關于巖土工程勘察重點問題的探討

邱勝友

（身份證號：3408211975****0014）

一、勘察工作量及工作內容安排

（一）鉆孔間距問題

GB50021O94巖土工程勘察規范規定高層建筑勘探點間距15 m～35 m, 其包含的意思：間距比一般建筑的要小,且比安全等級高的更要小。實際上鉆孔間距應主要取決于場地的復雜程度, 即場地是否存在暗溝、塘、浜等異常帶,保證鉆探所揭露地層能準確反映水平和垂直方向土質情況及地下水存賦形態等等, 而不是建筑物安全等級決定孔距。

（二）鉆孔深度問題

勘察規范規定, 當采用箱基或筏基時, 控制性勘探孔深度應大于壓縮層下限; 一般性孔應能控制主要受力層;當采用樁或墩基時, 控制孔深度應達壓縮層計算深度或在樁尖下取基礎底面寬度的110倍～115倍,一般性孔深度宜深入持力層3 m～5 m。

根據以上規定經過分析, 勘探深度實際上由三方面因素決定(按需要進行變形計算考慮)：1.基礎埋深;2.預計樁長3.壓縮層深度。對基礎埋深設計人員大都可以提供, 或者無特殊要求時可根據建筑物高度預估, 可視為已知值; 對預計樁長, 當然只對采用樁基時而言, 可根據荷載大小、區域地質資料, 參照附近建筑經驗, 通過預估樁的類型、分布方式, 初步選定樁長。比如太原市一級階地上大都按摩擦樁設計,極限側壁摩阻力標準值可按40kPa左右預估(樁長的取較大值, 樁短的取較小值); 對于壓縮層深度, 有多種估算方法, 包括國標地基規范、勘察規范, 以及有關地方規范, 都列出一些簡明公式或方法,但是其主要計算參數都是基礎寬度, 實際上基礎寬度一定的情況下壓縮層深度隨荷載變化是很大的, 比如我們作過一個工程, 基礎尺寸74 m ×65 m,荷重180 kPa, 基礎埋深510 m。如果按勘察規范有關條文預估控制孔深應達70 m,而實際通過計算50 m孔深就滿足了要求。尤其當基礎形式同時滿足其它要求設置時— —比如為滿足地下設施的防水等要求將基礎連為整體, 壓縮層深度更不能按基礎寬度預估。

筆者根據經驗認為：應力控制法比較直觀、可靠、實用。即自基底或樁端平面算起, 算至附加壓力等于土層自重壓力的10%～15%, 荷載較小、土層較硬、無相鄰荷載影響時, 可取較大值, 荷載較大、土層較軟、且有相鄰荷載影響時, 可取較小值。計算時應注意幾個問題：1.應考慮地下水的影響, 如地下水浮力對附加壓力的消減, 水位以下土層應采用有效重度計算土層的自重應力; 2.計算樁端平面以下壓縮土層厚度應與具體的布樁方式相結合; 3.采用復合地基時應考慮加固以后土體對應力擴散的影響;4.宜按建筑平面中心位置處的應力確定。另外大量計算表明, 對筏基或箱基而言壓縮層厚度一般不會超過2倍的基礎寬度。簡言之, 勘探點深度可大略表示如下：天然地基：控制孔深(m)=基礎埋深+地基壓縮層厚度。一般孔深(m)=基礎埋深+ 017倍的基礎寬度(并應小于2 /3壓縮層厚度)。

樁基：控制孔深(m)=基礎埋深+預計樁長+樁端平面下壓縮層厚度一般孔深(m)=基礎埋深+預計樁長+ 5。

二、壓縮試驗試樣加荷

按分層總和法計算地基沉降量時, 要用到各土層的壓縮模量, 這一模量值應是一單元土層所受有效自重壓力至有效自重壓力與附加壓力之和這一壓力段的值。土工試驗規程規定試驗時, 試樣最后一級壓力應比土層的計算壓力大于100 kPa～200 kPa。筆者認為這一壓力的取值也應通過應力計算實現, 如果計算壓縮層深度時采用的是應力控制法, 此時則可參照其計算過程使用。

三、巖土工程評價

（一）基坑支護及施工降水

針對基坑開挖及支護, 宜根據開挖深度及預估的場地巖土工程條件, 在開挖邊界外至開挖深度的1倍～2倍范圍內布置勘探點, 土質條件好可取小值, 反之可取大值。勘探點布置可兼顧考慮, 且孔深不必大。針對施工降水, 首先應掌握場區所在地段區域性水文地質背景資料, 必要時應進行水文地質勘察。

通過必要的測試手段提供相應的設計參數, 諸如, 根據土層結構及巖土性質, 提出土的有效應力強度參數或不排水抗剪強度參數; 查明開挖范圍和鄰近場地地下水分布特征和滲流特征, 提供相應的參數, 并分析施工過程中水位變化對支撐系統和鄰近建筑物與設施的影響, 推薦計算模型、甚至支護方案及施工降水、隔水措施。

（二）樁側壁摩阻力

相關規范規定：對液化土層極限側阻力標準值宜折減;對自重濕陷性黃土場地上單樁承載力的確定, 應考慮濕陷土層范圍內樁側的負摩擦力。以上二者應酌情提供, 并應注意同時提供相應段土層的正常側摩阻值— —非液化、非濕陷狀態時的值, 以便為工程試樁提供必要數據。

（三）地基基礎方案建議

雖然目前最終的地基基礎設計方案由結構工程師決定,但是除了勘察報告中一些數值標識外, 巖土工程師基于一些認識經驗及感知, 從巖土工程角度提出的建議還是有獨到之處的, 因此也是必要的; 同時由于結構工程師有其設計習慣, 加之, 每種方案都有其施工難易、環境影響等諸多方面的優缺點, 雖然最經濟合理的只有一個, 但還是多建議幾個方案為宜。

四、結語

高層建筑的巖土工程勘察工作量大、內容繁雜, 具體要求表現為鉆孔深度大、平面布置要合理; 土工試驗安排應保證參數符合實際要求;巖土工程評價要準確、詳盡;巖土治理方案應科學、安全、實用、經濟。要做到這些就必須對勘察工作的各個環節及其重點、特點胸有成竹, 才能使工作安排有的放矢, 工作過程有條不紊, 勘察成果也才能科學、高效、翔實。