岩土工程勘察的质量控制及评价分析

罗忠超

（山东莱克工程设计有限公司，山东 东营 257100）

随着工程建设的快速发展，岩土工程勘察数量日益增加，由于工程勘察是后续工作的基础，因此，保证勘察质量是非常重要的[1-2]。不少学者进行了相关研究，张益峰等[3]分析了岩土工程勘察的要点；刘卫民等[4]解读了岩土工程勘察的规范；陈柏灿[5]分析了岩土工程勘察对基坑施工的影响规律。上述研究均取得了相应的成果，但均未系统地进行岩土工程勘察的质量控制。因此，该文以工程背景为基础，先进行其勘察质量控制分析，并进一步研究了勘察质量的评价方法，结合现场沉降监测成果，评价最终的施工效果，以侧面佐证勘察成果的准确性。通过该文研究，以期为工程提供指导。

1 工程概况

1.1 工程基本信息

某道路工程隶属城市经济区重点建设项目，延伸方向近似南北，其作用主要是承担经济区南北向的交通运输。该道路的基础信息如下。a）设计长度为3459.44m，道路等级为城市主干路，道路宽度为32m。b）交通量的饱和年限设计为20年，面层采用沥青混凝土。c）设计时速60km，车道数为8车道。d）最小曲率一般为160m，极限值为65m。e）最小坡长设计为120m，最大纵坡设计为6.0%。f）最大超高横坡设计为2%，凹、凸曲线最小半径分别为700m和600m。g）最大挖方高度为41.2m，最高填方高度为19.5m。

1.2 工程地质条件

结合项目勘察成果，其地质条件如下。

1.2.1 地形地貌

工作区属丘陵地貌，钻孔高程为384.17m～432.57m，最大高差约49.00m，整体地势起伏较大，仅局部沟谷地段较为平坦。

1.2.2 地层岩性

工作区第四系土层主要为填土层、粉质黏土，其中，填土岩性多为黏性土，多具稍湿～湿，可塑～硬塑状，结构松散，含有一定植物根系；粉质黏土多为残坡积，软塑～可塑状，成分以黏土矿物为主，强度一般。下覆基岩主要为侏罗系遂宁组泥岩，紫红色，泥质结构，薄层～中厚层状，节理裂隙较发育，岩体完整性随深度增加而增加。

1.2.3 地质构造

工作区内未见大构造发育，但节理裂隙较发育，主要可见2组优势节理，其中，节理1：倾向为176°，倾角为80°，间距0.5～2.0m，倾向延伸0.3～0.5m，裂面平整；节理2：倾向为251°，倾角为85°，间距0.5～2.0m，延伸0.2～0.6m。

1.2.4 水文地质条件

区内未见明显地表水，仅在强降雨过程中，在低洼处形成一定的积水。地下水主要为孔隙水和裂隙水，两者赋存特征与常规情况一致，且在本次调查过程中，极少见地下水。

2 勘察质量控制

结合工程实际，岩土工程勘察中的质量控制应从作业人员、材料质量、使用设备和勘察手段等方面入手。

2.1 作业人员控制

在本项目勘察过程中，部分钻机作业人员不重视岩芯的正确摆放，造成技术人员在分层过程中不能有效掌握分层节点，在发现该问题后，对项目现场作业人员岗位责任进行划分，避免出现类似问题。

2.2 材料质量控制

由于本项目所处位置的地层中，存在卵石层，且在钻进过程中遇到了漏浆问题，为保证其顺利实施，采取了水泥护壁措施，因此，控制水泥质量显得格外重要。

2.3 使用设备控制

本项目为道路勘察项目，使用设备主要包括钻机、转运机械等，若各类机械不能正常运行，将会严重影响工期。因此，为保证使用设备正常运行，要求参与作业单位在机械进场前，对所有机械都进行保养处理。

2.4 勘察手段控制

在本项目勘察过程中，除钻探手段外，还有原位试验、室内试验等，各类勘察手段的规范要求存在较大差异。因此，为保证本项目的勘察质量，要求所有作业人员严格按照规范执行。

3 工程勘察质量评价

3.1 评价方法

为有效评价勘察质量，本文结合工程实际及文献[6]的研究成果，提出利用P×C分级法对其勘察质量进行评价。首先，结合本文工程项目的基本特点及第二节成果，先构建其勘察质量评价体系。在评价体系构建过程中，将其结构设计为3层。其中，目标层为“工程勘察质量评价体系”，其后是一级指标，即第2节中的作业人员的控制效果K1、材料质量的控制效果K2、使用设备的控制效果K3和勘察手段的控制效果K4；在一级指标后，再进一步细分二级指标，即K1指标包括作业人员的学历K11、作业人员的职称K12及作业人员的工作年限K13；K2指标包括水泥混合材的准备K21及机械材料的准备K22；K3指标包括设备生产质量K31及设备使用年限K32；K4指标包括原位试验的规范性K41、室内试验的规范性K42及试验成果统计的规范性K43。其次，考虑到1-9标度法具有较强的普适性及有效性，提出利用其实现各评价指标的权值求解，且其求解过程主要包括3步，即判断矩阵的构建、矩阵的一致性检验及权值计算[6]，且在此过程中，先对判别指标CI进行计算，如公式（1）所示。

式中：λmax为最大特征值；n为矩阵对应评价指标数。

通过CI值再进一步计算CR指标，如公式（2）所示。

式中：RI为标度参数。

根据一致性检验原理，如果CR值＜0.1，那么说明判断矩阵具一致性特征；反之，重新构造判断矩阵。

由于专家法是模糊理论的常用使用方法，其能有效利用专家经验，因此利用这种方法对各评价指标的隶属度进行求解。根据不同专家的经验差异，对不同类专家的评价结果进行折减处理，具体标准如下。a）行业老专家。该类专家的隶属度评价结果不需要折减，即折减系数为1.0。b）高级工程师。该类专家的隶属度评价结果须稍微折减，即折减系数为0.9。c）中级工程师。该类专家的隶属度评价结果须一般折减，即折减系数为0.8。

将各类专家的隶属度评价结果进行折减处理后相加，得到对应评价指标的最终隶属度结果。如公式（3）所示。

式中：li为最终的隶属度值；lik为专家的隶属度；k为专家个数。

最后，结合工程实际，将其勘察质量控制等级划分为4级，各级标准如下。Ⅰ级：质量分为45分，质量等级评分为0～60分，其勘察质量控制差，无法满足工程后续需要。Ⅱ级：质量分为60分，质量等级评分为60分～75分，其勘察质量控制一般，基本满足工程后续需要。Ⅲ级：质量分为70分，质量等级评分为75分～90分，其勘察质量控制较好，能有效满足工程后续需要。Ⅳ级：质量分为90分，质量等级评分为90分～100分，其勘察质量控制好，能完全满足工程后续需要。

3.2 评价结果分析

按照第3.1节评价方法，首先，对二级指标的评价结果进行统计，见表1。根据表1，二级指标的质量得分为56.18～86.02，质量控制等级为Ⅰ级～Ⅲ级。其中，Ⅰ级指标有1个，占比为10%；Ⅱ级指标有3个，占比为30%；Ⅲ级指标有6个，占比为60%。相对来说，二级指标总体是以质量控制等级为Ⅲ级时为主。

表1 二级指标的评价结果

根据二级指标质量得分，其质量控制效果排序如下。设备使用年限K32（质量得分为86.02，质量控制等级为Ⅲ级）＞室内试验的规范性K42（质量得分为84.55，质量控制等级为Ⅲ级）＞作业人员的职称K12（质量得分为80.69，质量控制等级为Ⅲ级）＞试验成果统计的规范性K43（质量得分为80.30，质量控制等级为Ⅲ级）＞水泥混合材料的准备K21（质量得分为80.16，质量控制等级为Ⅲ级）＞机械材料的准备K22（质量得分为76.24，质量控制等级为Ⅲ级）＞设备生产质量K31（质量得分为74.95，质量控制等级为Ⅱ级）＞原位试验的规范性K41（质量得分为72.56，质量控制等级为Ⅱ级）＞作业人员的工作年限K13（质量得分为70.46，质量控制等级为Ⅱ级）＞作业人员的学历K11（质量得分为56.18，质量控制等级为Ⅰ级）。

其次，统计得到一级指标的评价结果，见表2。根据表2，从K1指标至K4指标的质量得分依次为74.21、84.19、82.35和87.44，其中，仅K1指标的质量控制等级为Ⅱ级，占比为25%；其余3个一级指标的质量控制等级为Ⅲ级，占比为75%。

表2 一级指标的评价结果

根据一级指标质量得分，将其质量控制效果排序如下：勘察手段的控制效果K4（质量得分为87.44，质量控制等级为Ⅲ级）＞材料质量的控制效果K2（质量得分为84.19，质量控制等级为Ⅲ级）＞使用设备的控制效果（质量得分为82.35，质量控制等级为Ⅲ级）＞K3作业人员的控制效果K1（质量得分为74.21，质量控制等级为Ⅱ级）。

最后，再对项目进行整体勘察质量控制，得出如下结果。

综上所述，本项目的最终勘察质量得分为84.71分，质量控制等级为Ⅲ级，说明其勘察质量控制较好，能满足工程需要。

4 施工效果评价

在道路施工效果评价过程中，为保证其评价结果的准确性，将其思路分为2步。1）在道路施工完成后，按周期进行现场变形巡视。2）在道路上布设沉降监测点，通过变形分析来量化评价施工效果。

4.1 现场巡视结果

在现场过程中，按照1周一次的巡视周期进行巡查，在巡视过程中共发现11条裂缝。其中，有5条较大的裂缝，特征如下。裂缝1：延伸长度6.3m，宽度2.1cm～6.0cm，可见深度约12cm，无下错特征。裂缝2：延伸长度3.8m，宽度1.2cm～4.5cm，可见深度约12cm，无下错特征。裂缝3：延伸长度4.1m，宽度3.9cm～4.2cm，可见深度约12cm，无下错特征。裂缝4：延伸长度2.9m，宽度1.5cm～5.3cm，可见深度约12cm，无下错特征。裂缝5：延伸长度5.7m，宽度2.8cm～4.5cm，可见深度约12cm，无下错特征。

在巡查后期，所有裂缝均无扩展趋势，绝大部分还出现了闭合。因此，巡视结果显示道路变形特征一般，也无发展特征，初步说明勘察控制质量较好。

4.2 现场变形监测结果

按照论文思路，首先，对道路施工后的沉降变形进行监测，共布设了8个监测点，即n1～n8，共统计48期数据，其最终沉降结果统计见表3。根据表3，8个监测点的沉降实测值为13.68mm～20.41mm，均值为16.53mm；沉降计算值为15.92mm～25.38mm，均值为19.72mm；相对来说，沉降计算值均不同程度地大于沉降实测值，且两者相对误差局域3.85%～85.57%，均值为21.01%。

表3 道路施工后的沉降变形结果

沉降最大值为25.38mm，均小于50mm（变形控制值），因此，说明此道路目前现阶段的沉降控制效果较好。

其次，进一步进行道路沉降变形的变化趋势分析，分析思路如下：将32期～48期沉降变形速率进行区间划分，共划分为5个区间，每个区间4期数据，对各区间的速率均值进行统计，并通过速率均值来评价沉降变形的发展规律。经统计，得到5个区间的速率均值结果见表4。据表4，从区间1～区间5，对应的速率均值变化如下：0.41mm/期→0.32mm/期→0.25mm/期→0.19mm/期→0.12mm/期，有持续降低的趋势，加之区间5对应的速率均值较小，说明道路沉降变形趋于稳定。

表4 道路沉降区间划分后的变形速率

最后，再用表3中的沉降实测值与变形控制值相除，构建累计变形评价指标K，且K值越小，说明沉降剩余变形空间较大，安全性越高；反之，沉降剩余变形空间较小，安全性越低。

经统计，n1监测点的K值为0.408，n2监测点的K值为0.313，n3监测点的K值为0.334，n4监测点的K值为0.274，n5监测点的K值为0.335，n6监测点的K值为0.344，n7监测点的K值为0.330，n8监测点的K值为0.307。通过对比，8个监测点的K值均＜1，说明各监测点的沉降剩余变形空间均较大，安全性较高。

综上所述，考虑到沉降趋于稳定，且目前沉降实测值与变形控制值间的变形余量仍较大，充分说明道路沉降变形控制效果较好，侧面说明道路勘察成果的可信度较高，验证其勘察控制质量较好。

5 结语

通过岩土工程勘察的质量控制及评价分析，主要得出以下3个结论。1）在本文项目勘察执行过程中，制定了相应的质量控制措施，主要从作业人员、材料质量、使用设备和勘察手段等方面入手。2）P×C分级法能有效进行项目的勘察质量评价，二级指标的质量得分为56.18～86.02，质量控制等级为Ⅰ级～Ⅲ级；同时，在二级指标评价结果中，从K1指标至K4指标的质量得分依次为74.21、84.19、82.35和87.44。3）通过施工过程中的沉降变形监测，得到沉降最大值为25.38mm，均小于50mm（变形控制值），且变形速率有明显降低的趋势。因此，说明此道路目前现阶段的沉降控制效果较优。