关于岩土工程勘察工作中几个问题的分析

摘要:勘察成果的准确性对工程的基础形式、结构方案有着重要的影响。勘察成果过于保守,将会导致工程的造价大幅提高;反之,会严重影响到工程的安全性。本文从岩土工程勘察的野外勘探、室内土载试验以及岩土工程分析评价等方面分析了岩土工程勘察中常见问题,提出了一些看法,指出勘察工作中需要注意的问题。

关键词:岩土工程;定义;勘察

1 岩土工程的定义

中国大百科全书定义为:“土木工程的一个分支,以工程地质学、岩石力学、土力学与基础工程为理论基础,涉及岩石和土的利用、整治和改造的一门技术科学。”专家定义为:“土木工程的一个分支,研究岩土体(水)作为支承体、荷载、介质或材料,必要时对其改良或治理的一门工程技术。”

以上表述方法虽不完全一致,但主要方面是相似或相同的。表现在:第一岩土工程是土木工程的一个分支;第二研究对象是岩石和土,包括岩土中的水;第三是一门技术科学或工程技术。

2 野外勘探资料收集

野外勘探资料收集的问题主要集中在以下几个方面:

2.1 勘探深度及勘探间距

影响勘探深度主要有两个原因:一是地层工程地质性质不同。如:埋藏較浅且工程地质性质好的密实碎石土及基岩地区勘探孔深度较浅,而工程地质性质差的淤泥及松散杂填土地区勘探孔深度较深,这就要求在勘探前对勘探区域地层大致情况有所了解,做到有的放矢。二是基础形式及结构形式不同。如:一般5～6层砖混结构住宅,勘探孔深15m基本可满足要求,而5层框架结构商场由于柱网的柱荷载大,基础面积大甚至可能采用桩基,则勘探孔深度15m一般不够。

2.2 野外地层划分

野外地层的正确划分是室内资料整理的关键因素,对较大型的工程由于施工多采取多钻机平行作业形式,技术人员较多,各勘探班组往往各行其是,最后资料汇总后难以统一,给室内整理带来很大困难。为避免这种问题应将所有技术人员首先集中到一起共同勘探一到二个钻孔,统一编录形式,并派专人现场负责勘探区域整体野外分层连线,发现异常及时处理,只有这样才能更好地保证勘探质量。

2.3 取样和原位测试

在采取Ⅰ,Ⅱ级原状土试样时不按JGJ8992原状土取样技术标准的有关规定操作,对所取试样也没有及时贴标签、封腊,不及时送试验室进行试验,导致土样严重失水,致使土工试验成果中含水量、孔隙比、液性指数、压缩系数和抗剪强度指标严重失真。在标贯和动探试验时没有清除孔底残土就进行试验,在静探试验中不控制贯入速率,造成试验数据失准。

主要持力层与下卧层的原状土样少于6件,原位测试数据少于6个,力学性质指标不满足统计要求。

2.4地下水位观测

地下水位测量不规范,测点过少,剖面图没水位线。实际工作中主要存在以下几个问题:第一,应同时观测地下水位,量测时间须在最后一个钻孔施工24h后;第二,地下水位观测应考虑周围地下水开采情况的影响,若量测时间正好处于附近抽水井抽水下降漏斗时,所量测到的地下水位肯定偏深;第三,水位量测应与钻孔座标、标高回测相结合。我们知道勘探孔口周围地面实际不是一个水平面,水位量测参照孔口位置不同,水位埋深也不一样,因此而产生的误差几厘米是难以避免的,这根本无法满足按规范要求地下水位量测精度为±2cm的要求,也更无法测定地下水的正确流向。解决方法是孔口座标、标高回测同时以标高回测时的孔口位置为准向下量测地下水位深度。

3 室内土工试验工作方面

室内土工试验主要存在以下问题:

3.1 粉土的划分

对粉土描述不规范,为摇震反应、光泽反应、韧性、干强度多数报告不提及,仍以IP定名,其实粉土无塑性(塑性由毛细水引起)。按规范:粉土是粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%,且塑性指数等于或小于10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≤10来划定粉土的不全面、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GB50021-2001规范规定粉土承载力特征值深宽修正及按GB5007-2002规范进行液化判别均须根据其粘粒含量数值来进行计算。有些地方由于地震烈度小于或等于6度(对一般建筑不需进行液化判别)且粉土非基础持力层不必进行承载力特征值深宽修正,仍有只以塑性指数判定粉土的情况。

3.2 膨胀土的固结试验

在固结试验过程中,膨胀土在小于膨胀力的分级荷载作用下的百分表读数均为负值(即膨胀上升),而当分级荷载大于膨胀力时百分表读数为正值,尤其膨胀土的膨胀力稍大于100kPa的情况下,在100kPa时百分表读数为负值,而在200kPa时百分表读数为正值,在利用公式ei=e0-(1+e0)△h/h0计算孔隙比时100kPa作用下的百分表读数究竟取负值或是零,试样初始高度取20mm或是(20mm+100kPa压力作用下试样的膨胀量)进一步使计算100～200kPa压力下的压缩系数和压缩模量存在困难,规范中对这种情况没有说明,这给膨胀土的评价带来一定问题;目前计算时100kPa作用下的百分表读数取负值,试样初始高度取20mm,其是否合理尚存疑问。

4 岩土工程分析方面

4.1 天然地基均匀性评价

地基的均匀性评价是岩土工程分析的重要内容之一。 《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001)和《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)对地基均匀性评价都有明确规定,存在的主要问题是缺乏具体的可操作标准。笔者根据自己多年的实践经验,试图从定性定量方面作一些努力,与同行探讨。对天然地基的均匀性评价时应首先确定其平面和深度范围,根据工程勘察阶段和任务的不同,其范围也有很大区别。在工程可行性研究和选址阶段,应首先确定场地所在的工程地质单元,在整个工程和周边一定范围内进行评价。而在详勘阶段对建筑地基的均匀性评价时多以建筑物水平投影面积为评价范围,既常以建筑物角点包络线所占的面积为评价范围。其深度评价范围,首先应明确拟建工程的用途、结构、荷载及发展、地区设防标准等多方面的情况,一般而言,应满足以下原则:

4.1.1 地基主要受力层:对条形基础为基础底面以下3倍基础底面宽度,对于独立基础为基础底面以下1.5倍基础底面宽度,且评价深度不小于5m。

4.1.2 压缩层深度范围:对天然地基浅基础、独立基础或条形基础可按变形比法确定其评价深度。

4.1.3 对于大面积基础其评价深度范围应不小于1倍基础宽度。

4.2 关于地震效应的问题

《建筑抗震设计规范》对场地做剪切波速试验有明确规定,但这个规定没有区别强地震区和弱地震区,而且地基处理后其剪切波速值也发生了变化,场地地基土类型及场地类别也有可能因此发生变化,这种情况在岩土工程评价及地基设计时有时没有得到足够的重视。对于重要的建筑物必须进行剪切波速测试,确定场地覆盖层厚度的钻孔应达到覆盖层一定深度, 其直接影响场地类别判定及建筑工程的抗震造价。

对于液化判别,目前规范要求以标准贯入试验为主,以静力触探为辅,有经验的地区可采用剪切波速。对判别液化而布置的勘探点不应小于3个,每层土的实验点数不宜小于6个,试验点的竖向间距宜为1.0m~1.5m。严格按照规范的要求布置工作量,既可减少标准贯入击数偶然误差引起的差异。液化判定时,应对不少于6个液化判别点分别计算,综合判定;对于薄层有时会出现一层点数不够的情况,出现该情况时应采用静力触探或补充工作量来增加判别点情况,不宜轻易下结论,特别是对于出现一层仅有两个液化点且液化结论不同的情况,更应补充工作量来增加判别点情况。

5 结语

近年来工程勘察技术手段发展迅速,研究领域不断拓展,向着岩土工程勘察设计一体化方向发展,在发展的过程中还存在不少问题,特别是工程勘察与设计施工的配合,及工程勘察内部各工序间衔接都有很多值得商榷和优化之处。主要对工程勘察中的岩土工程勘察中存在的问题和改进的措施作简要讨论。

参考文献

[1]郦沣,康宁.岩土工程勘察中存在的问题分析[J].科技创新导报,2009-03-21.

[2]胡景文.岩土工程勘察常见问题分析[J].广东科技,2008-03-25.

推荐访问： 岩土 几个问题 工程勘察 分析 工作

---