岩土工程勘察常见问题剖析

　　摘要:岩土工程勘察是工程建设的一个重要过程，其成果质量将直接影响到工程地基基础设计，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。本文以笔者在岩土工程勘察工作中所意识到的问题进行剖析。
　　关键词:岩土工程；问题
　　1现场勘探资料收集方面常见的问题
　　1.1勘探深度及勘探间距
　　基础形式及结构形式不同,勘探深度不同。如:一般5～6层砖混结构住宅,如果地层工程地质性质较好，一般勘探孔深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础,则勘探孔深度15m一般不能满足要求，不能用深度作为终孔标准，应以找到持力层，超过持力层为终孔标准。地层工程地质性质不同,勘探深度不同。如:埋藏较浅且工程地质性质好的密实碎石土及岩石地基勘探孔深度较浅,而工程地质性质差的淤泥、淤泥质土及松散填土地基勘探孔深度较深,这就要求在勘察前对勘察场地的区域地层大致情况有所了解,做到有的放矢。勘察阶段不同，勘探深度不同。如:初步勘察勘探深度可浅一些，详细勘察勘探深度要深一些。地基复杂程度不同,勘探点间距不同。在勘探时遇复杂地基情况,应按规范要求加密勘探点,不能局限于经济或时间等因素而坚持原勘探方案不变,否则难以查明场地工程地质情况,埋下工程隐患。这种情况在工程勘察市场竞争剧烈而盲目压价的地区较严重。
　　1.2野外地层划分
　　野外地层的正确划分是现场第一手资料，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事,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1～2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,进行质量监控，发现问题及时处理,只有这样才能更好地保证勘察质量。
　　1.3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“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,尤其在气温与地温相差较大的冬天、夏天触探指标相差更大。标准贯入试验不按规定采用自动落锤或标贯锤落距偏高、偏低，不进行杆长校正,在缩径和孔底有残留时,不能及时发现标贯器没落至应测试孔底位置,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入,并定深旋转触探杆(以减小侧摩阻),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入,使得对碎石土评价本来就缺乏相应手段的触探指标数据不够详实,进而造成对碎石类土的评价困难。
　　1.4地下水位观测
　　实际地下水位量测存在以下几个问题:第一,应同时观测地下水位,量测时间须在施工终孔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。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。
　　2土工试验方面常见的问题
　　2.1粉土的划分
　　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判别。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。
　　2.2剪切方法的选择
　　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轴心受压变为偏心受压,剪切面破坏面人为限制),排水条件不易控制,按《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）第18条规定快剪试验一般适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。粉质粘土渗透系数K值一般大于10-5cm/s,粉土K值更大,用直剪试验已非常勉强,在室内试验对粉土及粉质粘土直剪时,发现四级荷载下很少存在峰值强度,绝大部分需剪切至位移6mm处,剪切强度指标回归性差(尤其最后一级荷载强度偏低,再现性差),剪切强度指标仅能作为参考。另外较软弱的土即使渗透系数满足要求,当后二级荷载加上时会发生土样挤入透水石与剪切盒之间缝隙的情况而无法剪切。虽然直剪试验方便简单,但其对粉土、粉质粘土及较软弱土的强度指标可信度欠佳；但目前推广三轴试验不太现实,但笔者认为一个工程进行一定数量的三轴剪应是可行的。
　　3岩土工程分析评价方面常见的问题
　　3.1地基均匀性评价
　　对高层建筑地基均匀性评价按《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）规定进行,但对一般建筑GB50021-2001规范虽要求进行地基均匀性评价,但没有给出相应评价方法。一些单位参考了高层建筑地基均匀性评价方法进行评价,目前认为这种评价方法不太合理。在某地区按地基承载力fak、受力层层面坡度和建筑层数按《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002第3.0.2条规定:若三者不同时满足3.0.2表中条件,建筑地基须进行地基变形计算,场地地基就属不均匀地基,这种方法已得到一些地方的认可。
　　3.2地基承载力特征值确定
　　我国幅员广大,岩土质条件各异,用几张表格很难概括全国的规律,用查表法按GBJ7-89规范确定地基承载力值在大多数地区可能基本适合或偏保守,但也不排除个别地区可能不安全,另外随着设计水平的提高和对工程质量要求的趋于严格,变形控制已是地基设计的重要原则,故GB5007-2002取消了GBJ7-89规范中土的物理力学性质指标与地基承载力的关系表;新规范规定:勘察单位应根据试验和地区经验确定地基承载力设计参数。笔者认为虽然有些地区经验（地方规范）不甚成熟，但总的来说应更为适合当地的实际，好些地区都制定了适合当地的规范，如：广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003），因此，在实际工作中,除执行国家规范外，尚应结合当地的规范要求，使勘察提供的地基承载力特征值趋于更为合理。
　　3.3粉土及粉砂地基承载力特征值修正
　　《建筑地基基础设计规范》（GB5007–2002）第5.2.4条规定:对粉土按粘粒含量是否小于10%，选取基础埋深和宽度的地基承载力修正系数ηb、ηd，对粉砂(不包括很湿与饱和时稍密状态)取ηb=2、ηd=3,但在应用中一方面发现很湿-饱和、松散-稍密的粉砂无法修正；另一方面对某地区部分中密以下粉土利用新GB5007-2002和老GBJ7-89规范确定承载力时相差一倍甚至更大,这显然是不正常的，经请示有关专家及地方经验确定:对某地区部分中密以下粉土及很湿-饱和、松散-稍密的粉砂深度修正系数ηb=1、宽度修正系数ηd=0。
　　3.4复合地基承载力修正
　　按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）第3.0.4条之规定:经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对本规范确定的地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数应取0,基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0；当某些地基承载力提高幅度不太大的土层进行CFG复合地基处理时,发现地基处理后按JGJ79-2002规定方法进行深宽修正后的地基承载力特征值，还没有该土层没有处理前按GB5007-2002第5.2.4条规定进行深宽修正的地基承载力特征值高时,笔者认为这只能说明了规范相互间存在着协调不足的问题。
　　
　　3.5基础方案的选择
　　第一,基础方案的选择应根据建筑物的特点、场地的岩土工程地质特征，结合区域经验经过综合分析进行,忽视任何一方面均可能造成失误。第二,基础方案的选择不应与不正当利益挂钩。按有关规定:若设计单位按勘探单位提供的基础方案形式进行设计,责任由勘探及设计双方共同承担；若设计单位自己设计,责任由设计单位自己承担。勘探单位一方面不能受甲方影响或认为设计单位提供的地基基础方案一定可行而更改勘察报告的基础方案建议；另一方面勘察单位也不能以自身单位利益的驱动而片面提供本单位具有的桩机类型的基础方案建议。
　　3.6建筑工程分级问题
　　同一幢建筑按不同的规范有不同的分级,如一般的七层建筑,按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）工程重要性等级属二级工程,按《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）基础设计等级属丙级,按《建筑地基抗震设计规范》（GB50011–2001）建筑抗震设防分类属丙类建筑,按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）建筑桩基安全等级属二级。按不同的规范进行岩土工程分析评价时，应采用相应的分级标准,不同的建筑分级有不同的勘察、设计和施工原则,在应用时存在分级不清的问题,给岩土工程施工和评价带来不利的影响。
　　4 结束语
　　以上是对岩土工程勘察中几个常见问题的剖析，希望能够引起同行们的重视，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浪费两种后果的发生，为社会生产做出积极贡献。