浅谈岩土工程勘察中存在的问题及改进措施

浅谈岩土工程勘察中存在的问题及改进措施贵州大学明德学院土木系岩土贵州贵阳550003摘要：岩土工程勘察是为了施工提供各项岩土工程参数，也是建设工程的重要环节，岩土工程勘察的结果与质量对整个工程项目的安全及造价有着重要影响，目前岩土工程勘察中存在缺勘察纲要，勘察资料质量不高、定量分析欠深人、忽视地区性研究及工程与环境共同作用分析等方面的问题，本文就岩土工程勘察存在的问题进行分析，并提出相应的措施，旨在提高岩土工程勘察的质量，为地基处理和施工提供准确、详细的工程地质资料和技术参数。关键词：岩土工程勘察措施手段问题中图分类号：TU文献标识码：A前言岩土工程勘察的主要目的是为了查明拟建场地的地质情况并为设计、施工提供地质勘察成果及各项岩土工程参数，岩土参数的合理提供关系到基础设计的安全性、经济性和可行性。岩土工程勘察包括现场钻探、原状上取样、室内试验和现场进行原位测试等方面，必须重视每一个环节严格按照有关规范执行，同时结合地区经验，才能保证勘察结果的准确性。现就岩上工程勘察中应注意的问题进行简单浅析。一岩土工程勘察的问题研究1.勘探孔深度及间距:根据基础形式及结构形式的不同，勘探深度也会不同。如：一般5层～6层砖混结构住宅，勘探孔深15m基本町满足要求，而5层框架结构商场由于柱网的柱荷载大，基础面积大甚至可能采用桩基，则勘探扎深度15m一般不够。地层工程地质性质不同，勘探深度也不同。埋藏较浅且工程地质性质好的密实碎石上及基岩地区勘探孔深度较浅，而工程地质性质差的淤泥及松散杂填土地区勘探孔深度较深，这就要求在勘探前对勘探区域地层大致情况有所了解，做到有的放矢。地基复杂程度不同，勘探点间距不同。在勘探时遇复杂地基情况，应按规范要加密勘探点，不能局限于经济或时间等因素而不保持原勘探方案不变，事毕难以明场地工程地质情况，埋下工程隐患。这种情况在工程勘察市场竞争剧烈而盲目压价的地区较为严重。对于高层建筑，勘探孔间距要比一般建筑的小，且比安全等级高的要更小。实际上钻孔问距主要取决于场地的复杂程度上，即场地是否存在暗沟、塘等异常带，保证钻探所揭露地层能准确反映水平和垂直方向土质情况及地下水存赋形态等，而不足建筑物安全等级决定孔距，当然布孔位置也要考虑到拟建建筑物的条件，如在主体建筑角上、荷载和建筑体形变异较大处应有勘探点进行控审{k另外对于不同地貌交界处也应加密勘探。勘探孔深度总结如下：1）天然地基控制孔深(m)=基础埋深+地基压缩层厚度；一般孔深(m)=基础埋深+0．7倍的基础宽度(并应小于2／3压缩层厚度)。2)桩基控制孔深(m)=基础埋深+预计桩长+桩端平面下压缩层厚度一般孔深(m)=基础埋深+预计桩长[1]。另外，当场地或场地附近没有可信资料时，至少要有一个钻孔满足地震场地划分对覆盖层勘察的要求。2.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”：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是否落军应测试孔底位置，造成标贯数据严重失真。因此标准贯入试验应按规定进行杆长和孔深校正，一方面可以保证在缩径和孔底有残留时测试位置控制在应测试段，另一方面町以及时发现极软弱地层标贯只陷、自沉现象，从而确保贯数据的真实性[2]。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)，但在施工时由于连续贯入比较缓慢且起杆困难或局部地段锤击进而放弃连续贯入，使得对碎石土评价本来就缺乏相应手段的触探指标数据不够实，进而造成对碎石类上的评价困难。3.原状土取样由于土样采取的方法不同，导致取同的“原状”土样的质量在不同的试验室之间差别很大，从而使窒内试验数据与真实情况有较人的误差。取样方法的不同会导致上样含水率有一定的变化，应注意在取上装置上及时加装套管，以避免地卜对原状土的影响。取出后应迅速密封。天气炎热时为避免蜡封融化，宜采取多种措施密封。天气寒冷要避免冰冻。土样保仔时间不宜超过三周。土样运送过程中，采用自制的缓震装置对土样加以保护，对无粘性上上样应尽量避免有过人的震动[3]。土体的结构性遭到破坏，会导致粘聚力与内摩擦角试验值与现场产牛过大差异。4.勘探与取样勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的并且盯利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩士的特性选用上述各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难干推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是，物探成果判释往往具多解性，方法的使用又受地形条件等的限制，其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩七工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法[4]。使用这种方法时应具有经济观点，布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据，切避盲目性和随意性。二、岩土工程地质勘查技术应用的建议措施：1、地球物理和地球化学勘查技术互补法为了快速、准确了解岩土工程的地质情况，综合采用这些技术方法，可以深入勘查岩土工程复杂的地质，并可以在各种区域中预测地质的类型和地质含量等。在大范围的岩土地质条件下，地球物理勘探利用磁、重、电法的圈定能力具备独特的优势，但如果遇到隐伏的地质，对边界和深入的圈定准确率将大打折扣。因此我们要采用地震勘查技术，准确圈定地质伸出的构造边界，而岩土构造的部分，需要采用穿透力极强的化学勘查技术方法[5]。反过来，岩土地质结构情况不能够全面了解，则要采用地震勘查和地球物理勘查辅助化学勘查技术方法。2、勘查地质灾害的方法首先是瞬变电磁法，这种方法的原理是以不接地回线为载体，将一次脉冲电磁场直接传送到地底，然后利用接地电极，观察一次脉冲电磁场间歇期间地底半空间二次漩涡场的变化情况。这种方法具有高分辨力等优点，而且探测的深度大于其他方法，以及探测的效率高等，被广泛应用于岩土工程灾害探测。其次是高密度电阻率法，这种方法主要应用于深度较浅的岩土地下水系，利用岩土体导电性存在差异的特点，勘查的结果颇为有效。再次是视电阻率法，这种方法的原理是判断岩土工程区域的导体性质，然后进行圈定。譬如金属含量较高的岩土工程空气密度高，而空气是一种高阻绝缘体，其他地质多为块状硫化物，具有良好的导电性能，因此电阻率非常低，用视电阻率法，可以根据区域的导电性质，快速判断出各个部位的地质情况。最后是地质雷达、瑞利面波物探法等，利用这些方法，可以在岩土工程地质灾害勘查上，探测深50米的地下溶洞、地下空区、地下管道等区域是否存在地质灾害，都能够起到比较明显的效果[6]。3、GPS感应系统信息采集方法GPS是一种全球定位系统，其原理是利用卫星的无线电导航定位功能，导航和定位世界的任何位置，建立三维数据坐标，为我们提供准确的区域位置[7]。首先是建立感应系统，主要由四个部分组成，分别为信号接收器、导航星座、地面通信网络、地面控制中心，该系统是GPS感应系统的心脏部位，连接起异地之间的信号。其次是建立监控系统，分别由基准站、监控中心、现场分控站、流动站、网络中继站等构成，对岩土工程地质勘查进行实时监控，检查是否存在诱发地质灾害的可能性，以便及时采取防范措施。再次是利用GPS采集信息的过程中，需要重点分析矿物物理结构和化学成分的稳定性，同时用波谱仪测量矿物质的光谱曲线，与数据资源库的光谱对比分析，然后准确判断岩土工程的地质情况。三、提升勘查水平的一些措施1、抓好实地基础性工作在实际勘察工作中，实地勘察具有重要的意义，他是获取资料的重要来源。实地勘察工作可以获得相关地质资料，全面了解现场的地形、地质信息、施工条件等。做好实地勘察工作可以提高勘探工作的效率，保证第一首资料的准确性。实地勘察工作是地质勘察工作的基础，可以保证勘察工作按照计划进行，减少漏洞和返工。在进行实地勘察时，要做好准备和计划，保证工作全面，减少遗漏，并且保证勘察工作的进度。在进行原始资料获取时，要科学全面的分析现场地质情况，对岩土的湿度、硬度、色泽、状态等各个指标进行记录和分析，要对出现的地质信息进行统一的编录，保证勘察资料信息的统一性[8]。2、加强后期样本测试工作室内取样测试工作是地质勘察工作中重要的一环，也是保证勘察数据准确性和科学性的重要基础。在进行室取样内测试时，可能会存在测试工作不及时，操作不足够规范和标准的问题，这样会影响勘察测试的结果。在进行室内工作时，测试不规范会产生与现场数据不符合的情况。测试结果和现场勘察结果出现矛盾时，会对工程造成影响，产生相关的一系列的问题。在进行基础的室内测试实验时，要对送达的样品进行及时的测试和处理，按照规范的标准流程进行操作，通过科学的测试手段减少误差，提高测试的准确度。对待不同的样品，应采用不同的操作方式，如选择合适的测试容器、测试手段。室内测试是勘察工作中重要的环节，也是提供科学准确的勘察结果的基础。3、规范勘查秩序1)勘察主要是为设计服务的，我国的工程设计程序，对大型、特大型工程的工程设计一般分选址阶段设计、初步设计、施工图设计，所以对应于各设计阶段的要求，应进行不同阶段的勘察。工程条件、地质条件简单的工程可直接进行详细勘察。详细勘察是按单体建筑或建筑群进行勘察，提供详细的地质资料，对建筑地基作岩土工程评价，提出对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水、不良地质作用防治等方面的建议，满足施工图设计要求[9]。2）20世纪80年代以来，我国开始推行岩土工程体制，勘察工作不但需要反映场地的地质条件，而且要结合工程设计、施工条件以及地基处理要求进行岩土工程评价，提出解决岩土工程的建议，避免勘察和设计之间在了解自然、认识自然和改造利用自然方面的脱节。3）很多地区地质条件复杂，容易产生危害工程安全和环境安全的地质灾害，因此必须严格按照岩土工程中的勘察规范进行勘察分析，并要对其发展趋势作出预测和预防。四、岩土工程勘察中一般问题的原因1.勘察资料收集不全，勘察目标不明确在岩土工程勘察之前，我们要明确建筑工程的设计意图，搜集拟建物的相关资料，这样勘察工作的布置才能够做到有的放矢，才能够有针对性地进行岩土工程分析与评价，更好地解决设计施工中遇到的一些岩土工程问题。《岩土工程勘察规范》要求详勘时应“搜集建筑总平面图，总平面图要附有坐标和地形的，以及建筑物的基础型式、埋置深度、性质、规模、荷载、结构特点、地基允许变形等资料”。但是，许多单位在勘察之前对于前期资料收集工作并没有给与重视。勘察资料收集不全，对于拟建工程的结构形式一无所知，不了解勘探点坐标以及规划地坪标高等情况[10]。另外，对工程场地不良地质作用比较忽视，对原有的地形地貌也缺乏了解，地质灾害调查不细致，导致最终的勘察成果满足不了建筑工程设计和施工的要求。2.岩土分类、描述不够准确关于岩土分类问题，《岩土工程勘察规范》有比较明确的规定。如GB（50021-2001）分别在第3.2和3.3条中进一步增加了规定的范围，作出了粉土、粘性土的光泽反应、摇震反应、韧性，以及干强度描述的规定，关于岩石完整性分类，这样可以弥补一些鉴别方法的缺点与不足。但是，虽然规范做出了针对岩土分类的相应规定，但从目前的情况来看，描述不够准确的问题依然存在。作为勘察的第一手资料，描述质量低劣的情况还是会发生，描述质量参差不齐，直接影响着勘察成果的质量，严重时可能会出现错误性的结论。3.勘察测试的手段和方法不当勘察测试手段、方法不当也是一个很重要的问题。主要原因是对勘探设备、原位测试设备及取样器等的适用性缺乏正确认识。反映在岩土工程勘察工作中，比较突出的表现为：标准贯入试验、动力触探时，贯入速率未严格控制；静力触探装备未定期标定；勘察工作只使用静力触探来替代；没有连续进行圆锥动力触探试验；在碎石土层中使用标准贯入试验；标准贯入试验时孔底存在废土等，这些情况都会不时地发生[11]。4勘察市场相当不规范。目前各勘察单位几乎