關(guān)于巖土工程勘察的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

楊鳳偉，王劍鋒

（安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230011）

1 巖土工程體制

巖土工程體制是20 世紀(jì)80 年代在國(guó)內(nèi)工程勘察行業(yè)中推行的，我國(guó)基于蘇聯(lián)體制建立的“工程勘察行業(yè)”獲得了顯著的發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際工程界的初步對(duì)接。巖土工程體制可以《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-94)的推行為標(biāo)志，使巖土工程勘察行業(yè)逐步規(guī)范化、系統(tǒng)化，使工程勘察工作者為社會(huì)提供更專業(yè)、更廣泛的專業(yè)技術(shù)服務(wù)。從而巖土工程將會(huì)成為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè)。

2 行業(yè)規(guī)范的應(yīng)用與發(fā)展

與工程勘察相關(guān)的規(guī)范主要有勘察規(guī)范、地基規(guī)范、抗震規(guī)范、試驗(yàn)規(guī)范、檢測(cè)規(guī)范，這些規(guī)范大部分都有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與推進(jìn)

目前主要使用的巖土工程勘察行業(yè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)（2009 年）是《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-94)、《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)逐年修訂而來(lái)的，經(jīng)過(guò)修訂的新規(guī)范更符合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。

2.2 行業(yè)規(guī)范的發(fā)展與推進(jìn)

目前使用的行業(yè)規(guī)范分為水運(yùn)行業(yè)規(guī)范、市政行業(yè)規(guī)范、公路行業(yè)規(guī)范、鐵路行業(yè)規(guī)范、工業(yè)與民用建筑行業(yè)規(guī)范等，這些規(guī)范是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定的，并隨著技術(shù)的改進(jìn)，逐年對(duì)規(guī)范進(jìn)行修訂，使其符合本行業(yè)的特點(diǎn)，并對(duì)局部條文進(jìn)行細(xì)化。這樣專業(yè)技術(shù)人員就能夠根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，立足本行業(yè)規(guī)范，對(duì)工程場(chǎng)地進(jìn)行相應(yīng)的巖土工程勘察工作。

3 巖土工程勘察與工程設(shè)計(jì)的關(guān)系

巖土工程勘察是工程設(shè)計(jì)中極其重要的一環(huán)，勘察手段雖然有所改進(jìn)，但難有較大突破，場(chǎng)地地層千差萬(wàn)別，勘察資料是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，勘察資料的準(zhǔn)確性與否，關(guān)乎到整個(gè)建設(shè)工程的經(jīng)濟(jì)與質(zhì)量，是安全與經(jīng)濟(jì)環(huán)節(jié)中關(guān)鍵的一環(huán)。嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，基礎(chǔ)資料是重中之重， 而巖土工程勘察是從單一的“ 鉆探—試驗(yàn)—提供資料”逐漸轉(zhuǎn)化為智力服務(wù)的提供者、建造方案的實(shí)施者和建設(shè)項(xiàng)目專業(yè)的質(zhì)量管理者等，服務(wù)項(xiàng)目延伸到多個(gè)環(huán)節(jié)，包括工程設(shè)計(jì)與地基施工方案的決策、巖土工程咨詢服務(wù)等，使巖土工程勘察與工程設(shè)計(jì)有了很好的銜接。

4 巖土工程勘察需要重視的問(wèn)題

4.1 巖體的勘察性評(píng)價(jià)

《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50218-94）是國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)巖土工程勘察而言，主要的技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)是單軸飽和抗壓強(qiáng)度Rc和巖體完整性指數(shù)Kv。對(duì)巖體進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，評(píng)價(jià)指標(biāo)要明確，其中單軸飽和抗壓強(qiáng)度Rc較容易取得，而巖石風(fēng)化系數(shù)Kf、巖體完整性指數(shù)Kv較難實(shí)測(cè)，但可以與巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD進(jìn)行類比，以鑒別巖石工程性質(zhì)好壞。

巖體的承載力與巖體的工程分級(jí)一樣，執(zhí)行《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50218-94），但巖體承載力應(yīng)在巖體工程分級(jí)的基礎(chǔ)上確定。

公路行業(yè)中，當(dāng)采用嵌巖樁時(shí)，應(yīng)根據(jù)巖石的單軸飽和抗壓強(qiáng)度Rc與巖體的完整程度共同確定。

4.2 碎石土的勘察評(píng)價(jià)

在巖土工程勘察中，碎石土的成分復(fù)雜，形態(tài)復(fù)雜。 根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)（2009 年），主要采用圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)來(lái)確定碎石土的密實(shí)程度。碎石土的充填物成分、顆粒間的摩擦力、骨架顆粒的堅(jiān)固程度等會(huì)直接影響到動(dòng)力觸探錘擊數(shù)整體數(shù)值，也就是動(dòng)力觸探的錘擊數(shù)與碎石土的顆粒組成有很大關(guān)系。但依據(jù)動(dòng)力觸探的錘擊數(shù)平均值查取地基承載力及變形模量規(guī)范是允許的。

4.3 軟土的勘察評(píng)價(jià)

軟土指天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的細(xì)粒土。安徽省地區(qū)的軟土主要為河湖相沉積，具有觸變性、流變性、高壓縮性、低強(qiáng)度、低透水性、不均勻性等特點(diǎn)。在進(jìn)行巖土工程勘察中，應(yīng)對(duì)軟土采取原狀土樣進(jìn)行巖土試驗(yàn)，并進(jìn)行靜力觸探與十字板剪切試驗(yàn)等原位測(cè)試方法，結(jié)合室內(nèi)巖土試驗(yàn)確定軟土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，進(jìn)而確定軟土的承載能力與沉降量指標(biāo)，評(píng)價(jià)場(chǎng)地的穩(wěn)定性與適宜性。軟土不能作為地基持力層，應(yīng)判定其對(duì)地基變形和承載力的影響。軟土的承載力在不考慮變形的前提下，可根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、原位測(cè)試和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。

4.4 膨脹土的勘察評(píng)價(jià)

膨脹土中黏粒成分主要由親水性礦物組成，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的黏性土。地基土浸水膨脹，建筑物會(huì)上升隆起；地基土失水收縮，建筑物會(huì)產(chǎn)生下沉或開裂， 膨脹土的漲縮變形量會(huì)直接影響到建筑物變形破壞的程度。

在工程實(shí)踐中，采取原狀土樣進(jìn)行自由膨脹率、膨脹率、收縮系數(shù)、膨脹力等試驗(yàn)，來(lái)確定地基土的膨脹等級(jí)，計(jì)算膨脹地基土的變形量等。為確定膨脹土地基土的承載力、膨脹壓力，還可進(jìn)行浸水載荷試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)和旁壓試驗(yàn)等。膨脹土的膨脹等級(jí)可根據(jù)規(guī)范確定其膨脹等級(jí)。

膨脹土地區(qū)的地基處理可采用換土、砂石墊層、土性改良等方法，亦可采用樁基或墩基。膨脹土地基施工開挖時(shí)，應(yīng)在達(dá)到設(shè)計(jì)開挖面前1m 距離處，采取嚴(yán)格保護(hù)措施，防止巖土遭受長(zhǎng)時(shí)間暴曬、風(fēng)干、浸濕或沖水，而影響地基的承載能力。

4.5 關(guān)于樁基值得注意的幾個(gè)問(wèn)題

4.5.1 樁的負(fù)摩阻力

負(fù)摩阻力是樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)常見的問(wèn)題，由于某些原因，當(dāng)樁周土體的沉降量大于樁本身的沉降時(shí)，樁側(cè)表面的一部分面積上將產(chǎn)生負(fù)摩阻力。負(fù)摩阻力對(duì)樁產(chǎn)生下拉作用，致使樁基的荷載增加，變相的降低了樁的承載力，使其沉降加大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致建筑物的損害或破壞，由于設(shè)計(jì)人員忽略了負(fù)摩阻力的影響而引起的工程事故不在少數(shù)。樁的負(fù)摩阻力測(cè)試、計(jì)算都較困難，重在設(shè)計(jì)采取措施，降低其影響，對(duì)不均勻沉降的，同一樁臺(tái)持力層應(yīng)選同一地層， 打樁的最終貫入度不能相差過(guò)大，不同建筑結(jié)構(gòu)的鏈接等，這是設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題。對(duì)厚層軟土的場(chǎng)地，有可能造成負(fù)摩阻力影響的場(chǎng)地，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以重視。

4.5.2 樁基承載力的深度效應(yīng)

樁的承載力（主要是樁端承載力）隨著入土深度，特別是進(jìn)入持力層的深度而變化，這種特性稱之為深度效應(yīng)。樁端進(jìn)入持力層是砂土或硬粘性土?xí)r，極限端承力將隨著進(jìn)入持力層的深度線性地增加。達(dá)到一定深度hc之后，端承力達(dá)到極限值并保持穩(wěn)值qc。這一深度稱為臨界深度，一般hc≈10d(d 是樁徑)。臨界壓力與覆蓋壓力P0持力層土的相對(duì)密度Dr有關(guān)。當(dāng)無(wú)覆蓋壓力時(shí)，hc隨端承力的增大而線性增大；當(dāng)有覆蓋壓力時(shí)，其臨界深度hc隨P0的增大而減小，端承力則隨覆蓋壓力增大而增大，故需對(duì)承載力進(jìn)行深度修正。

4.6 關(guān)于抗震效應(yīng)的勘察評(píng)價(jià)要求

巖土工程勘察報(bào)告中地震效應(yīng)評(píng)價(jià)是其中最重要的內(nèi)容之一。場(chǎng)地的地震效應(yīng)主要為抗震設(shè)防驗(yàn)算與構(gòu)造提供依據(jù)。在巖土勘察的分析中，主要以場(chǎng)地土類別、不利地段等因素進(jìn)行描述。不同巖土構(gòu)成的同樣地形條件的地震影響是不同的，地震造成建筑物的破壞，除直接引起的結(jié)構(gòu)破壞外，還有場(chǎng)地條件的原因，如地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)和地裂、地基土的不均勻沉降、 滑坡和飽和粉土、 砂土的液化等?！督ㄖ拐鹨?guī)范》（GB50011-2010）將場(chǎng)地分為有利、一般、不利和危險(xiǎn)地段四類，為勘察設(shè)計(jì)提供了地質(zhì)、地形和地貌的定性依據(jù)。對(duì)地震烈度大于或等于6 度的區(qū)域進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)應(yīng)劃分建筑場(chǎng)地類別，采用雙參數(shù)分類方法，一是土層等效剪切波速，二是場(chǎng)地覆蓋層厚度。根據(jù)場(chǎng)地類型和設(shè)計(jì)地震分組，分析評(píng)價(jià)場(chǎng)地受影響的特征周期。

5 強(qiáng)化巖土工程勘察的措施

5.1 勘察與設(shè)計(jì)之間的密切溝通

巖土工程勘察與工程設(shè)計(jì)一般情況下是分離的，為了加快巖土工程勘察和設(shè)計(jì)工作的體系化進(jìn)程，就需要巖土工程勘察工作和工程設(shè)計(jì)密切溝通，在巖土工程勘察工作和設(shè)計(jì)工作實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。這樣可以避免造成資源浪費(fèi)，以及一些主觀原因造成的勘察結(jié)果的偏差，這樣也可以提高巖土工程勘察工作的工作效率，減小勘察和設(shè)計(jì)的工作周期。

5.2 勘察市場(chǎng)的規(guī)范化管理

巖土工程勘察市場(chǎng)存在很多不規(guī)范的行為，需要不斷的完善勘察行業(yè)的體制，不規(guī)范的勘察行為加以制約。政府機(jī)關(guān)要制定嚴(yán)格的法律法規(guī)，監(jiān)管部門也要嚴(yán)格遵守法律、法規(guī)對(duì)勘察部門進(jìn)行引導(dǎo)和監(jiān)督。提高勘察工作的質(zhì)量，避免不規(guī)范行為的產(chǎn)生，使投資的收益最大化。

5.3 勘察方法合理，提升勘察人員技術(shù)水平

巖土工程勘察的方法多種多樣，應(yīng)該根據(jù)所要勘察目標(biāo)的實(shí)際狀況，選擇合理的勘察方法和勘察設(shè)備，提高勘察工作的質(zhì)量和水平?？辈靻挝粦?yīng)不斷加強(qiáng)勘察技術(shù)人員的再教育以及技術(shù)培訓(xùn)，促進(jìn)人員知識(shí)的更新。同時(shí)促進(jìn)勘察技術(shù)的交流和知識(shí)滲透，盡可能地組織技術(shù)人員參加各種相關(guān)的學(xué)術(shù)活動(dòng)、講座，達(dá)到擴(kuò)大勘察技術(shù)人員的知識(shí)廣度和深度的目的，以提高勘察技術(shù)人員的綜合能力。

6 總 結(jié)

巖土工程勘察是建設(shè)工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)，是一項(xiàng)較為系統(tǒng)且復(fù)雜的工作，因各方面的影響因素較多，使得實(shí)際勘察工作中常會(huì)發(fā)生一些問(wèn)題，要求從業(yè)者在實(shí)際工作中不斷積累工程經(jīng)驗(yàn)，把握勘察的重點(diǎn)問(wèn)題，解決勘察中存在的難點(diǎn)問(wèn)題，為設(shè)計(jì)及施工提供準(zhǔn)確的巖土工程勘察資料。

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