对岩土工程勘察中存在的问题分析-论文发表

关键词: 建筑工程；岩土勘察；存在问题

1　编制岩土工程勘察纲要

接受岩土工程勘察前, 应取得岩土工程勘察项目委托书(即合同) , 附有坐标或地形的建筑总平面图、设计方提出的详细勘察委托任务书、不少于两个满足测量精度要求的已知控制点。得到上述资料后, 进行认真校对检查,看是否有子项遗漏和错误。例如, 某厂房建设工程, 总平面图上设计有五个挡土墙, 墙高在8.00～17.00 m 之间, 必须要进行岩土工程勘察, 而勘察委托任务书中遗漏了挡土墙勘察项目。

搜集已有相关地质、水文资料, 对搜集来的资料应注意“点面结合”, 既要看区域性资料, 又要注意邻近已建项目的工程经验, 同时因所搜集的资料可能来自不同的单位, 单位不同对同一地区地质水文资料也有不同的见解,这时必须要进行分析与筛选, 选择相对可靠的数据和资料, 作为编制勘察纲要的依据。

编制勘察纲要前, 还要对拟建场地进行踏勘, 初步了解拟建场地地形地貌, 比便在进行勘察纲要的编制要具有一定的针对性, 合理性。例如在一大型勘察项目已有的地质资料中有一层强风化砾岩, 但根据拟建场地踏勘了解到, 强风化砾岩应该还可以细分一层全风化砾岩, 全风化和强风化砾岩岩土力学性质差别较大, 因而在勘察纲要中增加了该层。后来在钻探过程中证明勘察纲要中的分层是完全正确的。

2　制定勘察方案

首先要根据工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度确定岩土工程勘察等级, 根据拟定的勘察纲要和确定的岩土工程勘察等级, 结合工程实际情况按现行相关规范要求制定勘察方案。大型工业厂房建设工程建(构) 筑物子项多, 各子项工程重要性等级也各不相同, 主体建筑物如主厂房、高炉等为二级工程, 有的甚至是一级, 而辅助设施如通廊和转运站等为三级工程, 同一等级建筑物也有荷载大小的区别和对地基变形敏感程度不同之分, 因此制定勘察方案时设计钻孔深度和孔间距也要根据规程规范要求和拟建建(构) 筑物情况区别对待。

勘察方案制定要重点突出, 尤其对勘探、取样、原位测试、试验的方法、手段及其工作量的计划一节既要详细又要有一定的可操作性, 例如对于钻孔的深度, 首先依据各拟建建(构) 筑物建筑等级和拟建场地的岩土层分布,

确定哪些为控制性钻孔, 那些为一般性钻孔,再按岩土工程勘察等级来设计各钻孔钻探深度, 同时应对各钻孔必须进入某地层深度进行明确(如入基岩不小于8.0 m 等) , 这样在钻探施工中, 机台操作人员知道何时该终孔。

在大型工业厂房建设岩土工程勘察中对勘察方案进行技术交底尤为必要, 由于动用人员设备较多, 地层变化复杂, 如不进行详细而具体的技术交底, 在外业过程中有可能会乱打仗, 甚至达不到勘察目的。如勘察方案中计划在某孔的冲积粘土层要取样测试, 但实际可能没有遇到该层, 取而代之是新出现的粉土地层, 遇到这种特殊情况若事先未交待, 作业人员有时就无所适从。

3　钻　探

钻探应满足《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ87 - 92) 的基本技术要求, 钻探方法和钻进工艺应根据地层类别和勘察要求确定,按现行相关规范结合拟建场地地层情况有针对性选用, 须特别指出如果拟建场地地基主要受力地层中包含有岩石地层时, 则应选择一定数量的钻孔采用75 mm 口径(N 型) 双层岩心管和金刚石钻头进行钻进, 确定岩石质量指标RQD。由于场地大, 可能出现新地层, 一般将机械设备进行分组分散施工, 尽早发现没有预料的地层, 以便及时进行勘察方案和钻探方法、工艺的调整。

4 　取样和原位测试

大型项目一般占地面积大, 要根据拟建场地地形地貌特征和持力层土质不同或承载力不同, 将拟建场地划分为若干区, 将取样和原位测试数量均布每个区域, 地基主要受力地层每一区域取样和原位测试数量均不少于6 件或次 , 重点关注不同区域同一地层物理力学性质和原位测试数据的差异对比分析。各项数据进行数理统计分析时应按规范要求对极差大于其平均值时, 应查找、分析出现异常值原因,并按粗差剔除准则补充试验和剔除异常值, 必要时应重新分层统计分析。

5 　地下水

遇地下水时应量测水位。同一场地可能有多个含水层, 应采取止水措施, 将被测含水层与其它含水层隔开。钻孔稳定水位应在初见水位后经一定的稳定时间后量测。

6 　岩土工程分层

野外工作完成后, 在及时检查、整理钻孔(探井) 记录的基础上, 结合工程地质测绘与调查资料、室内试验和原位测试成果进行岩土工程分层。如同一成因的粘性土因在拟建场地分布区域不同, 其液性指数( IL ) 有所不同,可能出现可塑土、硬塑土等多种状态, 这时要将粘性土划分多个亚层; 同一成因的砂土因颗粒级配不一还可进一步细分为细砂、中砂、粗砂等。

但在岩土工程分层要细化的同时, 也要注意将成因相同的力学性质相近的同类地层进行合并处理。如在某钢厂拟建场地中第四系地层中出现卵石和漂石地层, 从单个钻孔看漂石粒径在0.50 m～3.00 m 之间, 应独立分层,但从多个钻孔形成的剖面图看, 各钻孔间的漂石层不呈韵律沉积, 卵石和漂石无明显的分层界线, 经周边露头的地层踏勘调查结合搜集资料可知卵石和漂石均属第四系一冰期冰碛冰水粗粒沉积(Q Ⅰgl + fgl) 层, 分选性较差, 以卵石为主, 漂石混杂其中, 属混合土, 因此冠以“含漂砾卵石层”。

7 　特殊性岩土

拟建场地出现特殊性岩土时, 首先要合理确定地基等级, 准确划分岩土工程勘察等级。根据岩土工程勘察等级, 对不同的特殊性岩土应有针对性地布置勘察方案, 应确保能充分反映特殊性岩土的工程特性, 结合特殊性岩土的工程特性, 客观正确进行岩土工程评价。

8 　不良地质作用和地质灾害

随着全球气候环境不断恶化, 极端天气出现频率大增, 将加剧不良地质作用和地质灾害的发生。因此我们在遇到存在不良地质作用和地质灾害隐患的拟建场地进行岩土工程勘察时, 应严肃对待、科学勘察、强化动态监测、综合分析, 对不良地质作用和地质灾害作出正确评价, 结合整治工程的需要, 建议可行的整治方案, 减少不良地质作用和地质灾害对工程建设的影响。

9　岩土工程评价

9.1 场地地层评价

根据野外描述鉴定、室内岩土试验成果及野外原位测试结果, 结合拟建场地周边原有的地质资料, 对勘察场地内揭露的各岩土层从状态、密实度、稳定性、力学强度和压缩性以及渗透性等方面进行综合分析评价。

9.2 边坡稳定性评价

从定性和定量两个方面进行, 首先要分析确认可能破坏方式, 再者设定边坡稳定性评价的条件, 最后确定采用的评价方法。在进行定量评价时结构面确定及岩土体强度参数取值以及荷载取值至关重要, 必要时应将结果与定性评价对比, 分析其合理性; 边坡稳定性分析评价目的是为施工图设计提供合理的边坡工程参数和边坡处理建议。

9.3 地基基础方案评价

地基基础方案评价是岩土工程勘察的核心内容, 应在充分了解拟建项目的实际条件(建筑体型、层数、荷载大小和分布情况、地下室层数及基础底标高、相邻建筑物基础情况) 的前提下, 根据建筑场地工程地质条件和水文地质条件, 同时结合工程经验, 考虑施工条件、材料供应以及地区抗震设防烈度等因素, 进行分区评价或进行一个或多个子项建(构) 筑物分组分别进行评价[3] 。

对每个子项建(构) 筑物经过分析比较, 提出安全、可行、经济的一种或二种最优地基基础方案。基础形式(天然地基或桩基础) 选择, 既要满足场地地层条件, 也要符合上部结构和荷载要求和施工条件的许可。当选择桩基础时一般建议最优的1～2类桩型, 不宜将各类桩型均写入勘察报告中,避免设计人员在进行桩基设计时无所适从。

基础持力层的选择, 与基础埋深及基础形式相适应。如在某大型工业厂房岩土工程勘察中, 拟建场地填土较深, 一般大于5 m , 场地第四系土层厚约5～10 m , 大部分区域下伏基岩为石炭系中风化灰岩(厚度大, 未探明) , 灰岩岩溶较发育; 约1/ 3 区域下伏基岩有二叠系强～中风化页岩, 厚度约10～30 m 不等, 其下为石炭系中风化灰岩(厚度大, 未探明) , 灰岩岩溶较发育。基础方案将有强～中风化页岩区域与其它部分一样全部采用冲孔灌注桩, 选择灰岩作为桩端持力层, 桩孔穿过厚度约10～30 m、承载能力较好的强～中风化页岩层后,发现大部分桩还要穿过10～20 m 的岩溶发育段, 桩端才有不小于5 m 的完整基岩。

但工程从工期、投资、质量控制方面考虑, 不言而喻的最优方案应是在有强～中风化页岩区域采用人工挖孔桩, 选用二叠系强～中风化页岩作为桩端持力层。基础评价内容包括承载力参数、变形参数计算或验算。各项参数确定一定要注意其相关性, 如地层承载力特征值与压缩模量对应, 桩端端阻力特征值与之相关的液性指数、孔隙比、密实度以及原位测试数据等土的状态相一致。各项参数取值必须充分考虑地方经验数据。

参考文献:

[1] 中华人民共和国建设部.GB 50021-2001 岩土工程勘察规范[S] .北京:中国建筑工业出版社,2002.

[2] J GJ94—2008 ,建筑桩基技术规范

对岩土工程勘察中存在的问题分析

（中山地质工程勘察院 欧章汉）

摘要:岩土工程勘察是地基设计的基础,岩土参数合理提供关系到基础设计安全性、经济性和可行性。岩土工程勘察过程中常存在一些问题,这些问题有些是技术人员对规范理解不透、执行不当,有些是规范本身存在不足。下面结合本人实践对岩土工程勘察中常遇见的相关问题进行浅析,以便与同行交流。

关键词: 建筑工程；岩土勘察；存在问题

1　编制岩土工程勘察纲要

接受岩土工程勘察前, 应取得岩土工程勘察项目委托书(即合同) , 附有坐标或地形的建筑总平面图、设计方提出的详细勘察委托任务书、不少于两个满足测量精度要求的已知控制点。得到上述资料后, 进行认真校对检查,看是否有子项遗漏和错误。例如, 某厂房建设工程, 总平面图上设计有五个挡土墙, 墙高在8.00～17.00 m 之间, 必须要进行岩土工程勘察, 而勘察委托任务书中遗漏了挡土墙勘察项目。

搜集已有相关地质、水文资料, 对搜集来的资料应注意“点面结合”, 既要看区域性资料, 又要注意邻近已建项目的工程经验, 同时因所搜集的资料可能来自不同的单位, 单位不同对同一地区地质水文资料也有不同的见解,这时必须要进行分析与筛选, 选择相对可靠的数据和资料, 作为编制勘察纲要的依据。

编制勘察纲要前, 还要对拟建场地进行踏勘, 初步了解拟建场地地形地貌, 比便在进行勘察纲要的编制要具有一定的针对性, 合理性。例如在一大型勘察项目已有的地质资料中有一层强风化砾岩, 但根据拟建场地踏勘了解到, 强风化砾岩应该还可以细分一层全风化砾岩, 全风化和强风化砾岩岩土力学性质差别较大, 因而在勘察纲要中增加了该层。后来在钻探过程中证明勘察纲要中的分层是完全正确的。

2　制定勘察方案

首先要根据工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度确定岩土工程勘察等级, 根据拟定的勘察纲要和确定的岩土工程勘察等级, 结合工程实际情况按现行相关规范要求制定勘察方案。大型工业厂房建设工程建(构) 筑物子项多, 各子项工程重要性等级也各不相同, 主体建筑物如主厂房、高炉等为二级工程, 有的甚至是一级, 而辅助设施如通廊和转运站等为三级工程, 同一等级建筑物也有荷载大小的区别和对地基变形敏感程度不同之分, 因此制定勘察方案时设计钻孔深度和孔间距也要根据规程规范要求和拟建建(构) 筑物情况区别对待。

勘察方案制定要重点突出, 尤其对勘探、取样、原位测试、试验的方法、手段及其工作量的计划一节既要详细又要有一定的可操作性, 例如对于钻孔的深度, 首先依据各拟建建(构) 筑物建筑等级和拟建场地的岩土层分布,

确定哪些为控制性钻孔, 那些为一般性钻孔,再按岩土工程勘察等级来设计各钻孔钻探深度, 同时应对各钻孔必须进入某地层深度进行明确(如入基岩不小于8.0 m 等) , 这样在钻探施工中, 机台操作人员知道何时该终孔。

在大型工业厂房建设岩土工程勘察中对勘察方案进行技术交底尤为必要, 由于动用人员设备较多, 地层变化复杂, 如不进行详细而具体的技术交底, 在外业过程中有可能会乱打仗, 甚至达不到勘察目的。如勘察方案中计划在某孔的冲积粘土层要取样测试, 但实际可能没有遇到该层, 取而代之是新出现的粉土地层, 遇到这种特殊情况若事先未交待, 作业人员有时就无所适从。

3　钻　探

钻探应满足《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ87 - 92) 的基本技术要求, 钻探方法和钻进工艺应根据地层类别和勘察要求确定,按现行相关规范结合拟建场地地层情况有针对性选用, 须特别指出如果拟建场地地基主要受力地层中包含有岩石地层时, 则应选择一定数量的钻孔采用75 mm 口径(N 型) 双层岩心管和金刚石钻头进行钻进, 确定岩石质量指标RQD。由于场地大, 可能出现新地层, 一般将机械设备进行分组分散施工, 尽早发现没有预料的地层, 以便及时进行勘察方案和钻探方法、工艺的调整。

4 　取样和原位测试

大型项目一般占地面积大, 要根据拟建场地地形地貌特征和持力层土质不同或承载力不同, 将拟建场地划分为若干区, 将取样和原位测试数量均布每个区域, 地基主要受力地层每一区域取样和原位测试数量均不少于6 件或次 , 重点关注不同区域同一地层物理力学性质和原位测试数据的差异对比分析。各项数据进行数理统计分析时应按规范要求对极差大于其平均值时, 应查找、分析出现异常值原因,并按粗差剔除准则补充试验和剔除异常值, 必要时应重新分层统计分析。

5 　地下水

遇地下水时应量测水位。同一场地可能有多个含水层, 应采取止水措施, 将被测含水层与其它含水层隔开。钻孔稳定水位应在初见水位后经一定的稳定时间后量测。

6 　岩土工程分层

野外工作完成后, 在及时检查、整理钻孔(探井) 记录的基础上, 结合工程地质测绘与调查资料、室内试验和原位测试成果进行岩土工程分层。如同一成因的粘性土因在拟建场地分布区域不同, 其液性指数( IL ) 有所不同,可能出现可塑土、硬塑土等多种状态, 这时要将粘性土划分多个亚层; 同一成因的砂土因颗粒级配不一还可进一步细分为细砂、中砂、粗砂等。

但在岩土工程分层要细化的同时, 也要注意将成因相同的力学性质相近的同类地层进行合并处理。如在某钢厂拟建场地中第四系地层中出现卵石和漂石地层, 从单个钻孔看漂石粒径在0.50 m～3.00 m 之间, 应独立分层,但从多个钻孔形成的剖面图看, 各钻孔间的漂石层不呈韵律沉积, 卵石和漂石无明显的分层界线, 经周边露头的地层踏勘调查结合搜集资料可知卵石和漂石均属第四系一冰期冰碛冰水粗粒沉积(Q Ⅰgl + fgl) 层, 分选性较差, 以卵石为主, 漂石混杂其中, 属混合土, 因此冠以“含漂砾卵石层”。

7 　特殊性岩土

拟建场地出现特殊性岩土时, 首先要合理确定地基等级, 准确划分岩土工程勘察等级。根据岩土工程勘察等级, 对不同的特殊性岩土应有针对性地布置勘察方案, 应确保能充分反映特殊性岩土的工程特性, 结合特殊性岩土的工程特性, 客观正确进行岩土工程评价。

8 　不良地质作用和地质灾害

随着全球气候环境不断恶化, 极端天气出现频率大增, 将加剧不良地质作用和地质灾害的发生。因此我们在遇到存在不良地质作用和地质灾害隐患的拟建场地进行岩土工程勘察时, 应严肃对待、科学勘察、强化动态监测、综合分析, 对不良地质作用和地质灾害作出正确评价, 结合整治工程的需要, 建议可行的整治方案, 减少不良地质作用和地质灾害对工程建设的影响。

9　岩土工程评价

9.1 场地地层评价

根据野外描述鉴定、室内岩土试验成果及野外原位测试结果, 结合拟建场地周边原有的地质资料, 对勘察场地内揭露的各岩土层从状态、密实度、稳定性、力学强度和压缩性以及渗透性等方面进行综合分析评价。

9.2 边坡稳定性评价

从定性和定量两个方面进行, 首先要分析确认可能破坏方式, 再者设定边坡稳定性评价的条件, 最后确定采用的评价方法。在进行定量评价时结构面确定及岩土体强度参数取值以及荷载取值至关重要, 必要时应将结果与定性评价对比, 分析其合理性; 边坡稳定性分析评价目的是为施工图设计提供合理的边坡工程参数和边坡处理建议。

9.3 地基基础方案评价

地基基础方案评价是岩土工程勘察的核心内容, 应在充分了解拟建项目的实际条件(建筑体型、层数、荷载大小和分布情况、地下室层数及基础底标高、相邻建筑物基础情况) 的前提下, 根据建筑场地工程地质条件和水文地质条件, 同时结合工程经验, 考虑施工条件、材料供应以及地区抗震设防烈度等因素, 进行分区评价或进行一个或多个子项建(构) 筑物分组分别进行评价[3] 。

对每个子项建(构) 筑物经过分析比较, 提出安全、可行、经济的一种或二种最优地基基础方案。基础形式(天然地基或桩基础) 选择, 既要满足场地地层条件, 也要符合上部结构和荷载要求和施工条件的许可。当选择桩基础时一般建议最优的1～2类桩型, 不宜将各类桩型均写入勘察报告中,避免设计人员在进行桩基设计时无所适从。

基础持力层的选择, 与基础埋深及基础形式相适应。如在某大型工业厂房岩土工程勘察中, 拟建场地填土较深, 一般大于5 m , 场地第四系土层厚约5～10 m , 大部分区域下伏基岩为石炭系中风化灰岩(厚度大, 未探明) , 灰岩岩溶较发育; 约1/ 3 区域下伏基岩有二叠系强～中风化页岩, 厚度约10～30 m 不等, 其下为石炭系中风化灰岩(厚度大, 未探明) , 灰岩岩溶较发育。基础方案将有强～中风化页岩区域与其它部分一样全部采用冲孔灌注桩, 选择灰岩作为桩端持力层, 桩孔穿过厚度约10～30 m、承载能力较好的强～中风化页岩层后,发现大部分桩还要穿过10～20 m 的岩溶发育段, 桩端才有不小于5 m 的完整基岩。

但工程从工期、投资、质量控制方面考虑, 不言而喻的最优方案应是在有强～中风化页岩区域采用人工挖孔桩, 选用二叠系强～中风化页岩作为桩端持力层。基础评价内容包括承载力参数、变形参数计算或验算。各项参数确定一定要注意其相关性, 如地层承载力特征值与压缩模量对应, 桩端端阻力特征值与之相关的液性指数、孔隙比、密实度以及原位测试数据等土的状态相一致。各项参数取值必须充分考虑地方经验数据。

参考文献:

[1] 中华人民共和国建设部.GB 50021-2001 岩土工程勘察规范[S] .北京:中国建筑工业出版社,2002.

[2] J GJ94—2008 ,建筑桩基技术规范