岩土工程勘察与地基设计中存在的问题与对策

发布时间：2022-10-05 10:06 热度：

　　摘要：岩土工程勘察为地基设计提供了场地地层资料，是工程建设中极为重要的一环，岩土工程勘察和地基设计直接关系到工程建设的质量和经济效益以及工程的安全使用。笔者根据多年的实际岩土工程勘察和地基设计经验，分析了岩土工程勘察和地基设计的若干问题及其对策，对岩土工程勘察和地基设计起到了一定的指导作用。

　　关键字：岩土工程勘察;地基设计;资料搜集

　　前言

　　在工程建设项目中，岩土工程勘察与地基建设工程的不断发展，但理论方面尚不能成为一个完整的体系，大都都是基于施工经验，来加强勘察和设计施工。因此，提高勘察设计施工水平，最终提交给客户一个安全和经济的工程产品是每位工程师必须努力工作的方向。在岩土工程勘察与地基设计实际工程中，会遇到各种各样的问题，然而对这些问题，往往没有一个完整架构予以解决，下面是本人在多年岩土勘察与地基设计的经验总结，并提出实际勘察设计中遇到的一些问题及其对策。

　　1 岩土工程勘察

　　1.1 野外勘察

　　岩土工程勘察主要的工作有2项：野外勘探和资料搜集，通过这2项工作，可以对场地的地貌、地形和底层的施工条件进行评估，一来可提高勘察工作的效率，还可以降低勘察成本，提高勘察单位的市场竞争力，所以勘察工作主要可以从下面3个方面来考虑【1】。

　　(1)对于拟建工程的建筑形式。普通6层砖混结构住宅，15米左右的勘探深度可以达到所需的基本要求，对于6层左右的框架结构商场，由于一般采用桩基结构，其勘察探孔深度都必须超过5米。

　　(2)场地地层工程地质性质。对地层工程地质较好，厚度大且埋藏深度浅时，勘察探孔深度可以适度减小，勘探间距也可以放宽，而地层地质不太好的的地区，应提高勘察探孔深度，勘探距离也要加大。

　　(3)制定合理的勘探方式。对于不同的地区，其底层性质的差异也较大，所采取的勘探方式也不尽形态，如在地势低湿的地层勘察时，必须经过人工开挖并取样，土质较软的地层可以通过十字板剪切试验，膨胀土层不宜直接试验，碎石土颗粒大小不同采用的钻进方式也不同。以上工作都需要在实际勘察和资料搜集的基础上进行，便于以后的勘探工作顺利进行。

　　1.2 资料搜集

　　对资料的搜集工作，由于岩土工程勘察工作速度快，任务也比较繁重，资料的搜集工作成为勘察的最重要的工作，场地资料搜集错误和遗漏都会对勘察工作产生严重后果，所以对资料搜集工作，重点应考虑以下3个方面。

　　(1)详细划分野外地层。对不同湿度、颜色、土层性质、岩心采取率应分别标记和详细划分，给资料的后期整理提高有力的保障【2】。当采用多钻机同时作业时，不同钻机的技术人员对底层资料的搜集，要采用统一的分层、定性、描述规范，方便后期的资料整理。

　　(2)严格按照规范进行原位测试。为了减少零漂，在进行静力触探试验时应加深调零，如果在冬天和夏天气温与地温相差时，触探指标也要加大。在进行标准贯入试验时，杆长和孔深要按照规定进行校正，这样可以将缩孔和孔底产生的残留控制在应测阶段，另外可以将地层软弱标贯自沉、自陷，保证了标贯数据的正确。重型和超重型动力触探、标准贯入试验，碎石土层采集困难，岩芯采取率较低，在碎石土层中的软弱夹层很难发现，一般来说碎石土层的承载能力较好，但碎石土层均匀性受到地基的影响会变不稳定，采用的连续贯入式是为了能够发现碎石土层中相对软弱的夹层，来确定碎石土层的稳定性和均匀性。

　　(3)地下水位的观测。首先考虑周围地下水的开采情况，另外在所有钻孔完毕后，选择观测最后一个钻孔24小时以后的地下水位情况，在进行水位观测时要和钻孔标高回测相结合。

　　1.3 室内试验

　　测定岩土的物理力学性质是通过室内试验进行，但必须做原土层样品的采集工作，和采用正确的试验方法，对试验指标的可靠性有重要的关系，任何一个因素出现差错，试验可靠性大大降低。

　　(1)土层取样的采取和保管工作。不同的土层应采用相匹配的取土器采取样本，软弱土层可以使用薄壁的取土器，土质较硬的采样，应采取单动或双动二重管取土器。土样的保存也要好，夏天要防晒，冬天防冻，送样要及时，存放位置要妥当。

　　(2)土的定性划分。要了解各种土的工程地质性质，以及对各区域图的类型和分布情况做到心中有数，如膨胀土的液限和塑性性质，膨胀土在50-100kPa压力固结试验时【3】，其表测出的变形量小于同级荷载作用下的仪器变形量，若在定性划分时没有考虑到这个因素，很可能将膨胀土定性为粘性土。对粉土定名时，要考虑塑性指数≤10且粒径>0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，若只考虑其中一个因素，必然会对粉土的定名出现错误，另根据粉土的粘粒含量来修正承载力的深和宽以及液化判别，所以必须做好粉土的粘粒含量测试。

　　(3)剪切方法。直剪试验剪切破坏面和实际土体剪切破坏面不一致，剪切时排水条件不好控制，按照相关规定，对于渗透系数<01-6cm/s的土粒时只能采用快剪试验，粉土和粉质粘土渗透系数一般都大于10-6，所以粉土和粉质粘土一般不采用直剪试验，当粉土和粉质粘土采用直剪试验时，其剪切强度指标回归性差，剪切强度指标只能作为参考，若采用三轴剪切试验的土样受力合理，对排水起到较好的控制作用，但是目前采用三轴试验较少，对一个工程采用一定数量的三轴剪切试验是可行的。

　　2 地基设计

　　地基基础应跟实际情况因地制宜，并尽可能利用地基上的现有资源，通过对施工条件，材料情况和结构类型等方面来考虑，主要可以从下面5个方面入手。

　　2.1 粉土及粉砂地基承载力问题

　　粉土按照其粘粒含量是否小于10%选取深、宽修正系数ηb、ηd，中密以下粉土修正后承载力特征值偏不安全。粉砂可以取ηb=2、ηd=3，但对湿-饱和、松散-稍密的粉砂不能修正。因此不惜结合地方经验，对深度和宽度修正系数取适当的值。

　　2.2 地基均匀性评价

　　《建筑地基基础设计规范》对地基均匀性提出了评价要求，但是没有给出具体评价方案，在实际的高层建筑地基均匀性采用《高层建筑岩土工程勘察规程》进行评价是不太适合的。根据笔者的实际经验来看，采用《建筑地基基础设计规范》第3.0.2条规定，不必进行地基变形计算的建筑地基属均匀地基，否则不属于均匀地基。

　　2.3 地震效应问题

　　场地类别的判定和建筑工程的抗震设计与波速测试的准确直接相关，对于抗震要求为甲类和乙类的建筑都必须按照规范进行波速测试，通常单位都对场地等效剪切波速进行简单测试，区域覆盖层的厚度估算，以及对场地土类型的和场地类型的确定，都只是做了一些简单的工作，没有真正将地震效应认真对待，因为场地地基类型和场地类别会受到地基剪切波速的影响而发生变化。如果采用《建筑地基抗震设计规范》的4.3.3对饱和粉土和砂土进行液化初步判断时，则采用年内平均最高地下水位来表示设计基准期内的地下水水位，如果采用近期最高地下水位，不能用作为勘察水位。当初判底层液化在15-20m的深度时，在按照4.3.4进行下一步判别。

　　2.4 复合地基承载力特征值的确定

　　按照《建筑地基基础设计规范》的规定，在确定复合地基基础底面积和埋深时，地基承载力的基础宽度修正系数和基础埋深修正系数分别取0和1，当在地基承载力提高幅度不太大的土层进行CFG桩复合地基处理时，发现复合地基深宽修正后的地基承载力特征值比天然土层进行深刻修正的地基承载力特征值小，主要是因为新旧规范的不同而造成。

　　2.5 基础形式的选择

　　应该根据场地地层情况和区域经验综合来选择基础形式，如果对任何一个方面没有考虑周全，就可以造成错误，某地区地层多为粉细砂、粉土，采用CFG桩复合地基取得了良好的效果，在该地区的邻近区域地层性质基本相同，同样采用CFG桩复合地基产生了断桩，基坑周围土变形也导致道路出现拉裂现象【4】。在选择基础方案时，应综合考虑施工条件、材料情况、和结构类型等条件，应该把不相关因素和本着认真负责的态度来考虑基础方案。只有当全面衡量施工条件、施工条件和地层类别，设计者才能选择合理的基础形式，而不能以考虑自身利益来改变合理的基础形式。

　　3 结语

　　在进行岩土工程勘察工作时，因为地基岩土的性质和选取区的工程特性指标勘察手段是间接的，故在勘察时应掌握岩土工程勘察有关的各类规范和规程。在进行勘察工作时，要本着认真、细致和负责的态度进行，并要经常进行总结和记录，这样勘察工作才能顺利的开展，并从而确保勘察设计满足设计使用要求。

　　基础方案的选择应根据场地地层情况和区域的施工经验综合考虑，对任何一个因素的忽视都造成严重错误，按照相关规定，设计单位按照勘察单位提供的资料进行基础方案形式的选择时，责任由勘察和设计单位共同负责，所以不应与一切与自身利益相关的因素挂钩。

　　参考文献：

　　[1] 潘广灿, 张金来. 对岩土工程勘察与地基设计若干问题的认识[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程), 2005(9).

　　[2] 曾鹏, 周述军, 包振宇. 关于岩土工程勘察与地基设计的探讨[J]. 中国科技博览, 2011(14).

　　[3] 叶伟强. 岩土工程勘察与地基设计中若干问题的探讨[J]. 建材与装饰, 2007(8).

　　[4] 李云. 岩土工程勘察中常见的问题分析及对策[J]. 建筑知识：学术刊, 2011(3).

　　[5] 黄廷喜. 岩土工程勘察中存在的问题及对策[J]. 江西建材, 2011(2).