強化巖土工程勘察中參數選取問題分析

【摘要】工程實踐中在確定一些相關設計參數時常常感到無所適從，本文通過兩個工程就巖土工程勘察中承載力特征值及壓縮模量等常用參數的確定方法進行了分析，對巖土工程勘察常見的問題進行分析，旨在拋磚引玉。

【關鍵詞】巖土工程 勘察 設計參數

引言

巖土工程勘察在快速的發展過程中，不論是在體制還是在勘察方法、計算機輔助軟件、勘察報告編制等各方面工作都有了長足的進步，并且還在在不斷優化中。巖土工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎以及地下工程的關系。由于地基土是因地而異的，在接受一項巖土工程勘察任務時，必須明確該工程的主要技術矛盾是什么，需要解決哪些主要技術問題。

1.巖土工程勘察的方法

1.1工程地質測繪。工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作，一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質是運用地質、工程地質理論，對地面的地質現象進行觀察和描述，分析其性質和規律，并藉以推斷地下地質情況，為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據。

1.2勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監測。應根據勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。

1.3現場檢驗與監測?，F場檢驗與監測的主要目的在于保證工程質量和安全，提高工程效益。現場檢驗的涵義，包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監理和質量控制。

1.4原位測試與室內試驗。原位測試與室內試驗的主要目的，是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數，包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行，是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優點是試樣不脫離原來的環境，基本上在原位應力條件下進行試驗所測定的巖土體尺寸大，能反映宏觀結構對巖土性質的影響，代表性好。缺點是試驗時的應力路徑難以控制、邊界條件也較復雜有些試驗耗費人力、物力較多，不可能大量進行。室內試驗的優點是試驗條件比較容易控制邊界條件明確，應力應變條件可以控制等入可以大量取樣。

2.強化巖土工程勘察的措施

嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規，對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監督管理，另一方面應積極推行工程監理全程化，采用事前、事中、事后控制相結合的方法，最大限度地避免不當行為的發生，保證勘察質量和投資效益最大化。

采用先進的巖土工程勘察技術 在巖土工程勘測中，為了避免勘探點布置的隨意性，可使用克里格法。在巖土工程分析評價中，為提高精確度，可使用多道瞬態面波勘探技術和高密度點法。巖土工程勘測中，為了準確確定地基承載力特征值，可使用回歸分析。

3.承載力特征值及壓縮模量等常用參數的確定

地基承載力、壓縮模量是工程設計的關鍵參數，直接影響到工程造價，確定相對準確的承載力及壓縮指標等參數，是巖土勘察工作的首要目的。對此，規范中僅有原則上的確定方法，而在實際工作中，經常出現不同的確定方法會得出不同的結果這一現象。

3.1承載力確定方法

關于地基承載力的確定方法，《建筑地基基礎設計規范》規定主要有3種：載荷試驗法、理論公式法、規范查表法。而在2002版中僅有原則性的規定：由載荷試驗或其它原位測試、公式計算、并結合工程實踐經驗等方法綜合確定。

用載荷試驗確定承載力是最直接最準確的，但經常會受到場地、工期、造價等種種限制，在實際工作中很少應用，僅用于較重要的甲級建筑物；理論公式法確定承載力，關鍵是土的抗剪強度指標c、ψ值的確定，c、ψ值由于在現場取樣及測試過程中受到人為因素等的影響，往往存在一定的誤差，求得的承載力值差別較大，僅供參考；工程經驗法實際上應用的還是查表法，因為許多地區并無成熟的地區經驗值，對粘性土而言，用土工試驗數據和標貫擊數查表得出的承載力值往往不一致，為安全起見，取低值。

在工程實踐中還存在這種現象，在上部荷載較輕的情況下，承載力特征值取值偏小，理由是夠用就行，此時的承載力其意義已背離了承載力特征值的含義，實踐中雖然可行但理論上是不科學的。

（1）承載力確定實例

廣州市番禺區某商住樓工程，擬采用天然地基、淺基礎方案，勘察選定第2層粘土作持力層，層頂平均埋深為0.6m，無地下水，有關工程特性指標。

3.2壓縮模量的確定方法

粘性土的壓縮模量較易確定，通過室內壓縮試驗即可得到；而砂土的壓縮模量，其確定方法就含糊不清，規范中也無具體規定。實踐中有三種方法：一是通過標貫擊數計算得出；二是直接給出經驗值，經驗值都是通過查工具書得到，且往往是一個大致范圍，很難得到一個準確的數值；三是通過變形模量換算得出。工程實踐中由以上三種方法確定的壓縮模量值往往有較大差異。

（1）壓縮模量確定實例

佛山市某工程，上部結構荷載較小，對承載力要求不高，鑒于該工程為較重要的威海市政府工程，勘察手段增加了平板載荷試驗。場地地層以稍密～密實砂層為主，經勘察選定2m以下第2層中粗砂作持力層，測試指標見表2，不均勻系數Cu=6.66，曲率系數Cc=1.28。

根據工程地質手冊中提供的經驗公式計算壓縮模量：N<15擊時，Es=C（N+6）=0.7×（13.7+6）=13.8MPa；根據土力學中經驗公式由變形模量換算壓縮模量：Eo=βEs，β=1-2μ2/（1-μ），對砂土μ值可取0.20～0.25，β值可取0.90～0.83，若β值取平均值0.87，由載荷試驗結果Eo=24.4MPa，可得Es=28.0MPa；根據手冊提供的經驗值，最松散的中粗砂其變形模量Eo可為33.0MPa，由此換算出的壓縮模量值Es=37.9MPa。由此可見，上述三種方法確定的壓縮模量值相差較大，本工程可以載荷試驗結果取值，但實際工作中載荷試驗的應用畢竟很少，如何確定一個相對準確的壓縮模量值是值得商榷的。

4.結語

勘察中所涉及的工程理論都是一種半科學半經驗的理論，很多是建立在經驗的基礎上的。巖土工程問題的解決過程實際上是在理論的指導下，巖土工程技術人員利用自己的工程經驗，結合工程實例，建立相應模型，運用合理適宜參數，加上良好的判斷力，解決問題的過程。在學習和運用理論的過程中，一定要注意隱藏在公式和規律背后的背景知識和真正實際內涵及其假定邊界條件。積累經驗的過程可分為分析與預測→現場觀測→對分析、預測和現場觀測結果進行比較、分析、評估和總結3 個過程。

巖土工程勘察的研究對象是巖土層（體），其性質在客觀上存在一定的差異，但也是有規律可循的。只有通過不斷地實踐，積累更多的經驗，才能使勘察結論更合理完善。在此建議應盡快建立各地區的可靠經驗，以適應勘察工作的需要。

參考文獻

[1]淺談巖土工程勘察方案的優化設計[J].巖土工程界.2007.（04）.

[2]巖土工程勘察中存在的技術問題探討[J].四川建材.2007.（03）

[3]淺談巖土工程勘察中常見問題及改進措施[J].科技信息，2007.（24）.