監(jiān)理單位強(qiáng)化工程地質(zhì)勘察管控案例分析

李亞凱，顏世勇，劉國義

（山東省水利工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，山東 濟(jì)南 250013）

部分監(jiān)理單位對于地質(zhì)勘察工作的重要性認(rèn)識不足，甚至存在“盲區(qū)”，在監(jiān)理工作中未針對性地采取事前、事中、事后管控措施。在此，結(jié)合工作實踐中的幾個案例進(jìn)行探討分析，提出監(jiān)理控制措施，供有關(guān)單位及人員參考。

1 案例一

某水庫樞紐工程主要由大壩、主溢洪道、副溢洪道、東（左）放水洞、西（右）放水洞及電站等建筑物組成。因大壩心墻中軟弱透鏡體較多且分布分散，并多夾有碎石及風(fēng)化巖碎屑薄層，漏漿嚴(yán)重，透水性強(qiáng)。同時，心墻頂以上填筑的均為片麻巖風(fēng)化碎屑，滲透性較大，與下游砂殼貫通，心墻的防滲功能基本失效。該除險加固工程心墻加固設(shè)計方案為：樁號0+016～0+034 及0+210～0+250 段塑性混凝土防滲墻，厚0.6 m，入基巖1.0 m；0+034～0+210 段塑性混凝土防滲墻，厚0.8 m，入基巖1.0 m。

1.1 存在問題

施工單位在工程實施中，在西放水洞（樁號0+050 處）附近挖到原壩體內(nèi)部分堆石，出現(xiàn)槽壁持續(xù)坍塌、無法成槽的情況，為保證工程質(zhì)量，遂變更施工方案，將入巖機(jī)械由抓斗改為功效相對較低的沖擊鉆，致使工期拖延，工程投資增加較大。

1.2 原因分析

1）與勘察階段地質(zhì)勘查探孔布置數(shù)量較少、間距過大有直接關(guān)系。由于勘察階段提供的防滲墻軸線處的地質(zhì)剖面圖通常是間距大于50 m 的勘探孔資料，而在防滲墻的基巖面確定中，一般通過勘探孔入巖高程連線確定中間槽段的巖面高程。這就給施工工藝選取、設(shè)備選擇、工期安排、質(zhì)量保證造成了很大影響。

2）由于水庫建設(shè)于二十世紀(jì)50 年代，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，料源、料質(zhì)、碾壓質(zhì)量、放水洞頂部及兩側(cè)的處理受當(dāng)時施工技術(shù)條件限制，大壩、放水洞存在諸多安全質(zhì)量問題，加之資料留存不全等因素影響，增加了地質(zhì)勘察的復(fù)雜性。

3）槽壁坍塌、無法成槽的情況，主要是地層復(fù)雜、鉆進(jìn)機(jī)械對地層振動影響、護(hù)壁泥漿性能差、成孔后沒有及時灌注混凝土等原因所致。

1.3 管控措施

1）監(jiān)理單位應(yīng)要求施工單位進(jìn)場后進(jìn)行地質(zhì)復(fù)勘，根據(jù)實際需要增加特殊地段勘探孔的數(shù)量，且鉆孔深度不小于10 m，進(jìn)行巖樣鑒定，確定巖性。

2）對代表性剖面圖、鉆孔柱狀圖、重要的地質(zhì)照片、影像資料、重要的坑（孔）展示圖、其他專門工程地質(zhì)圖等資料進(jìn)行綜合分析，會同建設(shè)、設(shè)計、勘察單位共同研究處理方案，提出施工控制具體要求，預(yù)先編制特殊地質(zhì)構(gòu)造及突發(fā)地層變化專項施工方案及應(yīng)急預(yù)案并報請審批。

3）在項目劃分階段充分考慮墻的厚度、深度，施工地質(zhì)，挖槽機(jī)的最小挖槽長度，混凝土拌和站的供應(yīng)能力，泥漿儲備池的容量，作業(yè)場地占用面積，可以連續(xù)作業(yè)的時間限制等因素。成槽機(jī)械的選型與地層情況相適應(yīng)，及時調(diào)整泥漿配比（或增加黏土含量），泥漿中加入聚合物提高泥漿性能，完成二次清孔驗收后及時進(jìn)行混凝土澆筑。

4）調(diào)整原西放水洞高壓旋噴頂設(shè)計高程及兩側(cè)控制范圍，上部防滲墻施工時在墻體內(nèi)預(yù)留灌漿孔，防滲墻施工完畢后采用旋噴工藝進(jìn)行下部高壓噴射灌漿，孔距0.8 m，鉆孔入巖不小于0.5 m。放水洞周邊高噴底邊線距放水洞壁周邊0.3 m，灌漿時應(yīng)適當(dāng)放緩提升速度，高壓旋噴防滲墻滲透系數(shù)應(yīng)不大于1×10-6cm/s。

2 案例二

某攔河閘由溢流壩、橡膠壩、調(diào)節(jié)閘、引水閘及發(fā)電站、交通橋組成，在除險加固設(shè)計中，橡膠壩消力池末端采用防沖樁，樁徑0.8 m，樁中心間距0.9 m，樁底深入片麻巖1.0 m，在河床內(nèi)垂直水流方向布置。

2.1 存在問題

施工單位按設(shè)計地勘資料鉆進(jìn)后發(fā)現(xiàn)，實際巖層深度與設(shè)計嚴(yán)重不符，部分差8 m 左右，直接導(dǎo)致鋼筋籠須重新制作，混凝土量增加。為滿足攔河閘安全度汛要求，施工所需物資、設(shè)備和人員需重新調(diào)配，施工組織設(shè)計需全面調(diào)整，進(jìn)而對工程投資控制造成較大影響。

2.2 分析原因

初設(shè)階段地質(zhì)勘察受河道水深較大等因素影響，勘探孔間距過寬（按60 m 控制），致使勘查報告無法全面、準(zhǔn)確反映工程地質(zhì)情況。

2.3 管控措施

1）監(jiān)理單位進(jìn)場后認(rèn)為現(xiàn)有地勘結(jié)果難以準(zhǔn)確確定基巖面，故要求施工單位進(jìn)行地質(zhì)復(fù)勘，由初設(shè)階段地質(zhì)勘查鉆孔間距60 m 加密到30 m，鉆取巖心予以驗證和確定。

2）增加施工人員人數(shù)和成樁機(jī)械數(shù)量，不間歇平行施工，擴(kuò)充泥漿儲備池容量，合理增加混凝土供應(yīng)能力，在設(shè)計允許的前提下利用已進(jìn)場鋼筋，盡量減少損失。

3 案例三

某泵站工程設(shè)計流量12 m3/s，總裝機(jī)功率660 kW；泵站建筑物級別為3 級，主要由泵站主副廠房、引水渠、清污閘、出口涵閘及出水渠等組成。副廠房位于出水池上部，主廠房與副廠房結(jié)合布置，為了避免沉降不均勻?qū)こ贪踩\(yùn)行造成不利影響，確定采用水泥土攪拌樁進(jìn)行復(fù)合地基處理。主廠房水泥土攪拌樁樁徑0.6 m，樁間距1.5 m，樁長7 m，單樁承載力106 kN，復(fù)合地基承載力特征值為150.2 kPa。

3.1 井點(diǎn)降水問題

3.1.1 存在問題

試驗井長時間降水后，通過對井內(nèi)水位差的觀測，無法達(dá)到地下水位應(yīng)降至工程底部最低高程1 m 以下的設(shè)計要求。

3.1.2 原因分析

場區(qū)地下水類型主要為第四系松散巖孔隙水，含水層巖性主要為砂壤土、裂隙發(fā)育的壤土、黏土，富水性中等。勘察期間地下水埋深5.2～6.3 m，地下水位18.19～18.87 m。場區(qū)揭露地層除局部表層為人工堆積外，主要為第四系全新統(tǒng)沖積堆積的砂壤土、壤土、黏土，第四系全新統(tǒng)湖積沼澤積堆積的淤泥質(zhì)壤土，第四系全新統(tǒng)沖積洪積堆積的壤土、黏土及第四系上更新統(tǒng)沖積洪積堆積的含姜石黏土。

同時，場區(qū)臨近小清河，地下水位埋藏較淺，地表水豐富，地表水、地下水聯(lián)系密切，綜合滲透系數(shù)2.51 m/d。淤泥質(zhì)壤土黏粒含量較高，排水不暢且地層多具中等透水性，基坑降水難度大，必須采取有效降水措施，使基坑能在干燥條件下施工。由于每個井點(diǎn)周圍的水位降低呈漏斗狀分布，整個基坑周圍的水位降落為近大遠(yuǎn)小呈曲面分布，地面沉降量與地下水位降落量是對應(yīng)的，地下水位降落的曲面分布極易引起鄰近地表的不均勻沉降。當(dāng)不均勻沉降達(dá)到一定程度時，鄰近建筑物就會裂縫、傾斜甚至于倒塌。

3.1.3 管控措施

考慮到工期超緊的嚴(yán)酷現(xiàn)實，根據(jù)濟(jì)南地區(qū)基坑降水經(jīng)驗，監(jiān)理單位經(jīng)與勘察、設(shè)計、施工等各方研究后，采用管井井點(diǎn)降水與集水明排相結(jié)合方案，據(jù)此采取具體監(jiān)理管控措施。

1）根據(jù)其實際勘察揭露的地下水位情況，場地地下水位埋深6，復(fù)核基坑降水井設(shè)計參數(shù)，包括基坑降水深度、基坑降水面積、含水層滲透系數(shù)、降水井設(shè)計降深、降水井動水位、降水井深度、含水層厚度、降水井內(nèi)壁半徑、基坑等代半徑、基坑降水初期影響半徑、井點(diǎn)系統(tǒng)影響半徑、設(shè)計井?dāng)?shù)等因素。

經(jīng)復(fù)核驗算，確定降水井井?dāng)?shù)為20 口，井深20 m，井外徑Φ500，濾水管內(nèi)徑Φ300，濾水管采用無筋混凝土濾水管，井管外采用天然圓礫填料。井間距為20 m 左右，具體位置根據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行了調(diào)整。

2）制定水井定位→鉆孔→成井→填濾料→黏土封堵→洗井→降水井抽水的工藝流程，嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范及設(shè)計圖進(jìn)行施工?？刂瓶孜黄?，保持鉆孔垂直，保證鉆孔深度，鉆孔達(dá)到設(shè)計深度時再多鉆30～50 cm。井管安裝完畢后，立即填濾料，濾料采用磨圓度好的硬質(zhì)巖石成分的圓礫，井管外圍均勻下入濾料，避免“架橋現(xiàn)象”，頂部回填黏土不少于1 m。

3）洗井充分及時，洗井的標(biāo)準(zhǔn)以井內(nèi)抽出的水清沏為準(zhǔn)，同時洗井時間不得小于4 h。

3.2 基坑隱蔽工程驗收

3.2.1 存在問題

1）保護(hù)層開挖方式錯誤，在原狀土開挖直至設(shè)計基底后，可能造成地基擾動，引起承載力下降。

2）驗槽內(nèi)容不全面，地基承載力成果檢驗項目不完整。尤其是主控項目中地基承載力數(shù)據(jù)施工單位自查存在疏漏，有可能造成后續(xù)上部結(jié)構(gòu)完成后主體結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)不均勻沉降的問題。

3.2.2 原因分析

1）原狀土開挖后預(yù)留表層保護(hù)厚度未按設(shè)計及規(guī)范要求嚴(yán)格執(zhí)行。

2）未嚴(yán)格執(zhí)行驗收規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，施工單位“三檢”制落實不到位。3.2.3 管控措施

1）持力層澆筑墊層前必須驗基，原狀土開挖后應(yīng)預(yù)留表層保護(hù)厚度，開挖至鄰近基底200～300 mm 時，由人工配合清底，不得超挖。同時加強(qiáng)對地基的保護(hù)，避免擾動地基。基底經(jīng)建設(shè)、勘察、設(shè)計、監(jiān)理、施工、質(zhì)量監(jiān)督等單位驗收合格后，及時施工混凝土墊層，避免建基面長期暴露。

2）組織隱蔽工程驗收，觀察土質(zhì)類型、均勻程度、地下水情況，檢查基坑中是否存在其他障礙物（古井、古墓、洞穴、人防等），復(fù)核基坑平面位置、幾何尺寸、坑底高程（標(biāo)高）、平整度和邊坡坡度等內(nèi)容。

3）做好地質(zhì)編錄，包括：邊坡坡向、坡度、高度，馬道高程及寬度，編錄部位的坐標(biāo)或樁號、高程；土的成因類型及時代、分類名稱、土體特性、層理、分層厚度及分布，特別是不良土體的分布情況；邊坡出水點(diǎn)的出露位置、形式、流量、物理性狀,管涌、流土的位置、特征；邊坡變形失穩(wěn)的類型、位置、邊界和體積，裂縫出露的位置、形態(tài)、規(guī)模、發(fā)展情況；取樣點(diǎn)、試驗點(diǎn)、監(jiān)測點(diǎn)的位置；處理措施實施情況；重視可視化地質(zhì)編錄在地基、邊坡等工程施工地質(zhì)工作中的應(yīng)用。

4）對影響水泥土攪拌樁地基質(zhì)量的復(fù)合地基承載力、單樁承載力、水泥用量、攪拌葉回轉(zhuǎn)直徑、樁長、樁身強(qiáng)度6 個主要指標(biāo)進(jìn)行檢驗。采用用輕型動力觸探（N10）檢查每米樁身的均勻性，檢驗數(shù)量為施工總樁數(shù)的1%，且不少于3 根；采用淺部開挖樁頭（深度宜超過停漿面下0.5 m），目測檢查攪拌的均勻性，量測成樁直徑，檢驗樁位、樁數(shù)與樁頂質(zhì)量，檢查量為總樁數(shù)的5%；采用鉆芯法檢查水泥土攪拌樁的單軸抗壓強(qiáng)度、完整性和深度；采用載荷試驗檢驗復(fù)合地基承載力、單樁承載力，數(shù)量為樁總數(shù)的0.5%，且每項單體工程不應(yīng)少于3 點(diǎn)，審核試驗成果報告并結(jié)合監(jiān)理平行檢測的報告數(shù)據(jù)確定地基承載力是否滿足要求，對不符合設(shè)計要求的，采取有效補(bǔ)強(qiáng)措施。

4 結(jié) 語

監(jiān)理工程師應(yīng)充分意識到施工期地質(zhì)復(fù)勘工作的重要性，不能盲從于工程勘察報告中的結(jié)論和建議。應(yīng)摒棄“經(jīng)驗主義”，做到具體問題具體分析，以相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)而非以往工程經(jīng)驗為依據(jù)進(jìn)行決策，杜絕人為因素對工程造成的不利影響。要通過對存在問題的客觀描述、針對性的原因分析、有效的管控措施，真正做到解決實際問題。