關于巖土工程勘察的幾點認識

楊鳳偉，王劍鋒

（安徽省交通勘察設計院有限公司，安徽 合肥 230011）

1 巖土工程體制

巖土工程體制是20 世紀80 年代在國內工程勘察行業中推行的，我國基于蘇聯體制建立的“工程勘察行業”獲得了顯著的發展，并實現了與國際工程界的初步對接。巖土工程體制可以《巖土工程勘察規范》(GB50021-94)的推行為標志，使巖土工程勘察行業逐步規范化、系統化，使工程勘察工作者為社會提供更專業、更廣泛的專業技術服務。從而巖土工程將會成為社會可持續發展的基礎性行業。

2 行業規范的應用與發展

與工程勘察相關的規范主要有勘察規范、地基規范、抗震規范、試驗規范、檢測規范，這些規范大部分都有國家標準、地方標準和行業標準。

2.1 國家標準的發展與推進

目前主要使用的巖土工程勘察行業的國家標準為《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)（2009 年）是《巖土工程勘察規范》(GB50021-94)、《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)逐年修訂而來的，經過修訂的新規范更符合經濟和社會的發展。

2.2 行業規范的發展與推進

目前使用的行業規范分為水運行業規范、市政行業規范、公路行業規范、鐵路行業規范、工業與民用建筑行業規范等，這些規范是在國家標準的基礎上制定的，并隨著技術的改進，逐年對規范進行修訂，使其符合本行業的特點，并對局部條文進行細化。這樣專業技術人員就能夠根據國家標準，立足本行業規范，對工程場地進行相應的巖土工程勘察工作。

3 巖土工程勘察與工程設計的關系

巖土工程勘察是工程設計中極其重要的一環，勘察手段雖然有所改進，但難有較大突破，場地地層千差萬別，勘察資料是設計的基礎，勘察資料的準確性與否，關乎到整個建設工程的經濟與質量，是安全與經濟環節中關鍵的一環。嚴把質量關，基礎資料是重中之重， 而巖土工程勘察是從單一的“ 鉆探—試驗—提供資料”逐漸轉化為智力服務的提供者、建造方案的實施者和建設項目專業的質量管理者等，服務項目延伸到多個環節，包括工程設計與地基施工方案的決策、巖土工程咨詢服務等，使巖土工程勘察與工程設計有了很好的銜接。

4 巖土工程勘察需要重視的問題

4.1 巖體的勘察性評價

《工程巖體分級標準》（GB 50218-94）是國家強制性標準，對巖土工程勘察而言，主要的技術評價指標是單軸飽和抗壓強度Rc和巖體完整性指數Kv。對巖體進行評價時，評價指標要明確，其中單軸飽和抗壓強度Rc較容易取得，而巖石風化系數Kf、巖體完整性指數Kv較難實測，但可以與巖石質量指標RQD進行類比，以鑒別巖石工程性質好壞。

巖體的承載力與巖體的工程分級一樣，執行《工程巖體分級標準》（GB 50218-94），但巖體承載力應在巖體工程分級的基礎上確定。

公路行業中，當采用嵌巖樁時，應根據巖石的單軸飽和抗壓強度Rc與巖體的完整程度共同確定。

4.2 碎石土的勘察評價

在巖土工程勘察中，碎石土的成分復雜，形態復雜。 根據《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)（2009 年），主要采用圓錐動力觸探錘擊數來確定碎石土的密實程度。碎石土的充填物成分、顆粒間的摩擦力、骨架顆粒的堅固程度等會直接影響到動力觸探錘擊數整體數值，也就是動力觸探的錘擊數與碎石土的顆粒組成有很大關系。但依據動力觸探的錘擊數平均值查取地基承載力及變形模量規范是允許的。

4.3 軟土的勘察評價

軟土指天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的細粒土。安徽省地區的軟土主要為河湖相沉積，具有觸變性、流變性、高壓縮性、低強度、低透水性、不均勻性等特點。在進行巖土工程勘察中，應對軟土采取原狀土樣進行巖土試驗，并進行靜力觸探與十字板剪切試驗等原位測試方法，結合室內巖土試驗確定軟土的抗剪強度指標，進而確定軟土的承載能力與沉降量指標，評價場地的穩定性與適宜性。軟土不能作為地基持力層，應判定其對地基變形和承載力的影響。軟土的承載力在不考慮變形的前提下，可根據室內試驗、原位測試和當地經驗確定。

4.4 膨脹土的勘察評價

膨脹土中黏粒成分主要由親水性礦物組成，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的黏性土。地基土浸水膨脹，建筑物會上升隆起；地基土失水收縮，建筑物會產生下沉或開裂， 膨脹土的漲縮變形量會直接影響到建筑物變形破壞的程度。

在工程實踐中，采取原狀土樣進行自由膨脹率、膨脹率、收縮系數、膨脹力等試驗，來確定地基土的膨脹等級，計算膨脹地基土的變形量等。為確定膨脹土地基土的承載力、膨脹壓力，還可進行浸水載荷試驗、剪切試驗和旁壓試驗等。膨脹土的膨脹等級可根據規范確定其膨脹等級。

膨脹土地區的地基處理可采用換土、砂石墊層、土性改良等方法，亦可采用樁基或墩基。膨脹土地基施工開挖時，應在達到設計開挖面前1m 距離處，采取嚴格保護措施，防止巖土遭受長時間暴曬、風干、浸濕或沖水，而影響地基的承載能力。

4.5 關于樁基值得注意的幾個問題

4.5.1 樁的負摩阻力

負摩阻力是樁基礎設計時常見的問題，由于某些原因，當樁周土體的沉降量大于樁本身的沉降時，樁側表面的一部分面積上將產生負摩阻力。負摩阻力對樁產生下拉作用，致使樁基的荷載增加，變相的降低了樁的承載力，使其沉降加大，嚴重時會導致建筑物的損害或破壞，由于設計人員忽略了負摩阻力的影響而引起的工程事故不在少數。樁的負摩阻力測試、計算都較困難，重在設計采取措施，降低其影響，對不均勻沉降的，同一樁臺持力層應選同一地層， 打樁的最終貫入度不能相差過大，不同建筑結構的鏈接等，這是設計需要考慮的問題。對厚層軟土的場地，有可能造成負摩阻力影響的場地，設計時應予以重視。

4.5.2 樁基承載力的深度效應

樁的承載力（主要是樁端承載力）隨著入土深度，特別是進入持力層的深度而變化，這種特性稱之為深度效應。樁端進入持力層是砂土或硬粘性土時，極限端承力將隨著進入持力層的深度線性地增加。達到一定深度hc之后，端承力達到極限值并保持穩值qc。這一深度稱為臨界深度，一般hc≈10d(d 是樁徑)。臨界壓力與覆蓋壓力P0持力層土的相對密度Dr有關。當無覆蓋壓力時，hc隨端承力的增大而線性增大；當有覆蓋壓力時，其臨界深度hc隨P0的增大而減小，端承力則隨覆蓋壓力增大而增大，故需對承載力進行深度修正。

4.6 關于抗震效應的勘察評價要求

巖土工程勘察報告中地震效應評價是其中最重要的內容之一。場地的地震效應主要為抗震設防驗算與構造提供依據。在巖土勘察的分析中，主要以場地土類別、不利地段等因素進行描述。不同巖土構成的同樣地形條件的地震影響是不同的，地震造成建筑物的破壞，除直接引起的結構破壞外，還有場地條件的原因，如地震引起的地表錯動和地裂、地基土的不均勻沉降、 滑坡和飽和粉土、 砂土的液化等。《建筑抗震規范》（GB50011-2010）將場地分為有利、一般、不利和危險地段四類，為勘察設計提供了地質、地形和地貌的定性依據。對地震烈度大于或等于6 度的區域進行巖土工程勘察時應劃分建筑場地類別，采用雙參數分類方法，一是土層等效剪切波速，二是場地覆蓋層厚度。根據場地類型和設計地震分組，分析評價場地受影響的特征周期。

5 強化巖土工程勘察的措施

5.1 勘察與設計之間的密切溝通

巖土工程勘察與工程設計一般情況下是分離的，為了加快巖土工程勘察和設計工作的體系化進程，就需要巖土工程勘察工作和工程設計密切溝通，在巖土工程勘察工作和設計工作實現無縫對接。這樣可以避免造成資源浪費，以及一些主觀原因造成的勘察結果的偏差，這樣也可以提高巖土工程勘察工作的工作效率，減小勘察和設計的工作周期。

5.2 勘察市場的規范化管理

巖土工程勘察市場存在很多不規范的行為，需要不斷的完善勘察行業的體制，不規范的勘察行為加以制約。政府機關要制定嚴格的法律法規，監管部門也要嚴格遵守法律、法規對勘察部門進行引導和監督。提高勘察工作的質量，避免不規范行為的產生，使投資的收益最大化。

5.3 勘察方法合理，提升勘察人員技術水平

巖土工程勘察的方法多種多樣，應該根據所要勘察目標的實際狀況，選擇合理的勘察方法和勘察設備，提高勘察工作的質量和水平。勘察單位應不斷加強勘察技術人員的再教育以及技術培訓，促進人員知識的更新。同時促進勘察技術的交流和知識滲透，盡可能地組織技術人員參加各種相關的學術活動、講座，達到擴大勘察技術人員的知識廣度和深度的目的，以提高勘察技術人員的綜合能力。

6 總 結

巖土工程勘察是建設工程項目的基礎，是一項較為系統且復雜的工作，因各方面的影響因素較多，使得實際勘察工作中常會發生一些問題，要求從業者在實際工作中不斷積累工程經驗，把握勘察的重點問題，解決勘察中存在的難點問題，為設計及施工提供準確的巖土工程勘察資料。

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