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摘要：本文论述了岩土工程勘察中存在的一些问题,从现场勘探资料收集、土工试验、岩土工程分析评价及岩土工程勘察报告中存在的问题四个方面进行了剖析,提出了一些解决问题的个人的看法,以便与同行交流学习。
关键词：岩土工程 土工试验 分析评价
1 在现场勘探资料收集方面存在的若干问题
1.1 勘探深度及勘探间距
影响勘探深度主要有两个原因：一是地层工程地质性质不同。如:埋藏较浅且工程地质性质好的密实碎石土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。二是基础形式及结构形式不同。如:一般5～6 层砖混结构住宅,勘探孔深15m 基本可满足要求,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,则勘探孔深度15m 一般不够。
再者，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,应按规范要求加密勘探点,不能局限于经济或时间等因素而坚持原勘探方案不变,事必难以查明场地工程地质情况,埋下工程隱患。
1.2 野外地层划分
野外地层的正确划分是室内资料整理的关键因素,对较大型的工程由于施工多采取多钻机平行作业形式,技术人员较多,各勘探班组往往各行其是,最后资料汇总后难以统一,给室内整理带来很大困难。为避免这种问题应将所有技术人员首先集中到一起共同勘探一到二个钻孔,统一编录形式,并派专人现场负责勘探区域整体野外分层连线,发现异常及时处理,只有这样才能更好地保证勘探质量。
1.3 取样和原位测试
在采取Ⅰ,Ⅱ级原状土试样时不按JGJ89 92 原状土取样技术标准的有关规定操作,对所取试样也没有及时贴标签、封腊,不及时送试验室进行试验,导致土样严重失水,致使土工试验成果中含水量、孔隙比、液性指数、压缩系数和抗剪强度指标严重失真。在标贯和动探试验时没有清除孔底残土就进行试验,在静探试验中不控制贯入速率,造成试验数据失准。
主要持力层与下卧层的原状土样少于6 件,原位测试数据少于6 个,力学性质指标不满足统计要求。
1.4 地下水位观测
地下水位测量不规范，测点过少，剖面图没水位线。实际工作中主要存在以下几个问题:第一,应同时观测地下水位,量测时间须在最后一个钻孔施工24h 后;第二,地下水位观测应考虑周围地下水开采情况的影响,若量测时间正好处于附近抽水井抽水下降漏斗时,所量测到的地下水位肯定偏深;第三,水位量测应与钻孔座标、标高回测相结合。我们知道勘探孔口周围地面实际不是一个水平面,水位量测参照孔口位置不同,水位埋深也不一样,因此而产生的误差几厘米是难以避免的,这根本无法满足按规范要求地下水位量测精度为±2cm 的要求,也更无法测定地下水的正确流向。解决方法是孔口座标、标高回测同时以标高回测时的孔口位置为准向下量测地下水位深度。
2 在土工试验方面存在的若干问题
2.1 粉土的划分
对粉土描述不规范，为摇震反应、光泽反应、韧性、干强度多数报告不提及，仍以Ｉｐ定名，其实粉土无塑性（塑性由毛细水引起）。按规范:粉土是粒径大于0.075mm 的颗粒质量不超过总质量的50%,且塑性指数等于或小于10 的土。
在实际应用中,由于颗分试验较复杂,仍存在仅按塑性指数≤10 来划定粉土的不全面、不准确的做法,我们知道粉砂有时也可测定一定的塑性指数,若仅按塑性指数划分粉土必然会造成一些误判;另外,按GB50021-2001 规范规定粉土承载力特征值深宽修正及按GB5007-2002 规范进行液化判别均须根据其粘粒含量数值来进行计算。有些地方由于地震烈度小于或等于6 度(对一般建筑不需进行液化判别)且粉土非基础持力层不必进行承载力特征值深宽修正,仍有只以塑性指数判定粉土的情况。
2.2 膨胀土的固结试验
在固结试验过程中,膨胀土在小于膨胀力的分级荷载作用下的百分表读数均为负值(即膨胀上升),而当分级荷载大于膨胀力时百分表读数为正值,尤其膨胀土的膨胀力稍大于100kPa 的情况下,在100kPa 时百分表读数为负值,而在200kPa 时百分表读数为正值,在利用公式ei=e0-(1+e0)△h/h0计算孔隙比时100kPa 作用下的百分表读数究竟取负值或是零,试样初始高度取20mm 或是(20mm+100kPa 压力作用下试样的膨胀量)进一步使计算100～200kPa 压力下的压缩系数和压缩模量存在困难,规范中对这种情况没有说明,这给膨胀土的评价带来一定问题;目前计算时100kPa 作用下的百分表读数取负值,试样初始高度取20mm,其是否合理尚存疑问。
3 岩土工程分析评价方面存在的问题
3.1 地基均匀性评价
对高层建筑地基均匀性评价按《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004 规定进行,但对一般建筑GB50021-2001 规范虽要求进行地基均匀性评价,但没有给出相应评价方法。一些单位参考了高层建筑地基均匀性评价方法进行评价,目前认为这种评价方法不太合理。在河南地区按地基承载力fak、受力层层面坡度和建筑层数按《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002 第3.0.2 条规定:若三者不同时满足3.0.2 表中条件,建筑地基须进行地基变形计算,场地地基就属不均匀地基,这种方法已得到一些地方的认可。
3.2 地基承载力特征值确定
我国幅员广大,土质条件各异,用几张表格很难概括全国的规律,用查表法按GBJ7-89 规范确定地基承载力值在大多数地区可能基本适合或偏保守,但也不排除个别地区可能不安全,另外随着设计水平的提高和对工程质量要求的趋于严格,变形控制已是地基设计的重要原则,故GB5007-2002 取消了GBJ7-89 规范中土的物理力学性质指标与地基承载力的关系表;新规范规定:勘察单位应根据试验和地区经验确定地基承载力设计参数。而在实际工作中,地区经验在许多地区仍很不成熟,这表现在以下两方面:首先地区性的经验自始至终很少建立起来,现在许多地方所谓的经验仍是在GBJ7-89 规范基础上建立起来的,出于利益考虑一般存在着偏保守的问题;其次建立地方经验不仅仅是一个或几个勘察单位的事,而应由政府、设计、勘察等部门相结合,通过必要的投入和载荷试验等行之有效的方法来建立,而这在中小城市甚至一些省会城市根本是一纸空谈,基本上仍是各勘察单位各自为政,仍在变相沿用GBJ7-89 规范,更有甚者,故意利用所谓地区经验人为地降低承载力指标,造成工程浪费。
3.3 复合地基承载力深宽修正
按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002 第3.0.4 条之规定:经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对本规范确定的地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数应取0,基础埋深的地基承载力修正系数应取1;当某些地基承载力提高幅度不太大的土层进行CFG 复合地基处理时,发现地基处理后按JG 79-2002规定方法进行深宽修正后的地基承载力特征值还没有该土层没有处理前按GB5007-2002 第5.2.4 条规定进行深宽修正的地基承载力特征值大,笔者认为这只能说明了规范相互间存在着协调不足的问题。
4 岩土工程勘察报告中存在的问题
4.1 由于上述外业工作中存在的缺陷,从而导致室内外各项测试指标的统计不满足勘察规范中14.2 条的要求,指标统计的项目不全,难以分析和判断各项测试指标的离散程度和可靠性。
4.2 勘察报告中的地基评价与结论针对性不强,仅满足于提供基础设计参数,定性的评价多,而定量的评价少。对一个建筑群,当场地工程地质条件有变化时不对单幢建筑及所在具体位置的工程地质条件进行分析,只对整个场地提供笼统的评价和建议,当有多种基础形式可采用的情况下,自己不做认真分析,而是建议结构工程师结合建筑物的上部特征选择基础类型。报告结论中提出要做变形验算,但却不提供固结压缩曲线,或是提供的固结压缩曲线的最大试验加载不能满足设计计算荷载要求。勘察报告中提供的各项设计参数不是经多手段测试与综合评价分析的结果,而是提供经验值,而且其值一般都偏低。剖面图中地层划分没有工程层的概念,过于繁琐。现今大部分的勘察报告中,只表示勘察时刻的地下水标高。
4.3 勘察报告中的图件不满足《岩土工程勘察報告编制标准》的要求。在详勘的“建筑物与勘探点平面位置图”中,如确定勘探点与拟建物位置不采用坐标,则图中应有地形、地物、原有建筑物和道路等作为参照物,但有的报告“建筑物与勘探点平面位置图”中即不采用坐标也无其他参照物。当勘察场地中存在两种地貌单元,或局部有软弱地层分布时,不在平面图中标明分布界限。对控制基础埋深有严格要求的高层建筑和应进行竖向设计的建筑场地不采用绝对高程,而对一般性建筑,当拟建场地内无绝对高程的控制系统而不得不采用相对高程时,没有选择稳定点作基准点,并常假设基准点高程为±0.00m,给建筑设计的使用造成了不便。为了能以A3图幅出图,“建筑物与勘探点平面位置图”及“工程地质剖面图”的比例尺随意变化。
参考文献：
[1] 顾宝和, 高大钊, 等. 岩土工程勘察规范(GB50021-2001)[S].中国建筑工业出版社,2002.
[2] 黄颐龄,腾延京,王铁宏,等.建筑地基基础设计规范(GB5007-2002)[S].中国建筑工业出版社,2002.
[3] 徐正忠,王亚勇,王迪民,等.建筑地基抗震设计规范(GB50011-2001)[S].中国建筑工业出版社,2001.
[4] 张永钧,王仁兴,王吉望,等.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)[S].中国建筑工业出版社,2002.
[5] 中国建筑科学研究院. 建筑桩基技术规范(JGJ94-94)[S].中国建筑工业出版社,1995.
[6] 张矿成. 高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ72-2004)[S].中国建筑工业出版社,2004.
[7] 盛树馨,吴连荣,徐伯孟,等.土工试验方法标准(GB/T50123-1999)[S].中国计划出版社,1999.
关键词：岩土工程 土工试验 分析评价
1 在现场勘探资料收集方面存在的若干问题
1.1 勘探深度及勘探间距
影响勘探深度主要有两个原因：一是地层工程地质性质不同。如:埋藏较浅且工程地质性质好的密实碎石土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。二是基础形式及结构形式不同。如:一般5～6 层砖混结构住宅,勘探孔深15m 基本可满足要求,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,则勘探孔深度15m 一般不够。
再者，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,应按规范要求加密勘探点,不能局限于经济或时间等因素而坚持原勘探方案不变,事必难以查明场地工程地质情况,埋下工程隱患。
1.2 野外地层划分
野外地层的正确划分是室内资料整理的关键因素,对较大型的工程由于施工多采取多钻机平行作业形式,技术人员较多,各勘探班组往往各行其是,最后资料汇总后难以统一,给室内整理带来很大困难。为避免这种问题应将所有技术人员首先集中到一起共同勘探一到二个钻孔,统一编录形式,并派专人现场负责勘探区域整体野外分层连线,发现异常及时处理,只有这样才能更好地保证勘探质量。
1.3 取样和原位测试
在采取Ⅰ,Ⅱ级原状土试样时不按JGJ89 92 原状土取样技术标准的有关规定操作,对所取试样也没有及时贴标签、封腊,不及时送试验室进行试验,导致土样严重失水,致使土工试验成果中含水量、孔隙比、液性指数、压缩系数和抗剪强度指标严重失真。在标贯和动探试验时没有清除孔底残土就进行试验,在静探试验中不控制贯入速率,造成试验数据失准。
主要持力层与下卧层的原状土样少于6 件,原位测试数据少于6 个,力学性质指标不满足统计要求。
1.4 地下水位观测
地下水位测量不规范，测点过少，剖面图没水位线。实际工作中主要存在以下几个问题:第一,应同时观测地下水位,量测时间须在最后一个钻孔施工24h 后;第二,地下水位观测应考虑周围地下水开采情况的影响,若量测时间正好处于附近抽水井抽水下降漏斗时,所量测到的地下水位肯定偏深;第三,水位量测应与钻孔座标、标高回测相结合。我们知道勘探孔口周围地面实际不是一个水平面,水位量测参照孔口位置不同,水位埋深也不一样,因此而产生的误差几厘米是难以避免的,这根本无法满足按规范要求地下水位量测精度为±2cm 的要求,也更无法测定地下水的正确流向。解决方法是孔口座标、标高回测同时以标高回测时的孔口位置为准向下量测地下水位深度。
2 在土工试验方面存在的若干问题
2.1 粉土的划分
对粉土描述不规范，为摇震反应、光泽反应、韧性、干强度多数报告不提及，仍以Ｉｐ定名，其实粉土无塑性（塑性由毛细水引起）。按规范:粉土是粒径大于0.075mm 的颗粒质量不超过总质量的50%,且塑性指数等于或小于10 的土。
在实际应用中,由于颗分试验较复杂,仍存在仅按塑性指数≤10 来划定粉土的不全面、不准确的做法,我们知道粉砂有时也可测定一定的塑性指数,若仅按塑性指数划分粉土必然会造成一些误判;另外,按GB50021-2001 规范规定粉土承载力特征值深宽修正及按GB5007-2002 规范进行液化判别均须根据其粘粒含量数值来进行计算。有些地方由于地震烈度小于或等于6 度(对一般建筑不需进行液化判别)且粉土非基础持力层不必进行承载力特征值深宽修正,仍有只以塑性指数判定粉土的情况。
2.2 膨胀土的固结试验
在固结试验过程中,膨胀土在小于膨胀力的分级荷载作用下的百分表读数均为负值(即膨胀上升),而当分级荷载大于膨胀力时百分表读数为正值,尤其膨胀土的膨胀力稍大于100kPa 的情况下,在100kPa 时百分表读数为负值,而在200kPa 时百分表读数为正值,在利用公式ei=e0-(1+e0)△h/h0计算孔隙比时100kPa 作用下的百分表读数究竟取负值或是零,试样初始高度取20mm 或是(20mm+100kPa 压力作用下试样的膨胀量)进一步使计算100～200kPa 压力下的压缩系数和压缩模量存在困难,规范中对这种情况没有说明,这给膨胀土的评价带来一定问题;目前计算时100kPa 作用下的百分表读数取负值,试样初始高度取20mm,其是否合理尚存疑问。
3 岩土工程分析评价方面存在的问题
3.1 地基均匀性评价
对高层建筑地基均匀性评价按《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004 规定进行,但对一般建筑GB50021-2001 规范虽要求进行地基均匀性评价,但没有给出相应评价方法。一些单位参考了高层建筑地基均匀性评价方法进行评价,目前认为这种评价方法不太合理。在河南地区按地基承载力fak、受力层层面坡度和建筑层数按《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002 第3.0.2 条规定:若三者不同时满足3.0.2 表中条件,建筑地基须进行地基变形计算,场地地基就属不均匀地基,这种方法已得到一些地方的认可。
3.2 地基承载力特征值确定
我国幅员广大,土质条件各异,用几张表格很难概括全国的规律,用查表法按GBJ7-89 规范确定地基承载力值在大多数地区可能基本适合或偏保守,但也不排除个别地区可能不安全,另外随着设计水平的提高和对工程质量要求的趋于严格,变形控制已是地基设计的重要原则,故GB5007-2002 取消了GBJ7-89 规范中土的物理力学性质指标与地基承载力的关系表;新规范规定:勘察单位应根据试验和地区经验确定地基承载力设计参数。而在实际工作中,地区经验在许多地区仍很不成熟,这表现在以下两方面:首先地区性的经验自始至终很少建立起来,现在许多地方所谓的经验仍是在GBJ7-89 规范基础上建立起来的,出于利益考虑一般存在着偏保守的问题;其次建立地方经验不仅仅是一个或几个勘察单位的事,而应由政府、设计、勘察等部门相结合,通过必要的投入和载荷试验等行之有效的方法来建立,而这在中小城市甚至一些省会城市根本是一纸空谈,基本上仍是各勘察单位各自为政,仍在变相沿用GBJ7-89 规范,更有甚者,故意利用所谓地区经验人为地降低承载力指标,造成工程浪费。
3.3 复合地基承载力深宽修正
按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002 第3.0.4 条之规定:经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对本规范确定的地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数应取0,基础埋深的地基承载力修正系数应取1;当某些地基承载力提高幅度不太大的土层进行CFG 复合地基处理时,发现地基处理后按JG 79-2002规定方法进行深宽修正后的地基承载力特征值还没有该土层没有处理前按GB5007-2002 第5.2.4 条规定进行深宽修正的地基承载力特征值大,笔者认为这只能说明了规范相互间存在着协调不足的问题。
4 岩土工程勘察报告中存在的问题
4.1 由于上述外业工作中存在的缺陷,从而导致室内外各项测试指标的统计不满足勘察规范中14.2 条的要求,指标统计的项目不全,难以分析和判断各项测试指标的离散程度和可靠性。
4.2 勘察报告中的地基评价与结论针对性不强,仅满足于提供基础设计参数,定性的评价多,而定量的评价少。对一个建筑群,当场地工程地质条件有变化时不对单幢建筑及所在具体位置的工程地质条件进行分析,只对整个场地提供笼统的评价和建议,当有多种基础形式可采用的情况下,自己不做认真分析,而是建议结构工程师结合建筑物的上部特征选择基础类型。报告结论中提出要做变形验算,但却不提供固结压缩曲线,或是提供的固结压缩曲线的最大试验加载不能满足设计计算荷载要求。勘察报告中提供的各项设计参数不是经多手段测试与综合评价分析的结果,而是提供经验值,而且其值一般都偏低。剖面图中地层划分没有工程层的概念,过于繁琐。现今大部分的勘察报告中,只表示勘察时刻的地下水标高。
4.3 勘察报告中的图件不满足《岩土工程勘察報告编制标准》的要求。在详勘的“建筑物与勘探点平面位置图”中,如确定勘探点与拟建物位置不采用坐标,则图中应有地形、地物、原有建筑物和道路等作为参照物,但有的报告“建筑物与勘探点平面位置图”中即不采用坐标也无其他参照物。当勘察场地中存在两种地貌单元,或局部有软弱地层分布时,不在平面图中标明分布界限。对控制基础埋深有严格要求的高层建筑和应进行竖向设计的建筑场地不采用绝对高程,而对一般性建筑,当拟建场地内无绝对高程的控制系统而不得不采用相对高程时,没有选择稳定点作基准点,并常假设基准点高程为±0.00m,给建筑设计的使用造成了不便。为了能以A3图幅出图,“建筑物与勘探点平面位置图”及“工程地质剖面图”的比例尺随意变化。
参考文献：
[1] 顾宝和, 高大钊, 等. 岩土工程勘察规范(GB50021-2001)[S].中国建筑工业出版社,2002.
[2] 黄颐龄,腾延京,王铁宏,等.建筑地基基础设计规范(GB5007-2002)[S].中国建筑工业出版社,2002.
[3] 徐正忠,王亚勇,王迪民,等.建筑地基抗震设计规范(GB50011-2001)[S].中国建筑工业出版社,2001.
[4] 张永钧,王仁兴,王吉望,等.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)[S].中国建筑工业出版社,2002.
[5] 中国建筑科学研究院. 建筑桩基技术规范(JGJ94-94)[S].中国建筑工业出版社,1995.
[6] 张矿成. 高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ72-2004)[S].中国建筑工业出版社,2004.
[7] 盛树馨,吴连荣,徐伯孟,等.土工试验方法标准(GB/T50123-1999)[S].中国计划出版社,1999.