浅谈岩土工程勘察及分析评价

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　　摘要: 笔者在实际工作中,对因市场竞争的影响,岩土工程勘察表现出时间短、突击强的特点,往往出现一些难以弥补的问题,现从野外勘探,室内土工试验及岩土工程分析评价三个方面论述个人的一些看法。
　　关键词:野外勘探 土工试验 分析评价
　　岩土工程勘察是运用地质学、岩土力学、工程地质学的理论,按照科学的勘察程序与方法,利用有效的测试仪器和技术,调查和工程建设有关的工程地质条件,评价存在的与岩土工程有关的工程地质问题,为工程建设的设计、施工等提供详实、科学、准确的地质资料。
　　1 野外勘探工作
　　岩土工程勘探工作是在现场踏勘、收集勘探区地质资料,明确拟建工程的结构、类型、基础埋深、基本荷载情况等的基础上编写勘察大纲,制定勘探工作量,但在实际工作中,因勘探区地层了解不详、建筑物结构、功能等情况的不明确,往往出现很多问题,具体表现在以下几个方面:
　　1．1 勘探点间距
　　实际工作中,勘探人员虽严格按原定大纲执行,但因现场编录人员的不仔细,不能做到随机应变,造成在内业资料整理中发现相邻两勘探点地层变化很大,甚至相差悬殊的情况。另外,在对勘探区岩土特性不太了解的情况下,按某个地基等级进行勘探,在室内对所采集的岩土试样进行分析时,发现如盐渍土、湿陷性土等特殊性岩土,使地基等级发生变化,造成勘探点间距的不合理。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。大部分勘察人员遇到上述情况,都会进行补充勘探,完善勘察工作,造成一定的成本支出。但在工勘市场竞争激烈、盲目压价的地区,遇到这种情况,勘察人员可能会闭门造车,给工程建设造成资金浪费或埋下工程隐患。
　　1. 2 勘探点深度
　　建筑基础形式结构形式不同,勘探深度不同,如5～6 层砖混结构住宅,勘探孔深15m 可满足要求,在工程地质条件好的密实碎石土及基岩区可适当减小深度,而多层框架结构商场,高度较大的地下室,由于柱网的柱荷载大,基础面积大甚至可能采用桩基,尤其在细土平原区可能存在软土层的情况下,15m 深度不能满足要求。相反,在有丰富经验的碎石地区,对2 、3 层一般建筑物,也盲目地勘探15m 深,造成不必要的浪费。
　　1. 3 原位测试
　　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、夏季,触探指标相差更大;标准贯入试验不按规定进行杆长和孔深校正,在缩径和孔底有残留时,不能及时发现标贯器未落至测试位置,造成标贯击数严重失真;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,但在施工中由于连续贯入比较缓慢,且起杆困难或局部遇到稍大卵石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击数不够详实,进而造成对碎石土评价的困难。
　　1. 4 地下水位观测
　　地下水位量测要求各勘探点应同时进行,量测时间须在最后一个钻孔施工完成24h 后进行,量测时需考虑周围地下水的开采情况,水位量测应与钻孔坐标、标高回测相结合,精度要求为±2cm。但实际施工中,对钻孔(探井) 中水位的量测,终孔即测,也不考虑附近有无抽水井及地下水溢出的陡壁等,以致所量测的地下水位极为不准,甚至给工程施工带来意想不到的麻烦。
　　1. 5 试样采取
　　试样采集中,没有严格按照规范要求,原状样高度不够,数量不足或密封不到位,造成土中含水量散失,有时用于颗分或土盐化学分析的碎石土试样,采集时因从井壁敲刻接收不好,造成多为大颗粒,影响对实际级配的定性或土盐化学分析的准确性。采取地下水试样时,钻孔刚终孔即采取,尤其是采用冲洗液或泥浆护钻进的钻孔,其水样成份根本就无法代表地下水的真实成份。
　　2 室内土工试验
　　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。在实用中,由于颗分试验较复杂,仍存在仅按塑性指数来划定粉土的不全面、不准确的做法;另外,按GB50021 - 2001 规定粉土承载力特征值深宽修正及按G5007 - 2002 规定进行液化判别均须根据粘粒含量值来进行计算。
　　2. 2 剪切试验
　　现很多勘察设计单位没有配备三轴剪切仪,多用快剪仪进行剪切试验。直剪试验受力条件复杂,排水条件不易控制,按GB/ T50123 - 1999 之规定,快剪试验一般适用于渗透系数小于10 - 6cm/ s 的细粒土,对于一般粉质粘土和粉土,其渗透系数多大于10 - 5 cm/ s ，直剪试验非常勉强,其试验所得参数可信度不足,仅能供参考用。
　　2. 3 土粒比重试验
　　很多地区勘察单位,对比重试验并不重视,多采用经验估计值,很少进行实测,在岩土工程中,这种误差可以接受,但在涉及到渗流稳定分析的工程中,就会造成相当大的影响,甚至会得出错误的结论。
　　3 岩土工程分析评价
　　3. 1 地基均匀性评价
　　高层建筑地基均匀性评价按《高层建筑岩土工程勘察规程》J GJ 72 - 90 之规定进行,但对一般建筑, GB50021 - 2001 规定要求进行地基均匀性评价,但没有给出相应的评价方法进行评价,许多单位参考高层建筑地基均匀性评价的方法进行评价,目前,许多专家认为这种评价方法不太合理,需要各地区制定相应的评价方法。
　　3. 2 地基承载力特征值的确定
　　我国幅员辽阔,土质条件各异,用查表法按GBJ7 - 89 规范确定地基土承载力值在大多数地区可能适合或保守,也可能在某些地区会不安全,故GB5007 - 2002 取消了按表格查取承载力的办法,但大多地区仍在采用,因为很多地区的经验不足,没有能够建立起自己的成熟经验,基本上仍是各勘察单位各自为政,沿用89 规范,更有甚者,故意利用所谓地区经验,逃避责任,降低承载力指标,造成工程浪费。
　　3．3土的压缩模量和变形模量相互关系
　　在实际工作中，笔者发现对土的两个重要变形参数――压缩模量和变形模量，许多勘察人员常常概念不清，张冠李戴，作出变形模量大于压缩模量的错误评价，甚至出现前者是后者的二倍关系。事实上，压缩模量（Es）又称侧限压缩模量或侧限变形模量，是土体在无侧向变形条件下竖向压应力和竖向应变之比值，即Es=dσz/dεz，一般 可通过压缩试验测定，计算式为 Es =（1+e1）/a。需要指出的是，压缩模量（Es）不是常数，是随土体压力大小而变化的，为便于应用，通常采用应力间隔P1=100kPa和P2=200kPa所得的压缩模量Es（1-2）来反映土体的压缩性。
　　土体的变形模量(E0)是侧向自由变形条件下竖向应力增量Δσz与竖向应变增量Δεz之比值，即E0=Δσz/Δεz.土体变形模量E0与材料力学中材料的杨氏模量的物理意义是相同的，只是土体应变中既有弹性应变，又有残余应变，且大部分是残余应变，故称为变形模量。变形模量 一般可通过三轴试验测定，通常采用切线模量和割线模量两种形式表示。
　　可以证明，土体的变形变形模量和压缩模量之间关系可用下式表示：
　　式中μ为土体压缩时的泊松比。显然，从上式可以看出，变形模量一般是小于压缩模量的，不可能出现相反的情形。
　　3. 4 地震效应问题
　　对丙类建筑可依据地层值估算场地地层剪切波速,但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”来确定覆盖层厚度,判定场地类别,这将对工程的抗震造价有很大的影响。另外,地基处理后剪切波速、场地地基土类别及场地类别是否会发生变化呢,这在岩土工程评价中很少给予重视。
　　对饱和粉土或砂土进行液化初判时,地下水位的选取应为设计基准期内年平均最高水位,也可按近期内年最高水位采用,但很多单位则采用勘探时量测的水位,这是不合理的。
　　3. 5 基础方案的选择
　　在基础方案的选择上,勘察人员应同设计人共同分析研究,从多个可行方案中选取既经济又合理的方案。现大多数勘察单位图省事,既不与设计协商,也不多考虑工程造价,仅提供单一的基础方案,设计方也不问原由,拿起就用,可能给工程造价造成很大的影响。另外,基础方案的选择应依据场地地层情况,并结合地区经验两方面综合分析,忽视任何一方面均可能造成错误。
　　4 结束语
　　在多年勘察工作中实际遇到一些常见问题,在此列举意在能够提醒广大勘察人员,避免类似问题在日常工作中发生,给工程设计、施工提供详实、科学、准确的地质依据。
　　

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