構(gòu)商場由于柱網(wǎng)的柱荷載大，基礎(chǔ)面積大甚至可能采用樁基，則勘探孔深度15m 一般不夠。

2.2 野外地層劃分

野外地層的正確劃分是室內(nèi)資料整理的關(guān)鍵因素，對較大型的工程由于施工多采取多鉆機平行作業(yè)形式，技術(shù)人員較多，各勘探班組往往各行其是，最后資料匯總后難以統(tǒng)一，給室內(nèi)整理帶來很大困難。為避免這種問題應(yīng)將所有技術(shù)人員首先集中到一起共同勘探一到二個鉆孔，統(tǒng)一編錄形式，并派專人現(xiàn)場負(fù)責(zé)勘探區(qū)域整體野外分層連線，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，只有這樣才能更好地保證勘探質(zhì)量。

2.3 取樣和原位測試

在采?、瘢蚣壴瓲钔猎嚇訒r不按JGJ8992 原狀土取樣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定操作，對所取試樣也沒有及時貼標(biāo)簽、封臘，不及時送試驗室進(jìn)行試驗，導(dǎo)致土樣嚴(yán)重失水，致使土工試驗成果中含水量、孔隙比、液性指數(shù)、壓縮系數(shù)和抗剪強度指標(biāo)嚴(yán)重失真。在標(biāo)貫和動探試驗時沒有清除孔底殘土就進(jìn)行試驗，在靜探試驗中不控制貫入速率，造成試驗數(shù)據(jù)失準(zhǔn)。

主要持力層與下臥層的原狀土樣少于6件，原位測試數(shù)據(jù)少于6 個，力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)不滿足統(tǒng)計要求。

2.4 地下水位觀測

地下水位測量不規(guī)范，測點過少，剖面圖沒水位線。實際工作中主要存在以下幾個問題：第一，應(yīng)同時觀測地下水位，量測時間須在最后一個鉆孔施工24h 后；第二，地下水位觀測應(yīng)考慮周圍地下水開采情況的影響，若量測時間正好處于附近抽水井抽水下降漏斗時，所量測到的地下水位肯定偏深；第三，水位量測應(yīng)與鉆孔座標(biāo)、標(biāo)高回測相結(jié)合。我們知道勘探孔口周圍地面實際不是一個水平面，水位量測參照孔口位置不同，水位埋深也不一樣，因此而產(chǎn)生的誤差幾厘米是難以避免的，這根本無法滿足按規(guī)范要求地下水位量測精度為±2cm的要求，也更無法測定地下水的正確流向。解決方法是孔口座標(biāo)、標(biāo)高回測同時以標(biāo)高回測時的孔口位置為準(zhǔn)向下量測地下水位深度。

3 室內(nèi)土工試驗工作方面

室內(nèi)土工試驗主要存在以下問題：

3.1 粉土的劃分

對粉土描述不規(guī)范，為搖震反應(yīng)、光澤反應(yīng)、韌性、干強度多數(shù)報告不提及，仍以IP 定名，其實粉土無塑性（塑性由毛細(xì)水引起）。按規(guī)范：粉土是粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%，且塑性指數(shù)等于或小于10的土。

在實際應(yīng)用中，由于顆分試驗較復(fù)雜，仍存在僅按塑性指數(shù)≤10 來劃定粉土的不全面、不準(zhǔn)確的做法，我們知道粉砂有時也可測定一定的塑性指數(shù)，若僅按塑性指數(shù)劃分粉土必然會造成一些誤判；另外，按GB50021-2001 規(guī)范規(guī)定粉土承載力特征值深寬修正及按GB5007-2002 規(guī)范進(jìn)行液化判別均須根據(jù)其粘粒含量數(shù)值來進(jìn)行計算。有些地方由于地震烈度小于或等于6 度 (對一般建筑不需進(jìn)行液化判別)且粉土非基礎(chǔ)持力層不必進(jìn)行承載力特征值深寬修正，仍有只以塑性指數(shù)判定粉土的情況。

3.2 膨脹土的固結(jié)試驗

在固結(jié)試驗過程中，膨脹土在小于膨脹力的分級荷載作用下的百分表讀數(shù)均為負(fù)值(即膨脹上升)，而當(dāng)分級荷載大于膨脹力時百分表讀數(shù)為正值，尤其膨脹土的膨脹力稍大于100kPa的情況下，在100kPa 時百分表讀數(shù)為負(fù)值，而在200kPa 時百分表讀數(shù)為正值，在利用公式ei=e0-(1+e0)△h/h0 計算孔隙比時100kPa 作用下的百分表讀數(shù)究竟取負(fù)值或是零，試樣初始高度取20mm 或是 (20mm+100kPa 壓力作用下試樣的膨脹量)進(jìn)一步使計算100～200kPa 壓力下的壓縮系數(shù)和壓縮模量存在困難，規(guī)范中對這種情況沒有說明，這給膨脹土的評價帶來一定問題；目前計算時100kPa 作用下的百分表讀數(shù)取負(fù)值，試樣初始高度取20mm，其是否合理尚存疑問。

4 巖土工程分析方面

4.1 天然地基均勻性評價

地基的均勻性評價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)計規(guī)范》（GB50007-2002）對地基均勻性評價都有明確規(guī)定，存在的主要問題是缺乏具體的可操作標(biāo)準(zhǔn)。筆者根據(jù)自己多年的實踐經(jīng)驗，試圖從定性定量方面作一些努力，與同行探討。對天然地基的均勻性評價時應(yīng)首先確定其平面和深度范圍，根據(jù)工程勘察階段和任務(wù)的不同，其范圍也有很大區(qū)別。在工程可行性研究和選址階段，應(yīng)首先確定場地所在的工程地質(zhì)單元，在整個工程和周邊一定范圍內(nèi)進(jìn)行評價。而在詳勘階段對建筑地基的均勻性評價時多以建筑物水平投影面積為評價范圍，既常以建筑物角點包絡(luò)線所占的面積為評價范圍。其深度評價范圍，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：

4.1.1 地基主要受力層：對條形基礎(chǔ)為基礎(chǔ)底面以下3 倍基礎(chǔ)底面寬度，對于獨立基礎(chǔ)為基礎(chǔ)底面以下1.5 倍基礎(chǔ)底面寬度，且評價深度不小于5m。

4.1.2 壓縮層深度范圍：對天然地基淺基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)可按變形比法確定其評價深度。

4.1.3 對于大面積基礎(chǔ)其評價深度范圍應(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)計規(guī)范》對場地做剪切波速試驗有明確規(guī)定，但這個規(guī)定沒有區(qū)別強地震區(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，場地地基土類型及場地類別也有可能因此發(fā)生變化，這種情況在巖土工程評價及地基設(shè)計時有時沒有得到足夠的重視。對于重要的建筑物必須進(jìn)行剪切波速測試，確定場地覆蓋層厚度的鉆孔應(yīng)達(dá)到覆蓋層一定深度，其直接影響場地類別判定及建筑工程的抗震造價。

對于液化判別，目前規(guī)范要求以標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗為主，以靜力觸探為輔，有經(jīng)驗的地區(qū)可采用剪切波速。對判別液化而布置的勘探點不應(yīng)小于3 個，每層土的實驗點數(shù)不宜小于6 個，試驗點的豎向間距宜為1.0m～1.5m。嚴(yán)格按照規(guī)范的要求布置工作量，既可減少標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)偶然誤差引起的差異。液化判定時，應(yīng)對不少于6個液化判別點分別計算，綜合判定；對于薄層有時會出現(xiàn)一層點數(shù)不夠的情況，出現(xiàn)該情況時應(yīng)采用靜力觸探或補充工作量來增加判別點情況，不宜輕易下結(jié)論，特別是對于出現(xiàn)一層僅有兩個液化點且液化結(jié)論不同的情況，更應(yīng)補充工作量來增加判別點情況。

5 結(jié)語

近年來工程勘察技術(shù)手段發(fā)展迅速，研究領(lǐng)域不斷拓展，向著巖土工程勘察設(shè)計一體化方向發(fā)展，在發(fā)展的過程中還存在不少問題，特別是工程勘察與設(shè)計施工的配合，及工程勘察內(nèi)部各工序間銜接都有很多值得商榷和優(yōu)化之處。主要對工程勘察中的巖土工程勘察中存在的問題和改進(jìn)的措施作簡要討論。

[1]酈灃，康寧.巖土工程勘察中存在的問題分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009-03-21.

[2]胡景文.巖土工程勘察常見問題分析[J].廣東科技，2008-03-25.