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勘測實結

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摘要:岩土工程勘察報告是建築地基基礎設計和施工的重要依據。在保證外業和實驗資料準確可靠的基礎上,文字報告和有關圖表應按合理的程式編制。要重視現場編錄、原位測試和實驗資料檢查校核,使之相互吻合,相互印證。地基岩土分層是一個重要環節,要根據岩土地質時代、土的成因型別、岩土性質、狀態、岩石風化程度和物理力學特徵合理劃分。岩土的工程力學性質是根據原位測試和實驗資料的數理統計值綜合判定。報告要充分蒐集利用相關的工程地質資料,做到內容齊全,論據充足,重點突出,正確評價建築場地條件、地基岩土條件和特殊問題,為工程設計和施工提供合理適用的建議。

勘測實結

關鍵詞:岩土工程勘察 報告 圖表 編制程式 岩土分層

岩土工程勘察報告是工程地質勘察的最終成果,是建築地基基礎設計和施工的重要依據。報告是否正確反映工程地質條件和岩土工程特點,關係到工程設計和建築施工能否安全可靠、措施得當、經濟合理。當然,不同的工程專案,不同的勘察階段,報告反映的內容和側重有所不同;有關規範、規程對報告的編寫也有相應的要求。下面著重談一談有關工業與民用建築的岩土工程勘察報告編寫工作,且側重於詳細勘察階段。

1、報告的編制程式

一項勘察任務在完成現場放點、測量、鑽探、取樣、原位測試、現場地質編錄和實驗室測試等前期工作的基礎上,即轉入資料整理工作,並著手編寫勘察報告。岩土工程勘察報告編寫工作應遵循一定的程式,才能前後照應,順當進行。不然的話,常會出現現場編錄與實驗資料的矛盾、圖表間的矛盾、文圖間的矛盾,改動起來費時費力,影響效率,影響質量。

通常的編制程式是:

(1)外業和實驗資料的彙集、檢查和統計。此項工作應於外業結束後即進行。首先應檢查各項資料是否齊全,特別是實驗資料是否出全,同時可編制測量成果表、勘察工作量統計表和勘探點(鑽孔)平面位置圖。

(2)對照原位測試和土工試驗資料,校正現場地質編錄。這是一項很重要的工作,但往往被忽視,從而出現野外定名與實驗資料相矛盾,鑑定砂土的狀態與原位測試和實驗資料相矛盾。例如:野外定名為粘土的,實驗出來的塑性指數卻<17;野外定名為細砂的,實驗資料為中砂,其0.25~0.5mm顆粒含量百分比達50%以上;野外定為可塑狀態粘性土的,實驗出來的液性指數卻<0;野外定為稍密狀態的砂性土,標準貫入擊數卻<10擊;野外定為淤泥或淤泥質土的,實驗出的孔隙比卻<1;野外定為硬塑粘性土的,標貫擊數卻<18擊……產生諸如此類的矛盾,或由於野外分層深度和定名不準確,或試驗資料不準確,應找出原因,並修改校正,使野外對岩土的定名及狀態鑑定與實驗資料和原位測試資料相吻合。

(3)編繪鑽孔工程地質綜合柱狀圖。

(4)劃分岩土地質層,編制分層統計表,進行數理統計。地基岩土的分層恰當與否,直接關係到評價的正確性和準確性。因此,此項工作必須按地質年代、成因型別、巖性、狀態、風化程度、物理力學特徵來綜合考慮,正確地劃分每一個單元的岩土層。然後編制分層統計表,包括各岩土層的分佈狀態和埋藏條件統計表,以及原位測試和實驗測試的物理力學統計表等。最後,進行分層試驗資料的數理統計,查算分層承載力。

(5)編繪工程地質剖面圖和其它專門圖件。

(6)編寫文字報告。按以上順序進行工作可減少重複,提高效率;避免差錯,保證質量。在較大的.勘察場地或地質地貌條件比較複雜的場地,應分割槽進行勘察評價。

2、報告論述的主要內容

報告應敘述工程專案、地點、型別、規模、荷載、擬採用的基礎形式;工程勘察的發包單位、承包單位;勘察任務和技術要求;勘察場地的位置、形狀、大小;鑽孔的佈置者和佈置原則,孔位和孔口標高的測量方法以及引測點;施工機具、儀器裝置和鑽探,取樣及原位測試方法;勘察的起止時間;完成的工作量和質量評述;勘察工作所依據的主要規範、規程;其它需要說明的問題。報告應附勘探點(鑽孔)平面位置圖、勘探點測量成果表和勘察工作量表。倘若勘察工作量少,可只附圖而省去表。一個完整的岩土工程勘察報告,由下面幾部分組成。

2.1地質地貌概況

地質地貌決定了一個建築工地的場地條件和地基岩土條件,應從以下三個方面加以論述:(1)地質結構。主要闡述的內容是:地層(岩石)、巖性、厚度;構造形跡,勘察場地所在的構造部位;岩層中節理、裂隙發育情況和風化、破碎程度。由於勘察場地大多地處平原,應劃分第四系的成因型別,論述其分佈埋藏條件、土層性質和厚度變化。(2)地貌。包括勘察場地的地貌部位、主要形態、次一級地貌單元劃分。如果場地小且地貌簡單,應著重論述地形的平整程度、相對高差。(3)不良地質現象。包括勘察場地及其周圍有無滑坡、崩塌、塌陷、潛蝕、沖溝、地裂縫等不良地質現象。如在碳酸鹽巖類分佈區,則要敘述岩溶的發育及其分佈、埋藏情況。如果勘察場地較大,地質地貌條件較複雜,或不良地質現象發育,報告中應附地質地貌圖或不良地質現象分佈圖;如場地小且地質地貌條件簡單又無不良地質現象,則在前述鑽孔位置平面圖上加地質地貌界線即可。當然,倘若地質地貌單一,則可免繪界線。

2.2地基岩土分層及其物理力學性質

這一部分是岩土工程勘察報告著重論述的問題,是進行工程地質評價的基礎。下面介紹分層的原則和分層敘述的內容。

(1)分層原則。土層按地質時代、成因型別、巖性、狀態和物理力學性質劃分;岩層按巖性、風化程度、物理力學性質劃分。厚度小、分佈侷限的可作夾層處理,厚度小而反覆出現可作互層處理。

(2)分層編號方法。常見三種編號法:第一,從上至下連續編號,即①、②、③……層。這種方法一目瞭然,但在分層太多而有的層位分佈不連續時,編號太多顯得冗繁;第二,土層、岩層分別連續編號,如土層Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……;岩層Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……;第三,按土、石大類和土層成因型別分別編號。如某工地填土1;沖積粘土2-1、沖積粉質粘土2-2,沖積細砂2-3;殘積可塑狀粉質粘土3-1、殘積硬塑狀粉質粘土3-2;強風化花崗岩4-1,中風化花崗岩4-2,微風-花崗岩4-3.第二、三種編法有了分類的概念,但由於是複合編號,故而在報告中敘述有所不便。目前,大多數分層是採用第一種方法,並已逐步地加以完善。總之,地基岩土分層編號、編排方法應根據勘察的實際情況,以簡單明瞭,敘述方便為原則。

此外,詳勘和初勘,在同一場地的分層和編號應儘量一致,以便參照對比。

(3)分層敘述內容。對每一層岩土,要敘述如下的內容:①分佈:通常有“普遍”、“較普遍”、“廣泛”、“較廣泛”、“侷限”、“僅見於”等用語。對於分佈較普遍和較廣泛的層位,要說明缺失的孔段;對於分佈侷限的層位,則要說明其分佈的孔段。②埋藏條件:包括層頂埋藏深度、標高、厚度。如場地較大,分層埋深和厚度變化較大,則應指出埋深和厚度最大、最小的孔段。③巖性和狀態:土層,要敘述顏色、成分、飽和度、稠度、密實度、分選性等;岩層,要敘述顏色、礦物成分、結構、構造、節理裂隙發育情況、風化程度、岩心完整程度;裂隙的發育情況,要描述裂隙的產狀、密度、張閉性質、充填情況;關於岩心的完整程度,除區分完整、較完整、較破碎、破碎和極破碎外,還應描述岩心的形狀,即區分出長柱狀、短柱狀、餅狀、碎塊狀等。④取樣和實驗資料:應敘述取樣個數、主要物理力學性質指標。儘量列表表示土工實驗結果,文中可只敘述決定土層力學強度的主要指標,例如填土的壓縮模量、淤泥和淤泥質土的天然含水量、粘性土的孔隙比和液性指數、粉土的孔隙比和含水量、紅粘土的含水比和液塑比。對敘述的每一物理力學指標,應有區間值、一般值、平均值,最好還有最小平均值、最大平均值,以便設計部門選用。⑤原位測試情況:包括試驗類別、次數和主要資料。也應敘述其區間值、一般值、平均值和經數理統計後的修正值。⑥承載力:據土工試驗資料和原位測試資料分別查算承載力標準值,然後綜合判定,提供承載力標準值的建議值。

2.3地下水簡述

地下水是決定場地工程地質條件的重要因素。報告中必須論及:地下水型別,含水層分佈狀況、埋深、巖性、厚度,靜止水位、降深、湧水量、地下水流向、水力坡度;含水層間和含水層與附近地表水體的水力聯絡;地下水的補給和排洩條件,水位季節變化,含水層滲透係數,以及地下水對混凝土的侵蝕性等。對於小場地或水文地質條件簡單的勘察場地,論述的內容可以簡化。有的內容,如水位季節變化,並非在較短的工程勘察期間能夠查明,可通過調查訪問和蒐集區域水文資料獲得。地下水對混凝土的侵蝕性,要結合場地的地質環境,根據水質分析資料判定。應列出據以判定的主要水質指標,即pH、HCO-3、SO2-4、侵蝕CO2的分析結果。

2.4場地穩定性

場地穩定性評價主要是選址和初勘階段的任務。應從以下幾個方面加以論述:(1)場地所處的地質構造部位,有無活動斷層通過,附近有無發震斷層。(2)地震基本烈度,地震動峰值加速度。(3)場地所在地貌部位,地形平緩程度,是否臨江河湖海,或臨近陡崖深谷。(4)場地及其附近有無不良地質現象,其發展趨勢如何。(5)地層產狀,節理裂隙產狀,地基土中有無軟弱層或可液化砂土。(6)地下水對基礎有無不良影響。報告對場地穩定性作出評價的同時,應對不良地質作用的防治,增強建築物穩定性方面的措施提供建議。

2.5其他專門要求

論述的問題對於設計部門提出的一些專門問題,報告應予以論述,如飽和砂土的震動液化、基坑排水量計算、動力機器基礎地基剛度的測定、樁基承載力計算、軟弱地基處理、不良地質現象的防治,等等。

2.6結論與建議

結論是勘察報告的精華,它不是前文已論述的重複歸納,而是簡明扼要的評價和建議。一般包括以下幾點:(1)對場地條件和地基岩土條件的評價。(2)結合建築物的型別及荷載要求,論述各層地基岩土作為基礎持力層的可能性和適宜性。(3)選擇持力層,建議基礎形式和埋深。若採用樁基礎,應建議樁型、樁徑、樁長、樁周土摩擦力和樁端土承載力標準值。(4)地下水對基礎施工的影響和防護措施。(5)基礎施工中應注意的有關問題。(6)建築是否作抗震設防。(7)其它需要專門說明的問題。以上7個方面的內容,並非所有的勘察報告都要面面俱到,一一羅列。

由於場地和地基岩土的差異、建築型別的不同和勘察精度的高低,不同專案的勘察報告反映的側重點當然有所不同。一般來說,上列概述、地基岩土分層及其物理力學性質、地下水簡述和結論與建議等四項,是每個勘察報告必須敘述的內容。總之,要根據勘察專案的實際情況,儘量做到報告內容齊全、重點突出、條理通順、文字簡練、論據充實、結論明確、簡明扼要、合理適用。

3、圖表編制要點

3.1 主要圖件

(1)勘探點(鑽孔)平面位置圖。

表示的主要內容:①建築平面輪廓;②鑽孔類別、編號、深度和孔口標高;應區分出技術孔、鑑別孔、抽水試驗孔、取水樣孔、地下水動態觀測孔、專門試驗孔(如孔隙水壓力測試孔);③剖面線和編號:剖面線應沿建築周邊,中軸線、柱列線、建築群佈設;較大的工地,應佈設縱橫剖面線;④地質界線和地貌界線;⑤不良地質現象、特徵性地貌點;⑥測量用的座標點、水準點或特徵地物;⑦地理方位。對於較小的場地,一般僅表示①、②、③、⑥、⑦五項內容。標註地理方位的最大優點在於文中敘述有關位置時方便。此圖一般在甲方提供的建築平面圖上補充內容而成。比例尺一般採用(1∶200)~(1∶1000)。

(2)鑽孔工程地質綜合柱狀圖。

鑽孔柱狀圖的內容主要有地層代號、岩土分層序號、層頂深度、層頂標高、層厚、地質柱狀圖、鑽孔結構、岩心採取率、岩土取樣深度和樣號、原位測試深度和相關資料。在地質柱狀圖上,第四系與下伏基岩應表示出不整合接觸關係。在柱狀圖的上方,應標明鑽孔編號、座標、孔口標高、地下水靜止水位埋深、施工日期等。柱狀圖比例尺一般採用1∶100或1∶200.

(3)工程地質剖面圖。

此圖是作為地基基礎設計的主要圖件。其質量好壞的關鍵在於:剖面線的佈設是否恰當;地基岩土分層是否正確;分層界線,尤其是透鏡體層、巖性漸變線的勾連是否合理;剖面線縱橫比例尺的選擇是否恰當。關於剖面線的佈設和地基岩土分層原則,此前已論及,不再贅述。倘若分層正確,一般來說分層線的連線就會自然平順,而不致將產狀平緩的第四系尤其是全新統的土層畫成陡斜狀,或出現新老層位之間的互相穿插等不合理現象。同一層位間的相變,要用巖性漸變線表示清楚。透鏡狀分層和同一層位中的透鏡狀夾層,在不同的剖面線上要互相照應,顯示其分佈範圍。剖面比例尺的選擇,應儘量使縱、橫比例尺一致或相差不大,以便真實反映地層產狀。一般橫比例尺採用(1∶200)~(1∶500),縱比例尺採用(1∶100)~(1∶200)。在剖面圖上,必須標上剖面線號,如6-6′或F-F′。剖面各孔柱,應標明分層深度、鑽孔孔深和巖性花紋,以及岩土取樣位置及原位測試位置和相關資料(如標貫錘擊數、分層承載力建議值)。在剖面圖旁側,應用垂直線比例尺標註標高,孔口高程須與標註的標高一致。剖面上鄰孔間的距離用數字寫明,並附上巖性圖例。

(4)專門性圖件。

常見的有表層軟弱土等厚線圖,軟弱夾層底板等深線圖,基岩頂面等深線圖、強風化、中風化或微風化巖頂面等深線圖,硬塑或堅硬土等深線圖等。不言而喻,這些圖件對於地基基礎設計各有用途。有的圖件還可以反映隱伏的地質條件,如中風化頂面等深線圖,可以反映隱伏的斷層;等深線上呈線狀伸展的溝部,往往是斷層通過地段。專門性圖件並非每一勘察報告都作,視勘察要求、反映重點而定。

4、努力提高報告的編寫能力

4.1 要具備牢固的地質地貌和工程理論地質基礎理論方面,主要是岩石學、構造地質學、第四紀地質學和地貌學;工程地質方面,主要是土質學、土力學、工程地質分析、工程動力地質學、工程地質勘察。在丘陵山區,要注意地質構造的觀察分析;在平原地區,要著重於第四系成因型別、巖性組合的分析研究。此外,要時常瞭解和掌握國際國內的有關岩土勘察方面的新技術新知識,以便不斷更新和提高個人的理論知識。

4.2 要熟悉和掌握有關的規範規程規範規程既是經驗的總結,又是技術的指南,具有很強的勘察工作指導性。對於國家的、行業的、省和地方的有關規範規程,必須熟悉掌握,並在具體勘察工作中認真執行。

4.3 要了解工作區的地質情況對於勘察地段的區域地質、水文地質、工程地質資料,應儘可能地蒐集並熟悉。對於鄰近地段已有的工程地質勘察資料,也要儘可能瞭解,以便在勘察工作中發揮其參考作用。

4.4 要掌握工程設計的基本要求和基礎施工的技術要點只要明確了工程設計的基本要求和基礎施工方法,作出的工程地質評價才能有的放矢、正確客觀,提出的建議才能合理適用。

4.5 要切實保證第一手資料的質量岩土工程勘察報告是工程地勘察的最終成果。一份高質量的勘察報告,必須來自於高質量的第一手原始資料。由此可知,現場勘察和實驗資料的質量好壞,對報告的編寫影響極大。因此,必須認真抓好第一手資料的質量,而鑽探工作又是第一手資料的重點。為此,報告的編寫者,必須常到現場掌握有關的勘察情況,最好是參與現場的地質編錄工作。

4.6 提高綜合知識技能除具備較高的專業知識外,還要提高綜合知識方面的技能。如基本的數理統計知識、文字表達能力、編圖技巧、綜合分析能力(特別是現場地質編錄的綜合判定能力)。俗話說:熟能生巧、觸類旁通。只要多幹多學,善於思考,並在實踐中不斷地總結提高,就能逐步地編寫好每一份勘察報告。