工程勘察存在問題分析及建議

吳 暢

摘要:巖土工程勘察的目的在于解決和處理建設工程中與巖土介質有關的問題,是建設工程中不可或缺的重要環節。本文結合作者經驗,對巖土工程勘察中的一些問題進行了闡述,提出了一些方法和建議。

關鍵詞:巖土工程;工程勘察;地下水;建議

巖土工程勘察是工程建設中必不可少的環節,其主要目的為:如實弄清擬建場區水文地質和工程地質條件,提供準確的巖土工程特性指標和地基基礎設計參數,對建筑場地進行穩定性和適宜性評價,并提出經濟合理的巖土利用、整治、改造的建議和方案。巖土工程勘察包括現場鉆探、原狀土取樣、室內試驗和現場原位測試等方面,本文對巖土工程勘察中的存在的問題進行了闡述并提出了建議。

1 勘探孔深度及間距

根據基礎形式及結構形式的不同,勘探深度也會不同。如:一般5層～6層磚混結構住宅,勘探孔深15m基本可滿足要求,而5層框架結構商場由于柱網的柱荷載大,基礎面積大甚至可能采用樁基,則勘探孔深度15m一般不夠。地層工程地質性質不同,勘探深度也不同。埋藏較淺且工程地質性質好的密實碎石土及基巖地區勘探孔深度較淺,而工程地質性質差的淤泥及松散雜填土地區勘探孔深度較深,這就要求在勘探前對勘探區域地層大致情況有所了解,做到有的放矢。地基復雜程度不同,勘探點間距不同。在勘探時遇復雜地基情況,應按規范要求加密勘探點,不能局限于經濟或時間等因素而堅持原勘探方案不變,事畢難以查明場地工程地質情況,埋下工程隱患。

對于高層建筑,勘探孔間距要比一般建筑的小,且比安全等級高的要更小。實際上鉆孔間距主要取決于場地的復雜程度,即場地是否存在暗溝、塘等異常帶,保證鉆探所揭露地層能準確反映水平和垂直方向土質情況及地下水賦存形態等,而不是建筑物安全等級決定孔距,當然布孔位置也要考慮到擬建建筑物的條件,如在主體建筑角上、荷載和建筑體形變異較大處應有勘探點進行控制;另外對于不同地貌交界處也應加密勘探。勘探孔深度總結如下:

天然地基。控制孔深(m)=基礎埋深+ 地基壓縮層厚度;

一般孔深(m)=基礎埋深+0.7倍的基礎寬度(并應小于2/3壓縮層厚度)。

樁基。控制孔深(m)=基礎埋深+預計樁長+ 樁端平面下壓縮層厚度一般孔深(m)=基礎埋深+預計樁長+5m。

另外,當場地或場地附近沒有可信資料時,至少要有一個鉆孔滿足地震場地劃分對覆蓋層厚度的要求。

2 野外編錄及地層劃分

野外編錄描述不細致對工程質量影響也較大。如某工程為28層高層建筑,采用<1000mm鉆孔灌注樁進行施工,以深度45m左右的第⑦層圓礫作為樁基持力層。但其中某一根工程樁施工到30m多的深度時就覺得鉆不下去,進尺十分緩慢,后采用孔內重錘夯擊法才解決了問題。究其原因是原來有一層密實的“鐵板砂”透鏡體分布。遺憾的是勘察報告中未提及,屬于描述不仔細。如果在編錄時能夠用手掰開巖芯,用肉眼進行認真仔細的鑒定,問題就可以早發現,并早做準備,避免出現被動局面。

野外地層的正確劃分是室內資料整理的關鍵因素,對于較大型的工程由于施工多采取多鉆機平行作業形式,技術人員較多,各勘探班組往往各行其事,進而造成野外資料分層、定性、描述等難以統一,最后給室內資料整理帶來困難。為避免這種問題應將所有技術人員首先集中培訓并一起共同勘探1到2個鉆孔,統一編錄形式,并派專人現場負責勘探區域整體野外分層連線,發現異常及時處理,只有這樣才能更好地保證勘探質量,同時應將勘探到的特殊地層重點描述。

3 地下水的測定

實際地下水位量測存在以下幾個問題:1)應同時觀測地下水位,量測時間須在最后一個鉆孔施工24h后。2)地下水位觀測應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。3)水位量測應與鉆孔坐標、標高回測相結合。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,因此而產生的誤差幾厘米是難以避免的,這根本無法滿足按規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。解決方法是孔口坐標、標高回測,同時以標高回測時的孔口位置為準向下量測地下水位深度。4)要分析近年地下水的變化幅度以及歷史最高水位、最低水位。5)鉆孔深度范圍內有2個以上含水層時,應分層量測水位,在鉆穿第一含水層(到下一含水層之前)并進行靜止水位觀測之后,采用套管隔水,抽出孔內存水,變徑鉆進,再對下一含水層進行水位觀測。這樣量測到的水位才是含水層分層水位。

4 原位測試

原位測試應嚴格按規范進行,在施工中常會出現一些所謂“捷徑”:標準貫入試驗不按規定進行桿長和孔深校正,在縮徑和孔底有殘留時,不能及時發現標貫器是否落至應測試孔底位置,造成標貫數據嚴重失真。

因此標準貫入試驗應按規定進行桿長和孔深校正,一方面可以保證在縮徑和孔底有殘留時測試位置控制在應測試段,另一方面可以及時發現極軟弱地層標貫自陷、自沉現象,從而確保標貫數據的真實性。重型及超重型動力觸探按規定需連續貫入,并定深旋轉觸探桿(以減小側摩阻),但在施工時由于連續貫入比較緩慢且起桿困難或局部地段錘擊不進而放棄連續貫入,使得對碎石土評價本來就缺乏相應手段的觸探指標數據不夠詳實,進而造成對碎石類土的評價困難。

5 原狀土取樣

由于土樣采取的方法不同,導致取回的“原狀”土樣的質量在不同的試驗室之間差別很大,從而使室內試驗數據與真實情況有較大的誤差。取樣方法的不同會導致土樣含水率有一定的變化,應注意在取土裝置上及時加裝套管,以避免地下水對原狀土的影響。取出后應迅速密封。天氣炎熱時為避免蠟封融化,宜采取多種措施密封。天氣寒冷要避免冰凍。土樣保存時間不宜超過三周。土樣運送過程中,采用自制的緩震裝置對土樣加以保護,對無粘性土土樣應盡量避免有過大的震動。土體的結構性遭到破壞,會導致粘聚力與內摩擦角試驗值與現場測試比較出現過大差異。

6 幾點建議

目前,巖土工程勘察的地位和作用與國家和政府給予巖土工程的定位和期望仍有一定的差距。這固然與人們“重設

計輕勘察”的思維定式有關,與我國勘察行業體制尚未健全有關,與勘察市場的惡性競爭有關。

在當前的形勢下,如何完善市場準入制度,加強行業自律、約束機制,從根本上杜絕巖土勘察行業中的弊端,真正體現巖土工程師的價值。

嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規律的懲罰。市場的規范,僅依靠勘察單位的自律機制是不夠的,還需要建立有效的行業約束機制。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規,對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監督管理,另一方面應積極推行工程監理全程化,采用事前、事中、事后控制相結合的方法,最大限度地避免不當行為的發生,保證勘察質量和投資效益最大化。

嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度,加強相關人員培訓。經過近年勘察設計資質換證,對勘察設計單位進行了一定的整頓,對規范市場起到了一定的作用。

但應該清醒地看到,我國的勘察資質門檻很低,應盡快實施注冊土木工程師制度,通過采用企業資質和個人執業資質雙重控制來規范勘察市場、促進勘察技術水平的提高。此外,巖土工程勘察屬大土木范疇,是多學科的融合,新技術、新工藝層出不窮,標準規范時有更新,巖土工程從業人員應與時俱進,不斷提高自身的業務素質和職業道德素養。

另外,在及時推行注冊土木工程師制度的同時,應加強對相關從業人員的培訓工作,加強他們的責任心和使命感,提高勘探測試人員的技術水平。

加強勘察設計單位的質量認證,健全質量管理體系ISO9001∶2000質量管理體系確立了以過程模式作為標準的結構。勘察設計企業應通過有效應量管理體系的要求,運用過程方法,采用PDCA循環思進行巖土工程勘察的實施和管理,持續改進。提高勘察設計的能力,增加顧客的滿意程度。