王振福
(山西晨辉商品混凝土配送有限公司,山西晋中 030600)
近年来,随着经济社会的飞速发展,城市化建设进程日益加快,城市建筑不断向地上和地下空间延伸,对建筑地基承载力、变形控制、基坑工程等提出了更高的要求。只有充分了解地质情况,选取合理的地基设计参数,才能更好地满足工程设计经济合理性要求。这首先要求岩土工程勘察真实、客观地了解地质情况,提出既满足工程需要,又不致造成太大浪费的岩土工程设计参数。
然而,由于市场上岩土工程勘察门槛低、勘察单位竞相压价、对地质勘察的重要性认识不足等,导致岩土工程勘察在方案设计、外业勘察、室内试验、报告编写过程中往往出现各种问题。
勘察方案是整个勘察工作的指导性资料,对勘察过程起着至关重要的作用。然而,受各种条件限制,勘察方案在深度和广度上远不能满足规范要求。
一方面由于市场竞争激烈,各勘察单位为了低价中标,往往不根据场地实际情况而盲目减小工作量,导致布孔深度不足,勘察手段单一,勘察工作粗糙,勘察成果可信度低;另一方面由于工程技术人员水平限制,对现场踏勘、资料收集不够重视,对建筑场地岩土工程条件及建筑规模、荷载大小、传递方式、基础埋深等不了解即进行勘察方案布置,出现勘察手段不合理、布孔不规范等现象。如对湿陷性场地未进行探井布设、在砂土场地进行静力触探、对软土未考虑现场载荷试验、对建筑标高认识不足而导致布孔深度偏大或偏小、对当地地层认识不足而使布孔间距不合要求等。
勘察外业工作的准确性是保证整个勘察成果真实、客观、准确反映地质条件的基础。如果对地层没有正确的认识,就不能更好地进一步改造它,以满足工程需求。
外业记录过程中往往出现记录资料不完整、不规范,当时不记、事后回忆,记录人、检查人签字不全等现象,降低了外业记录的质量;另一方面由于建设规模的扩大,往往是多台钻机平行作业,外业记录人员往往是多人同时记录,由于每个人认识的偏差,往往使最终外业资料难以统一,给内业资料整理造成困难。
钻探人员为了施工便利,往往2.0 m~3.0 m甚至更长才提钻一次,容易导致分层不准、忽略部分透镜体或薄夹层等[1];标准贯入试验往往不按规范执行,未清除孔底残土就开始试验、产生自由落锤偏心、贯入累计深度小于30 cm、数据不真实等问题非常普遍。
工作人员为省事,不使用取土器而从岩芯管中取样,使土样产生扰动,质量达不到要求;土样取出后未及时贴签、密封、妥善保存,导致土样含水量、密度、压缩性、孔隙比等指标失真;土样运输过程中未采取缓震措施,使土样产生大量扰动;土样取土后未及时进行土工试验,放置时间过长,使土样水分蒸发,土样质量下降等现象。
地下水位的高低对土的液化计算、基坑支护方式及方案的选择、排水措施的选择等非常重要。而岩土勘察外业中对水位量测不够重视,常常出现量测各钻孔水位未能同时进行、对场地周围情况如抽水、漏水现象未能及时记录、水位测量标高与建筑其他标高未能一致等。
室内土工试验结果的准确性直接影响到岩土参数的选用,因此认真进行土工试验是提供合理的岩土参数的基础。实际操作中由于试验方法、仪器精度等的影响往往使试验结果不理想。
室内测定黄土湿陷系数分为单线法和双线法两种方法。单线法比双线法更符合土的实际受力情况,但由于单线法要求土样较多,试验程序更复杂,因此往往用双线法代之,这样使土工试验结果产生偏差,最终影响场地湿陷的评价。
由于同种土土粒比重变化较小,而室内测定土粒比重较复杂,土工试验时往往不进行试验,而直接通过经验估值,这虽然对岩土工程可以接受,但涉及到渗流稳定分析时,将产生较大误差。
抗剪强度试验提供的粘聚力和内摩擦角是基坑开挖和基坑设计的基础,室内测定抗剪强度的方法主要为直剪试验和三轴压缩试验。直剪试验因其操作简便,速度快,常被采用,但该法很难控制排水条件,尤其对渗透系数大于10-5的土结果会产生很大误差。三轴压缩试验更符合土的实际受力,试验过程中的排水和孔隙水压力较易控制,但由于试验周期长、过程复杂,几乎不被采用[2]。
岩土工程勘察报告是工程勘察的成果性文件,是为地基处理、基础设计、基坑设计提供依据的文件,因此勘察报告不仅要客观反映场地地形、地貌,而且要进行正确、合理地岩土工程评价。但受技术人员水平及经验的限制、勘察与设计的脱节等影响,往往使勘察报告出现重点不突出、评价不准确的现象。
工程地质分层主要根据土的工程地质单元、土的外业描述、原位测试成果、土工试验结果结合工程经验进行划分。然而由于各方法判别结果的差异性,使技术人员不能整体把握土层特性,合理地进行地质分层。
岩土参数统计时,若对数据不进行分析、剔除异常值,则会使统计结果变异系数过大,统计结果误差太大。另一方面岩土参数选用时,一律采用标准值,这违背规范对抗剪强度指标应采用标准值、土的压缩性指标选取平均值、其他一般物理力学指标根据需要选取最大值、最小值、平均值或其组合值的要求[3]。
岩土工程勘察文件编制标准要求进行地基均匀性评价。对于高层建筑,现行《高层建筑岩土工程勘察规范》[4]对高层建筑地基均匀性规定了明确的判别方法,而单层及多层建筑如何进行地基均匀性评价显得无章可依,给工程技术人员带来一定困难。
地基承载力取值一般根据土工试验、静力触探试验、标准贯入试验结合区域经验综合选用。而由于岩土工程区域性差异较大,对各种地基均依据同一标准对其承载力进行判别,未免使一些地区偏于保守,而另一些地区偏于不安全,使广大技术人员在选取地基承载力时产生疑虑。
同一种地基问题,往往有多种可用的地基处理方案。勘察技术人员应考虑场地条件、建筑荷载、区域经验等提出几种地基处理方案,并进行合理性、经济性、适用性对比,提出最优方案的建议。目前多数勘察单位为省事,仅提供单一的地基处理方案,而设计方不加思考直接选用,造成许多地基处理效果不理想的问题。
综上,岩土工程勘察过程中存在各种不可忽视的问题。提高岩土工程勘察设计水平,为用户提供既安全又经济的勘察产品是我们每个岩土工程技术人员的责任。为此我们必须做出一些举措来防止这些问题的发生。譬如,完善岩土工程勘察监理制度,实现勘察方案、外业、土工试验、勘察成果资料全过程的监督可防止弄虚作假,确保成果真实性;通过建立岩土工程勘察数据库,通过总结已有勘察结果,可提供区域性的成果经验,为工程技术人员进行类似工程勘察提供参考。
[1]胡建华.进一步提高岩土工程勘察质量的对策探讨[J].西部探矿工程,2009(11):3-5.
[2]潘广灿,张金来.对岩土工程勘察与地基设计若干问题的认识[J].探矿工程,2005(9):20-22.
[3]张 勤.浅谈岩土勘察工程的问题及措施[J].价值工程,2009(5):146.
[4]JGJ 72-2004,高层建筑岩土工程勘察规范[S].