岩土工程勘察基础技术及常见问题分析

　　摘要：本文首先介绍了城市民用建筑工程勘察存在的主要技术问题,并对当前岩土工程勘察的新技术进行了探讨。还对岩土工程勘察中的原位测试、原状土取样及岩土工程参数确定等相关问题进行了分析，并提出了相关解决方法及改进措施。
　　关键词：岩土工程勘察；土样；原位测试；岩土工程参数
　　前言
　　岩土工程勘察作为工程建设的最基础工作之一,其质量的好坏,对工程建设的各项预期目标的实现具有决定性的影响。此外,岩土工程勘察也是工程设计与施工的基本依据,良好的岩土工程勘察质量是工程顺利开展的基础。所以,一定要将岩土工程勘察放在重要地位,对技术分析中的各项工程必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。鉴于目前岩土工程勘察所依据的规范、规程较多，既有国标、部标，又有行标、地标，且各种规范、规程的要求也有不一致之处；又鉴于目前岩土工程勘察市场格局中，占主导地位的勘察行为主体在技术方面的大的方向和原则上基本达成共识，各单位要进一步提高市场竞争力，就要多从细节上下工夫，使自己提供的勘察成果更直接、方便地满足设计的需要。通过对土力学原理、土力学地基基础、工程地质手册及房屋建筑和构筑物岩土工程勘察所依据的主要规范进行了系统的研读，对一些问题的认识和学习体会，同广大岩土工程勘察技术人员交流。
　　1房屋建筑和构筑物岩土工程详勘的目的、任务
　　1.1查明勘察范围内场地原始地形、地貌，岩土层的成因、类型、深度、分布、工程特性和变化规律，分析评价地基的稳定性和均匀性。
　　1.2查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、旧基础、孤石等对工程不利的埋藏物及其分布范围。
　　1.3查明影响建筑场地稳定性的不良地质作用（包括：岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降、场地和地基的地震效应、活动断裂等）和特殊土（包括软土、填土、污染土、湿陷性土、膨胀土、红粘土、多年冻土等）的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，并提出相应防治措施的建议。
　　1.4查明地下水埋藏情况、类型、补给及排泄条件，地下水位，水位变化幅度及规律；评价地下水（土）对建筑材料的腐蚀性。对基坑工程还应查明各土层的渗透性质，分析评价地下水的静水压力、动水压力及浮托力的作用和影响；预估产生基坑突涌、流沙（土）或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度，并提出相应的防治措施建议；提供基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议；提供用于计算地下水浮力的设计水位。
　　1.5基坑工程还应查明基坑周边环境，提供基坑设计所需的岩土参数，分析评价放坡开挖的可能性和基坑边坡稳定性，适宜选用的支护结构类型及其稳定性，基坑开挖与降水对地基变形、周围建筑物和地下设施的影响。
　　2勘察依据不充分、目的不明确造成难以满足设计要求
　　设计意图明确，才能有的放矢地合理布置工作量，解决工程设计和施工中的岩土工程问题。《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）2009版明确规定详勘时应“搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度和地基允许变形等资料”。但目前市场存在一些不规范行为导致有些工程在无设计要求和建筑物荷载等状况下，勘察单位仅凭业主的陈述，按其要求勘察，导致勘察报告深度和广度不符合要求。如某啤酒厂的厂房，设备荷载很大，天然地基承载力远远不够，需用桩基，但造成勘探孔深度不够，桩基设计参数无从谈起，最终导致补勘。所以施工前一定要弄清勘察设计要求和目的，尤其是一些特殊要求，如电阻率测量、基坑支护、地下水渗透性等，才能在广度和深度上满足设计要求。
　　3注意各种等级的划分
　　在进行岩土工程勘察工作量布置时，应按相应的分级标准，确定项目的相关等级。如勘察等级、地基复杂程度等级、拟建物安全等级、重要性等级等。因为这些等级的划分直接决定了勘察工作量的布置，只有充分了解了各种等级，布置工作量时才能作到安全、经济、合理。
　　4土工试验及岩土工程参数的选择
　　土工试验是岩土工程勘察的一项重要内容，自《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）实施以后，土工试验的重要性被推向新的高度。由于岩土的不均匀性和各向异性，试样采取、运输、加工扰动等因素的不确定性、试验仪器和操作方法的差异性及试验人员自身的素质问题，测试失真难以避免。所以加强土工试验和试验结果的综合分析必不可少，这样才能避免相关指标间的矛盾，更好地了解岩土的差异性，客观地评价地基土的强度变形特性。
　　首先，对于土样的级别要明确。土样的质量等级根据扰动程度不同可分为四级，不同级别的土样可做的试验内容不同，所以在实验室中开土时先应鉴定土样的级别，明确此土样可做哪些试验，不可做哪些试验，以避免出现一些不能反映地基土真实性质的数据，合理评定地基土的性质，给出准确、合理的岩土工程性质指标。
　　其次，土工试验的一些项目要有的放矢地去做，如压缩试验中荷载压力大小、粉土的颗分等。
　　压缩模量是地基土的主要变形参数，在估算地基沉降中非常重要，所以工程上都要求土工试验中做压缩试验来测定计算地基土的压缩系数和压缩模量，但对同类地基土而言其压缩系数和压缩模量也不是定值，它们因荷载压力的大小而异，通常的压缩试验给出的是荷载压力从100kPa至200kPa时的压缩系数α1-2和压缩模量Es1-2；在进行地基土沉降估算中，压缩模量一定要选用与实际应力环境相对应荷载压力级别下的压缩模量，如果工程荷载较大，或采用桩基础的工程压缩层计算较深，则压缩层下部土层的荷载压力较大，在压缩试验时就需要测定计算相对应荷载压力下的压缩系数α和压缩模量Es，以便进行沉降估算。所以，试验前应明确工程竣工后地基土不同土层的应力环境或荷载压力大小，做到有的放矢。粉土是塑性指数IP≤10，且粒径>0.075mm的颗粒含量不超过总重50%的土，是从两个方面来定义的，这就要求根据土的界限含水量液限、塑限在计算土的塑性指数的同时，还要进行颗粒分析，如果试验目的只为粉土的定名，颗分试验只区分>0.075mm的颗粒含量和<0.075mm的颗粒含量的比例就可以了。
　　5采取土试样和原位测试中存在的问题
　　5.1取原状土试样和原位测试个数问题
　　《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）2009年版要求必须满足“每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6件（组）”，对于大中型工程而言，由于取土孔、原位测试孔布置多，取原状土样的数量或原位测试数据个数也就多，只要是均匀分布的土层，即使土层厚度相对较小，也基本能够满足上述规范要求；但对于常见的单栋建筑物工程来说，布孔一般为4～8个，按“勘探手段宜采用钻探与触探相配合”的原则，取土孔、原位测试孔等应各占一定的比例，对于虽然土层均匀分布但厚度较小的土层，就可能出现原状土试样或原位测试数据个数不能满足上述规范要求的情况。但这种结果一般是由于勘探施工中采取土试样和进行原位测试的盲目性和随机性造成的，如果勘探现场技术人员能够做到具体情况具体分析，根据现场情况合理布置采取土样（或原位测试）间距，就能避免上述结果的产生，一般可以根据第一个勘探孔的钻探资料，分析地层分布，再结合第二个勘探孔孔口标高，合理布置取土样（或原位测试）间距，然后根据前面的分析，确定后面勘探孔取土样（或原位测试）间距，尽量使每层土在每个勘探孔中都有原状土样或原位测试数据。必要时，如某种勘探孔少时，可使取样间距小些，取样数量多些。这样就能满足规范要求，使土性指标统计分析时土性指标代表值的确定更为合理。
　　5.2建筑场地类别和液化判别的问题
　　《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）规定场地岩土工程勘察应根据实际需要划分对建筑有利、不利和危险的地段，提供建筑的场地类别和岩土地震稳定性（如滑坡、崩塌、液化和震陷特性等）评价，而场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖厚度为准，所以布置勘探孔时应考虑测量或估算土层剪切波速的钻孔，个数不少于2个，孔深不小于20m；同时按抗震规范规定存在饱和砂土和饱和粉土的地基，除6度设防外，应进行液化判别：《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）2009版中规定了液化判别深度范围和判别液化勘探孔的个数，所以布置勘探孔时要有的放矢，对于较小工程，勘探孔少，可布置综合孔，如取土标贯孔，取样、测试间距也要酌情考虑，以满足规范要求。
　　6结语
　　以上是对岩土工程勘察中几个常见问题的剖析，希望给同行以重视，在实施注册岩土工程师制的进程中，努力提高工程勘察业务人员的技术能力和道德素质，遵循“先勘察、后设计、再施工”的科学建设程序，更好地发挥岩土工程勘察是设计的先行与依据的作用，为基础和上部结构设计提供准确、详实的岩土工程资料，尽量避免产生设计冒险或保守浪费两种后果的发生，为社会生产做出积极贡献。使岩土工程技术人员理论与经验、细节决定成败、重视规范学习等方面能有所启示。
　　参考文献：
　　[1]赵成刚，白冰，王运霞.土力学原理[M].北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2004.
　　[2]GB50021-2001，2009版，岩土工程勘察规范[s].
　　[3]李广信.高等土力学[M].北京：清华大学出版社,2004.

《岩土工程勘察基础技术及常见问题分析》

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