浅谈提高岩土勘察质量对策

2011-12-31崔旭

中国新技术新产品 2011年12期

崔旭

（广东省核工业地质局二九一大队，广东佛山 528133）

随着我国城市化水平的不断提高，科学技术的进步和社会的发展，今后兴建的建筑将以大型建筑、高层建筑和智能建筑为主体，采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要，岩土勘察工作显得尤为重要，下面总结出可能导致勘察失误的几个方面进行探讨：就如何提高我国岩土工程勘察质量有效地解决了岩土勘察中的技术难题。谈一点浅见，供同行参考。

一.岩土勘探

岩土工程勘察报告的编写、审查、审定和使用均是基于施工与测试所收集的岩土资料是真实准确、连续、完整的，所以野外勘探与测试是保证勘察质量的关键，也是控制岩土工程勘察质量的难点，这一环节主要出现的质量问题简述如下：

1.1 现场测量放样不规范。

很多勘察项目钻孔柱状图中没有坐标系统，现场放样不规范，放样采用的仪器不合格，甚至用地质罗盘加皮尺放样，或“勘探点平面位置图”中没有坐标系统，大部分钻孔坐标系统未经闭合。

1.2 回次进尺不合理。

勘察钻探施工中，片面追求工作量，回次进尺过长，回次采芯率不控制，往往采用水钻快速钻进，地下水位以上松散土层也采用水钻，然后干钻一定长度，导致岩土芯原状结构破坏、土样含水量失真，致使现场岩土工程师编录误判；岩芯采取率偏低，特别是破碎岩及松散地层，无法准确地划分岩土层，特别是遇到软弱夹层，风化岩中的囊状风化、夹层风化，往往漏层，给建筑物的安全留下隐患；施工钻探时土层应尽量采用干钻，地下水位以下土层宜采用小泵量慢速钻进，尽量减小回次进尺，特别是破碎及松散软弱岩土层回次进尺不得超过0.5m。

1.3.取土器、标贯器不合格。

取土时很多勘察项目不是采用标准的取土器取土，而是直接在岩土芯中切土裹样，导致很多室内测试的土的物理力学参数失真，出现矛盾的现象，勘察施工中对流塑～可塑的土样应采用薄壁取土器取土，硬塑以上的土样应采用双重或三重管取土器取土，方能确保钻孔内取出的土样保持原位特征。

标准贯入测试前未规范要求先行清除孔底残碴，预先贯入15cm并记录锤击数，再进行正式测试，每10cm记录一次锤击数；标准贯入器不合格，触探器刃口发生卷口也不及时更换，更为糟糕的是很多勘察单位不配备标准的自动落锤，凭经验填写。

轻便触探没有针对性地随便乱用，测试深度也远远大于规范规定的不大于4m的要求，轻便触探取得的数据未经统计分析就用作岩土工程评价。

1.4.终孔层位不满足技术要求中所规定层位。

勘探地层难以钻进时，勘探班组为了追求生产效率，从而摆完整岩芯来蒙骗现场技术人员，或者在石灰岩地区故意忽略溶洞，导致没有达到勘察目的，以致给施工建设阶段带来没有依据可循，后果非常严重。

1.5 野外描述与现场实际不符。

野外描述针叉寸性不强，所有分层的岩土描述千篇一律，没有任何变化，这与岩土层的各向异性是完全不符合的，也不符合现场实际情况，描述采用的术语也不符合术语标准。对某些术语理解也不透彻。

1.6 地层分层不合理。

场地钻孔深度内的岩土层未按工程地质单元分层，未结合岩土层的沉积环境、成因类型以及力学强度进行划分；岩体风化带的划分不合理，有的不同强度的岩石的风化带也划分入同一风化岩体，大家都知道，软质岩与硬质岩的风化岩体其强度与变形是完全不同的，其对水的敏感程度也不同；对软弱夹层不够重视，经常漏层（漏编）；对风化岩体的划分标准同一场地有时都不一致，强风化岩体与全风化岩体采用标准贯入击数进行划分已为工程界所接受，但中风化以上岩体风化带划分较混乱，有的仅以岩石单轴抗压强度划分中风化岩体以上风化带，众所周知，风化岩体划分主要是以岩石矿物成份或基质成份的风化程度以及裂隙的发育程度为依据进行风化级别的划分，不能以为某一风化级别的风化岩体中不能存在更高或更低一级的风化岩石，而是要看岩体强度由何种风化程度岩石抑制或结构面控制进行风化程度划分才较为合理。

1.7 地下水位观测。

大多数场地未作初见水位观测，静止水位的观测没有进行洗孔，也未按要求观测静止24h的地下水静止水位，导致所观测到的地下水静止水位、水层厚度失真；对于有降水要求的地下工程未按要求进行抽水试验，提供各岩土层的渗透系数。

品管圈是小圈团体按照一定的活动程序来解决工作现场、管理、文化等方面所发生的问题及课题，目的在于提高产品质量和提高工作效率。控制图是品管圈七大手法之一，用于测定、记录、评估并监测过程是否处于控制状态的一种图形方法。系统采用的工作强度品管圈如图3所示。图3(a)显示的是工作强度超标的情况，可以看到3号的工作强度已经超过阈值3，需要采用医生工作强度调整方法进行处理。图3(b)显示的是工作强度正常的情况。

二.内业资料整理

对于野外及室内测试分析所收集的分散、零乱的原始资料必须经过岩土工程师运用所掌握的岩土理论和实践经验进行总结分析，以便于设计人员结合场地特征有针对性地进行设计，是岩土工程勘察不可或缺的重要一环，勘察质量的高低也从这一环节中得到体现；当前该环节主要存在的质量问题有如下几个方面：

2.1 对岩土参数统计理论不熟悉。

在岩土参数的统计与分析中，不问青红皂白，对异常值不加分析剔除，一律参与统计分析，导致分析误差过大，标准差、变异系过大，得出场地分析不合理、不正确的结论，这主要是对统计概念、理论不明确所至，岩土参数是建立在置信度为95% 的数学期望值，其代表值是服从概率正态分布的。

从理论上来，对所得的无限大的数据应用数理统计方法加以处理，以经过处理的实测数据为基础，根据统计推断原理，选择正态、对数正态、伽马、极限I型、极限Ⅱ型、极限Ⅲ型等概率分布类型作为检验假设对象，在检验的显著性水平统一取0.05的前提下，通过K-S检验或x2检验，确定任意参数的概率分布f(x)，并通过矩法估计确定其统计参数的平均值和变异系数，一般岩土参数统计均采用正态概率分布类型。

2.2 对岩土参数的取值不理解。

对岩土参数的标准值片面地理解，不论什么岩土参数均提供标准值，其实“标准值”有其确切的定义，也有其明确的使用范围，对材料的强度和出现的荷载而言其标准值是存在的，而对于岩土的大多数物理性质参数其只有基本值，是不存在标准值的；对岩土的工程特性指标其标准值是存在的，例标准贯入测试的击数值、土的抗剪指标等，因为这些参数的获得是土样发生完全破坏时的强度，其有标准值是可以理解的。

对于岩土层的指数分数测试指标只需提供参数的平均值，而对于工程特性指标例如标准贯入锤击数、原位测试所得的土的强度指标和室内测试的土的强度指标等必须提供标准值、基本值或特征值。

土的一般性物理指标统计其平均值、最大值和最小值就可满足要求；而对于关键性物理力学指标例如孔隙比、压缩模量、抗剪强度指标、标准贯入试验锤击数等除统计其平均值、最大、最小值外，还应提供其标准差、变异系系数；对标准差与变异系数的概念，很多岩土工程师滥用，用于评价岩土报告中参数的合格与否，其实这是对统计参数的理论原理不太了解的缘故。

2.3 对荷载和承载力概念不明确。

根据有关规范规定，岩土的工程特指标有标准值、平均值及特征值；而荷载可分为永久荷载和可变荷载，荷载有三种代表值：标准值、频遇值和准永久值，对于永久荷载只有一个代表值—— 标准值，可变荷载有三个代表值：标准值、频遇值和准永久值。

对承载力概念不明确，术语不符合规范要求，有的甚至还用“地耐力”这一废除了多年的术语，计量单位不符合sI制要求，例“kgf／cm2”，质量单位与重力单位混为一谈；把承载力看作一个定值，目前对承载力的概念主要有如下几种说法：

“地基承载力特征值”是指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值是按正常使用极限状态的原则确定，在保证地基稳定的条件下使建筑物和构筑物的沉降量不超过允许的承载力值，与“允许承载力”概念等同，地基的承载力与建(构)筑物的荷载是在相互协调的过程中完成的，开始设计时不宜将承载力看作定值，而应在调整中确定地基承载力，最终使基底压力一地基承载力验算满足设计要求。

“地基承载力基本值”是指按有关规范规定的一定的基础宽度和埋置深度条件下的地基承载力，按有关规范查表确定。

“地基承载力标准值”是指按有关规范规定的标准方法试验并经统计处理后的承载力值。

“地基承载力设计值”是地基承载力标准值经深宽修正后的承载力值或按荷载试验和用实际基础宽度、深度按理论公式计算所得的地基承载力值。

根据以上对承载力值概念的理解，岩土的承载力非定值，它是随主要持力层土的状态、基础埋深、基础大小、基础和建筑物结构刚度而变化、建筑物荷载特点和所采用的地基土压缩模型、地基模型有关；由于地基土的不均匀性，地基土反力存在集中现象，导致地基承载力随基础刚度的不同而产生变化，当基础刚度大时(刚性)，根据应力解基底应力分布是两边大，中间小，地基土承载力可取高值，使基底中间的土承受更大的压力以调整不均匀沉降，以利于基础中间地基土承载力得到充分的发挥；而基础刚度较小时(柔性)，根据应力解基底应力是两边小中间大，地基土承载力可取低值，使基础两边地基土承载力得到充分的发挥。