芻議土木工程的地基勘察

朱惠良

摘要：萬(wàn)丈高樓平地起，地基條件是保證建筑物質(zhì)量的基礎(chǔ)。為滿足當(dāng)下建筑工程施工技術(shù)和工程本身的開(kāi)展，地基作為一棟建筑物設(shè)計(jì)、施工的根本依據(jù)，必須對(duì)其勘察和處理進(jìn)行重點(diǎn)研究。通過(guò)勘察確定測(cè)試地基承載力的方法并且研究地基承載力以及微變形與地基本身的相互關(guān)聯(lián)。

關(guān)鍵詞：土木工程；地基勘察；地基處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：TUl95文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2016）13-14-02

引言

從上世紀(jì)末我國(guó)大興土木以來(lái)，不論是科研、教學(xué)還是設(shè)計(jì)、研究等行業(yè)，習(xí)慣將所有的建筑工程統(tǒng)稱為土木工程，也是平時(shí)所稱的“大土木”。地基勘察是工程設(shè)計(jì)的前提條件，也是整個(gè)土木工程的根基所在。本文從建筑工程地基勘察的內(nèi)容和要求入手，通過(guò)總結(jié)地基勘察過(guò)程中存在的問(wèn)題，進(jìn)而探討土木工程地基勘察的方法和技術(shù)手段。

1.地基勘察的內(nèi)容及要求

1.1地基勘察的內(nèi)容

工程勘察主要是指一個(gè)工程在開(kāi)工設(shè)計(jì)之前，利用必要的設(shè)備、儀器以及合適的技術(shù)手段，對(duì)擬建造建筑物的部位的地下未知空間和土體進(jìn)行勘測(cè)、評(píng)估的系統(tǒng)工作，一般的勘察內(nèi)容包括現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和檢測(cè)、原位測(cè)試、勘探及采取土試樣、工程地質(zhì)調(diào)查和測(cè)繪、室內(nèi)試驗(yàn)等，并對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件進(jìn)行定性或定量分析評(píng)價(jià)，形成指導(dǎo)性的文件資料供后期使用。

1.2地基勘察的要求

地基勘察對(duì)工程的設(shè)計(jì)與施工具有實(shí)用指導(dǎo)意義，地基勘察相應(yīng)形成的報(bào)告內(nèi)容必須顯示建筑工程的地震設(shè)防區(qū)，地下水的水位和類型、成分對(duì)建筑物基礎(chǔ)可能造成的腐蝕影響，同時(shí)還要對(duì)土體進(jìn)行分類和穩(wěn)定性計(jì)算、取得支護(hù)設(shè)計(jì)所能夠用到的參數(shù)，并針對(duì)深基坑挖掘和降水情況對(duì)周?chē)こ痰挠绊懗潭冉o予準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)和證明，計(jì)算出深基坑的承載能力和變形參數(shù)。此外，地基勘察需要獲取帶有坐標(biāo)和地形的建筑物整體平面圖，為基坑、邊坡以及樁基設(shè)計(jì)提供必要的技術(shù)參數(shù)。

2.建筑工程地基勘察中所存在的問(wèn)題

地基勘察的最大特點(diǎn)是探索未知，而且地層情況變數(shù)較大，每一個(gè)場(chǎng)地的條件和土質(zhì)情況均不相同，盡管現(xiàn)行的規(guī)范和要求很多，但生搬硬套也會(huì)對(duì)地基勘察的準(zhǔn)確度造成不利影響。目前，我國(guó)的地基勘察行業(yè)普遍存在如下問(wèn)題。

2.1對(duì)勘察重要性認(rèn)識(shí)不足

地質(zhì)勘察是一個(gè)項(xiàng)目前期需要著手準(zhǔn)備的工作，而且地勘行動(dòng)形成的報(bào)告會(huì)伴隨地上建筑物的終生。就地基勘察本身而言，其主要是對(duì)地質(zhì)構(gòu)成的評(píng)定和土體力學(xué)指標(biāo)的界定兩個(gè)方面，但在實(shí)際的應(yīng)用方面，大多存在流于形式、草草了事的現(xiàn)象，對(duì)地基勘察的重要性沒(méi)有一個(gè)確切的認(rèn)識(shí)和理解。

2.2地勘報(bào)告質(zhì)量堪憂

種種因素的疊加致使建筑工程地勘報(bào)告的內(nèi)容過(guò)于簡(jiǎn)化。很多僅僅是在原來(lái)的模板上進(jìn)行了少許的修改，以至對(duì)土工試驗(yàn)的指標(biāo)不予提供，不作評(píng)價(jià)，同時(shí)沒(méi)有明確的結(jié)論以及建議性的工程處理意見(jiàn)等。這種地勘報(bào)告可能針對(duì)設(shè)計(jì)方面需要的地基承載力系數(shù)給予了明確，但對(duì)后期施工過(guò)程中的土方開(kāi)挖和邊坡支護(hù)以及樁基施工等并沒(méi)有實(shí)際的指導(dǎo)作用。

2.3地下水問(wèn)題

地下水是普遍存在的地下流動(dòng)介質(zhì)，也是建筑物以后所處的環(huán)境，其不但影響土體的類型，而且還左右著建筑物的耐久性和穩(wěn)定性。目前的地基勘察僅僅對(duì)地下水位和變化幅度進(jìn)行了簡(jiǎn)單的提示，但對(duì)地下水質(zhì)的情況，地下水化學(xué)成分等無(wú)數(shù)據(jù)支撐，而且缺少建筑物對(duì)地下水質(zhì)可能帶來(lái)的一系列不良影響的判斷?？偟脕?lái)說(shuō)，既不利于對(duì)地下水資源的保護(hù)，又無(wú)法對(duì)建筑物的質(zhì)量提出保障措施。

3.地基勘察的方法與意義

3.1地基勘察方法

地基勘察主要是對(duì)地底下未知區(qū)域進(jìn)行探索，為后期設(shè)計(jì)及計(jì)算等提供依據(jù)的過(guò)程。歸納起來(lái)，地基勘察的方法主要有靜載荷試驗(yàn)、動(dòng)力或者靜力的觸探、根據(jù)土的相關(guān)強(qiáng)度理論以及經(jīng)驗(yàn)分析判斷幾種方法。其中，采用靜載荷試驗(yàn)（圖1）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地基持力層承載力試驗(yàn)的方法主要有強(qiáng)度控制法和極限荷載法兩種。

3.2地基勘察的意義

隨著圖形處理技術(shù)的應(yīng)用，集合建模、數(shù)字化、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、特性分析、地質(zhì)解釋及空間分析、預(yù)測(cè)、統(tǒng)計(jì)的一體化系統(tǒng)在地基勘察學(xué)科中已逐步形成，并有發(fā)展成現(xiàn)代化、信息化、數(shù)字化新體系的趨勢(shì)。地基勘察既是對(duì)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況的調(diào)查和基礎(chǔ)地質(zhì)的研究，也是為設(shè)計(jì)提供原始地質(zhì)資料，為施工的成本和技術(shù)要求進(jìn)行精準(zhǔn)控制的關(guān)鍵。在當(dāng)前的許多建筑工程事故中，質(zhì)量事故不是因?yàn)閺?qiáng)度條件的不滿足，而是相關(guān)變形條件所導(dǎo)致出現(xiàn)的不均勻沉降、傾斜、裂縫等。如果工程中許多的變性條件得到滿足，在較準(zhǔn)確的地基勘察報(bào)告中給出建議性的工程處理措施供相關(guān)的設(shè)計(jì)人員、施工人員參考，就可大大從根本上規(guī)避建筑工程中常見(jiàn)的質(zhì)量通病或質(zhì)量事故，而這也是地基勘察的意義所在。

4.土木工程地基勘察技術(shù)

合理運(yùn)用勘察技術(shù)對(duì)地基情況進(jìn)行探查是地基勘察工程的核心。本節(jié)通過(guò)對(duì)合理選用勘察方法、勘察數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)管理兩個(gè)方面對(duì)勘察技術(shù)進(jìn)行論述，并以軟土地基的勘察技術(shù)為例對(duì)土木工程地基勘察技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析。

4.1合理選用勘察方法

在勘察前，盡可能搜集工程附近的地質(zhì)資料，了解工程的規(guī)模和可采取的地基基礎(chǔ)型式，熟悉原位測(cè)試方法的適用性是技術(shù)人員必須要做的.然后方能確定采用何種測(cè)試方法，以確?？辈旖Y(jié)果的正確性。其中，需要明確粉土的定義、嚴(yán)格勘察地下水位的分層，并加強(qiáng)液化土的判別，從而保證勘察時(shí)能夠選用合理的勘察方法。

4.2勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的管理

工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)管理作為勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，是一個(gè)數(shù)據(jù)密集、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用問(wèn)題，為能夠獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型，將與實(shí)體相關(guān)聯(lián)的功能與行為剝離出來(lái)，從現(xiàn)實(shí)實(shí)體中的數(shù)據(jù)提取來(lái)建立模型即研究數(shù)據(jù)對(duì)象與屬性及其關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上建立相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表架構(gòu)供復(fù)雜的地基勘察中進(jìn)行論證。

4.3軟土地基勘察技術(shù)

軟土地基是工程勘察行業(yè)遇到的常見(jiàn)地質(zhì)，因此有必要針對(duì)軟土地基進(jìn)行重點(diǎn)探討。軟土地基的勘察包括查看軟土分布范圍、存在環(huán)境、存在深度以及軟土層和表層硬殼、下臥壓縮層的厚度和分層物理的力學(xué)性質(zhì)。一般而言，軟土地基勘察應(yīng)采用鉆探和原位測(cè)試相結(jié)合的綜合勘探方法，并在土工試驗(yàn)過(guò)程中就測(cè)試點(diǎn)布置、原位測(cè)試等進(jìn)行重點(diǎn)把控。

4.3_1勘探、測(cè)試點(diǎn)的布置、密度應(yīng)根據(jù)軟土的成因類型及地層結(jié)構(gòu)、成層條件和硬底橫坡等軟土的空間變化特點(diǎn)來(lái)綜合確定。如，項(xiàng)目所處為長(zhǎng)江流域，勘探點(diǎn)縱向間距宜控制在50m，在軟土分布界線周?chē)鷳?yīng)適時(shí)加密：當(dāng)項(xiàng)目位于濱海新區(qū)，勘探點(diǎn)縱向間距可控制在100m左右。

4.3.2鉆探、原位測(cè)試包括靜力觸探、十字板剪切試驗(yàn)、應(yīng)力鏟試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)、動(dòng)力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等方法。鉆探和原位測(cè)試的運(yùn)用應(yīng)根據(jù)地層巖性特點(diǎn)和建筑物的類型、規(guī)模、等情況綜合判斷。

4.3.3為更好發(fā)揮鉆探、原位測(cè)試綜合勘探效果，解決兩者在土類劃分、地基承載力等參數(shù)取值上的差異，通過(guò)對(duì)bE試驗(yàn)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，并采用載荷試驗(yàn)校核。

5.結(jié)論

建筑工程的地基勘察為建設(shè)單位提供建筑工程的相關(guān)地質(zhì)資料，包括地質(zhì)狀況、水文條件等，還可以更好掌握和控制工程施工的進(jìn)度和質(zhì)量，對(duì)可能遇到的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)，并及時(shí)、迅速地提出相應(yīng)的措施來(lái)妥善解決問(wèn)題?？辈焓枪こ探ㄔO(shè)的第一步，為后續(xù)的設(shè)計(jì)、施工及安全使用提供第一手資料。本文通過(guò)對(duì)地基勘察的研究，進(jìn)一步了解目前工程勘察的重要性，對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性及安全性起到理論支撐。此外，隨著四新技術(shù)不斷應(yīng)用到工程勘察上，會(huì)大幅度提升地基勘察行業(yè)的發(fā)展。