岩土工程勘察中的问题及质量控制探讨

2021-11-28 07:32李涛
科技与创新 2021年23期
关键词:原位岩土试验

李涛

(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海200092)

岩土工程勘察的任务是查明场地或地区的工程地质条件,为规划、设计、施工提供相应的地质资料;根据国家规范,各项建设工程在设计和施工前,必须按照基本建设程序进行岩土工程勘察。岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求,正确反映地质条件,查明不良地质作用和地质灾害,提供资料完整、评价正确的勘察报告。本文主要针对岩土勘察在前期、野外勘探及水文地质等方面出现的问题进行归纳和分析,并对后期岩土勘察质量控制提出一些建议和想法。

1 勘察工作中常见问题

1.1 缺乏勘察前期工作准备

前期工作,主要有附近场地或区域勘察资料以及建(构)筑物的性质、规模、荷载、基础形式等资料的收集。首先勘察工作不具普遍性,地区差异较大,同时勘察单位水平参差不齐,资源共享存在问题,所以,工程所在地收集到的资料不一定详细,参考指导性较小。因为准备不充分,导致勘察工作针对性不强。其次,目前很多工程勘察工作与设计缺乏紧密的联系,勘察不了解设计意图,设计不了解勘察资料,沟通也存在问题,导致勘察方案不能及时随设计方案的变更作出相应的调整优化,从而导致勘察方案不能与设计方案相匹配。最后,勘察项目负责人对现场踏勘环节的忽视,对工程现场情况和区域地质情况缺乏了解,导致勘察方案缺乏对实际工作环境条件和地质条件的认识,使地质勘察工作与实际出现不切合的情况。

前期工作除了对前期工作的准备,还应做好前期进场协调工作,做好前期协调工作将为后续施工创造良好的条件。

1.2 现场原位试验与取样的不合理

原位测试是岩土工程勘察中十分重要的手段,在探测地层分布、测定岩土性质、检查地基加固情况、确定地基承载力等方面有明显的优点。但是,因为原位试验是直接反映岩土体性质的,一般各类仪器具有其独立性,其操作相对而言也较为复杂,技术难度较高、工作量较大、耗时较长,所以在实际实施当中,经常出现不规范操作的情况。比如标贯试验,按照《岩土工程勘察规范》钻至试验标高以上15 cm处,清理孔底残土后再进行试验;贯入器打入土中15 cm后,开始记录每打入10 cm的锤击数,累计打入30 cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N。但是在实际中,常有自动落锤装置不灵活,落距有偏差,浮土不清除,贯入深度不到位,贯入器、探杆、导向杆连接后倾斜不垂直,侧向晃动及锤击偏心等情况。更有甚者,直接不按相关规范进行操作,导致得到的数据不详实或数据失真,造成岩土分析困难。

首先进场前项目负责人必须组织召开勘察技术交底会,明确该工程的性质、技术要求、现场施工条件,对可能遇到的技术难点明确详细解决方法;其次对勘察人员做好各项技术交底工作,明确各项原位试验的操作人员熟悉各原位试验具体操作流程,并下发现场勘察技术要求及操作指导书;最后现场负责人应现场巡查监督操作人员是否按照相应的规范和要求进行原位试验并及时指出改正。

岩土试样的采取,根据试验目的分为四个等级:Ⅰ(不扰动),可用于土类定名、含水率、密度、强扶参数、变形参数的试验;Ⅱ(轻微扰动),可用于土类定名、含水率、密度参数的试验;Ⅲ(显著扰动),可用于土类定名、含水率参数的试验;Ⅳ(完全扰动),仅可用于土类定名,针对不同的试验对试样要求不同,同时不同等级的试样也需要相应的取土工具进行取样。因此在实际勘察工作中,一些勘察单位,不按照相应的要求取样,取样等级达不到规范要求,所取试样不及时蜡封、标识、送检及相应保护;仅限于取样6组的这个强制条件,缺乏对试样的代表性和均匀性的考虑。以上的问题,导致岩土试验数据的失真,同时也是勘察结果合理性难以得到保证的根源。

首先,应根据勘探技术要求,地层类别、场地及环境条件选择合适的钻机、钻具和钻进方法;其次,不同等级的土试样应根据要求采用相应的取样工具;最后,岩芯采取率应逐回次计算,岩芯采取率应满足勘察大纲提的技术要求,并符合《建筑工程地质勘探与取样技术规程》中岩芯采取率的相关规定。

1.3 勘察测试技术问题

近十多年,岩土勘察技术并未有太大的进步,主要还是以钻探为主,辅以一些原位测试试验。同时,钻探人员多以带徒的方式进行学习,并未受过全面完整的培训和指导,所以在取样、原位测试等方面缺乏专业的认识。例如静探试验设备的定期标定、贯入速率的控制,标准贯入试验、重力触探试验操作的不规范等。岩土钻探和测试技术的落后,以及岩土测试的结果的真实性、准确性直接影响岩土勘察的成果质量。

目前勘察还是多以钻探为主,但是随着其他行业技术的进步和提高,对勘察钻探行业也有一定的积极推动。比如,静力触探试验仪器,从人力式往机械式、液压式转换,压入压力和深度也逐步增加,作业效率也逐步提高,勘察技术也随工程的建设发展而同步进步发展。根据不同的场地勘探技术要求,地层类别、场地及环境条件也应采用与之适应的勘察技术,才能很好地完成勘察任务,保证勘察质量。

1.4 缺乏工程地质勘察中水文地质的危害性的认识

水是岩土三相中重要组成部分,直接影响着岩土体的性质,水文地质的勘察就显得尤为重要。地下水位的变化和地下水动力的平衡,均会影响岩土体的性质。地下水位异常升高,浸润周边土体,导致土壤盐渍化;地下水位异常下降时,土体中有效应力增大,引起土体压缩,出现地面沉降、开裂等问题,近年这类工程事故报道较为频繁。地下水压,在原来的岩土体中,地下水处于一种平衡状态,因为施工,人为活动打破了原有地下水平衡,地下水压产生变化,对地基产生影响,威胁建(构)筑物稳定,可能诱发地基上浮或基坑突涌等问题。

2 勘察质量的控制

2.1 制定合理的勘察大纲和工作计划

针对具体的工程,勘察负责人应主动与设计单位进行沟通之后收集勘察资料、了解勘察目的,针对不同的勘察对象制定出相应的具体勘察方案,同时制定合理的勘察计划,并及时根据现场的勘察情况进行动态的调整。比如根据勘察揭露的地质情况,动态调整勘察孔间距、深度、取样数量以及试验项目等,这样可以减少勘察浪费、提高勘察质量和效率。

2.2 物探工作的必要性

在工程建设中,特别是城市工程,会遇到各种需要物探的工作,如在地下城市复杂的管网、岩溶问题及孤石、地下障碍物等不良地质体以及一些原位测试(如波速、电阻率、地质雷达)中得到应用。比较常用的物探技术有CT法、TEM法以及地质雷达技术等。物探的辅助,使人们对地下管线情况、不良地质体等情况有一个预判,能为相应的情况作出预案和分析,通过各种资料的综合分析,提高勘察工作效率和岩土勘察结果的可靠性。

2.3 勘察工作人员的培训

勘察工作中,勘察结果的准确性与勘察人员直接相关,由于勘察人员缺乏专业知识,导致对勘察过程中的数据分析失误,最终导致勘察结果中对岩土的分层和岩土体性质缺乏专业准确的分析。所以应对勘察工作人员进行定期的培训和考核,提高勘察工作人的专业素养,同时强化项目负责人负责制,明确权责关系,提高工作效率和勘察质量。

2.4 完善岩土勘察的监管体系

钻探依旧是获取地质资料的主要手段,要加强野外现场外业工作的监督,提高现场外业质量,从根本上保证获得的第一手资料的真实性和准确性。钻探作业的监管,包括核对校核钻进进尺、岩芯采取率、取样质量等。

2.5 岩土勘察数字化和勘察信息库的建设

计算机的应用,使岩土勘察趋于数字化成为可能,利用计算机技术将测绘技术、数据库技术、计算机技术、地理信息系统、网络通信技术等所有信息进行结合;勘察信息的数字化,有利于岩土负责人对勘察数据的整合和勘察全过程的管理。

BIM技术在三维地质建模的应用,使勘察信息立体化,如上海、宁波等地出台的《上海市建设工程勘察质量信息化平台》《宁波市勘察质量信息化监管平台》及相关的技术数据,实现无纸化编录和地质信息库的建立,不仅节约了勘察成本,同时也使野外编录工作规范化,也能对现场勘察工作实行远程监督,保证了工作效率和勘察质量。同时,该平台也使得地质信息收集更加规范化,建立起了该地区的地质信息库;从长远看,该数据库的建立可以进行数据共享,避免重复工作,从而节约勘察成本,提高工作效率。

3 结语

综上所述,岩土勘察是工程建设中必不可少的,工程勘察中出现的问题也各不相同,应注重实际地质情况,因地制宜,制定合理的勘察大纲和工作计划,执行相关工作的核查和监督工作。并应加强勘察人员的技术培训,勤思考、多学习,积极探索技术的革新,保证岩土勘察结果真实可靠,为工程的建设提供可靠依据,推动勘察行业的发展。

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