王振福
(山西晨輝商品混凝土配送有限公司,山西晉中 030600)
近年來,隨著經濟社會的飛速發展,城市化建設進程日益加快,城市建筑不斷向地上和地下空間延伸,對建筑地基承載力、變形控制、基坑工程等提出了更高的要求。只有充分了解地質情況,選取合理的地基設計參數,才能更好地滿足工程設計經濟合理性要求。這首先要求巖土工程勘察真實、客觀地了解地質情況,提出既滿足工程需要,又不致造成太大浪費的巖土工程設計參數。
然而,由于市場上巖土工程勘察門檻低、勘察單位競相壓價、對地質勘察的重要性認識不足等,導致巖土工程勘察在方案設計、外業勘察、室內試驗、報告編寫過程中往往出現各種問題。
勘察方案是整個勘察工作的指導性資料,對勘察過程起著至關重要的作用。然而,受各種條件限制,勘察方案在深度和廣度上遠不能滿足規范要求。
一方面由于市場競爭激烈,各勘察單位為了低價中標,往往不根據場地實際情況而盲目減小工作量,導致布孔深度不足,勘察手段單一,勘察工作粗糙,勘察成果可信度低;另一方面由于工程技術人員水平限制,對現場踏勘、資料收集不夠重視,對建筑場地巖土工程條件及建筑規模、荷載大小、傳遞方式、基礎埋深等不了解即進行勘察方案布置,出現勘察手段不合理、布孔不規范等現象。如對濕陷性場地未進行探井布設、在砂土場地進行靜力觸探、對軟土未考慮現場載荷試驗、對建筑標高認識不足而導致布孔深度偏大或偏小、對當地地層認識不足而使布孔間距不合要求等。
勘察外業工作的準確性是保證整個勘察成果真實、客觀、準確反映地質條件的基礎。如果對地層沒有正確的認識,就不能更好地進一步改造它,以滿足工程需求。
外業記錄過程中往往出現記錄資料不完整、不規范,當時不記、事后回憶,記錄人、檢查人簽字不全等現象,降低了外業記錄的質量;另一方面由于建設規模的擴大,往往是多臺鉆機平行作業,外業記錄人員往往是多人同時記錄,由于每個人認識的偏差,往往使最終外業資料難以統一,給內業資料整理造成困難。
鉆探人員為了施工便利,往往2.0 m~3.0 m甚至更長才提鉆一次,容易導致分層不準、忽略部分透鏡體或薄夾層等[1];標準貫入試驗往往不按規范執行,未清除孔底殘土就開始試驗、產生自由落錘偏心、貫入累計深度小于30 cm、數據不真實等問題非常普遍。
工作人員為省事,不使用取土器而從巖芯管中取樣,使土樣產生擾動,質量達不到要求;土樣取出后未及時貼簽、密封、妥善保存,導致土樣含水量、密度、壓縮性、孔隙比等指標失真;土樣運輸過程中未采取緩震措施,使土樣產生大量擾動;土樣取土后未及時進行土工試驗,放置時間過長,使土樣水分蒸發,土樣質量下降等現象。
地下水位的高低對土的液化計算、基坑支護方式及方案的選擇、排水措施的選擇等非常重要。而巖土勘察外業中對水位量測不夠重視,常常出現量測各鉆孔水位未能同時進行、對場地周圍情況如抽水、漏水現象未能及時記錄、水位測量標高與建筑其他標高未能一致等。
室內土工試驗結果的準確性直接影響到巖土參數的選用,因此認真進行土工試驗是提供合理的巖土參數的基礎。實際操作中由于試驗方法、儀器精度等的影響往往使試驗結果不理想。
室內測定黃土濕陷系數分為單線法和雙線法兩種方法。單線法比雙線法更符合土的實際受力情況,但由于單線法要求土樣較多,試驗程序更復雜,因此往往用雙線法代之,這樣使土工試驗結果產生偏差,最終影響場地濕陷的評價。
由于同種土土粒比重變化較小,而室內測定土粒比重較復雜,土工試驗時往往不進行試驗,而直接通過經驗估值,這雖然對巖土工程可以接受,但涉及到滲流穩定分析時,將產生較大誤差。
抗剪強度試驗提供的粘聚力和內摩擦角是基坑開挖和基坑設計的基礎,室內測定抗剪強度的方法主要為直剪試驗和三軸壓縮試驗。直剪試驗因其操作簡便,速度快,常被采用,但該法很難控制排水條件,尤其對滲透系數大于10-5的土結果會產生很大誤差。三軸壓縮試驗更符合土的實際受力,試驗過程中的排水和孔隙水壓力較易控制,但由于試驗周期長、過程復雜,幾乎不被采用[2]。
巖土工程勘察報告是工程勘察的成果性文件,是為地基處理、基礎設計、基坑設計提供依據的文件,因此勘察報告不僅要客觀反映場地地形、地貌,而且要進行正確、合理地巖土工程評價。但受技術人員水平及經驗的限制、勘察與設計的脫節等影響,往往使勘察報告出現重點不突出、評價不準確的現象。
工程地質分層主要根據土的工程地質單元、土的外業描述、原位測試成果、土工試驗結果結合工程經驗進行劃分。然而由于各方法判別結果的差異性,使技術人員不能整體把握土層特性,合理地進行地質分層。
巖土參數統計時,若對數據不進行分析、剔除異常值,則會使統計結果變異系數過大,統計結果誤差太大。另一方面巖土參數選用時,一律采用標準值,這違背規范對抗剪強度指標應采用標準值、土的壓縮性指標選取平均值、其他一般物理力學指標根據需要選取最大值、最小值、平均值或其組合值的要求[3]。
巖土工程勘察文件編制標準要求進行地基均勻性評價。對于高層建筑,現行《高層建筑巖土工程勘察規范》[4]對高層建筑地基均勻性規定了明確的判別方法,而單層及多層建筑如何進行地基均勻性評價顯得無章可依,給工程技術人員帶來一定困難。
地基承載力取值一般根據土工試驗、靜力觸探試驗、標準貫入試驗結合區域經驗綜合選用。而由于巖土工程區域性差異較大,對各種地基均依據同一標準對其承載力進行判別,未免使一些地區偏于保守,而另一些地區偏于不安全,使廣大技術人員在選取地基承載力時產生疑慮。
同一種地基問題,往往有多種可用的地基處理方案。勘察技術人員應考慮場地條件、建筑荷載、區域經驗等提出幾種地基處理方案,并進行合理性、經濟性、適用性對比,提出最優方案的建議。目前多數勘察單位為省事,僅提供單一的地基處理方案,而設計方不加思考直接選用,造成許多地基處理效果不理想的問題。
綜上,巖土工程勘察過程中存在各種不可忽視的問題。提高巖土工程勘察設計水平,為用戶提供既安全又經濟的勘察產品是我們每個巖土工程技術人員的責任。為此我們必須做出一些舉措來防止這些問題的發生。譬如,完善巖土工程勘察監理制度,實現勘察方案、外業、土工試驗、勘察成果資料全過程的監督可防止弄虛作假,確保成果真實性;通過建立巖土工程勘察數據庫,通過總結已有勘察結果,可提供區域性的成果經驗,為工程技術人員進行類似工程勘察提供參考。
[1]胡建華.進一步提高巖土工程勘察質量的對策探討[J].西部探礦工程,2009(11):3-5.
[2]潘廣燦,張金來.對巖土工程勘察與地基設計若干問題的認識[J].探礦工程,2005(9):20-22.
[3]張 勤.淺談巖土勘察工程的問題及措施[J].價值工程,2009(5):146.
[4]JGJ 72-2004,高層建筑巖土工程勘察規范[S].