巖土工程勘察中存在的問題及創新途徑

摘要：巖土工程勘察是應用巖土工程的觀點、技術和方法，查明、分析、評價建設場地的地質環境特征和巖土工程條件。工程建設前，進行巖土工程勘察，查明建設場地的地質條件，對存在或可能存在的巖士工程問題提出解決方案，對存在的不良地質作用提前采取防治措施，可以有效防止地質災害的發生。同時，巖土工程勘察所占工程投資比例甚低，通過勘察可以充分利用有利條件，避免或改造不利條件，減少工程后期處理費用，提高工程質量。傳統的勘察手段以及傳統的工程勘察方法已經顯得力不從心，在巖土工程勘察的過程中出現了很多不規范行為。本文就這一問題進行詳細探討，通過勘測的實例來說明巖土工程勘測中的問題，以及解決的措施。

關鍵詞：巖土工程勘察 解決措施

巖石的裂隙性和土的孔隙性是巖石和土區別于混凝土、鋼材等人工材料的主要特點。習慣將巖石和裂隙視為一個整體稱為“巖體”，將裂隙概化為“結構面”。弄清結構面的產狀、參數和分布，是巖土工程勘察設計的重難點。土是一種散體材料，存在孔隙。對于飽和土是固、液兩相；對于非飽和土，是固、液、氣三相。在飽和土中，由于孔隙水壓力的增長和消散，不同的加荷速率地基承載力不同。飽和土中的超靜水壓力可導致擠土效應，使樁被擠斷、擠歪和上??；非飽和土的孔隙氣壓力形成基質吸力，基質吸力隨著土中含水量的增加而降低，因而不穩定?？偠灾?，把握好孔隙壓力是巖土工程的重要關鍵。

1 常見巖土工程勘察中的問題

根據實例勘察的過程和結果，總體可以將工程勘察中出現的問題歸結如下：

1.1 資料搜集不全，任務目的不明確：

只有設計意圖明確，才能有的放矢，才能有效地解決工程設計和施工過程中的巖土工程問題。但不少勘察報告的前期資料搜集不全面，擬建工程的地面整平標高、結構形式等情況也不詳細，設計單位的勘察技術要求嚴重缺乏。

1.2 地質形態的問題：主要是地下可能存在不明物體、空洞以及其埋藏位置、分布形態和深度的確定。

1.3 界面劃分的問題：主要包括巖石風化程度和巖土體的界面劃分，軟弱結構面以及地質構造的判斷，還有不良地質體的地質界面等。例如：在實例中的界面劃分，有的時候會出現劃分的混淆。

1.4 巖土參數的問題：主要是那原狀巖土樣難以取到和室內外試驗難以進行的巖土層也就是粗風化巖、顆粒土和殘積土等。其巖土設計參數(變形指標、承載力等)都難以確定。

1.5 技術素質的問題：主要涉及到勘察技術人員知識的廣度與深度，勘察各專業之間缺乏技術交流與內部的溝通，不了解各自的技術服務對象和技術發展的狀況，導致一旦遇到了復雜工程和重大項目的時候往往束手無策，不知道該采取何種技術方法及手段去解決所面對的技術問題。

1.6 綜合能力的問題：主要表現在一些技術勘察人員不具備對勘察各專業的野外和室內原始資料的分析、整理、利用的能力，缺乏如何辨別真偽、去偽存真、歸納總結、補充印證的能力，結構、建筑設計方面的知識不足，因此常常會造成勘察的目的不明，所提供的資料無法滿足設計的要求。

2 容易忽略的問題

巖土工程勘察工作一個最大的特點是地層情況變數大，沒有一個場地條件和土質情況是同樣的。國家規范和行業規范很多也很具體，但都不能照搬硬套。巖土工程勘察工作應根據擬建工程特點和場區工程地質條件確定。在工程實踐中應注意以下容易忽略的問題：

2.1 認為地基條件只要滿足承載力即可，容易忽略建筑物對變形和場地土層均勻性和穩定性的要求；勘察工作的內容，不僅應提供滿足建筑結構荷載所需要巖土工程特性指標和地基基礎設計參數，尚應包括可能影響工程穩定的不良地質作用、建筑場地類別、建筑抗震地段劃分和巖土地震穩定性等對建筑場地穩定性適宜性評價所需要的內容。

2.2 易忽略在詳細勘察中勘探深度應自基礎底面算起的規定；在一些建設工作中往往場地未經平整，現場地面標高高出設計地面標高很多，勘察前因沒有收集詳細標高資料，忽視詳細勘察的勘探深度自基礎底面算起的規定，以致選成勘探深度小于規范強制性條文的規定。

2.3 只滿足每個場地每主要土層的原狀土樣或原位測試6組的要求，忽略了某些土樣取樣質量差、離散性大，6組土樣不能滿足統計計算、基坑支護和地下水控制所需用的各類巖土工程參數。

2.4 基礎選型建議應全面客觀、安全經濟。在進行巖土工程勘探的第一個鉆孔開始，就應對擬建工程的基礎，有一個基本概念，因為采用的地基形式也關系到鉆孔深度和勘察工作量是否滿足抗震設計、場地評定等規范要求的問題。地基方案的選取應在對周邊原有建筑物的基礎、本地的施工條件和施工能力、完工時間、工程造價等多方面進行調查分析的基礎上，結合擬建場地的土層情況及建筑物的結構和荷載、設備等各方面情況進行綜合分析，提出安全、經濟合理的地基方案建議。

3 巖土工程勘察創新探討與實踐

3.1 應用數字化巖土工程勘察技術

數字化巖土工程勘察是應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術及CAD技術，通過計算機及其軟件，將工程項目的所有信息有機地集成起來，建立綜合的計算機輔助信息流程，使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變，作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化，逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的智能化的工程勘察設計體系，主要解決的是巖土工程勘察中場地方域的數字化、場地物性指標的數字化、場地地層的數字化和巖土工程勘察數據庫的設計。

3.2 巖土工程數字化建模方法

巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法，主要通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法。其數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料，包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據，然后利用數據解釋結果重構地質體界面?？梢猿橄鬄榘岩幌盗型瑢傩缘狞c按照一定的規則連接起來，構成網狀曲面片，進而確定整個地質體的空間屬性，有很多方法用來表示表面，可以采用不規則格網法，就是將區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內，如果任意點不在頂點上，則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程，在三角形內則用三個頂點的高程)，所以TIN是一個三維空間的分段線性模型，在整個區域內連續但不可微。

3.3 基于GIS的巖土工程勘察技術

將巖土工程地質勘察與地理信息系統(GIS)結合起來，利用地理信息系統強大的數據采集、管理能力和空間查詢、分析能力，解決了傳統巖土工程勘察由于勘察數據內容上的復雜性和形式上的多樣性而在數據處理上無能為力的狀況，而且利用地理信息系統強大的可視化操作能力為巖土工程勘察提供了一個可視化的操作平臺，實現巖土工程勘察數字化系統中場地方域的數字化。由于巖土工程勘察設計需要涉及到大量的勘察數據處理、圖件繪制、自動計算及輔助決策等，將GIS 技術引入巖土勘察設計領域，可以大大提高工作效率，節省人力物力資源，提高勘察設計結果的準確性。

巖土工程勘察所接觸的對象和需解決的問題范圍較大，涉及的內容多且十分復雜。巖土工程勘察工作者，只有全面掌握與巖土工程有關的規范、規程，并在實際工作中認真細致的開展工作，同時汲取互相在實際工作中積累的經驗，交流學習，不斷總結提高，才能有效開展工作，確?？辈斐晒麧M足設計和施工的要求。