巖土工程勘察問題之我見

簡德超

（貴州地質工程勘察院，貴州 貴陽 550008）

前言

我國工程地質勘察專業經過近二十年的努力,已實現了向巖土工程勘察方向發展,技術人員的知識得到了更新換代,巖土工程技術不管從勘探手段、測試設備、試驗儀器、計算機技術的應用還是技術人員知識的廣度和深度都有了很大的提高,并在1994年正式出版《巖土工程勘察規范》。但是,應該看到隨著我國經濟改革的進一步深入,勘察市場競爭越來越激烈,巖土工程勘察中還存在一些問題,比如不少勘察單位由于種種原因不愿意購置先進設備;低價中標使許多勘察單位不愿意采用先進手段和先進設備;勘察技術進步有停滯不前的趨勢,許多與工程密切相關的課題得不到解決。

1 理論與經驗的關系

巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括土力學的理論、工程地質理論、工程力學理論等，這些工程理論都是一種半科學半經驗的理論，很多理論是建立在經驗的基礎上的，如很多公式都是經驗公式。巖土工程問題的解決過程實際上是在理論的指導下，巖土工程技術人員利用自己的工程經驗，結合工程實際情況，建立相應本構模型，運用合理適宜參數，加上良好的判斷力，解決問題的過程。對巖土工程技術人員來說，扎實的基礎理論同豐富的經驗、良好的工程判斷力是同等重要的。在學習和運用理論的過程中，一定要注意隱藏在公式和規律背后的背景知識和真正實際內涵及其假定邊界條件。而積累經驗的過程可分為分析與預測→現場觀測→對分析、預測和現場觀測結果進行比較、分析、評估和總結3 個過程，可見積累經驗的過程也離不開理論的支持。筆者認為：理論與經驗在巖土工程勘察中具有同等的地位，過分強調哪一點都是不合適的。筆者討論此問題，目的在于目前很多巖土工程技術人員過分強調經驗，而對理論的學習和運用不足，這種現象對巖土勘察技術的發展不利；同時用于對年輕技術人員的傳、幫、帶上，不利于年輕技術人員的成長，甚至會出現以訛傳訛。

2 勘察布孔

勘察與設計的接口：收到設計人的勘察任務書后，應認真閱讀，仔細分析，充分了解設計意圖，不明白的地方及時與設計人溝通，存在疑慮的地方需向設計人提出。設計人往往有偏于保守的傾向，如對地基承載力要求過高、要求一樁一鉆、對樁基承載力提出過高要求等。由于巖土體始終是一個灰箱，無法徹底查清巖土體的分布及其物理力學參數，在做與巖土相關的工程設計時固然要留有一定的安全富余度，但是必需在了解場地巖土條件的情況下才能準確把握安全的尺度，采用過于保守的巖土參數，過高的安全系數將不可避免的造成工程建設的極大浪費。做巖土工程勘察的人一般比做結構設計的人更清楚或者更容易把握場地的巖土條件情況，因此巖土工程師應當，也有必要提出意見供設計人參考。

在勘察任務書與工程平面布置圖確認無誤后，勘察人員應到現場踏勘，了解場地情況,并提出勘察綱要供鉆探等供外業使用。

3 外業鉆探

為加快勘察進度，標貫孔，特別是取樣鉆孔應優先施工。標貫孔先施工可以盡早了解砂土層的密實度和稠度情況，為野外勾畫草圖提供方便，取樣鉆孔先施工，可以盡早為巖土實驗室提供樣品，避免因為未出具試驗結果而遲遲不能提交正式報告。

4 現場試驗

現場試驗是確定巖土物理力學性質的可靠方法。目前最常用的巖土現場試驗有標準貫入、靜力觸探、十字板剪切、抽水試驗等。由于標準貫入試驗可以非常簡潔有效及時地劃分出砂土的密實度及稠度，因而成為巖土工程勘察最常用的現場試驗手段。對軟土則需要做十字板剪切試驗確定其的抗剪強度和靈敏度。

做十字板剪切試驗之前，應先做靜力觸探試驗，以劃分土層，這樣既可以針對有需要的軟土層做試驗，同時可以避免十字板剪切試驗出現板頭損壞等事故。條件許可則可備兩套微機、探頭/板頭、電纜及桿件，以避免頻繁的更換靜探探頭和十字板板頭，切換工作模式,從而減少出錯機率，并提高工作效率。

提高十字板剪切試驗效率的另一項建議是:加密十字剪切試驗的垂向密度。增加十字板剪切試驗的垂向密度的邊際效益非常明顯,即利用架設好的十字板試驗設備，無需更換板頭和重新架設,只增加少量時間,而獲得的試驗數據則可以成倍增加，大大增加了統計的置信度，進而增進對巖土層地認識。

5 編錄

鉆探編錄則是工程勘察質量保證的基礎。工程地質野外編錄應力求簡明準確，抓住密實度、稠度、風化程度等主要特征，準確地描述，并劃分層位。

隨著辦公自動化、無紙化的普及，以及數碼相機、手提電腦價格地不斷下降，應適時地為外業人員配備數碼相機和手提電腦。目前外業人員一般都攜帶數碼相機，以便拍攝場地條件及巖芯相片，建議將手提電腦也提供給外業編錄人員。一方面，有手提電腦的幫助可以提高外業人員的編錄速度，還可利用電腦繪制剖面草圖等，提高編錄的準確性；另一方面，編錄后即可通過郵件等發回辦公室或駐地，內業人員可以迅速獲得編錄信息，亦無需重復錄入編錄內容，進一步提高了效率。

6 室內試驗

巖土層劃分及其物理力學參數是巖土工程勘察的最重要成果。前者一般通過鉆探及現場試驗可劃分，而巖土的物理力學參數一般是通過室內土工試驗成果統計確定。

勘察人員在錄入試驗數據的過程中既浪費時間，又容易出錯。在勘察報告的編寫過程中，試驗數據及編錄表的錄入約占10%～15%的時間，因此實現試驗數據電子版本的通用及野外編錄工作的電腦錄入，可以大大提高勘察報告的編寫速度。室內試驗存在的另一個突出問題是：巖土樣品試驗項目的選擇問題。建議設計人在提出勘察任務時應明確選擇所需巖土參數。

7 提出建議

從事巖土工程勘察工作應熟悉樁基及各種地基處理方法，提出切實有效的地基處理方案。在工程建設中，設計人往往忽略了勘察報告中在基礎處理形式及施工方案方面的建議。勘察和設計往往隸屬于不同部門，勘察部門在勘查報告移交后，就萬事大吉；設計部門收到勘察報告時，只看剖面圖、柱狀圖和巖土參數，對地基處理建議等不加重視。此外，勘察人員由于工作的局限性，偏重于查明巖土情況，缺乏地基處理方面的設計施工經驗，勘察報告中的建議往往比較空泛，久而久之，設計人員對勘察建議重視程度降低。

8 巖土勘察信息庫

多年以來都有學者提出建立巖土勘察信息庫的建議，將已有的勘察資料部分甚至全部輸入到上述信息庫里面，今后臨近的工程就可以直接利用前人鉆孔資料，以減少時間和金錢的耗費。從制度上講，假設一個區域建立了這樣的信息庫，則該區域就可以減少或者不用鉆探了，那么該區域的勘察單位就是面臨無米下鍋的困難境地。而勘察單位在不斷提供資料的同時，發展變得越來越難以為繼，其中的利益分配還有待于從制度層面上理清。從技術上講，巖土勘察信息庫就算建立起來了，依然有很大的局限性。高層建筑、深基坑、地下鐵道、隧道不斷涌現，不可能有現成的足夠深度的鉆探資料以資利用；對于樁基礎，往往需要一樁一鉆，在巖溶地區,對于大直徑樁甚至于要一樁幾鉆，不可能利用幾十米或者幾米以外的舊資料來設計樁基。

因此，想通過收集已有鉆孔資料建設信息庫來取代今后的勘察工作是不可取的，但信息庫的建設，必然有利于對工程場地巖土條件的初步認識，也可以減少初步勘察的工程量。

9 結論

目前工程地質勘查行業在我國還處于起步階段,巖土工程勘察中存在一些問題亦難免,為此今后巖土工程的發展應注意如下方面:

(1)要大力采用新技術、新設備及新方法,以保證巖土工程的質量和進度,使之能在激烈的市場競爭中取勝。

(2)加強與設計單位及施工單位的合作,力求做到勘察、設計及施工一體化。

(3)加強技術上和體制上的立法工作,使巖土工程逐步規范化、系統化。

(4)加強計算機技術在巖土工程中的應用研究,當前巖土工程正朝規范化、標準化方向發展。巖土工程問題日趨復雜,傳統的巖土工程方法,已難以適應發展的需要,因此,利用計算機技術對巖土工程的各項工作進行科學、系統的管理,以提高工作的效率;利用計算機對巖土工程資料進行分析處理,如制作巖土工程圖件,進行指標統計分析等等;更重要的是利用現代計算機技術分析、模擬復雜的巖土問題的發生、演化過程,以便制定出正確的處理方案;利用計算機進行巖土工程設計、巖土工程施工模擬以及巖土工程治理效果模擬。這樣不但可以對巖土問題作預測預報以及防治,而且還可以節省大量人力和物力。