浅议岩土工程勘察方案及测试的讨论

分类：机械论文发表 时间：2012-11-16 11:12 关注：(1)

摘 要：岩土工程勘察是地基设计的基础，岩土工程测试技术不仅在岩土工程建设实践中十分重要，而且在岩土工程理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用。本文就岩土工程测试问题进行了探讨。

关键词：建筑工程;岩土勘察;存在问题

一、制定勘察方案

首先要根据工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度确定岩土工程勘察等级，根据拟定的勘察纲要和确定的岩土工程勘察等级，结合工程实际情况按现行相关规范要求制定勘察方案。大型工业厂房建设工程建(构)筑物子项多，各子项工程重要性等级也各不相同，主体建筑物如主厂房、高炉等为二级工程，有的甚至是一级，而辅助设施如通廊和转运站等为三级工程，同一等级建筑物也有荷载大小的区别和对地基变形敏感程度不同之分，因此制定勘察方案时设计钻孔深度和孔间距也要根据规程规范要求和拟建建(构)筑物情况区别对待。

勘察方案制定要重点突出，尤其对勘探、取样、原位测试、试验的方法、手段及其工作量的计划一节既要详细又要有一定的可操作性，例如对于钻孔的深度，首先依据各拟建建(构)筑物建筑等级和拟建场地的岩土层分布，

确定哪些为控制性钻孔，那些为一般性钻孔，再按岩土工程勘察等级来设计各钻孔钻探深度，同时应对各钻孔必须进入某地层深度进行明确(如入基岩不小于8.0m等)，这样在钻探施工中，机台操作人员知道何时该终孔。

在大型工业厂房建设岩土工程勘察中对勘察方案进行技术交底尤为必要，由于动用人员设备较多，地层变化复杂，如不进行详细而具体的技术交底，在外业过程中有可能会乱打仗，甚至达不到勘察目的。如勘察方案中计划在某孔的冲积粘土层要取样测试，但实际可能没有遇到该层，取而代之是新出现的粉土地层，遇到这种特殊情况若事先未交待，作业人员有时就无所适从。

二、岩土测试项目的确定及试验条件的选择

常规的试验项目，岩土技术人员、测试人员都比较熟悉，但是对于一些特殊性较高的测试项目，却不是人人都明白的。因此对于目前的一些建筑场地需要进行实验项目分析，如下：

(一)土工程试验中最为重要的项目之一就是固结即压缩试验土的固结试验，它是常规低压试验，同时也是具有特殊性的实验项目。为建筑物地基进行沉降计算提供重要参数是其主要目的。所以应根据不同的变形计算方法，不同的目的，选用不同的试验方法。

1、当用一般有侧限压缩试验的压缩模量，按分层总和法进行沉降计算时，其试验最大荷级只要超过预计的土自重压力与附加压力之和即可。

2、当采用考虑土层应力史的固结沉降时，试验的最大压力应满足绘制完整的e-l0gp曲线的需要。即应加至出现较长的直线段为止，以求得先期固结压力Pc、压缩指数CC、回弹再压缩指数CS，当需要考虑沉降速率时，应同时测定固结系数CV。

3、当土层的各向异性显著(如薄层状淤泥、粉细砂反复互层出现)，需要了解在垂直荷载作用下，土层水平方向的排水固结情况。这种试验是在轴向压力下，试样上下两端不排水，而是在水平方向进行径向排水条件下进行固结过程，求得水平固结系数CH及水平渗透系数KH。必须采用多孔环刀切取土样，装入水平固结试验容器进行测定。

(二)抗剪强度试验土的抗剪强度与试验方法密切相关，其试验方法应根据所采用的计算方法(总应力法或有效力法)、施工速率和土的排水条件等而定。若为验算边坡稳定性和挡土墙、锚杆等支挡设计所进行的。

三、岩土工程勘察中岩土测试对样品的要求

岩土测试的结果即是参数需要反映岩土体的工程性状,这就要求样品必须符合要求。不符合要求的样品(如原状样变成扰动样)，即使是再高的仪器精度，测试工作人员再怎么努力，测试结果也是难以反映出原状土的性状。对工程的试验样品也有一些要求，具体如下：

(一)所取的样品需要应具有足够的代表性，也就是说所取的样品必须能代表并反映该岩、土体所在位置的工程性状及特征。

(二)要求在天然状态下测定各种参数的岩土试样，在采样时必须保证原来结构不受破坏扰动、含水率不改变，这点更为重要。结构扰动、含水量改变了试样，可以肯定测定结果不可能反映天然岩土体的工程性状。

(三)样品的规格、数量要满足各试验项目所需的要求。土常规试验一般要求土样直径>70mm、长200mm;岩石单轴抗压强度每一种试验状态(如天然、饱和、风干)要保证能制备3--6块φ50mm×100mm的标准试件。一些特殊性试验项目对试样规格、数量要求,应根据所采用的方法、仪器设备、样品本身最大颗粒直径而定，如岩石的三轴或抗剪断试验，三轴每组要制备φ50mm×100mm样品10～15件;抗剪断要制备：50mm×50mm×50mm样品8～12件。试样高度宜为直径的2～215倍，一般需要3～4个试样分别在不同周围压力下进行试验，才能确定C、φ值。可见采样时应根据土体中最大颗粒粒径的大小决定所取土样直径的大小和数量。

四、岩土工程评价

(一)场地地层评价

根据野外描述鉴定、室内岩土试验成果及野外原位测试结果，结合拟建场地周边原有的地质资料，对勘察场地内揭露的各岩土层从状态、密实度、稳定性、力学强度和压缩性以及渗透性等方面进行综合分析评价。

(二) 边坡稳定性评价

从定性和定量两个方面进行，首先要分析确认可能破坏方式，再者设定边坡稳定性评价的条件，最后确定采用的评价方法。在进行定量评价时结构面确定及岩土体强度参数取值以及荷载取值至关重要，必要时应将结果与定性评价对比，分析其合理性;边坡稳定性分析评价目的是为施工图设计提供合理的边坡工程参数和边坡处理建议。

(三)地基基础方案评价

地基基础方案评价是岩土工程勘察的核心内容，应在充分了解拟建项目的实际条件(建筑体型、层数、荷载大小和分布情况、地下室层数及基础底标高、相邻建筑物基础情况)的前提下，根据建筑场地工程地质条件和水文地质条件，同时结合工程经验，考虑施工条件、材料供应以及地区抗震设防烈度等因素，进行分区评价或进行一个或多个子项建(构)筑物分组分别进行评价。

对每个子项建(构)筑物经过分析比较，提出安全、可行、经济的一种或二种最优地基基础方案。基础形式(天然地基或桩基础)选择，既要满足场地地层条件，也要符合上部结构和荷载要求和施工条件的许可。当选择桩基础时一般建议最优的1～2类桩型，不宜将各类桩型均写入勘察报告中，避免设计人员在进行桩基设计时无所适从。

基础持力层的选择，与基础埋深及基础形式相适应。如在某大型工业厂房岩土工程勘察中，拟建场地填土较深，一般大于5m，场地第四系土层厚约5～10m，大部分区域下伏基岩为石炭系中风化灰岩(厚度大，未探明)，灰岩岩溶较发育;约1/3区域下伏基岩有二叠系强～中风化页岩，厚度约10～30m不等，其下为石炭系中风化灰岩(厚度大，未探明)，灰岩岩溶较发育。基础方案将有强～中风化页岩区域与其它部分一样全部采用冲孔灌注桩，选择灰岩作为桩端持力层，桩孔穿过厚度约10～30m、承载能力较好的强～中风化页岩层后，发现大部分桩还要穿过10～20m的岩溶发育段，桩端才有不小于5m的完整基岩。

但工程从工期、投资、质量控制方面考虑，不言而喻的最优方案应是在有强～中风化页岩区域采用人工挖孔桩，选用二叠系强～中风化页岩作为桩端持力层。基础评价内容包括承载力参数、变形参数计算或验算。各项参数确定一定要注意其相关性，如地层承载力特征值与压缩模量对应，桩端端阻力特征值与之相关的液性指数、孔隙比、密实度以及原位测试数据等土的状态相一致。各项参数取值必须充分考虑地方经验数据。