建設工程地基基礎巖土試驗檢測的技術途徑

□游昌海 □文四旭 □游代偉

（成都文茂建筑地基基礎檢測有限公司）

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，建設工程業(yè)取得了蓬勃的發(fā)展，一幢幢高樓大廈在建設，一座座新城在崛起。此外，港口、鐵路、公路、橋梁、隧道、機場、地下建筑設施等建設工程也在不停的開工建設。同時，隨著科技的進步，建設工程的高度也在不斷的增加，“萬丈高樓平地起”在世界各地屢見不鮮，如我國上海市的環(huán)球國際金融中心高達492m。建設工程離不開地基巖土，建設工程的載荷主要是靠地基巖土在支撐，特別是高層建筑的建設對地基巖土的承載力提出了更高的要求。因此，地基巖土層科學準確試驗檢測是合理使用地基巖土層、進行安全建造的必要前提，關乎民生安全，研究實現(xiàn)地基巖土層科學準確試驗檢測的技術途徑對于保障建設工程安全意義重大。

以試驗檢測的地點為依據(jù)，地基巖土層的試驗檢測可以細分為現(xiàn)場測試檢測、室內(nèi)試驗檢測。顧名思義，現(xiàn)場測試檢測是指在地基現(xiàn)場直接測定地基巖土層在天然狀態(tài)下的力學性能，因而又被稱為原位測試。目前對于地基巖土層的現(xiàn)場測試檢測主要包括載荷試驗、靜力觸探試驗、動力觸探試驗、剪切試驗、旁壓試驗等，其中最基本的測試方法是載荷試驗，試驗方法是模擬建筑地基的受力狀態(tài)對地基巖土進行壓力試驗。現(xiàn)場測試試驗具有測試直觀的優(yōu)點，但受限于測試方法費時費力，因而很難對所有的巖土層進行試驗檢測，限制了其應用。與現(xiàn)場測試檢測相對應，室內(nèi)試驗檢測是指在實驗室環(huán)境下根據(jù)地基勘探及建筑設計要求的項目將地基巖土樣品進行物理和力學性質(zhì)試驗檢測，檢測依據(jù)主要為國家相關標準及地方標準；室內(nèi)試驗檢測的優(yōu)點是檢測結果全面，代表性和實用性強，其缺點是試驗檢測結果手樣品的代表性和質(zhì)量型影響較大，容易因樣品原因而出現(xiàn)試驗檢測誤差，且直觀性不如現(xiàn)場測試檢驗直觀。

目前我國對地基巖土的檢測通常采取現(xiàn)場測試檢測與室內(nèi)試驗檢測相結合的方法。地基巖土具體檢測方法日趨成熟，國家和地方陸續(xù)出臺了相關標準，但是對室內(nèi)試驗檢測結果產(chǎn)生影響的樣品在采取、封存、運輸?shù)冗^程中仍存在很多的問題，造成了很多的建設事故，本文將從試驗檢測樣品的采取、封存、運輸、檢測展開探討，重點研究如何提高采取樣品的質(zhì)量和代表性。

1.樣品采取

1.1 重視樣品的質(zhì)量及代表性

地基是建設工程的基礎。進行地基巖土試驗檢測，其目的在于為建設工程設計提供不可或缺的參數(shù)，是建設工程設計的重要依據(jù)，因此地基巖土的試驗檢測是建設工程的第1環(huán)節(jié)，直接決定了建設工程的設計與規(guī)模。在地基巖土層的試驗檢測中需進行定量定性的分析，分析的前提是巖土樣品，其質(zhì)量及代表性直接影響著試驗檢測結果的誤差，錯誤的試驗結果會影響建設工程的設計與施工，給建設工程帶來不可估量的破壞與損失，這樣的個例層出不窮。如安徽某大橋，該橋基持力層為土層，因試驗檢測樣品的選擇不具有代表性，在橋臺建設剛竣工就開始發(fā)現(xiàn)嚴重傾斜，并最終報廢，帶來了巨大的損失。因此，選擇有代表性、有效性和適應性的巖土樣品是準確進行地基基礎巖土試驗檢測的首要條件，特別是巖土樣品的代表性至為關鍵。

1.2 樣品取樣方法及操作規(guī)程

建設工程地基基礎巖土試驗檢測的樣品是由現(xiàn)場采取的，可分為原狀土樣采取和巖石樣品采取，其中原狀土樣采取方法有：鉆孔、孔內(nèi)用取土器以打入法切取土樣品；鉆孔、孔內(nèi)用取土器以壓入法切取土樣品；基坑內(nèi)直接切取原狀土樣樣品；鉆孔，孔內(nèi)泥漿護壁，以回轉鉆進法切取樣品。巖石樣品的采取方法有：鉆孔、在孔內(nèi)鉆出的巖芯或鉆芯中采取巖石樣品；基坑內(nèi)直接采取基巖層巖石樣品。

為確保建設工程地基基礎巖土試驗檢測采集的土壤和巖石樣品具有代表性，應遵循以下規(guī)則：一是樣品的采集應在專業(yè)的工程技術人員的指導與督促下完成，并一一標準取樣時間、地點等相關信息。二是為確保所取樣品能真實的反應巖土層實際的物理力學特征，應有所控制采取有代表性的巖土樣品的數(shù)量，結合理論知識及實踐經(jīng)驗，在同一水平建設場地，平面應布置采取3～5組樣品，且應均布采樣；同理，在同一地層垂直厚度上也應布置采取3～5組樣品，且應均布采樣。三是在邊坡工程及滑坡工程采取巖土試驗檢測樣品中應特別加以小心和注意，并且在樣品標簽上注明取土位置（上、下），并說明其重要性。這是因為該土體受地理環(huán)境條件的影響，坡體堆積為松散堤的結構，在受大氣降雨及地下水的綜合作用下，加之自重影響，邊坡土體或軟弱結構面易產(chǎn)生蠕動變化，造成了土體結構的變化，很容易造成取土樣品不具代表性。

1.3 巖土樣品質(zhì)量信息化標準

為保證所取的巖土樣品處于天然狀態(tài)，提高所取巖土樣品的代表性，在巖土樣品的采取過程中的樣品采取工藝方法、試驗檢測項目所需樣品的數(shù)量及質(zhì)量等方面的標準構成了巖土樣品的質(zhì)量信息化標準，成為巖土樣品取樣的參考和依據(jù)。現(xiàn)分別討論巖土樣品中土壤樣品和巖石樣品的質(zhì)量信息化標準。

1.3.1 土壤樣品質(zhì)量信息化標準

土壤樣品質(zhì)量信息化標準最為重要的是取土樣品的種類，其主要依據(jù)是建設工程的性質(zhì)，基本原則為：建筑物的天然地基、天然地層及天然邊坡應采取原狀土；地基基礎回填、路堤填料、橋頭填料等填料工程應采取擾動土；如果建設工程即以土方調(diào)配為填料，又需要穩(wěn)定的天然邊坡，應采取滿足試驗檢測項目數(shù)量的擾動土和原狀土；若只需確定土的種類，則無論何種工程，只需采取擾動土。

土壤樣品在取樣的過程中應保證所取的土樣具有一定的代表性，取土位點可以在天然地面、平洞、導坑、試坑、豎井以及鉆孔中。在采取原狀土樣的過程中應盡量減少土壤的擾動，盡可能保持土的原狀結構和天然濕度。用鉆機取樣時，鉆孔直徑應>120mm，為減少土受擾動影響，應使用專門薄壁取土器。

取土數(shù)量應滿足所要求進行的試驗檢測項目方法的需求。

1.3.2 巖石樣品質(zhì)量信息化標準

采取的巖樣首先應具有本巖層的代表性，這也是樣品采取的關鍵點。樣品取樣位點可在基巖露頭、坑探、槽探、豎井、巖洞、基坑中以及鉆孔中，同時可用在現(xiàn)場采取的基巖塊體樣品或鉆孔內(nèi)采取的巖芯樣品制備樣品試件，在制備過程中應注意不允許出現(xiàn)人為裂隙。

對于樣品尺寸小于標準尺寸或非均質(zhì)的粗粒結構巖樣者，允許采用非標準規(guī)格的試樣，但高徑比必須保持2:1的比值(地基)；用作砌體的石料，其高徑比為1:1。在外業(yè)鉆孔中取巖樣，起鉆孔中取出的巖石鉆芯要及時取試樣。

2.樣品封存

土壤樣品：采取好的樣品，不論是原狀土還是擾動土，都應立即密封取土筒并附上標簽；取土筒所有的縫隙均應以膠布封嚴并涂上融蠟；若原狀土取樣時不滿取土筒應以擾動土充填土與筒壁之間的縫隙，擾動土應選擇近似天然濕度的擾動土；土壤樣品應認真填寫送樣單，應填明取土圖紙資料的符號以及標簽說明；取好的土壤樣品應及時送往實驗室。

巖石樣品:為保持巖石樣品原有的天然濕度狀態(tài)，取好的巖石試件應立即包裝封閉處理，其中硅質(zhì)硬巖樣可不作處理，泥質(zhì)巖樣品可用紗布包裹后全部以融蠟澆注；巖石樣品標注巖石的上下記號；無論是硅質(zhì)硬巖樣其巖樣品還是泥質(zhì)巖樣品均應附上標簽；取好的巖石樣品試件應與送樣單一起及時運往實驗室。

3.樣品運輸

現(xiàn)場取好的巖土樣品在運往實驗室的過程中一定要確保樣品運輸?shù)目煽啃院桶踩浴Ｌ貏e是在巖土樣品運輸中，運輸前一定要裝入一個箱子內(nèi)，箱子便于搬運并能防止震動；并且應用軟材料襯墊箱內(nèi)的樣品與樣品之間的空隙，軟墊層材料可選用稻草、谷殼、麥草、鋸木粉、軟紙條等。此外，在裝卸、搬運的過程中要小心輕放，車速要平穩(wěn)，為確保巖土樣品在運輸過程中不受其震動影響，將震動損度應降低到最小程度。

4.樣品試驗檢測

隨著建設工程地基基礎巖土試驗檢測技術的進步，國家陸續(xù)出臺了一系列的規(guī)程和制度，樣品的試驗檢測一定要按照規(guī)程完成，以提高試驗檢測的可靠度和可信度。目前相關的國家標準主要有GB50007-2002《建筑地基基礎設計規(guī)范》以及各省市出臺的地方標準如DBJ11-50122009北京地區(qū)建筑地基基礎勘察設計規(guī)范等。

5.結論

為進一步提高樣品試驗檢測的及時性和準確性，為建設工程提供科學、公正、可靠的地基巖土力學及物理性狀數(shù)據(jù)，本文在闡述了地基巖土試驗檢測在建筑工程設計及施工過程中的重要作用的基礎上，從樣品采取、樣品封存、樣品運輸、樣品檢測展開討論，建立科學準確的地基巖土試驗檢測的技術途徑，重點闡述了樣品取樣的代表性和有效性。

研究結論為：一是在充分了解建設工程地質(zhì)條件、巖土物理性狀等基礎上，現(xiàn)場測試檢測與室內(nèi)試驗檢測相結合，全面檢測地基巖土樣品的力學性狀等。二是在樣品采取的過程中一定注意樣品的代表性，避免因樣品的不具代表性而導致建設工程的設計與施工出現(xiàn)誤差，保障建設工程安全。三是在樣品封存和運輸過程中做好樣品的標記工作，并附送樣單；在運輸過程中做好防護工作，制定有效的防震措施，確保樣品及時安全運往實驗室。四是在樣品的試驗檢測過程中，嚴格按照國家和地方的標準進行試驗檢測，確保檢測數(shù)據(jù)的真實性、可靠性，從而實現(xiàn)建設工程地質(zhì)基礎巖土試驗檢測的技術途徑。

[1]中華人民共和國建設部.土工試驗方法標準[s].北京：中國計劃出版社，1999.

[2]中華人民共和國建設部.工程巖體試驗方法標準[s].北京：中國計劃出版社，1999.

[3]中華人民共和國建設部.巖土工程勘察規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2002.

[4]中華人民共和國建設部.建筑地基基礎設計規(guī)范[s].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.