巖土工程勘察常見問題探究

朱 斌

（泰州市科泰巖土工程有限公司揚(yáng)州分公司，江蘇 揚(yáng)州225101）

巖土工程勘察常見問題探究

朱 斌

（泰州市科泰巖土工程有限公司揚(yáng)州分公司，江蘇 揚(yáng)州225101）

本文基于筆者多年從事巖土工程勘察的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),以巖土工程勘察中常見問題為研究對(duì)象,論文首先給出了巖土工程勘察的傳統(tǒng)概念和新時(shí)期的概念外延,進(jìn)而剖析常遇問題和相應(yīng)解決辦法,全文是筆者長期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華,相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值。

巖土工程勘察 常見問題 解決措施

1.巖土工程勘察概念

巖土工程勘察的主要目的是為設(shè)計(jì)施工提供各類土的設(shè)計(jì)參數(shù),其報(bào)告質(zhì)量對(duì)工程的安全和造價(jià)起到重要作用。勘察成果的質(zhì)量將直接影響建設(shè)項(xiàng)目的工程安全和工程造價(jià)。一份高質(zhì)量的巖土工程勘察報(bào)告在滿足相應(yīng)規(guī)范的基礎(chǔ)上,不僅要真實(shí)客觀地反映勘察場地的地形、地貌、地層構(gòu)造、地下水、巖土性質(zhì)和不良地質(zhì)現(xiàn)象等問題,更重要的是應(yīng)該進(jìn)行正確合理的巖土工程分析評(píng)價(jià),提供合理可信的巖土工程參數(shù)和建議。

2.新時(shí)期巖士工程的外延

巖土作為支承體:房屋建筑、道路、橋梁、棄渣場、各種大型設(shè)備等等,都建造在巖土體上,巖土體作為地基,作為支承體,研究的主要問題是承載力和變形問題、穩(wěn)定問題。巖土作為荷載或自承體:邊坡工程、基坑工程、露天采礦工程等地面工程開挖,隧道、地下洞室等地下工程開挖,面臨的是另一類穩(wěn)定和變形問題。這時(shí),巖土體擔(dān)任的角色,既可能是荷載,也可能是自承體。同時(shí),地下水的時(shí)空分布狀態(tài)常常具有舉足輕重的影響。

巖土作為材料:填方工程,特別是大面積高填方、填海造陸,要用大量巖土作為回填材料;水工圍堰、水利大壩、填筑路堤等也用巖土作為當(dāng)?shù)夭牧?就近取材。這些工程除了研究其穩(wěn)定和變形等特性外,巖土材料的質(zhì)量、數(shù)量、運(yùn)距和施工質(zhì)量控制是主要的巖土工程地質(zhì)問題。

地質(zhì)災(zāi)害的防治:巖溶、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)工程構(gòu)成嚴(yán)重威脅,防治工程必須針對(duì)具體地質(zhì)條件和地質(zhì)演化規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。

場地和地基的地震效應(yīng)也是巖土工程的一部分。環(huán)境巖土工程:隨著人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的重視,地質(zhì)和水文地質(zhì)環(huán)境的評(píng)價(jià)、廢棄物的衛(wèi)生填埋、土石文物的保護(hù)等等,都涉及復(fù)雜的環(huán)境巖土工程問題,環(huán)境巖土工程正日益受到更大的重視。以上各類工程,不僅涉及天然巖土,還包括各種人工土,包括對(duì)天然土的加固和

改良,利用排水、壓實(shí)、加筋、改性、注漿、錨定、設(shè)置增強(qiáng)體等人工改造方法,改變巖士體的強(qiáng)度、變形和滲透等性能。巖土加固和改良是巖土工程的重要組成部分,也是近年來新興起來的一門新的巖土工程技術(shù)。

3.巖土工程勘察常見問題剖析

3.1粉土的劃分問題

按規(guī)范粉土是粒徑大于0.075mm、顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%,且塑性指數(shù)等于或小于 10的土。在實(shí)際應(yīng)用中,由于顆分試驗(yàn)較復(fù)雜,仍存在僅按塑性指數(shù)小于等于10來劃定粉土的做法。粉砂有時(shí)也可測(cè)定一定的塑性指數(shù),若僅按塑性指數(shù)劃分粉土必然會(huì)造成一些誤判;另外,按GB50021-2001規(guī)范規(guī)定粉土承載力特征值深寬修正及按GB5007-2002規(guī)范進(jìn)行液化判別,均須根據(jù)其粘粒含量數(shù)值來進(jìn)行計(jì)算。有些地方由于地震烈度小于或等于6度且粉土非基礎(chǔ)持力層不必進(jìn)行承載力特征值深寬修正,仍有只以塑性指數(shù)判定粉土的情況。

3.2 剪切方法的選擇問題

直剪試驗(yàn)受力條件復(fù)雜,排水條件不易控制,按《 土 工 試 驗(yàn) 方 法 標(biāo) 準(zhǔn) 》(GB／T50123-1999)第18條規(guī)定,快剪試驗(yàn)一般適用于滲透系數(shù)小于l0～6cm/s的細(xì)粒土。粉質(zhì)粘土滲透系數(shù)一般大于10～5cm/s,粉土K值更大,用直剪試驗(yàn)已非常勉強(qiáng),在室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)粉土及粉質(zhì)粘土直剪時(shí),發(fā)現(xiàn)四級(jí)荷載下很少存在峰值強(qiáng)度,絕大部分需剪切至位移 6mm處,剪切強(qiáng)度指標(biāo)回歸性差,剪切強(qiáng)度指標(biāo)僅能作為參考。另外較軟弱的土即使?jié)B透系數(shù)滿足要求,當(dāng)后二級(jí)荷載加上時(shí)會(huì)發(fā)生土樣擠入透水石與剪切盒之間縫隙的情況而無法剪切。雖然直剪試驗(yàn)方便簡單,但其對(duì)粉土、粉質(zhì)粘土及較軟弱的土強(qiáng)度指標(biāo)可信度不足,目前推廣三軸試驗(yàn)不太現(xiàn)實(shí),但筆者認(rèn)為一個(gè)工程進(jìn)行一定數(shù)量的三軸剪應(yīng)是可行的。

3.3膨脹土的固結(jié)試驗(yàn)問題

在固結(jié)試驗(yàn)過程中,膨脹土在小于膨脹力的分級(jí)荷載作用下的百分表讀數(shù)均為負(fù)值,而當(dāng)分級(jí)荷載大于膨脹力時(shí)百分表讀數(shù)為正值,尤其膨脹土的膨脹力稍大于100kPa的情況下,在100kPa時(shí)百分表讀數(shù)為負(fù)值,而在200kPa時(shí)百分表讀數(shù)為正值,在利用公式計(jì)算孔隙比時(shí) 100kPa作用下的百分表讀數(shù)究竟取負(fù)值或是零,試樣初始高度取20ram或是進(jìn)一步使計(jì)算100～200kPa壓力下的壓縮系數(shù)和壓縮模量存在困難。規(guī)范中對(duì)這種情況沒有說明,這給膨脹土的評(píng)價(jià)帶來一定問題; 目前計(jì)算時(shí) 100kPa作用下的百分表讀數(shù)取負(fù)值,試樣初始高度取 20ram,其是否合理尚存疑問。

3.3地基均勻性評(píng)價(jià)問題

對(duì)高層建筑地基均勻性評(píng)價(jià)按《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》(JGJ72-2004)規(guī)定進(jìn)行,但對(duì)一般建筑GB50021-2001規(guī)范雖要求進(jìn)行地基均勻性評(píng)價(jià),但沒有給出相應(yīng)評(píng)價(jià)方法。一些單位參考了高層建筑地基均勻性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià),目前認(rèn)為這種評(píng)價(jià)方法不太合理。按地基承載力fak、受力層層面坡度和建筑層數(shù)按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5007-2002)第3.0.2條規(guī)定:若三者不同時(shí)滿足3.0.2表中條件,建筑地基須進(jìn)行地基變形計(jì)算,場地地基就屬不均勻地基,這種方法已得到一些地方的認(rèn)可。

3.4地基承載力特征值確定問題

我國幅員遼闊,土質(zhì)條件各異,用幾張表格很難概括全國的規(guī)律。用 查 表 法按GBJ7-89規(guī)范確定地基承載力值在大多數(shù)地區(qū)可能基本適合或偏保守,但也不排除個(gè)別地區(qū)可能不安全。另外隨著設(shè)計(jì)水平的提高和對(duì)工程質(zhì)量要求的趨于嚴(yán)格,變形控制已是地基設(shè)計(jì)的重要原則,故GB5007-2002取消了GBJ7-89規(guī)范中土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)與地基承載力的關(guān)系表。新規(guī)范規(guī)定:勘察單位應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定地基承載力設(shè)計(jì)參數(shù)。而在實(shí)際工作中,地區(qū)經(jīng)驗(yàn)在許多地區(qū)仍很不成熟,這表現(xiàn)在以下兩方面。首先地區(qū)性的經(jīng)驗(yàn)自始至終很少建立起來,現(xiàn)在許多地方所謂的經(jīng)驗(yàn)仍是在GBJ7-89規(guī)范基礎(chǔ)上建立起來的,出于利益考慮一般存在著偏保守的問題;其次建立地方經(jīng)驗(yàn)不僅僅是一個(gè)或幾個(gè)勘察單位的事,而應(yīng)由政府、設(shè)計(jì)、勘察等部門相結(jié)合,通過必要的投入和載荷試驗(yàn)等行之有效的方法來建立,而這在中小城市甚至一些省會(huì)城市根本是一紙空談,基本上仍是各勘察單位各自為政,仍在變相沿用 GBJ7-89規(guī)范,更有甚者,故意利用所謂地區(qū)經(jīng)驗(yàn)人為地降低承載力指標(biāo),造成工程浪費(fèi)。

3.5基礎(chǔ)方案的選擇問題

(1)基礎(chǔ)方案的選擇應(yīng)依據(jù)場地地層情況及區(qū)域經(jīng)驗(yàn)綜合進(jìn)行,忽視任何一方面均可能造成錯(cuò)誤。(2)基礎(chǔ)方案的選擇不應(yīng)與不正當(dāng)利益掛鉤。按有關(guān)規(guī)定:若設(shè)計(jì)單位按勘探單位提供的基礎(chǔ)方案形式進(jìn)行設(shè)計(jì),責(zé)任由勘探及設(shè)計(jì)雙方共同承擔(dān);若設(shè)計(jì)單位自己設(shè)計(jì),責(zé)任由設(shè)計(jì)單位自己承擔(dān)。勘探單位一方面不能受甲方影響或認(rèn)為設(shè)計(jì)單位提供的地基基礎(chǔ)方案一定行而更改勘探報(bào)告的基礎(chǔ)方案建議;另一方面，勘察單位也不能以自身單位利益的驅(qū)動(dòng)而片面提供本單位具有的樁機(jī)類型的地基基礎(chǔ)方案建議。

[1]曾添華.淺談巖土工程勘察中常見問題及改進(jìn)措施[J].科技信息（學(xué)術(shù)版）,2009,(24):571-572.

[2]張小軍.淺談如何提高巖土工程勘察的質(zhì)量[J].價(jià)值工程,2011, 30(6): 137-137.

[3]陳志芳.當(dāng)前巖土工程勘察中存在的問題分析[J].建筑設(shè)計(jì)管理,2011, 28(12):56-57.

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1007-6344（2015）02-0305-01