淺析巖土工程勘察綱要中土工試驗和原位測試的作用

■孫海燕

（河北水文工程地質(zhì)勘察院河北石家莊050000）

淺析巖土工程勘察綱要中土工試驗和原位測試的作用

■孫海燕

（河北水文工程地質(zhì)勘察院河北石家莊050000）

在巖土工程勘察施工前，應(yīng)按要求編制勘察綱要，經(jīng)常遇到設(shè)計參數(shù)不全的情況，在此條件下，該文通過論述巖土工程勘察綱要中土工試驗和原位測試的作用，達到編制高質(zhì)量、針對性強的勘察綱要的目的。

巖土工程勘察綱要 土工試驗 原位測試 作用

巖土工程勘察綱要是巖土工程勘察工作的重要指導(dǎo)性文件，是勘察工作高質(zhì)量完成的基本保證。但目前勘察行業(yè)存在的現(xiàn)狀是：有些勘察單位漏編或者不編制勘察綱要；而有些勘察項目，因為項目總進度的原因?qū)е略O(shè)計滯后，設(shè)計方只能提供建筑物平面圖，上部荷載、結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)形式、基礎(chǔ)埋置深度和變形要求等都不能提供，而勘察技術(shù)人員未深入了解設(shè)計意圖，接到勘察任務(wù)后，只是籠統(tǒng)地按勘察規(guī)范進行編寫綱要，生搬硬套，缺乏針對性，甚至出現(xiàn)了該做的項目漏項，不需要做的項目重復(fù)做，綱要的指導(dǎo)性差，操作性不強，導(dǎo)致不僅成本增加，而且嚴重影響了巖土工程勘察的質(zhì)量。

在設(shè)計提供資料不全的情況下，巖土工程師應(yīng)主動聯(lián)系設(shè)計方，至少要了解建筑物擬采用的結(jié)構(gòu)類型，地下室層數(shù)，地上層數(shù)，然后根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗估算基礎(chǔ)埋置深度和地基承載力，并與設(shè)計人員達成初步共識，盡可能使基礎(chǔ)埋置深度與地基承載力與正式設(shè)計相吻合，保證勘察深度能滿足設(shè)計要求。勘察報告中提供的物理力學(xué)性質(zhì)指標是結(jié)構(gòu)設(shè)計需要的重要資料，而勘察報告中提供哪些指標，需要做哪些土工試驗和原位測試，是巖土工程師在綱要的編制過程中就應(yīng)該明確的。

1 勘察綱要中土工試驗的作用

土樣的常規(guī)物理指標對于工程設(shè)計的意義，作為巖土工程師也是必須要知道的。如：孔隙比e，用來判定粉土的密實度，含水量反應(yīng)了土的濕度，液性指標ΙL判別土的可塑性，粘粒含量用來計算地基承載力修正值，并用來判別沙土液化。壓縮系數(shù)a及壓縮模量判別土的壓縮性能，重度γ及壓縮模量Es均是計算地基沉降的重要指標。

然而隨著城市發(fā)展，土地資源越來越緊缺，導(dǎo)致高層建筑越來越多，其上部荷載較大，對地基承載力要求較高，而且對變形敏感，因此土工試驗的作用一定要明確，在編制勘察綱要過程中，尤其注意以下幾點：

（1）巖土工程師應(yīng)在收集附近區(qū)域資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)驗進行地基土變形計算，計算地基土不同深度總應(yīng)力，進而確定勘察相應(yīng)深度處土樣高壓固結(jié)壓力。對于勘察等級為甲級的高層建筑，應(yīng)采用三軸壓縮試驗。

（2）高層建筑一般均設(shè)置1-2層地下室，有的甚至3-4層，基礎(chǔ)埋置深度大，基坑開挖中必然要考慮邊坡的穩(wěn)定性，所以綱要中在基坑深度范圍及基底以下一定范圍內(nèi)要取土樣做剪切試驗，提供滿足邊坡穩(wěn)定設(shè)計的剪切指標。對于地下水位較淺的基坑，必須進行降水才可開挖，所以要做土樣的水平及垂直滲透試驗，必要時還要增加注水試驗，以提供各土層的滲透系數(shù)，為降水設(shè)計提供依據(jù)。

（3）高層建筑上部荷載較大，天然地基承載力一般都不能滿足上部荷載的需要，地基通常要根據(jù)地質(zhì)情況采取措施，比如采用復(fù)合地基、樁基等處理形式，綱要中在土樣做常規(guī)試驗后，應(yīng)根據(jù)規(guī)范提供樁側(cè)及樁端摩阻力值，為復(fù)合地基、樁基設(shè)計提供參數(shù)。

（4）由于建筑物地基與基礎(chǔ)部分與巖土體接觸是永久性的，巖土體中如果存在腐蝕性物質(zhì)，隨著時間的推移，會逐漸滲透到基礎(chǔ)內(nèi)混凝土、鋼筋以及鋼結(jié)構(gòu)中，從而影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量，因此對于無地下水及地下水位以上的土層，綱要中應(yīng)取土樣做土的易溶鹽試驗，評價其對混凝土、鋼筋以及鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性。在實際勘察過程中，往往只取淺層土做腐蝕性試驗。筆者認為，應(yīng)在基礎(chǔ)深度范圍（包括樁基礎(chǔ)）按巖土層分層取樣做土的易溶鹽試驗，尤其對于在勘察過程中發(fā)現(xiàn)含有有機質(zhì)或者受污染的土體，必須做土的易溶鹽試驗。

（5）在勘察綱要編制前，收集勘察區(qū)域地質(zhì)資料，了解地形地貌、水文地質(zhì)條件也是非常必要的。比如華北平原淺層存在新近沉積黃土狀土，勘察綱要中應(yīng)布置探井取土樣進行濕陷性試驗，測試濕陷系數(shù)，包括自重濕陷系數(shù)、非自重濕陷系數(shù)，并提供濕陷起始壓力。以便于計算濕陷量，評價濕陷等級，如果土層濕陷量較小，濕陷壓力又大于基地壓力，在工程中可不考慮濕陷性影響。而對于山前階地紅黏土，要考慮可能存在膨脹土，勘察綱要中要有測試土的膨脹系數(shù)，判定膨脹等級。

2 勘察綱要中原位測試的作用

在勘察綱要編制過程中，測試的適用范圍和作用對于勘察質(zhì)量的影響非常大，常見的原位測試有以下幾種：

（1）標準貫入試驗在砂土、粉土和一般黏性土層中進行，通過試驗擊數(shù)判別土層的密實度，計算地層的承載力，變形模量，并用來判別砂土和粉土的液化。

（2）重力觸探試驗在砂土、中密以下的碎石土、極軟巖層中進行，測試土的密實度，計算地基承載力和變形參數(shù)，查明軟硬土層界面。

（3）十字板剪切試驗可用于測求飽和軟黏性土的不排水抗剪強度和靈敏度。

（4）靜力觸探試驗用于軟土、一般黏性土、粉土、砂土和含少量碎石的土，根據(jù)測試成果資料，利用地區(qū)經(jīng)驗，可進行力學(xué)分層，估算土的塑性狀態(tài)或密實度、強度、壓縮性、地基承載力、單樁承載力，進行液化判別。

（5）載荷試驗可用于測定承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)巖土的承載力和變形模量，該測試成本高，一般在建設(shè)單位或設(shè)計有專門要求時才做。一般分為淺層平板、深層平板和螺旋板載荷試驗，淺層平板載荷試驗用于淺層地基土，螺旋板載荷試驗用于深層地基土或地下水位以下的地基土，深層平板載荷試驗用于深層地基土和大直徑樁的樁端土。

（6）波速測試用于測定各類巖土體的壓縮波、剪切波或瑞利波的波速，測試數(shù)據(jù)主要用于劃分場地類別。

根據(jù)設(shè)計要求并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗，選用適宜的原位測試方法。

3 結(jié)論

巖土工程師只有將勘察工作中所做的土工試驗和原位測試的物理力學(xué)性質(zhì)指標的用途了然于心，才能在接到勘察任務(wù)后，更好的了解設(shè)計意圖，根據(jù)工程特點及收集的地質(zhì)資料，有針對的編制勘察綱要，在滿足現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程及設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，不僅為建設(shè)單位提供了高質(zhì)量的勘察成果，還能為本單位節(jié)約勘察成本，一舉兩得。

[1]《巖土工程勘察規(guī)范》 （GB50021-2001） （2009年版）.

[2]《工程地質(zhì)手冊》 （第四版）.

P58[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-229-1