地基設計和巖土工程勘察過程中的常見問題分析

劉 敏

(北京航勘建設有限公司，北京 102600)

地基設計和巖土工程勘察過程中的常見問題分析

劉 敏

(北京航勘建設有限公司，北京 102600)

對地基設計與巖土工程勘察的概念作了解釋，探討了巖土工程勘察對地基穩(wěn)定性與均勻性的影響，針對地基設計與巖土工程勘察常見的缺乏規(guī)范性、勘察方式單一、人員素質較低等問題進行了分析，并提出了應對措施。

地基設計，巖土工程，勘察

近年來,在我國建筑工程施工中地基設計以及巖土工程勘察方面都取得了很大進步，然而由于我國建筑工程工作起步較晚，在技術應用以及所掌握的相關經驗方面還存在一定的不足之處，導致巖土工程勘察的作用未充分地發(fā)揮出來，進而因不合理的地基設計使工程整體質量受到影響。因此對巖土工程勘察以及地基設計存在的問題與相應完善策略的分析具有十分重要的意義。

1 地基設計與巖土工程勘察的基本概述

1.1 從地基設計角度

在分析地基設計過程中首先應引入地基的基本概念，其主要指能夠支撐來自上部結構傳送荷載的土體或巖體，而且為使建筑物安全、質量、使用功能等各方面在其生命周期內得以保證，要求荷載作用下的地基不會因為外界環(huán)境原因如收縮膨脹、凍脹、壓縮以及濕陷等影響而發(fā)生變形。因此在進行設計過程中需以地基標準范圍下承載力為依據(jù)，避免底面單位面積壓力過高的情況出現(xiàn)。同時還應使建筑物沉降值小于變形值的最小值，確保地基不會發(fā)生滑動危險。現(xiàn)代地基設計過程中多以地基的復雜程度、建筑物的實用功能、建筑物規(guī)模特征以及可能對建筑整體產生影響的地基問題為依據(jù)，具體劃分為三個設計等級。以國家所頒布的《建筑地基基礎設計規(guī)范》為標準，主要體現(xiàn)在甲、乙、丙三個等級。其中甲級地基設計適用于工業(yè)建筑物、層數(shù)較多且體型較為復雜的建筑物以及對基坑要求較高的工程。乙級地基設計主要指為甲級與丙級外的建筑物或基坑工程。而丙級地基設計適用于7層以下的工業(yè)建筑物或輕型建筑物，要求地基條件以及基坑周邊環(huán)境比較簡單。

1.2 從巖土工程勘察角度

工程項目施工中的巖土工程勘察可理解為根據(jù)地基設計要求以及施工項目其他具體要求，對項目場地中的地質條件、環(huán)境特征以及巖土特征做出評價與分析，并對勘察結果進行編制。實際勘察內容多集中在工程項目中的地質測繪與調查、取土試樣、原位與室內的測試、現(xiàn)場檢測檢驗等。其中工程地質條件的評價通常采用定量分析的方式，并對各階段的勘察內容形成書面報告。具體勘察過程可分為不同的階段，即：工程預可行性；對項目是否可行的研究；工程設計的初期階段；具體施工圖設計；對勘察內容的補充；實際勘察階段[1]。

1.3 巖土工程勘察對地基穩(wěn)定性與均勻性的影響分析

1)巖土工程勘察對地基穩(wěn)定性影響分析。

地基穩(wěn)定性是影響工程整體質量的決定性因素。進行巖土工程勘察時，對其穩(wěn)定性強弱程度審核過程中通常采用的主要為失效驗算手段，在后續(xù)施工中所參考的依據(jù)多為審核計算中所得的數(shù)據(jù)。此外，在以巖土工程勘察結果為基礎的前提下，地基設計中需充分考慮到可能出現(xiàn)的地基變形情況。為使其穩(wěn)定性得以提高，需利用十字交叉基礎結合實際荷載力的方式形成單向連續(xù)性的基礎。

2)巖土工程勘察對地基均勻性的影響分析。

巖土工程勘察工作中，要求施工人員與設計人員實際參與到分析過程中，尤其針對巖土的基本狀況與地基地下狀況等內容，避免因分析結果的差異造成地基起伏或沉降不均勻等現(xiàn)象。因此巖土工程勘察所形成的科學合理的評價是確保地基均勻性的基礎[2]。

2 地基設計與巖土工程勘察常見問題分析

2.1 施工準備工作不到位

工程項目建設中的巖土工程勘察或地基設計等方面在實際開展前都需做好相應的準備工作。但從國內大多數(shù)施工單位施工現(xiàn)狀分析，工程進度的拖延很大程度受不充分的巖土工程勘察與地基設計準備工作所影響。尤其在巖土工程勘察方面，多表現(xiàn)在對工程項目的區(qū)域地面標高、地形特征與結構形式以及相關材料收集的不完善等方面，導致巖土工程勘察的開展流于形式。

2.2 缺乏規(guī)范性

建筑工程施工中質量問題為其考慮的核心內容。而質量的提高需以規(guī)范的流程作為保障。因此無論在地基設計過程中或巖土工程勘察過程中都應以相應的工作規(guī)范作為標準，既可使工作效率得以提高，工程進度也將得到保證。但現(xiàn)階段我國建筑工程施工做的巖土工程勘察工作與地基設計工作仍缺乏一定的規(guī)范性，具體體現(xiàn)在受不同地區(qū)自然因素或社會因素限制，地基的設計往往存在不合理、不準確的現(xiàn)象，為工程項目施工帶來很大影響。同時在巖土工程勘察工作方面，大多施工單位為節(jié)約成本，勘察對象多集中在項目重點區(qū)域范圍，忽視其他非重點區(qū)域，導致工程施工中很多安全隱患問題難以發(fā)現(xiàn)。另外，不規(guī)范的地基設計方案與巖土工程勘察報告也是造成施工成本浪費的重要原因，從許多巖土工程勘察報告中不難發(fā)現(xiàn)，不僅在內容方面不夠具體，而且許多記錄與分析數(shù)據(jù)概括性極強，導致實質性內容被忽略，無法為地基設計提供可靠的參考依據(jù)，制約項目工程的開展[3]。

2.3 巖土工程勘察方式較為單一

由前文可知，巖土工程勘察在內容上主要體現(xiàn)在對工程項目的土質信息與其他影響施工的因素進行測量、試驗、收集與記錄等。但很多施工單位受技術原因或工程成本影響，測量地質信息方式較為落后，而且所選擇的試驗設備不具備較高的精準度。同時巖土工程勘察工作人員收集信息時也未按照實際的規(guī)范標準操作，導致勘察結果脫離工程項目的實際情況。例如，勘察中鉆探取樣的環(huán)節(jié)，施工單位提鉆的次數(shù)以2 m～3 m為界限，使土質分層的位置難以確定，為后續(xù)工作如土質結構試驗、土質測量以及信息收集等帶來不利影響。

2.4 巖土勘察工作與地基的設計相脫離

在地基設計方面，很少有巖土工程勘察人員參與其中，這就造成設計人員無法充分了解巖土工程勘察情況。而且地基設計人員受自身有限的知識水平與經驗基礎以及較弱的空間分析能力影響，對許多巖土工程勘察數(shù)據(jù)無法做到有效的判斷。另外從巖土工程勘察工作角度來看，由于勘察工作中的信息采集、信息傳達、信息識別以及對勘察結果的分析等能力較差，很難為地基設計工作提供有效的信息來源[4]。

2.5 地基設計中對環(huán)境因素的錯誤估計

地基設計過程中，設計人員為節(jié)約時間與工程成本，對工程項目周邊的自然環(huán)境因素以及社會因素等并未做到充分調查評價與分析。尤其項目處于周邊環(huán)境比較復雜或地形條件較特殊的情況，若未充分考慮其中存在的影響因素很容易為施工帶來麻煩。因此在考慮地基承載力過程中，除分析工程壓力外也需以環(huán)境變化情況為依據(jù)制定相應的防范措施。

2.6 部門間的溝通與人員綜合素質有待提高

巖土工程勘察及地基設計過程中涉及的資料傳送在目前仍以紙質媒介為主，浪費時間資源的同時也容易出現(xiàn)錯誤。而且設計部門與勘察部門間的信息資源也未實現(xiàn)共享，導致信息流通不暢，使勘察工作中無法根據(jù)實際要求進行試驗裝備以及勘察方式的選擇。另外，從人員綜合素質方面來看，大部分勘察工作人員具備相關的勘察資料收集、整理、分析以及利用等方面的能力，但在地基設計或其他施工環(huán)節(jié)中的相關知識卻比較匱乏，使勘察過程中的目標不夠明確。特別針對勘察技術人員的“各自為政”現(xiàn)象，很難確保信息的準確性與實時傳達[5]。

3 地基設計與巖土工程勘察完善策略分析

3.1 巖土工程勘察方法應用

現(xiàn)階段，巖土工程勘察過程中常用的方式主要包括物探、鉆探、開挖勘探以及工程地質的測繪與調查等方面。實際勘察中應根據(jù)工程項目實際情況充分發(fā)揮勘察方式的作用。

1)物探方式的應用。巖土工程勘察中應用的物探主要指目前比較常用的地球物理勘探技術。其原理在于通過分析巖土間物理性質差異如磁性特征、電學性質特征以及重力場特征等，使巖土施工區(qū)的地質信息得以獲取。目前很多施工單位在利用物探方式進行巖土工程勘察時，已開始利用勘探儀器與計算機相結合的方式，使勘測工作效率得到提高并保證數(shù)據(jù)的準確性。2)鉆探方式的應用。鉆探方式在巖土工程勘察中的應用往往需采用相應的設備，通過觀察井壁并從破碎的巖土中進行樣本的采集，使標準深度下地層中巖土地質情況得以明確。而且利用鉆探的方式對地表測繪的相關數(shù)據(jù)與資料能夠進行驗證與補充。因此巖土工程勘察中應充分利用鉆探方式，發(fā)揮其在地下原狀巖土樣本的采集與現(xiàn)場的試驗中的優(yōu)勢。3)開挖勘探方式的應用。開挖勘探在巖土工程勘察過程中主要指在完成局部巖土工程開挖后，通過觀察與描述獲得探測結果的方式。但需注意利用開挖勘探時需將開挖的巖體所表現(xiàn)的空間形狀作為參考依據(jù)，根據(jù)巖體工程實際特點選擇洞探、井探、槽探或坑探等方式[6]。4)工程地質測繪與調查。對工程地質的調查與測繪工作通常在巖土工程勘察開展前進行。其任務體現(xiàn)在綜合分析工程項目區(qū)域內的地質資料如地形特征、地質及水文地質條件等，并以分析結果作為基礎完成編制測繪底圖的工作，然后再根據(jù)工作底圖進行工程項目地質詳圖的繪制，從而確保巖土工程勘察中的取樣工作、試驗環(huán)節(jié)等各方面具有可供參考的依據(jù)[7]。

3.2 地基設計的具體內容分析

項目施工中的地基設計在保證將巖土工程勘察數(shù)據(jù)作為基礎的前提下，應將地基基礎選型、地基基礎結構設計以及施工技術等方面納入設計方案中。其中地基基礎選型方面，針對較高的建筑物，可選擇筏形基礎，但這種地基基礎造價較高；若項目區(qū)域的地基承載力較強可選擇獨立基礎；而地下水位較低且基礎土質較好的區(qū)域，可利用人工挖孔灌注樁以作支撐。而從結構設計方面，需保證地基基礎結構能夠與勘察結果相適應，同時對施工中地基結構可能發(fā)生的沉降或地基傾斜問題綜合考慮，將相關的解決方案添加在設計方案中。另外，地基基礎施工技術方面，根據(jù)施工中可能發(fā)生的情況如淤泥土被擾動的情況，或存在具有侵蝕性特征或有機含量較多的垃圾廢料等應采取的施工技術也應體現(xiàn)在設計方案中。因此，地基設計在保證科學合理的前提下，還需在設計方案中進行完善，對可能存在的問題與針對性措施綜合考慮，這樣才可避免地基施工中安全事故的發(fā)生[8]。

3.3 地基涉及與巖土工程勘察常見問題解決策略

1)巖土勘察工作與地基設計的綱要編寫。針對地基設計工作與巖土工程勘察工作缺乏規(guī)范性等問題，要求在綱要編寫與審查方面進行完善。具體應將相關的設計工作、勘察操作、實施標準等內容囊括其中，避免不合理的設計結果與勘察結果出現(xiàn)。特別在勘察報告內容中應準確描述項目工程現(xiàn)場情況以及周邊環(huán)境變化情況等，將可能影響地基設計的因素進行綜合分析并提出選用地質結構或地基施工材料的相關建議等。另外，對勘察綱要報告文件需做好審查工作，審核的內容既要包括實施標準，還需將勘察報告結果納入其中，保證工程施工能夠順利進行。

2)工程相關準備工作。項目施工前期，首先要求施工單位將工程涉及的項目結構形式、成本投入、材料選擇、地面標高以及巖土工程勘察中需要的設備等做出明確規(guī)劃。特別針對施工過程中因地基設計與巖土工程勘察工作準備不充分所產生的問題應制定相應的方法策略。避免因設計土質的不完善以及勘察結果的不準確影響工程的整體質量[9]。

3)對施工區(qū)域性研究的重視。建筑施工項目往往需面對許多比較復雜的地質條件，這就要求巖土工程勘察與地基設計工作人員需充分考慮區(qū)域的地形特征、自然環(huán)境特點以及區(qū)域地質條件，以此為依據(jù)進行勘察與設計方式的選擇。具體可根據(jù)國家工程建設規(guī)范對可能影響地基變形與地基承載力的因素制定相應的解決措施，使地基設計與勘察結果滿足工程實際要求。

4)人員綜合素質的提高。作為工程項目建設的主體，施工人員是決定工程項目質量的決定性因素之一。但從地基設計工作與巖土工程勘察過程中設計人員與技術人員的表現(xiàn)可發(fā)現(xiàn)，人員的綜合素質仍有待于提高。因此在項目施工前需做好技術交底工作，要求其掌握設計與勘察的具體規(guī)范標準，并將具體權責內容進行明確，以此促進施工人員綜合能力的提高，進而為工程施工提供保障[10]。

4 結語

在城市化進程加快以及信息技術發(fā)展的背景下，巖土工程勘察工作與地基的設計也應滿足現(xiàn)代化工程建設要求。在實際進行地基設計與巖土工程勘察過程中，應對二者的基本要求與存在的關系進行分析，根據(jù)存在的如準備工作不充分、缺乏規(guī)范性、勘察方式較為單一等問題采取相應的完善策略，通過綱要編寫的完善以及施工人員綜合素質的提高，確保地基設計與巖土工程勘察能夠與項目建設要求相符合，促進工程整體質量的提高。

[1] 韓 飛.地基設計和巖土工程勘察過程中常見問題及對策[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013(5):43-44.

[2] 樊騰飛.地基設計和巖土工程勘察過程中常見問題及對策[J].科技致富向導，2014(6):57，161.

[3] 楊志立.地基處理和巖土工程勘察過程中常見問題及對策[J].山西建筑，2014，40(33)：65-66.

[4] 姜曉周,何 鵬.巖土工程勘察過程中常見問題及對策淺析[J].河南科技，2014(7)：39.

[5] 張廣民,魏樹會.巖土工程勘察過程中的常見問題及原因分析[J].中國新技術新產品，2014(16)：128.

[6] 盧俊文,吳碩文.探討巖土工程勘察中常見的問題及改進措施[J].科技與創(chuàng)新，2015(3):89-90.

[7] 朱世奇.巖土工程勘察與地基設計中的問題與處理措施[J].江西建材，2015(5)：200，206.

[8] 王玉杰,王義兵.地基設計及巖土工程勘察中常見的問題及對策分析[J].科技與企業(yè)，2015(4)：159.

[9] 孟令軍.巖土工程勘察過程中常見問題及改進建議[J].科技與企業(yè),2012(12)：37.

[10] 菅立江,管 華.巖土工程勘察中地基處理技術淺析[J].中國新技術新產品，2015(5)：139.

Analysis on common problems in foundation design and rock and soil engineering investigation process

Liu Min

(BeijingHangkanConstructionCo.,Ltd,Beijing102600,China)

This paper explained the concept of foundation design and rock and soil engineering investigation, analyzed the influence of rock and soil engineering investigation to foundation stability and uniformity, and researched the common lack of normalization, single investigation mode, low quality of personnel and other problems of foundation design and rock and soil engineering investigation, put forward the countermeasures.

foundation design, rock and soil engineering, investigation

2015-03-04

劉 敏(1976- )，女，工程師

1009-6825(2015)14-0058-03

TU195

A