岩土工程勘察质量控制与提升策略研究
2024-05-21班海龙
班海龙
(中勘三佳工程咨询(北京)有限公司,北京 100013)
1 岩土工程勘察技术与方法
1.1 测绘技术
测绘技术是岩土工程勘察阶段所使用的基础性技术,主要应用在岩土工程勘察的前期,用于对工程所在区域的地形地貌等基础自然环境条件进行测绘测量,为岩土工程勘察作业提供基本的作业现场地形条件、控制网与参照坐标系。
1.2 勘探技术
勘探技术是岩土工程勘察阶段的关键性技术,其主要采用钻孔等方式对地表以下的地质状况进行探测与研究。当前岩土工程勘察作业中主要采用的勘探技术为钻探、物探、坑探等,其中,钻探采用钻孔探测的方式采集地表以下的岩土体样本,并通过室内试验分析岩土体构成以及地质构造情况。坑探也是岩土工程勘察中应用较多的一种直接勘探技术,与钻探技术的不同之处在于其利用特殊机械设备开挖坑道,从地表以下采集原状岩土样,以便直接揭露地质结构与地质现象。物探是一种区别于钻探与坑探的间接式勘察技术,其通过对地球物理场的观测与研究,间接探测与分析地层岩性、 地质构造、岩土体状况等地质环境条件,相较于钻探与坑探,成本更低、操作更简单,通常是钻探与坑探的辅助类勘探技术[2]。不同的勘探技术适用场景不同、优缺点不同、限制因素不同,如物探虽然操作流程简单且成本较低,但其深受勘探场所地形地貌的影响,适用性有所局限。因此,选择岩土工程勘察技术时,需要综合考虑工程所在地的地形地貌条件和地层特征,科学选择适宜的勘察技术,获取精准且全面的岩土体地质信息。
1.3 原位测试与室内试验
原位测试与室内试验是对岩土工程勘探作业采集岩土体样本进行测试与分析,量化测定岩土体的强度、渗透性能、固定变形等地质参数,以便科学编制岩土地质勘察报告,反映真实、完整的岩土体地质数据,为工程设计与施工提供高质量的地质勘察报告。其中,原位测试的对象为从实际地质环境中采取并能够保持原位应力的岩土体样本,该技术用于研究岩土体的地质结构、性质状况等,受到样本条件的局限性影响,原位测试的试验无法大量开展[3]。室内试验是对原位测试的一种补充与优化,对于采样难度较大的岩土层而言,可采用室内试验对工程所在区域的岩土体地质状况进行测验与精准评定,具有试验效率高、结果可靠性好等优点。
2 岩土工程勘察质量存在问题分析
2.1 勘察准备工作不充分
岩土工程勘察作业之前,需要做大量的准备性工作,例如,基础测绘是岩土工程勘察的前提条件,利用基础测绘提前布设目标区域控制网,绘制目标区域地形图[4]。同时,勘察准备阶段需要对目标区域的工程类型、 设计与施工对岩土体状况的标准与基本要求、地基的深度数据等进行全面掌握,以便开展岩土工程勘察作业[5]。但是,不少勘察队伍在准备阶段工作不到位,影响了岩土工程勘察的质量,例如,在工程所在目标区域进行现场测量放样时,一些勘察团队未能提前布设坐标系统,现场放样规范性与标准性不够,测量放样的仪器精度有偏差等均会导致岩土工程勘察技术实施质量不高,部分勘察人员未利用现代测绘技术进行控制网布设与现场测量放样,而是利用地质罗盘与皮尺相配合进行现场测量放样,放样精度不高,无法为地质勘察提供精准的坐标与放样参照,影响岩土工程的勘察质量。
2.2 勘察技术水平偏低
勘察技术水平在很大程度上影响甚至决定着岩土工程勘察质量。信息化技术、自动控制技术、物联网技术的发展促使现代勘察技术得以快速发展,勘察精度与勘察效率都有着较大程度的提升,但受到勘察技术运用成本以及使用熟练程度等因素的制约,一些勘察团队未能及时引进先进的勘察技术、更新升级现有的勘察设备设施,在一定程度上制约了岩土工程勘察作业的效率与质量。例如,在利用钻探技术进行岩土工程勘察时,水钻的自动控制水平较低,难以合理控制回次进尺,会导致岩土芯原状结构遭到破坏,土壤的相关参数,如含水量、稳定性等均会失真,影响岩土工程勘察质量[6]。例如,部分勘察人员在取土阶段直接在岩土芯中切土裹样,未能利用标准取土器取土,会影响室内测试阶段测定的岩土体物理学参数精确度。例如,在布设目标区域勘察样点时,未能利用分层采样方法、随机采样方法等科学布设样点,会导致目标区域采集的岩土体样本的典型性、代表性与全局性存在偏差,无法真实反映目标区域的岩土体地质状况。
2.3 勘察体制不完善
岩土工程勘察作业有详细且明确的技术规范与标准依据,是岩土工程勘察质量控制的重要基准。但是岩土勘察目标区域的地形地貌环境、地质条件、气候条件、水文条件等有区域特性与复杂性,在岩土工程勘察作业时需要结合相关技术标准与规范个性化定制适配当地岩土工程勘察的工作体系,以提高工作体系与当地自然环境条件与人文环境条件的契合性[7]。但是,不少岩土工程勘察团队在接到勘察任务时,未能通过充分的前期准备与调研制定完善的岩土工程勘察工作体系,而是沿用或套用惯例性的工作体系开展勘察作业,无法适配现代岩土工程勘察的质量要求,测算与分析出的岩土工程技术参数与真实值存在较大的偏差,影响岩土地质勘察报告内的数据精度与可靠性。
3 提升岩土工程勘察质量的策略
3.1 做好工程勘察准备工作
在岩土工程勘察作业之前,勘察团队应做好充足的准备工作,利用先进的测绘技术、物探技术、水量监测仪、气象监测技术等对岩土工程勘察目标区域的地形地貌、 地基基础、边坡、水文条件、气候条件等进行全面调研与初勘。同时,结合目标区域的工程类型、 设计与施工对岩土体状况的标准与基本要求、地形地貌条件、地层特征科学选择适宜的勘察技术,从前期准备阶段保证岩土工程勘察质量[8]。此外,勘察团队要根据目标区域的特殊情况个性化编制岩土工程勘察工作体系,从工作机制上保证岩土工程的勘察质量。
3.2 强化勘察质量管理
岩土工程勘察团队要注重与强化勘察质量评估与管理工作,一方面要完善岩土工程勘察过程化质量管理体系,分阶段、分环节对岩土工程勘察作业的质量进行校核与控制,提高岩土工程勘察流程的质量。一方面要引入合理的岩土工程勘察质量评价方法,借助专家经验、勘察结果反演方法、过程性参数测定方法等对岩土工程勘察质量进行客观、科学的评估,及时修正与纠偏勘察技术参数。例如,通过岩土体样本采集与力学性质参数测定分析后,将其与原位测试数据加以比对,校核与修正相关技术参数,提高岩土工程勘察质量。一方面,要强化对勘察人员的培训与教育,围绕勘察技术、勘察设备、工作要点、质量控制、岩土参数统计理论等方面全方位提高勘察人员的综合素养与专业技能,以勘察人员为抓手,强化岩土工程勘察质量管控力度。例如,通过岩土工程勘察作业流程与注意事项培训,确保勘察人员对勘察采集的土样保管以及原位测试分析得到的数据参数具有高度的敏锐性与重视度,以免岩土体样本在保存运输过程中因环境不当或程序错误而影响岩土体样本技术参数[9]。
3.3 优化岩土工程勘察技术与方法
先进的岩土工程勘察技术与方法是岩土工程勘察质量控制与提升的有效手段。岩土工程勘察团队要积极引入新型勘察技术与方法,提高勘察技术与方法的智能控制水平以及勘察质量。如利用重力勘测技术测量获得工程所在区域的重力参数,包括重力异常数据与反射数据等,对照相关标准规范,精准分析目标区域的地质概况; 如将遥感地质法与计算机模拟技术相结合,依托遥感地质法高效获取地面发射的电磁波信号,并利用计算机技术对电磁波信号进行解析,利用计算机模拟技术对解析后的电磁波信号进行地质三维建模与重构,为岩土工程勘察作业实施提供可视化的地质结构模型; 如将静探孔技术应用到岩土工程勘察中,依托压力装置压入探杆,精准测定岩土的物理力学性质,整个过程不对地层产生破坏,同时提高岩土工程勘察的质量。
3.4 实施技术经济责任制
勘察人员工作的主动性与积极性是影响岩土工程勘察质量的关键因素。为增强勘察人员对勘察任务的责任意识,勘察团队应设计科学的岩土工程勘察工作体系,并在工作体系内推行技术经济责任制,将勘察人员的工作任务、勘察技术与薪酬待遇等有效关联,将勘察任务以及质量控制的相关责任分解到具体勘察人员,调动勘察人员的主观能动性,履职尽责做好岩土工程勘察工作,确保岩土工程勘察程序符合标准规范。
3.5 建立完善的勘察监理制度
勘察监理是控制岩土工程勘察质量的重要抓手。岩土工程勘察作业要建立与完善勘察监理制度,由勘察监理对岩土工程勘察方案设计、岩土工程勘察工作体系、岩土工程勘察作业过程以及岩土工程勘察质量验收进行严格把关与过程化监督,从第三方视角管控岩土工程勘察质量,协助解决岩土工程勘察过程中的各类质量问题,切实提高岩土工程勘察质量。勘察监理要制定监理实施细则,明确地质勘察监理程序流程、监理表格、质量控制点和质量控制措施等,审核勘察纲要,对不符合规范要求的勘探点布置,要求勘察单位按规范要求进行调整和补充。在外业勘察过程中,根据场区地形地貌、地质条件等,结合建筑物特征,要求勘察单位对勘探点进行必要的调整和补充,使勘察工作量布置更趋合理。对地勘钻探机组编录人员配备不齐、一人记多孔、后追记、记录不规范、不全面、岩芯采取率低、取样数量及原位测试偏少等质量问题,通过监理指令责令勘察单位短时间予以改正,保证勘察质量。
4 结语
岩土工程勘察作为工程建设的前提要素,只有保证岩土工程勘察结果的真实性,才能保证工程质量。岩土工程勘察通过工程地质调查与测绘、勘探与岩土取样、原位测试、室内试验和岩土工程监测等工作,实现场地的稳定性评价,提供场地地层和地下水分布的几何参数和岩土体工程性状参数,对建筑地基作出岩土工程评价,对基础方案、岩土加固与改良方案或其他人工地基设计方案进行论证和提出建议,根据设计意图监督地基施工质量; 预测由于场地及邻近地区自然环境的变化对建筑场地造成的影响,以及工程本身对场地环境可能产生的变化及其对工程的影响,为现有工程安全性的评定、拟建工程对现有工程的影响和事故工程的调查分析提供依据,指导岩土工程在运营和使用期间的长期观测,如建筑物的沉降和变形观测等。在实际工作中,应结合工程具体情况,选择对应的勘察技术,加强勘察人员专业培训,建立科学的勘察工作体系,完善勘察监理制度,优化勘察技术、措施与方法,保证岩工程勘察工作顺利进行,获得理想的勘察效果。