浅谈岩土工程勘察中的问题及分析

浅谈岩土工程勘察中的问题及分析

摘要：岩土工程勘察包括现场钻探、原状土取样、室内试验和现场原位测试等方面，本文归纳了岩土工程勘察中存在的几点问题，进行了分析，并提出了建议。

关键词：岩土工程；钻探；现场原状土

Abstract: the geotechnical engineering including the scene drilling, undisturbed soil sampling, laboratory and field in situ test, this paper summarizes the existing in geotechnical engineering several problems, are discussed, and some Suggestions.

Keywords: geotechnical engineering; Drilling; Site undisturbed soil

1前言

随着国家经济和社会的快速发展,越来越多的建筑拔地而起,岩土工程勘察作为建筑工程,特别是大型建筑工程前期地基设计、为工程技术人员提供技术数据和详细资料的第一步,在工程建设中发挥着重要作用。岩土工程勘察的目的是为设计、施工提供地质勘察成果及各项岩土工程参数，是建设工程中不可缺少的重要环节，按基本建设程序要求，各项工程建设在设计和施工之前必须进行岩土工程勘察，勘察成果的质量将直接影响建设项目的工程安全和工程造价。

2现场原状土取样问题

2.1原状土样定义及作用

原状土样是指将天然状态下的土以一定的手段从地下取出，并保证土的结构和构造不变，并将其固定在一定尺寸的容器内密封的土样。容器外要标明取土位置和时间。由于不同成因的土在结构构造上有很大的差异，因此在室内试验中会表现出不同的物理力学性质。

室内通过原状土样基本的物理力学性质测试可以获得表征土原始状态参数如含水率、密度、塑性指数、液性指数等，还可得出基础设计重要参数指标，如强度、压缩性、渗透性等。

2.2采取原状土样的主要影响因素

土样在原位围压条件下被取出总是要经受一个卸荷过程，从而产生一定程度的膨胀量：在试坑处采集的土样往往由于取土管或其他采集装置打入时体积

变化而受到扰动。土层中有砾石时会大大加重土样的扰动程度。土样在采取过程中，取土器侧壁与土样之间的摩擦会使土样受压。事实上，要取得一个真正的原状土样几乎是不可能的，尤其是无粘性土。所以一般惯例上称的“原状土是指取土样时已采取了一些预防措施，使取样土骨架的扰动减至最小而非真正意义上的原始状态土样。

2.3原状土取样中的经验与教训

如今取土器种类很多，应根据地区经验针对不同土质采用，尽量采用模锻取土管，使刃口处的直径比管的内径稍小，可减小侧壁的摩擦。由于土样采取的方法不同，导致取回的“原状”土样的质量在不同的试验室之间差别很大，从而使室内试验数据与真实情况有较大的误差。取样方法的不同会导致土样含水率有一定的变化。应注意在取土装置上及时加装套管，以避免地下水对原状土的影响。取出后应迅速密封。目前，大部分钻探施工单位在采集土样时，都以胶带纸进行密封，这种方法是不可取的，由于所取土样不可能立即送入实验室进行试验，天气炎热时这就会造成土样内的水分蒸发，还应严格按照蜡封原则进行密封。为避免蜡封融化，宜采取多种措施密封。天气寒冷要避免冰冻。土样保存时间不宜超过三周。土样运送过程中，采用自制的缓震装置对土样加以保护，对无粘性土土样应采用专用取土器进行采样，运输过程中应尽量避免有过大的震动，使土体的结构性遭到破坏，会导致粘聚力与内摩擦角试验值与现场产生过大差异。必要时，应采用冷藏设备进行运输。

3勘察依据不充分、目的不明确造成难以满足设计要求设计意图明确，才能有的放矢地合理布置工作量，解决工程设计和施工中的岩土工程问题。《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）中明确规定详勘时应“搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度和地基允许变形等资料”。但目前市场存在一些不规范行为导致有些工程在无设计要求和建筑物荷载等状况下，勘察单位仅凭业主的陈述，按其要求勘察，导致勘察报告的深度和广度不符合要求。如某啤酒厂的厂房，设备荷载很大，天然地基承载力远远不能满足设计要求，需用桩基，但因前期勘察时对厂房及设备荷载的重要性认识不足，造成勘探孔深度不够，桩基设计参数无从谈起，最终导致补勘。所以施工前一定要弄清勘察设计要求和目的，尤其是一些特殊要求，如电阻率测量、基坑支护、地下水渗透性等，才能在广度和深度上满足设计要求。

3抗剪强度剪切试验中的问题

土体的抗剪强度指标c、Φ值的测试，是岩土工程勘察土工试验中重要的内容之一，在抗剪强度剪切试验中。由于试验方法和采用的固结排水条件不同，即使是同一土体，其抗剪强度C、Φ值也可能相差很大。因此，在工程设计中，对地基土体C、Φ值的选用尤为重要。

在工程勘察中。为了尽可能摸拟工程各种复杂的排水条件，在进行C、Φ值剪切试验时，通常分为3种情况：即三轴剪切试验的不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪，如用直接剪切仪，则分为快剪，固结快剪和慢剪。由于

三轴剪切试验相对于直接剪切试验，更能模拟土体的实际受力状况以及更能严格控制排水条件。因此其C、Φ值也更为可靠，但三轴剪切试验成本较高。受条件限制，要求所有的勘察单位提供三轴剪切试验结果，可能会有一定的困难。尽管如此，但很多规范都要求对一级建筑物必须要用三轴剪切试验结果。对二级建筑物也尽量用三轴试验，当条件不允许时，可用直剪试验结果代替。目前，玉溪地区的勘察单位也都大多提供直接剪切试验C、Φ值结果。

此外，土体的应力历史和应力路径也是影响土体C、Φ值的重要因素。岩土体抗剪强度C、Φ值是岩土工程设计中的一个很重要的力学指标。在岩土工程勘察中，地基承载力的理论计算．土体C、Φ值是重要的参数。在深基坑支护设计中，深基坑土体侧向土压力是支护设计的依据。而基坑侧壁土体C、Φ值又是侧向土压力计算中最关键的参数，在边坡工程、路基稳定等的定量评价中，滑坡带及路基土体的抗剪强度C、Φ值也是评价计算中最重要的参数。

4钻探资料和土工试验结果的误差原因

4.1土质条件同预料的不同

往往所提交的勘察报告中的钻探资料和土工试验结果得出的分析预想与土层实际条件不同，究其原因有以下几点：

(1)钻探资料的解释不正确，钻探资料的分析常常没有结合区域地质和其它一些有利用价值的信息如：大气图片、水文测绘、地质测绘以及地质地形图等。

(2)钻探资料本身有误或不完全，其原因很多：

①钻探技术不对，软弱夹层完全可能被钻工漏过：②标准贯人试验的捶击数可能是错的，众所周知，同一个钻工在同一位置会取得不同的结果。但更重要的是，仅依据标准贯入试验和利用对开式取土器，而不结合区域地质，没有密度、含水量、固结试验、十字板、旁压试验等，可能会得出完全错误的地层特征资料：③钻探资料的水位记录可能跟实际地下水位相差很多：④在取样前钻探本身就可能扰动了土或岩石，这样将会给出错误的分类和室内试验结果。

(3)钻探虽然无误，但却可能没有揭露出场地土层条件的重要变化。①孔与孔间岩层面或土层面的倾斜起伏情况：此类情形不标明，势必导致地基基础的失稳。尤其位于岩石（灰岩）地基上的高层建筑，因岩层层面起伏大，其基础埋深不能满足抗滑要求：②钻探时，遇有较薄软土、有机质(腐植质)沉积物可能完全错过，尤其是较薄的透镜体更容易被忽略、漏记，当我们以1.50m的常规间距取土样时，此类情况完全有可能发生：③钻探时没有探明孤石、卧牛石的深处埋藏与存在，此类情形多在勘探孔数布置较少时发生：④钻探没有查明埋于地下是否有隐藏工程(防空洞、涵洞等)，松软的河、湖沉积物中的地下人造物。

(4)没有仔细、认真地对场地进行实地勘察，而是侥幸地套用附近建筑物以往的勘察资料来指导本工程设计施工，造成勘察资料提供的土层构成、厚度以

及土体的物理学性质指标与实际情况出入较大，导致土压力计算严重失真，基坑支护结构安全度不足。

(5)钻探结束后，地下水位随季节或附近施工的影响可能发生变化。

4.2人为因素的影响

记录人员素质较差，没有经过系统的岩土勘察学习与培训，导致野外记录不清、漏层或土样标签串号，致使对地基土评价失误。另外，钻机实际操作人员应重点避免在取样过程中，防止土样挤密现象发生，实际操作中应准确掐准取样尺寸，不发生超尺多打。

4.3水文地质资料不详

水文地质资料的准确与否，对桩基和基坑工程的施工影响较大，勘察时需详细察明。

(1)由于受地层及抽水设备条件的限制，勘察单位忽视专门水文地质勘察工作，以常规勘察对待基坑工程勘察。粗略地以上层滞水情况对待承压水。对承压水的顶板、水头大小所建议的参数，以及各土层的渗透系数，多数引用本地区以往经验数据，没有进行专门试验。造成失误。

(2)报告中忽略了对上层滞水的评价，从而未引起设计、施工人员的足够重视，基坑开挖后，由于坑内外产生较大的水头差，出现侧壁渗水、涌水、流砂、使粉土、粉砂大量流失，基坑边坡坍塌。

(3)报告中忽略对水质进行侵蚀性、腐蚀性分析，陌生地区应对土质、水质进行取样分析，土样进行化学分析，水样进行侵蚀性CO2、游离CO2等分析，判断其腐蚀性等级，在我们熟知的水文地质区域内，可参照本地已有区域水文地质资料，在区域地质不详地区进行岩土工程勘察时，应对土、水进行必要的侵蚀性、腐蚀性分析试验，察明其对混凝土、钢筋的腐蚀程度。

5结语

岩土工程勘察涉及的内容很广泛，现在岩土测试手段也很多，各种技术在不断的进步，这就需要我们熟悉每种试验手段的适用范围，并及时掌握最新的技术，以提高工作速度和质量。有时岩土勘察工作的不可预知性会让现场工程师改变己定好的计划，因此应该灵活的面对工作中的难题，不可墨守常规。工程勘察要求在开展工作之前尽可能的收集资料，再决定采用合理的试验方法与技术手段。只顾保护自身的利益，单纯为了降低自己的风险而提交过于保守的数据是很不道德的。同时要避免不经过详细的勘察而采取一个保守的基础设计，导致工程造价大幅度增加，造成不应该有的经济损失。