從巖土工程設(shè)計中工程勘查工作的問題

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摘要：巖土工程的勘查工作帶有一定的綜合性特點，屬于地質(zhì)調(diào)查的范疇，主要目的是借助相應(yīng)的探查測試手段，掌握巖土工程的自然環(huán)境、地質(zhì)情況，為后續(xù)的巖土工程項目實施提供可靠的地質(zhì)材料及技術(shù)指導(dǎo)。本文從設(shè)計的視角分析巖土工程勘查中存在的關(guān)鍵問題，以期為相關(guān)工作人員提供有價值的參考。

關(guān)鍵詞：巖土工程；設(shè)計；工程勘查；問題分析

1從設(shè)計視角分析巖土工程勘查中應(yīng)注意的問題

1.1建筑的抗震級別劃分

我國“建筑抗震設(shè)計規(guī)則”中指出了巖土工程勘查中，應(yīng)結(jié)合實際情況，對建筑項目劃分有利、不利、危險地段，且給出了詳細(xì)的劃分方法。然而，有的工作人員在巖土工程勘查過程中，未嚴(yán)格遵循該規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，例如：在某個擋土墻加固項目中，建筑高度8.5m，為漿砌片石構(gòu)造，四周有很多建筑。充分考慮擋土墻可能年代久遠(yuǎn)，修繕不足，為了讓工程更加安全，需要采取加固措施。在現(xiàn)場勘查中，未見崩塌、滑坡、等痕跡，但相關(guān)報告卻將其劃成“危險地段”。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)將該擋土墻定為“危險地段”有所不妥，理由在于與我國相關(guān)的抗震規(guī)范中提出的“危險地段”的概念存在偏差。該區(qū)域的抗震設(shè)防，其烈度是7度，地震的加速度設(shè)為0.1g，同時，經(jīng)過查閱相關(guān)的歷史報告，其中未注明在本地有過大型、破壞性的地震發(fā)生，其構(gòu)造條件也不滿足5級以上地震標(biāo)準(zhǔn)。所以，該擋土墻不可能由于地震，而引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，結(jié)合現(xiàn)場的陡坎，可劃為“不利地段”。

1.2巖體完整度的判定

在灌注樁的基礎(chǔ)工程中，一般以風(fēng)化巖石為樁端的持力層，一是要對巖體的堅硬程度進(jìn)行判斷，二是判斷巖體的完整度。關(guān)于巖體的完整度，現(xiàn)階段，需要參考“巖土工程勘查標(biāo)準(zhǔn)”，采取定性的判定方法，通常的結(jié)果會存在一定的偏差。可參考“完整性指數(shù)”，做定量分析。例如：在某個路橋工程中，主橋建筑規(guī)格：長度：190m，寬度：24m，為雙向的四車道構(gòu)造。橋墩是大直徑的樁基，持力層有兩種巖性，一側(cè)為微風(fēng)化板巖，單軸的抗壓強度極限是56.4MPa，巖體、巖塊的壓縮波，其波速依次為2495m/s、3540m/s；另一側(cè)為微風(fēng)化花崗巖，單軸抗壓的強度是62.2MPa，巖體、巖塊的壓縮波，其波速依次為2730m/s、3315m/s。經(jīng)過相應(yīng)的指數(shù)計算，微風(fēng)化板巖為0.496，在“較破碎”范疇內(nèi)。巖體質(zhì)量等級基本為IV類。微風(fēng)化花崗巖為0.677，在“較完整”范疇內(nèi)；巖體質(zhì)量等級II類。

1.3確定抗剪強度的參數(shù)

在驗算穩(wěn)定性過程中，一般涉及抗隆起、抗滑移等指標(biāo)，均與土體的抗剪強度有關(guān)。之所有需要對土體穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，關(guān)鍵在于基底處的軟粘土不同，在快速開挖、卸載時，土體的剪應(yīng)力會增大，影響了粘性土體的固結(jié)。為此，可選擇三軸不固結(jié)直剪法。相關(guān)規(guī)范要求：關(guān)于驗算基底處抗隆起的穩(wěn)定性，可做十字板試驗。例如：對于某個基坑項目，在確定土體壓力系數(shù)的時候，c,ψ取值可參考直剪固結(jié)快剪等指標(biāo)。但若土體滲透性能差，則應(yīng)參考天然快剪、不固結(jié)不排水的強度，且ψ角為O。在三軸不排水不固結(jié)的試驗中，向四面施予壓力，都不排水，此時壓力一般由孔隙水承擔(dān)，故壓力值不會對摩爾圓的直徑造成影響，即ψu=0。若靜止土體壓力系數(shù)k0=1-sinψ′，則進(jìn)行土壓力計算的時候，應(yīng)參考有效強度ψ′。由于該試驗對人員、設(shè)備及技術(shù)均提出較高的要求，萬一失誤，易使樣品的回彈松弛，強度測量失真，上交的勘查報告中，飽和粘土試驗的ψ＞0。對此，若試樣達(dá)不到“不回彈、不擾動”的標(biāo)準(zhǔn)，可在原位壓力作用下固結(jié)。可是，自重壓力不可根據(jù)每一深度的自重應(yīng)力固結(jié)。目前，在基坑工程的勘查報告給出的抗剪強度，參數(shù)不完整，所以，應(yīng)盡量地控制試驗次數(shù)，提升試驗精準(zhǔn)度，關(guān)鍵在對土層進(jìn)行取樣時，各層應(yīng)至少六件。抗剪強度的設(shè)定，計算穩(wěn)定性最好告知三軸不固結(jié)不排水的試驗，cuu，ψuu值。

2巖土工程勘查質(zhì)量提升策略

2.1充分地做好前期準(zhǔn)備

（1）有效地把握工程特點、規(guī)模、結(jié)構(gòu)、地基種類、四周建筑等內(nèi)容，對勘查工作的等級加以確定。（2）明確設(shè)計目標(biāo)，不同的建筑，其功能、建筑載荷、巖土參數(shù)、結(jié)構(gòu)也不一樣。制定勘查方案時，要充分地整合地質(zhì)資料，增強方案的針對性、目的性。（3）在勘查現(xiàn)場，應(yīng)基本掌握工程四周的地質(zhì)狀況，為勘查活動提供安全的環(huán)境。

2.2嚴(yán)格控制勘查質(zhì)量

①做好技術(shù)交底工作。由于工作人員的素質(zhì)、經(jīng)驗各不相同，在巖土工程勘查中，應(yīng)充分地結(jié)合工程特點，對技術(shù)要求、地質(zhì)條件、安全規(guī)范等予以交底，提高勘查的專業(yè)性。②增強勘查作業(yè)的規(guī)范性。在工程勘查期間，工作人員應(yīng)主動分析、思考，對于復(fù)雜的地形、巖土結(jié)構(gòu)，勘查方案與實際必然存在偏差。所以，不可直接采用預(yù)先制定的勘查方案，而應(yīng)學(xué)會變通，對勘查方案進(jìn)行一定的調(diào)整、優(yōu)化，從而達(dá)到實際的地質(zhì)條件。③樣品質(zhì)量檢驗。在對鉆孔取樣的時候，土樣質(zhì)量直接影響檢測結(jié)果。一般分四個等級。樣品等級不同，實驗擾動性也存在差異，應(yīng)以地質(zhì)特點為基準(zhǔn)，先判定土樣的受擾動情況，再做試驗。

2.3優(yōu)化分析報告

對巖土工程的勘查報告進(jìn)行編制時，應(yīng)從充分地根據(jù)原始資料，進(jìn)行梳理、檢查、分析，既要考慮工程特點、類型、荷載；又要考慮外界因素的影響。具體需要堅持以下三個原則：即有理、有據(jù)、有序。①編寫勘查報告必須有相關(guān)的巖土工程理論為指導(dǎo)，確保思路清晰、銜接得當(dāng)、內(nèi)容完善。②以數(shù)據(jù)為支持，應(yīng)達(dá)到相關(guān)制度規(guī)范的要求，以提升工程安全性、施工質(zhì)量。③勘查報告必須強調(diào)重點，主次分明，適當(dāng)借用圖表予以說明，增強報告的使用價值。

2.4改進(jìn)技術(shù)設(shè)備

隨著科技的不斷進(jìn)步，使得各類勘查技術(shù)、設(shè)備日益更新，有利于提升巖土工程勘查的質(zhì)量、效率。例如：關(guān)于鉆探技術(shù)，在對鉆進(jìn)方式進(jìn)行選擇時，應(yīng)預(yù)先做好現(xiàn)場調(diào)研，結(jié)合設(shè)備本身的性能，對以往的鉆探技術(shù)加以彌補。同時，加強設(shè)備的智能控制，提升測量結(jié)果的精度。此外，應(yīng)有效地運用鉆探、物探、坑探等勘查技術(shù)，提升技術(shù)的適用性，縮小外界因素帶來的影響。總之，本文從設(shè)計角度對巖土工程勘查中巖體完整度、建筑抗震等級、抗剪強度參數(shù)等值得關(guān)注的問題做出了分析。相關(guān)工作人員在實際展開勘查作業(yè)時，應(yīng)充分地做好準(zhǔn)備工作，根據(jù)工程實際情況，編制科學(xué)的分析報告，加強對每一個勘查環(huán)節(jié)的控制，有效地利用新的勘查技術(shù)，為巖土工程的施工提供安全的環(huán)境。

作者：李振生 單位：山東省魯南地質(zhì)工程勘察院