浅谈岩土工程勘察的质量控制

摘要：为提高勘察质量，本文结合工作实践经验，对岩土工程勘察中遇到的几个需要注意的问题提出了笔者的看法。
　　关键词：岩土工程勘察，地基承载力，渗透系数，液化指数，沉降计算
　　1前言
　　岩土工程勘察的地质参数是建筑工程设计、施工的依据，勘察质量的好坏，会直接影响建筑工程的资金投入和结构使用的安全性，为避免给工程的建设造成不必要的经济损失，岩土工程勘察的质量必须高度重视、严格把关，确保详实、科学、准确的勘察成果。笔者根据多年的经历以及相关的规范和规程，就以下几个问题，探讨提高岩土工程勘察质量的相关技术。
　　2控制性勘探点
　　控制性钻孔与一般性钻孔是针对于初步勘察而言，在《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)初勘中有控制性勘探孔的比例要求，控制孔占勘探孔的1/3-1/5，在详勘中没有比例要求。而在《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ7-2004)中详勘阶段控制孔的数量为1/3。那么对于一般多层建筑物的详勘阶段控制性孔的比例应为多少呢？笔者认为不能因为多层就降低控制孔的数量，应根据初勘与详勘，一般初勘应采用1/5，详勘采用1/3。
　　3地基均匀性评价
　　在《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)中，地基土的均匀性评价可以有章可循，而在普通多层建筑中进行均匀性评价有没有意义呢？地基承载力和稳定性是保证工程安全的前提，但工程经验表明，绝大多数与岩土工程有关的事故是变形问题，所以分析评价地基的均匀性就非常重要，地基均匀性包括土层厚度的均匀性和土性的均匀性，特别是强度指标和压缩指标的均匀性。《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)第4.1.11条第3款规定了要分析和评价地基的稳定性、均匀性，与旧规范不同的是增加了均匀性评价，但没有规定具体定量或定性的方法，原因是给各地留有一定的余地，由各地在编制地方规范中规定。如北京地区地方规范中以压缩模量的变化来确定均匀性系数，目前，对于郑州地区还没有相应的规范出台，对于多层建筑一般以《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中表3.0.2中的规定进行判定。该方法是一种评价途径，也得到了较多岩土工作者的认可。
　　4地基承载力的确定
　　4.1根据理论公式计算
　　(1)采用地基承载力理论公式(如汉森公式)求取极限承载力后，将之除以安全系数K便可得到地基的承载力。安全系数K的取值，与建筑物的安全等级、荷载性质、土的抗剪强度指标的取值可靠度等因素有关，一般可取2-3。
　　(2)根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)，当偏心距e≤0.033b(b为基底宽度)时，可根据土体的抗剪强度指标，按下式求取地基承载力特征值，并应满足变形条件要求:
　　fa=Mbγb+Mdγmd+Mcck
　　式中fa为由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值/kPa。
　　4.2根据载荷试验确定
　　载荷试验是一种现场测定的原位测试方法，在载荷板上分级加载，测定各级荷载下的沉降量，然后根据P-S曲线来确定地基承载力，地基承载力特征值是在此基础上利用统计方法取得。
　　4.3查表法
　　《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中取消了承载力表。新规范之所以取消承载力表是考虑到我国幅员辽阔，岩土特性变化大，很难用一张表加以概况。虽然新规范取消了承载力表，但作为一种经验方法还是可以参考的。《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中规定地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、理论公式计算，并结合工程实践试验综合确定。然而在实际工作中除非重要的建筑物，对一般建筑物来说由于工期、造价的原因一般不采用载荷试验，但在采用查表法时，应注意结合本地区的经验，不能盲目照搬。
　　5地下水的评价
　　从目前的勘察报告来看，地下水这部分内容与现行岩土工程勘察规范要求相比，存在相当大的差距。在很多勘察报告中，仅仅提供勘察期间的地下水稳定水位及其高程。其实在工程设计中，对地下水的评价将对工程安全与造价产生极大影响，例如：在地下室的设计中，地下水位是最重要的参数之一。勘察单位应符合现行岩土工程勘察规范[《岩土工程勘察规范(GB50021-2001)》的强制性条文规定了勘察报告对地下水的评价要求]。建筑物合理使用年限一般为50年，勘察报告应提供历史最高水位及变化幅度、勘察期间地下水位及其变化幅度，并提出防水设计水位和抗浮设计水位等建议。
　　5.1地下水的变化幅度
　　这个问题在勘察报告中普遍存在，要么是不提供变化幅度，这肯定的不对的(在规范中明确提出要提供)，要么是随便提供一个范围值就了事。此事马虎不得，地下水枯水期和丰水期的水位不同对设计和施工影响很大，如有些工程勘察是枯水期，那么到了丰水期地下水位到底上升了多少？当然对一般工程来说，地下水的长期观测对于工期、造价来说都不现实，那我们可以去有关部门搜集相关的资料。
　　5.2渗透系数
　　现在高层建筑愈来愈多，很多深基坑开挖都需降水，渗透系数这一重要的水文地质参数用途越来越大，其数据的准确性愈来愈严格。在很多的勘察报告中对此不提，很多审查人员也未提出。渗透系数的重要性不言而喻，它的测定有现场试验和室内试验两种方法，一般室内试验误差较大，现场试验比较切合实际，但对一些弱透水地层可采用室内试验来确定，对重要工程和对降水有特殊要求的工程，应以现场试验结合室内试验和经验值综合确定。
　　6地震效应
　　6.1场地土划分
　　规范规定，在抗震设防烈度等于或大于6度的地区进行勘察时，应划分场地类别，划分对抗震有利、不利或危险地段。但对于一些场地来说，场地土的类型划为中软土，既不属于《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)表4.1.1中的不利地段，也不属于有利地段，按照本规范条文说明，可视为可进行建设的一般场地。
　　6.2液化指数
　　在判别液化的过程中，经常遇到同一个孔同一层中不同深度有的液化、有的不液化，在一些勘察报告中提出了“部分液化”的结论。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中规定，液化指数的判定是一项综合指标，场地内部分液化、部分不液化，要判定液化等级还是要根据液化指数。因为液化指数是一个综合指标，包括了要求深度范围内不同深度处、不同的液化程度，也包括不液化的部分。因此，“部分液化”的结论不符合规范。还有些情况是这样的，在几个孔中有的判定液化，有的孔则不液化，而规范中规定“根据每个孔的液化指数综合确定场地液化等级”，至于如何综合确定没有统一的规定，可对每个孔的液化指数进行统计分析来确定，这就需要在布置钻孔时多进行标贯试验，并结合其他方法进行液化判定，这样就可以对场地的液化程度进行较可靠的评价。
　　7沉降计算
　　7.1附加应力系数和平均应力系数的区别
　　在《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)的附录中有关于附加应力系数和平均应力系数的表，很多勘察人员对这两个概念搞不清楚而出错，二者是不同的，前者是计算附加应力用的，得到的结果是附加应力随深度分布的曲线；而后者是计算附加应力的应力面积，可直接代入规范的沉降计算公式求沉降。
　　7.2压缩模量的取值
　　压缩模量Es是变形计算中最重要的参数，所以工程上都要求土工试验中做压缩试验来测定计算地基土的压缩系数和压缩模量。对同类地基土而言，其压缩系数和压缩模量也不是定值，它们因荷载压力的大小而异。在很多勘察报告中，勘察人员在进行沉降计算直接采用100-200kPa下的压缩模量进行。首先，这种做法与岩土的实际受力明显不符。如果工程荷载较大，或采用桩基础的工程压缩层计算较深，那么压缩层下部土层的荷载压力较大，在压缩试验时就需要测定计算相对应荷载压力下的压缩系数和压缩模量，以便进行沉降估算。其次，《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中给出的公式Es=（1＋e0）/av，其中a为从土自重压力至土的自重压力与附加压力之和压力段的压缩参数，e0为土自重压力下的孔隙比，而非天然孔隙比。由于天然孔隙比大于自重压力下的孔隙比，所以前者算出的压缩模量大于后者，致使按前者算出的变形量明显偏小，偏于不安全，这就要求提供压缩曲线来确定自重压力下的孔隙比。所以，在进行地基土沉降估算中，试验前应明确工程竣工后地基土不同土层的应力环境或荷载压力大小，压缩模量一定要选用与实际应力环境相对应荷载压力级别下的压缩模量，做到有的放矢。
　　8结语
　　岩土工程勘察是工程建设的第一个环节，作为勘察者来说，对工程地质条件做出准确的评价分析直接影响到勘察质量。上述的问题都是在工作实践中发现并不断总结得来的，这也要求勘察人员要重视规范、规程的学习，加强质量意识，不断领悟，只有这样，勘察质量才能有所保证。