文|北京市地质工程勘察院 王辉
岩土工程勘察工作是岩土工程施工及上层结构施工中举足轻重的工作环节。勘察成果的质量将直接影响建设项目的安全和造价。勘察野外作业一般具有短平快,以及突击性强的特点,若勘探前没有综合周密的计划,勘探中不严格按照勘察纲要实施,等室内整理野外作业施工记录时发现问题,若重新补充勘探工作势必会造成一定损失,不去补充又难以满足工程需要及规范要求,这样就会使勘察工作陷入被动局面。笔者现将工程勘察野外作业中常见问题做总结剖析,保证成果报告质量。
野外钻探编录描述划分的正确性对室内资料整理以及划分地质剖面图影响较大。对较大型的工程,现场钻机设备较多,技术人员较多,那么各勘探机台往往按照自己经验或者所作业钻孔的实际情况来记录描述,这样由于描述人员的水平及经验参差不齐,对地基土性的认知不一,因而随意性大,缺乏定量依据,且这种判别又多着重于土质学方面,而对土体的软硬、松密程度仅凭个人感觉确定、差异很大。例如对同一个土样,有可能女同志鉴别为硬的,而男同志则鉴别为软的。审校人员不在现场,那么如何来检查现场描述记录的正确性也是一个有待解决的问题,在资料最终汇总后页难以达到统一,给室内整理带来很大困难。
通过多年的工作经验,为尽量避免这些问题发生,工程主持人(项目负责人)应按规定在野外作业施工之前对所有技术人员进行统一的技术交底,并制定统一编录形式,对于地层岩性的认识进行统一描述,使描述人员对地层形成统一认识。要求现场描述人员在勘察施工期间遇到特殊情况及时向工程主持人汇报。另外须派专人现场绘制钻孔草剖面,发现异常及时处理,地层变化较大时,加深或加密钻孔,必要时对施工或描述问题较严重机台打验证孔,只有这样才能更好地保证勘探质量。
外业施工的纲领文件——勘察纲要、设计文件是在明确工程性质和搜集已有地质资料前提下确定的,《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ11-501-2009)在其第6.1.2规定:“建筑地基勘察前应详细了解设计意图,全面搜集和研究建筑场地及其临近地段的已有勘察报告和工程经验[1]”。但不同场地是变化的,这就需要我们根据地层变化情况,及时调整原设计孔深。在已经搜集了临近已有勘察资料后,有时也须根据野外工作实际灵活调整钻孔深度,如遇基岩地层、均匀密实的碎石地层,原设计孔深则可适当折减,而相反如在设计孔深内遇较深的填土地层,软的淤泥地层则要在原设计孔深的基础上加深孔深,以满足工程及规范需要。
勘探点的密度主要根据地基复杂程度以及建筑物轮廓确定。根据《岩土工程勘察规范》(2009版)4.1.15条,详细勘察勘探点的间距可按表4.1.15确定。
表4.1.15 详细勘察勘探点的间距(m)
外业施工中经常还会遇到相邻钻孔地层变化特别大的情况,这这种情况下要视具体情况进行补充加密钻孔工作,以查明地基土层的变化分布规律。 《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ11-501-2009)在其第6.2.1.6规定:“同一建筑物范围内的主要地基持力层或有影响的下卧层起伏变化较大时,应补点查清其起伏变化情况使相邻勘探点的层顶高差不大于1m或补点至间距10m[1]”。在一般情况下,补孔的布置应靠近地层变化较大的钻孔附近且其距离亦为10m,以达到既最大限度控制地层变化又保证满足规范要求的双重目的。
在补孔设计方案中,对于不同建筑条件,应采取不同的补孔方案,对于采用条形或筏板基础的一般民用建筑,由于其基础在建筑物轮廓线内部广泛分布,则可以在建筑物内部进行补孔,以达到控制最大范围的目的。而对于采用独立基础的工业生产厂房,一般其柱基跨度较大,须根据其柱网情况,在其有柱基分布的线上进行补孔,以达到使用的目的,如图1:
A 楼为一拟采用条形基础的民用建筑,其基础在建筑物轮廓线内部广泛分布,在勘察施工中发现1#较其相临的2#、3#钻孔之间地层变化较大,则可补孔于建筑物内部且距1#钻孔不大于10m 处。B 楼为一拟采用单跨独立柱基的工业生产厂房,在勘察施工中发现5#钻孔与6#、7#钻孔间地层超差,若还按A楼的补孔原则去补孔则由于该建筑轮廓线内部无基础分布而不能达到实用的目的,所以应结合其具体情况在5#与6#、7#钻孔之间沿基础轴线分别补孔,且间距为10米,以达到实用的目的。
所以工程技术人员要综合考虑,充分结合场地总体地质情况,要特殊情况特殊处理,做适当调整。
>>图1
岩土工程勘察外业施工原位测试的种类常见的有标准贯入试验,重型(轻型)动力触探试验,静力触探试验,剪切波速测试试验等多种,鉴于篇幅所限本文仅就原位测试中最常见的标准贯入试验进行说明,希望可以对于工程技术人员有所帮助起到以点带面的作用。
一般来讲,引起标准贯入试验数据失真主要有以下几种情况:
(1)人为因素
目前国内勘察施工尚无监理介入,施工质量令人堪忧,部分施工队伍盲目追求施工利润,对于原位测试工作弄虚作假现象严重,须引起足够重视,从技术上,从制度上杜绝造假现象,保证原位测试质量,保证勘察成果的真实可靠性。
(2)试验设备本身问题
在消除设备本身问题方面,国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009版)中第10.1.3条明确要求:“原位测试的仪器设备应定期检验和标定[2]”。为了在全国范围内对标准贯入试验仪器的规格进行统一,国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009版)中第10.5.2对标准贯入试验设备规格进行了详细的规定。
所以,我们一定严格按照国家规范定期对仪器设备进行检验,及时更换检验不合格的设备,以保证施工质量。
(3)孔内残留虚土
对于孔内残留虚土问题,我们可在试验前清除孔底虚土后再进行试验。
(4)控制涌砂问题
表10.5.2标准贯入试验设备规格
在饱和砂土中进行标准贯入试验,常见涌砂问题,涌砂会导致标准贯入试验击数偏低,不能真实地反映地层的密实度。
控制涌砂问题可以采用压浆法,鉴于篇幅所限,其具体工艺等本文不再细述。
按照规范要求,对于常见的独栋建筑来说,布置钻孔一般为4~8个,但同地质年代地层厚度较小的土层,技术钻孔少就可能导致原状土试样或原位测试数据不能满足规范要求。如果勘探现场技术人员能够做到具体情况具体分析,在施工中首先施工技术孔,根据现场实际情况调整取土试样(或原位测试)间距以及个数,就可能回避一些问题。最后根据所有技术钻孔资料总体分析,以保证每层土原状土样或原位测试数据个数满足要求即可。这样对野外钻探控制较为明确,而且省时省力,也对土质物理力学试验中土性指标代表值的确定将更为合理。
地下水位测量工作对于勘察成果报告质量至关重要。工程是否需要进行降水、止水,需要采取什么措施降水,基底附近有无承压水是否会有地下水突涌现象,如何合理地给出设计抗浮水位等等。要想科学合理地解决这些问题,就必须对场地每一层地下水进行认真仔细的观测、分析、论证。
在对地下水观测中,一定要严格按照规范按规范的时间要求测量初见和静止水位。地下水位量测工作往往存在对多层水位分层的测量,避水措施不当造成上层与下层地下水混为一层地下水,以致漏测地下水位的问题。
对于这个问题应该在见到第一层地下水与第二层地下水之间隔水层后及时多跟套管,止住上层地下水,以避免影响下层水。
另外,在对提供地下水位数据时,也应充分考虑丰水期或枯水期,以及场地附近其他施工状况,如施工降水等。在编制勘察报告中应做以说明,如以提高勘察报告质量。
以上几点只是本人想到的比较典型的几个问题,实际野外工作中可能还会遇到更多的问题,这些问题的解决需要我们工程技术人员吃透规范,并且灵活应用,这样才能提高外业施工质量,进而提高岩土工程勘察报告成果的质量。