工程设计看岩土工程勘察工作中几个值得注意和改进的

从岩土工程设计看岩土工程勘察工作中几个值得注意和改进的问题

主讲人：张旷成中国工程勘察大师

摘要近年来笔者在参予岩土工程设计和参加岩土工程设计评审中，接触到各家的岩土勘察报告，感到报告中有几个值得注意和改进的问题，现提出来加以讨论，供读者参考。

1.建筑抗震地段类别的划分需要慎重

2.岩体完整程度建议按完整性指数作定量划分3.深圳地区海积淤泥的沉降计算方法对比及计算参数的选取4.基坑工程中抗剪强度参数的选取5.嵌岩桩承载力计算分析和所需岩土工程参数目录1.建筑抗震地段类别的划分需要慎重国家标准《建筑抗震设计规范GB50011-2001》（以下简称《抗震规范》）强制性条文4.1.9条规定“场地岩土工程勘察，应根据实际需要划分对建筑有利、不利和危险的地段……”4.1.1条和表4.1.1提出了如何划分的具体规定。但笔者看见有些勘察报告对此划分并不确切，以下举两个工程实例加以分析。1.建筑抗震地段类别的划分需要慎重实例1深圳地区某地质灾害的挡土墙加固工程。挡土墙高度小于10m，系八十年代兴建的浆砌片石挡墙，挡墙上、下均有多层建筑，经地质灾害调查评估，认为由于挡墙年久失修需要对挡墙进行加固，由此进行了勘察工作，勘察结果，场地并没有已有滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，但勘察报告的结论是将该场地划为“危险地段”。1.建筑抗震地段类别的划分需要慎重笔者认为将此场地划为“危险地段”是不合适的。按《抗震规范》危险地段是“地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表错位的部位”。深圳地区，抗震设防烈度为7度，设计地震加速度为0.1g。在历史上，深圳市地震活动很不强烈，自有史记载以来，未见破坏性地震。在建市初期和以后，深圳市有关部门进行过专门性地震地质工作，结论是：深圳不具备发生大于5级地震的构造条件，在此地震地质背景条件下，上述场地不可能由于地震而产生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。因而上述场地不能定为“危险地段”。由于场地内有陡坎，按“不利地段”的“非岩质的陡坡、边坡的边缘”条件，将场地定位“不利地段”是可以的。1.建筑抗震地段类别的划分需要慎重实例2广东东莞地区某建设场地的岩土工程勘察报告，在场地稳定性评价一节中写到：在场地西北角有数个钻孔揭露了断层角砾岩，厚度13.0～39.3m，层顶埋深9.8～40.0m，走向近南北，倾向西，倾角60o左右，据区域地质成果，该断层总体走向北西，延伸长度15km，角砾岩带长2km以上，按断层规模，系浅切割断层，属非发震断裂，但断层带影响带较宽，结构面较松弱，在地震作用和地应力失去平衡条件下，可能发生滑动。由此，该勘察报告结论，本场地为“不利～危险地段”。1.建筑抗震地段类别的划分需要慎重笔者认为这个判别结论是不合适的，东莞地区，抗震设防烈度为6度，设计地震和速度为0.05g。按《抗震规范》4.1.7条条文说明，在地震烈度小于8度的地区，地面一般不会产生断裂错动。本场地为6度区，没有产生如此大的地震作用和地应力致使断裂失去平衡产生滑动的条件，因而不宜判定为“不利地段”，更不应判定为“危险地段”，按4.1.1条条文说明，可判定为“可进行建设的一般场地”。1.建筑抗震地段类别的划分需要慎重值得特别注意的是《抗震规范》3.1.1条强制性条文指出，选择建筑场地时，……，对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时，应采取有效措施，不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。勘察单位在判定和划分抗震地段类别时，要了解判别的后果及其利害关系，它涉及到场地去舍的重大原则问题，需要高度慎重。2.岩体完整程度建议按完整性指数作定量划分在广东地区，大部分大直径灌注桩桩基均以微风化岩作为桩端持力层，此时除应通过岩芯进行单轴抗压强度试验以判定基岩坚硬程度外，还要判定基岩岩体完整程度，对于前者，几乎所有勘察单位都会这样做，只是取岩芯的数量和代表性方面，各有差异；而对后者，有关基岩完整程度的判定多数单位还是按野外描述，以国标《岩土工程勘察规范GB50021-2001》（以下简称《勘察规范》）附录A.O.2作定性判定，这样判定结果，往往会因人而异，有时差异甚大。建议按“完整性指数”以《勘察规范》表3.2.2-2的规定进行判定，现举一个工程实例来加以说明。2.岩体体完完整整程程度度建建议议按按完完整整性性指指数数作作定定量量划划分分实例例深圳圳皇皇岗岗～～香香港港落落马马洲洲第第二二公公路路桥桥桥桥基基工工程程详详细细勘勘察察阶阶段段报报告告第二二公公路路桥桥横横跨跨深深圳圳河河，，主主桥桥长长190m，，宽宽23m，，双双向向四四车车道道为为过过境境货货车车专专用用桥桥，，桥桥墩墩采采用用大大直直径径桩桩基基，，桩桩基基的的持持力力层层有有两两种种岩岩性性，，香香港港侧侧为为微微风风化化板板岩岩，，4个个试试样样和和单单轴轴极极限限抗抗压压强强度度平平均均值值MPa，，经经实实测测岩岩块块压压缩缩波波波波速速的的中中值值为为3540m/s，，岩岩体体压压缩缩波波波波速速的的中中值值为为2496m/s；；深深圳圳侧侧岩岩性性为为微微风风化化花花岗岗岩岩，，9个个试试样样饱饱和和单单轴轴极极限限抗抗压压强强度度平平均均值值MPa，，岩岩块块压压缩缩波波波波速速的的中中值值为为3316m/s，，花花岗岗岩岩岩岩体体压压缩缩波波波波速速的的中中值值为为2730m/s。。2.岩体体完完整整程程度度建建议议按按完完整整性性指指数数作作定定量量划划分分计算算两两种种岩岩性性的的完完整整性性指指数数：：（1））微微风风化化板板岩岩微风风化化板板岩岩的的完完整整性性指指数数的的中中值值介于于0.55～～0.35之之间间应应属属““较较破破碎碎””。。2.岩体体完完整整程程度度建建议议按按完完整整性性指指数数作作定定量量划划分分（2））微微风风化化花花岗岗岩岩微风风化化花花岗岗岩岩的的完完整整性性指指数数的的中中值值介于于0.75～～0.55之之间间应应属属““较较完完整整””。。2.岩体体完完整整程程度度建建议议按按完完整整性性指指数数作作定定量量划划分分微风风化化板板岩岩单单轴轴极极限限抗抗压压强强度度平平均均值值MPa，，属属““较较硬硬岩岩””，，岩岩体体完完整整性性指指数数属属““较较破破碎碎””，，按按《《勘勘察察规规范范》》表表3.2.3-3，，岩岩体体基基本本质质量量等等级级属属ⅣⅣ类类；；微微风风化化花花岗岗岩岩MPa，，属属““坚坚硬硬岩岩””，，，，属属““较较完完整整””，，岩岩体体基基本本质质量量等等级级属属ⅡⅡ类类，，说说明明两两侧侧岩岩体体基基本本质质量量等等级级有有明明显显差差异异，，建建议议设设计计加加以以考考虑虑。。2.岩体体完完整整程程度度建建议议按按完完整整性性指指数数作作定定量量划划分分通过过上上述述工工程程实实例例分分析析，，建建议议今今后后岩岩体体完完整整程程度度按按实实测测岩岩块块、、岩岩体体的的压压缩缩波波以以完完整整性性指指数数作作定定量量划划分分，，使使对对岩岩体体的的基基本本质质量量等等级级有有更更为为确确切切的的认认识识和和评评价价。。3.深深圳圳地地区区海海积积淤淤泥泥的的沉沉降降计计算算方方法法对对比比及及计计算算参参数数的的选选取取3.1淤淤泥泥沉沉降降计计算算方方法法对对比比深圳圳地地区区的的海海积积淤淤泥泥，，为为新新近近沉沉积积的的全全新新世世地地层层，，年年龄龄为为640±±70～～2150±±90，，三三个个代代表表性性工工程程，，每每个个工工程程近近90个个试试样样（（其其中中，，，，值值数数量量较较少少））土土工工实实验验所所测测得得的的物物理理力力学学性性质质参参数数统统计计如如表表3.1。。3.深深圳圳地地区区海海积积淤淤泥泥的的沉沉降降计计算算方方法法对对比比及及计计算算参参数数的的选选取取三个个工工程程所所测测得得的的平平均均值值很接接近近，反反映映了了深深圳圳海海积积淤淤泥泥的的性性质质，，由由于于后后海海湾湾填填海海工工程程更更接接近近于于陆陆域域，，其其性性质质较较其其它它两两个个工工程程略略好好。。3.深深圳圳地地区区海海积积淤淤泥泥的的沉沉降降计计算算方方法法对对比比及及计计算算参参数数的的选选取取目前前计计算算软软土土沉沉降降的的方方法法有有两两种种：：一一种种是是按按～～曲曲线线计计算算，，另另一一种种是是按按～～曲曲线线进进行行计计算算。。现现以以后后海海湾湾填填海海后后的的城城市市道道路路路路基基为为例例，，进进行行两两种种方方法法的的对对比比，，路路基基下下为为10m厚厚的的流流塑塑状状淤淤泥泥，，路路堤堤加加固固处处理理交交工工面面高高程程为为+3.2m，，其其上上为为结结构构层层及及路路面面，，路路面面高高程程为为+4.0m，，地地下下水水位位按按多多年年平平均均低低潮潮位位-0.28m计计算算，，淤淤泥泥顶顶面面高高程程按按-1.5m计计。。预预留留淤淤泥泥固固结结沉沉降降的的填填土土荷荷载载按按淤淤泥泥厚厚度度25％％考考虑虑。。3.深深圳圳地地区区海海积积淤淤泥泥的的沉沉降降计计算算方方法法对对比比及及计计算算参参数数的的选选取取作用用于于淤淤泥泥层层顶顶面面的的附附加加压压力力计计算算如如下下：：—行行车车荷荷载载按按汽汽车车－－超超20级级，，以以土土柱柱高高0.78m计计，，＝0.78××19＝＝14.8kPa—路路面面及及结结构构层层的的附附加加压压力力，，＝0.8××24＝＝19.2kPa—交交工工面面高高程程至至地地下下水水位位的的填填土土附附加加压压力力，，＝(3.2+0.28)××19＝＝66.12kPa3.深深圳圳地地区区海海积积淤淤泥泥的的沉沉降降计计算算方方法法对对比比及及计计算算参参数数的的选选取取—地地下下水水位位至至淤淤泥泥层层顶顶面面的的填填土土附附加加压压力力，，＝（（1.5-0.28））××9＝＝10.98kPa—预预留留淤淤泥泥固固结结沉沉降降后后的的填填土土附附加加压压力力，，＝kPa—采采用超超载预预压，，按超超载土土为2.0m计计算，，＝2××19＝38kPa作用于于淤泥泥顶面面上的的附加加压力力：kPa按172kPa计。。3.深深圳圳地区区海积积淤泥泥的沉沉降计计算方方法法对比比及计计算参参数的的选取取3.深深圳圳地区区海积积淤泥泥的沉沉降计计算方方法法对比比及计计算参参数的的选取取选择曲曲线1，按标标准固固结方方法试试验，，其物物理力力学性性质参参数接接近于于后海海湾淤淤泥土土性参参数平平均值值的典典型曲曲线计计算。。其天天然密密度g/cm3、天然然含水水率、、天然然孔隙隙比，，压压缩指指数，，其其各级级压力力下的的孔隙隙比（（～～曲曲线的的实测测值））如表表3.2：：3.深深圳圳地区区海积积淤泥泥的沉沉降计计算方方法法对比比及计计算参参数的的选取取3.深深圳圳地区区海积积淤泥泥的沉沉降计计算方方法法对比比及计计算参参数的的选取取3.深深圳圳地区区海积积淤泥泥的沉沉降计计算方方法法对比比及计计算参参数的的选取取3.深深圳圳地区区海积积淤泥泥的沉沉降计计算方方法法对比比及计计算参参数的的选取取3.深深圳圳地区区海积积淤泥泥的沉沉降计计算方方法法对比比及计计算参参数的的选取取3.深深圳圳地区区海积积淤泥泥的沉沉降计计算方方法法对比比及计计算参参数的的选取取3.深深圳圳地区区海积积淤泥泥的沉沉降计计算方方法法对比比及计计算参参数的的选取取3.深深圳圳地区区海积积淤泥泥的沉沉降计计算方方法法对比比及计计算参参数的的选取取4.基基坑坑工程程中抗抗剪强强度参参数的的选取取4.1计计算稳稳定性性所需需抗剪剪强度度参数数稳定性性验算算往往往需要要进行行整体体稳定定性验验算、、抗隆隆起稳稳定性性验算算、抗抗滑移移稳定定性验验算等等，这这些验验算需需要用用到土土的抗抗剪强强度参参数。。这类类稳定定性问问题往往往都都是由由于基基坑底底部存存在软软粘土土，且且系快快速开开挖、、卸荷荷所造造成。。由于于快速速卸荷荷，土土中剪剪应力力快速速增加加，对对于粘粘性土土，尤尤其软软粘土土，其其超静静孔隙隙水压压力来来不及及消散散，土土体亦亦没有有充分分时间间产生生固结结，因因而为为这类类问题题计算算提供供的抗抗剪强强度参参数的的试验验方法法宜采采用三三轴不不固结结不排排水剪剪（UU））或直直剪的的快剪剪方法法。基基底抗抗隆起起稳定定性验验算，，规范范就明明确规规定由由十字字板试试验或或三轴轴不固固结不不排试试验确确定。。4.基基坑坑工程程中抗抗剪强强度参参数的的选取取4.基基坑坑工程程中抗抗剪强强度参参数的的选取取4.基基坑坑工程程中抗抗剪强强度参参数的的选取取4.基基坑坑工程程中抗抗剪强强度参参数的的选