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關(guān)于巖土工程勘察措施的改進(jìn)與思考

2010-02-26 09:11    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  引言

  上世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)開(kāi)始實(shí)施巖土工程勘察體制,開(kāi)始針對(duì)各個(gè)場(chǎng)地的巖土工程條件。提出建議,幫助設(shè)計(jì)選定基礎(chǔ)處理形式與施工方案,工程勘察工作的領(lǐng)域隨之拓寬。隨著工程勘察水平的不斷提高,工程勘察正逐步與巖土工程相融合;同時(shí)由于巖土工程研究和改造對(duì)象與工程勘察對(duì)象相一致,因此,今后巖土工程的發(fā)展方向也可能逐步走向勘察、設(shè)計(jì)一體化。工程勘察中的巖土工程勘察日益向著勘察設(shè)計(jì)更加密切聯(lián)系的巖土工程方向發(fā)展。巖土工程勘察是運(yùn)用地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)的理論,按照科學(xué)的勘察程序與方法,利用有效的測(cè)試儀器和技術(shù),調(diào)查和工程建設(shè)有關(guān)的工程地質(zhì)條件,評(píng)價(jià)存在的與巖土工程有關(guān)的工程地質(zhì)問(wèn)題,為工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工等提供詳實(shí)、科學(xué)、準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。近年來(lái),巖土工程勘察在快速的發(fā)展過(guò)程中。不論是在體制還是在勘察方法、計(jì)算機(jī)輔助軟件、勘察報(bào)告編制等各方面工作都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,并且還在在不斷優(yōu)化中。但是,在這個(gè)過(guò)程中同樣也遇到了不少問(wèn)題,有許多技術(shù)資料有待發(fā)展和解決,因此,下面就以筆者在巖土工程勘察工作中所意識(shí)到的問(wèn)題提出討論,以期拋磚引玉,共同提高。

  1、勘察布孔勘察與設(shè)計(jì)的接口:

  收到設(shè)計(jì)人的勘察任務(wù)書后,應(yīng)認(rèn)真閱讀,仔細(xì)分析,充分了解設(shè)計(jì)意圖,不明白的地方及時(shí)與設(shè)計(jì)人溝通,存在疑慮的地方需向設(shè)計(jì)人提出。設(shè)計(jì)人往往有偏于保守的傾向,如對(duì)地基承載力要求過(guò)高、要求一樁一鉆、對(duì)樁基承載力提出過(guò)高要求等。由于巖土體始終是一個(gè)灰箱,無(wú)法徹底查清巖土體的分布及其物理力學(xué)參數(shù),在做與巖土相關(guān)的工程設(shè)計(jì)時(shí)固然要留有一定的安全富余度,但是必須在了解場(chǎng)地巖土條件的情況下才能準(zhǔn)確把握安全的尺度,采用過(guò)于保守的巖土參數(shù),過(guò)高的安全系數(shù)將不可避免的造成工程建設(shè)的極大浪費(fèi)。做巖土工程勘察的人一般比做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的人更清楚或者更容易把握?qǐng)龅氐膸r土條件情況,因此巖土工程師應(yīng)當(dāng),也有必要提出意見(jiàn)供設(shè)計(jì)人參考。在勘察任務(wù)書與工程平面布置圖確認(rèn)無(wú)誤后,勘察人員應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)踏勘,了解場(chǎng)地情況,并提出勘察綱要供鉆探等供外業(yè)使用。

  2、外業(yè)鉆探為加快勘察進(jìn)度,標(biāo)貫孔,特別是取樣鉆孔應(yīng)優(yōu)先施工。

  標(biāo)貫孔先施工可以盡早了解砂土層的密實(shí)度和稠度情況,為野外勾畫草圖提供方便,取樣鉆孑L先施工,可以盡早為巖土實(shí)驗(yàn)室提供樣品,避免因?yàn)槲闯鼍咴囼?yàn)結(jié)果而遲遲不能提交正式報(bào)告。

  3、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是確定巖土物理力學(xué)性質(zhì)的可靠方法。

  目前最常用的巖土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)有標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探、十字板剪切、抽水試驗(yàn)等。由于標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)可以非常簡(jiǎn)潔有效及時(shí)地劃分出砂土的密實(shí)度及稠度,因而成為巖土工程勘察最常用的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)手段。對(duì)軟土則需要做十字板剪切試驗(yàn)確定其的抗剪強(qiáng)度和靈敏度。做十字板剪切試驗(yàn)之前,應(yīng)先做靜力觸探試驗(yàn),以劃分土層,這樣既可以針對(duì)有需要的軟土層做試驗(yàn),同時(shí)可以避免十字板剪切試驗(yàn)出現(xiàn)板頭損壞等事故。條件許可則可備兩套微機(jī)、探頭/板頭、電纜及桿件,以避免頻繁的更換靜探探頭和十字板板頭,切換工作模式,從而減少出錯(cuò)機(jī)率,并提高工作效率。提高十字板剪切試驗(yàn)效率的另一項(xiàng)建議是:加密十字剪切試驗(yàn)的垂向密度。增加十字板剪切試驗(yàn)的垂向密度的邊際效益非常明顯,即利用架設(shè)好的十字板試驗(yàn)設(shè)備,無(wú)需更換板頭和重新架設(shè),只增加少量時(shí)間,而獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)則可以成倍增加,大大增加了統(tǒng)計(jì)的置信度,進(jìn)而增進(jìn)對(duì)巖土層地認(rèn)識(shí)。

  4、編錄鉆探編錄則是工程勘察質(zhì)量保證的基礎(chǔ)。

  工程地質(zhì)野外編錄應(yīng)力求簡(jiǎn)明準(zhǔn)確,抓住密實(shí)度、稠度、風(fēng)化程度等主要特征,準(zhǔn)確地描述,并劃分層位。隨著辦公自動(dòng)化、無(wú)紙化的普及,以及數(shù)碼相機(jī)、手提電腦價(jià)格地不斷下降,應(yīng)適時(shí)地為外業(yè)人員配備數(shù)碼相機(jī)和手提電腦。目前外業(yè)人員一般都攜帶數(shù)碼相機(jī)。以便拍攝場(chǎng)地條件及巖芯相片,建議將手提電腦也提供給外業(yè)編錄人員。一方面,有手提電腦的幫助可以提高外業(yè)人員的編錄速度,還可利用電腦繪制剖面草圖等,提高編錄的準(zhǔn)確性;另一方面,編錄后即可通過(guò)郵件等發(fā)回辦公室或駐地,內(nèi)業(yè)人員可以迅速獲得編錄信息,亦無(wú)需重復(fù)錄入編錄內(nèi)容,進(jìn)一步提高了效率。

  5、室內(nèi)試驗(yàn)巖土層劃分及其物理力學(xué)參數(shù)是巖土工程勘察的最重要成果。

  前者一般通過(guò)鉆探及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可劃分,而巖土的物理力學(xué)參數(shù)一般是通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)確定。勘察人員在錄入試驗(yàn)數(shù)據(jù)的過(guò)程中既浪費(fèi)時(shí)間,又容易出錯(cuò)。在勘察報(bào)告的編寫過(guò)程中,試驗(yàn)數(shù)據(jù)及編錄表的錄入約占10—15%的時(shí)間,因此實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)電子版本的通用及野外編錄工作的電腦錄入,可以大大提高勘察報(bào)告的編寫速度。室內(nèi)試驗(yàn)存在的另一個(gè)突出問(wèn)題是:巖土樣品試驗(yàn)項(xiàng)目的選擇問(wèn)題。建議設(shè)計(jì)人在提出勘察任務(wù)時(shí)應(yīng)明確選擇所需巖土參數(shù)。

  6、提出建議

  從事巖土工程勘察工作應(yīng)熟悉樁基及各種地基處理方法,提出切實(shí)有效的地基處理方案。在工程建設(shè)中,設(shè)計(jì)人往往忽略了勘察報(bào)告中在基礎(chǔ)處理形式及施工方案方面的建議。勘察和設(shè)計(jì)往往隸屬于不同部門,勘察部門在勘查報(bào)告移交后,就萬(wàn)事大吉;設(shè)計(jì)部門收到勘察報(bào)告時(shí),只看剖面圖、柱狀圖和巖土參數(shù),對(duì)地基處理建議等不加重視。此外,勘察人員由于工作的局限性,偏重于查明巖土情況,缺乏地基處理方面的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn),勘察報(bào)告中的建議往往比較空泛,久而久之,設(shè)計(jì)人員對(duì)勘察建議重視程度降低。

  7、巖土勘察信息庫(kù)

  多年以來(lái)都有學(xué)者提出建立巖土勘察信息庫(kù)的建議,將已有的勘察資料部分甚至全部輸入到上述信息庫(kù)里面,今后臨近的工程就可以直接利用前人鉆孔資料,以減少時(shí)間和金錢的耗費(fèi)。

  從制度上講,假設(shè)一個(gè)區(qū)域建立了這樣的信息庫(kù),則該區(qū)域就可以減少或者不用鉆探了,那么該區(qū)域的勘察單位就是面臨無(wú)米下鍋的困難境地。而勘察單位在不斷提供資料的同時(shí),發(fā)展變得越來(lái)越難以為繼,其中的利益分配還有待于從制度層面上理清。從技術(shù)上講,巖土勘察信息庫(kù)就算建立起來(lái)了,依然有很大的局限性。高層建筑、深基坑、地下鐵道、隧道不斷涌現(xiàn),不可能有現(xiàn)成的足夠深度的鉆探資料以資利用;對(duì)于樁基礎(chǔ),往往需要一樁一鉆,在巖溶地區(qū),對(duì)于大直徑樁甚至于要一樁幾鉆,不可能利用幾十米或者幾米以外的舊資料來(lái)設(shè)計(jì)樁基。

  因此,想通過(guò)收集已有鉆孔資料建設(shè)信息庫(kù)來(lái)取代今后的勘察工作是不可取的,但信息庫(kù)的建設(shè),必然有利于對(duì)工程場(chǎng)地巖土條件的初步認(rèn)識(shí),也可以減少初步勘察的工程量。

  參考文獻(xiàn):

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延伸閱讀:巖土工程 措施 勘察
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