论岩土工程勘察存在问题及完善措施.pdf

2 0 0 9年第 1 2 期 西部探矿工程 2 9 论岩 土工程勘察存在 问题及完 善措施 周 水 忠， 顾永军 嘉兴市水利水电勘察设计研究院， 浙江 嘉兴 3 1 4 0 0 1 摘要 岩土工程勘察是工程建设的基础， 勘察成果报告是工程项 目规划、 设计、 施 工等的重要依据， 其质量的优劣 ， 直接影响后续建设环节的顺利进行 ， 直接关 系到建筑工程质量、 投资效益和使 用安全。 切 实保证工程勘察质量， 是提高建筑工程质量水平的重要保 障。讨论 了岩土工程勘察 实践 中常出现 的一些问题 ， 并提 出完善措施 ， 供 同行参考。 关键词 岩土工程勘察 ； 问题 ； 完善措施 中图分类号 P 6 4 文献标识码 B 文章编号 1 D 。 4 5 7 1 6 2 0 0 9 l 2 ～O O 2 9 ～0 3 岩土工程勘察 目的是查明场地地基 的工程地质条 件 ， 提出基础类型建议 ， 提供地基土物理力学指标 和地 基承载力特征值 、 桩基等岩土参数 ， 为设计 、 施工等提供 详实 、 科学 、 准确的地质资料 。岩土工程勘察 的对象是 建筑场地的岩土体 ， 是 自然界长期 形成 的产物 ， 受 区域 地质环境、 自然条件和人类活动影响较大 ， 其复杂性 、 多 变性和不确定性因素较多。勘察质量的优劣对建设工 程影响很大 ， 勘察成果过于保守， 将会导致工程投资大 幅度增加， 反之， 会严重影响工程的安全性 。 岩土工程勘察包括现场勘探 、 取样 、 原位测试 、 室内 土工试验和报告整编等方面 ， 必须重视每一个环节 ， 应 严格按照有关规范标准执行 ， 并结合地 区经验 ， 才能保 证勘察成果的准确性。因此 ， 为提高勘察工作 的质量 ， 结合我们多年的工作实践 ， 在岩土工程勘察工作中遇到 的问题与同行进行探讨。 1 岩土工程勘察存在 的问题 1 ． 1 缺少勘察纲要 岩土工程勘察纲要是指导勘察各项工作 的纲领性 文件， 是勘察工作顺利完成的保证 。目前勘察 中， 许多 勘察单位在很多勘察项 目中没有编写勘察纲要 。有 的 项 目虽有勘察纲要， 但往往按工程地质勘察要求编写 ， 没有达到岩土工程勘察的要求。有 的纲要 ， 针对 性不 强 ， 对勘察工作指导意义不大， 影响勘察成果的质量 。 1 ． 2 勘察 方案不 合理 由于 目前勘察市场竞争激烈 ， 一个项 目往往有多家 勘察单位同时编制勘察方案及报价， 而且业主多数以低 价中标 ， 在这样的情况下 ， 勘察单位为了能够争取任务 ， 不是根据工程实际情况布置勘察方案 ， 而是减少勘察工 作量， 压低预算价， 该做的实验项目少做甚至不做， 勘察 工作粗糙 ， 勘察手段 比较单一 ， 不能满足规范和设计要 求 。 1 ． 3 第一手资料质量下降 野外勘探、 原位测试及取原状土样不符合操作规程 规范的要求， 勘察单位往往是按工作量计算报酬 ， 现场 勘察时， 为了加快钻探进度 ， 钻探取样违反操作规程 ， 垂 直度偏差 ， 随意挪动孔位 ， 回次进尺过大， 往往 2 ～3 m 甚至更长进尺才提一次钻 ， 结果往往造成地层划分不准 确， 或漏掉一些特殊的地质现象 ， 如薄的透镜体 、 软弱夹 层等 ， 不能正确查明场地岩土地质条件。关于原状土样 采取 ， 取土器种类很多 ， 为确保扰动最小 ， 软土应采用薄 壁取土器， 较硬土可采用厚壁敞 口取土器 ， 粉土粉砂 可 采用三重管取土器 。但有的不用取土器， 而是直接从岩 芯管中割取土样 ， 取 出的土样不及 时密封 ， 造成含水率 损失 ， 运输途中也没有缓震装置加 以保护 ， 土样结构破 坏导致抗剪强度指标试验值产生误差。质量意识极其 淡薄 ， 描述过于简单 ， 甚至有事后 追记、 弄虚作假、 伪造 记录、 签名不齐等情况 。大家知道 ， 一个优质的岩土工 程勘察成果报告书是建立在第一手原始勘探记录的及 时陛、 真实性、 准确性 的基础上 ， 否则再是如何计算机处 理， 绘制精美图件， 分析评价、 结论建议等都是毫无意义 的。甚至会 由于勘察报告失真 、 差错给设计与施工造成 误导， 会酿成重大责任事故， 造成工程建设项 目的重大 损失 1 1 ． 4 原位 测试试 验 原位测试应严格按规范进行， 在施工中常会出现一 些所谓 的“ 捷径” 静力触探按规定应定深调零以减少零 漂， 有时图省事不按要求调零 ， 造成数据采集不准， 尤其 是气温与地温相差较 大的冬天 、 夏天触探指标相差更 大 。标准贯人试验不按规定进行杆长和孔深校正 ， 在缩 孔和孔底有残留时 ， 不能及时发现标贯器没放置于应测 3 0 西部探矿工程 2 0 0 9 年第 l 2期 试孔底位置 ， 造成标贯数据严重失真 。重型及超重型动 力触探按规定需连续贯人 ， 并定深旋转触探杆 ， 但在施 工时由于连续贯入比较缓慢 ， 且起杆困难或局部地段锤 击不进而放弃连续贯人 ， 使得对碎石土评价本来就缺乏 相应手段的触探指标数据而不够详实 ， 进而造成对碎石 土评价的困难。 2 土工试验方面存在的问题 2 ． 1 粉土的划分 按岩土工程勘察规范 GB 5 0 0 2 1 ～2 0 0 1 粉土是粒 径大于 0 ． 0 0 7 5 mm 的颗粒质量不超过总质量 的 5 O ， 且塑性指数等于或小于 1 O的土。在实 际应用 中， 由于 颗分试验较复杂， 仍存在仅按塑性指数 I p ≤1 O来划分 粉土的不全面、 不准确 的做法， 我们知道粉砂有 时也可 测定一定的塑性指数， 若仅按塑性指数划分粉土必然会 造成一些误判 ； 另外， 按 GB 5 0 0 0 7 2 0 0 2 规范规定粉 土承载力特征值深宽修正及按 GB S 0 0 1 l 一2 0 0 1 规范 进行地震液化判别均须根据其粘粒含量百分率来进行 计算， 必须进行颗分试验才能测定。 2 ． 2 剪切试验方法的选择 目前 ， 工程单位剪切试验往往选择直剪试验 ， 比较 单一。测定软土抗剪强度 的试验方法有 直剪试验、 三 轴试验、 无侧限抗压强度试验、 十字板剪切试验等， 不同 试验方法所得的强度参数是不同的， 并有其适用性。直 剪试验受力条件复杂， 如发生剪切位移时法向加荷由最 初的轴心受压变为偏心受压 ， 剪切破坏面减小， 按 土工 试验方法标准 GB ／ T5 0 1 2 3 1 9 9 9 第 1 8条规定快剪 试验一般适用 于渗透 系数小于 1 0 c m／ s的细粒 土。 对 于 粘 质 粉 土 、 砂 质 粉 土， 其 渗 透 系 数 多 大 于 1 0 ～c m／ s ， 透水性较大， 直 剪试验不易控 制排水条件 ， 抗剪强度指标可信度不足； 对于软粘土即使渗透系数很 小 ， 当骤然施加较大竖 向荷载时， 土样往往会挤入剪切 盒的空隙中而试验结果失真 ， 对饱和软土应对试样在有 效自重压力预固结后再进行直剪试验； 无侧限抗压强度 对取样扰动十分敏感 ， 只适用于 西 u 一0的粘性土。试 验条件应尽可能模拟工程的初始应力条件、 应力状态变 化过程、 加荷速率和排水条件 。三轴试验优点是可以控 制试样的排水条件 ， 并量测试验过程中试样的孔隙水压 力； 对于软土一个工程做 一定数量的三轴试验是可行 的， 而且数据准确 ， 比较符合工程实际情况。 3 岩土工程分析评价方面存在的问题 3 ． 1 勘察报告只注重定性分析， 定量数据较少 ， 建议措 施针对性差 目前， 一些勘察单位尚没有摆脱原先工程地质勘察 报告的模式 ， 岩土工程勘察报告仍 以描述为主 ， 定性分 析的多， 定量分析内容的少， 设计施工真正需要的内容 不全或不准 ， 岩土工程分析评价不合理， 提供 的地基承 载力 、 桩基承载力参数安全系数偏大， 结果是所 下的结 论和建议比较笼统 ， 工程措施缺乏针对性 ， 设计施工人 员很难采用。 3 ． 2 对岩土参数的取值不理解 对数理统计理论与概念不明确。在岩土参数的统 计与分析中， 对异常值不加分析剔除， 一律参与统计分 析 ， 导致分析误差过大 ， 标准差 、 变异系数过大， 得出场 地分析不合理、 不正确的结论。对岩土参数的标准值理 解片面， 不论什么岩土参数均提供标准值。土的工程特 性指标代表值应分别为标准值、 平均值及特征值， 抗剪 强度指标应取标准值， 压缩性指标应取平均值， 载荷试 验承载力应取特征值 ， 土的一般物理指标提供平均值 、 最大值、 最小值就可满足要求。 3 ． 3 地基承载力特征值确定 全国规范 G B 5 0 0 0 7 2 0 0 2规定 在确定地基承载 力时， 应根据土质条件选择现场载荷试验、 或其它原位 测试、 理论公式计算结合工程实践经验等方法综合确 定。土工试验和标准贯入试验、 动力触探、 静力触探试 验等原位测试成果 ， 用 于计算地基 承载力， 在工程实践 中有丰富的经验可以应用。 建筑地基基础设计规范 修定 为 GB 5 0 0 O 7 2 0 0 2版时， 取消了用土的物理力学 性质指标查地基承载力标准值的表格， 但这并不表示不 可以通过土的物理力学性质指标查表确定地基承载力 。 这是 因为我国幅员辽 阔， 地质条 件各异， 用查表法按 G B J 7 8 9 规范确定地基承载力在大多数基本合适或偏 保守 ， 可能在某些地 区会不安全 ， 故全国规范 GB 5 0 0 0 7 -- 2 0 0 2取消了地基承载力表 ， 但并不说 明地基承载力 表本身有问题 ， 它所提供的经验关系在技术上仍然是有 用的， 只要经过经验证明这些地基承载力表数据是符合 当地实际情况的， 就可以供工程师参考。但也要防止勘 察人员利用所谓的地区经验人为降低承载力指标， 造成 工程浪费。所 以在岩土工程勘察中， 土工试验、 原位测 试成果在确定地基承载力方面具有突出的优点， 可以节 省大量时间和费用 ， 不失为一种十分重要的手段。 3 ． 4 场地与地基地震效应问题 对 1 O层和高度 3 0 m 以下的丙类和丁类建筑， 无实 测剪切波速时， 可按岩土名称和性状估算土 的剪切波 速， 对重要建筑必须进行波速测试。但有的勘察单位用 一 句“ 根据地区经验” 来确定场地覆盖层厚度和土的等 效剪切波速 ， 这往往会错误地判定场地类别和特征周期 值， 这将对工程的抗震造价有很大影响。饱和砂土和饱 和粉土在抗震设防烈度Ⅵ度时 ， 可不进行判别 和处理 ， 2 0 0 9年第 1 2期 西部探矿工程 3 1 但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按 Ⅶ度要求进行判别 和处理。抗震设防烈度大于或等 于 Ⅶ度 的厚层软土地 区， 宜判别软土震陷的可能性 和估算震陷量 。 这在岩土 工程评价中没有得到足够重视 。 3 ． 5 基础方案的选择 基础方案选择应依据场地岩土工程条件 、 荷载大小 及地 区经验综合考虑 ， 从多个可行方案中选取既经济又 合理的基础方案 。现大多数勘察单位图省事 ， 既不与设 计协商， 也不考虑工程造价， 仅提供单一的基础方案 ， 设 计人员不问原由拿起就用 ， 可能给工程造价造成很大的 影响。相反 ， 也有勘察单位建议基础方案时脱离当地实 际情况， 设计方根本不与理会 ， 这些都是勘察单位今后 引以为戒的。 4 完善岩土勘察工作的措施 4 ． I 加强踏勘与资料收集 通过现场踏勘与区域地质资料的收集 ， 可以帮助勘 察人员了解场地地形地貌 、 地质条件， 一方面可减少勘 察工作的盲 目性 ， 做到有 的放矢 ； 另一方面使勘察成本 合理 ， 增强勘察单位竞争力。这主要体现在 以下方面 1 拟建建筑基础形式 、 结构形式 。如一般轻 型荷载建 筑物 ， 采用天然地基 ， 勘探孔 深度 1 5 m基 本可满 足要 求， 而地基基础设计等级为 乙级 的框架结构建筑物， 采 用桩基 ， 勘探孔深度 1 5 m一般就不够 。 2 场地工程地 质性质 。如场地工程地质性质好 、 埋深浅 、 厚度大 的地 区勘探孔深度可适 当减小 ； 而场地工程地质性质差的地 区勘探孔深度可适 当加深 ， 勘探间距可适当加密 。 4 ． 2 正确划分建筑物各种等级 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、 场地复杂程度等级 、 工程重要性等级 、 结构安 全等级 、 抗震重要性等级 、 地基基础设计等级 、 建筑桩基 设计等级等。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 ． 3 注重勘察方法的选择 不同的勘察方法具有不同优缺点和适用性 。不同 的地区、 地层勘探方法差别很大 ， 如 湿陷性黄土地 区须 人工开挖探井取样 ， 膨胀土地区不宜用直剪试验 ， 碎石 土粒径不同钻进方式不同， 软土地区宜采用钻探取土、 静探和十字板剪切试验等多种勘探手段 ， 这都需要勘探 前做好踏勘与资料收集基础上认真分析确定 。对重要 建筑必须进行波速测试 ， 有地下室须进行基坑工程勘 察 ， 水土对建筑材料腐蚀性分析 ， 饱和砂 土和饱和粉土 在抗震设防烈度Ⅶ度以上地区时， 须进行液化判别和处 理等 。标准贯人试验适用于砂土 、 粉 土和一般粘性土 ， 而不适用于碎石土。所 以在勘察中应 当针对地基土 的 性质 ， 采用适宜 的测试手段和方法进行勘察 ， 以确保结 果的准确性。 4 ． 4 合理编录与整理资料 勘察资料的整理应有现场技术人员 的参加 。现在 很多勘察单位 由于分工较细 ， 现场技术人员回来后将原 始编录资料交给报告编写人员就不管了， 这样就容易造 成野外与室内之间脱节。对原始编录资料及原位测试、 室内土工试验等逐一比对 ， 出现异常和矛盾时应认真分 析查明原因， 确保资料准确无误 。由于拟建场地的岩土 特征、 勘察要求等千差万别 ， 因此勘察报告不能生搬硬 套 、 一成不变按部就班 ， 报告应结合实际地质条件及建 筑物工程特点 ， 注意重点突出， 具有很强的针对性。 4 ． 5加强岩土工程监测 岩土工程监测贯穿于工程施工和使用的每个环节 ， 属全过程服务的范畴。无 论是 哪个阶段的岩土工程勘 察工作 ， 不可能全面揭露和掌握地 下地质情况， 由于地 层本身的不均匀性、 基地 的起伏 、 地下水位 随季节性变 化以及场地周边环境的变化， 报告 中不可避免地出现一 些与实际情况有出入 的不可预见现象。通过岩土工程 监测 ， 不仅可以对勘察成果进行补充和修正 ， 及时提 出 解决 的方案和措施 ， 而且有利于勘察单位积累经验 ， 提 高勘察成果质量 。所 以勘察单位要积极参与和加强岩 土工程监测工作 1 岩土开挖后 ， 由于卸除了地基土的 自重应力和坑壁的侧向应力 ， 应进行基坑回弹隆起及坑 壁变形的监测 。 2 岩土处理过程 中， 由于打桩振 动和 挤土效应 ， 应进行 相邻建筑道路及周围环境影响 的监 测 ， 可进行水平位移和倾斜等的观测。包括 由于建筑施 工运行引起边坡变形及滑坡位移 的监测。由于卸 除了 地基土的 自重应力和坑壁的侧 向应力 ， 应进行基坑 回弹 隆起及坑壁变形的监测 。 3 加固地基过程中引起孔隙 水压力变化和地下水动态变化的监测。 5 结束语 岩土工程勘察技术在不断的进步 ， 我们要加强理论 学习， 并重视规范 、 规程的学 习， 掌握最新的技术 ， 提高 我们的工作质量。勘察工作者应具有 良好的职业道德、 高度责任心和使命感 ， 只有全面掌握岩土工程方面的规 范、 规程 ， 才能在实际工作中认真细致地开展工作 ， 在实 践中注意积累经验， 不断总结提高， 精心勘察、 精心分 析 ， 提 出资料完整 、 真实准确 、 评价正确的勘察报告 。应 抓住当今建设领域快速发展的大好时机 ， 认真研究新情 况 ， 不断解决新 问题 ， 加强创新 ， 探索勘察新技术 ， 为我 国经济建设作出新的贡献。