识读岩土工程勘察报告必需知道的几个问题

识读岩土工程勘察报告必需知道的几个问题

文仕波

昆山市中建项目管理有限公司江苏昆山215300

摘要：本文简要介绍岩土工程勘察报告的任务和报告中重要参数的来源及其影响参数因素。

关键词：勘察报告任务；参数来源；触探；土层液化；地下水的危害

一、要读懂地勘报告，需要首先了解地质报告勘察的任务及需提供供设计的资料：

1）有无影响建筑场地稳定性的不良地质条件及其危害程度；

2）建筑物范围内的地层结构及其均匀性，以及各岩土层的物理力学性质；

3）地下水埋藏情况、类型和水位变化幅度及规律以及对建筑材料的腐蚀性；

4）抗震设防区应划分场地土类别，并对饱和砂土及粉土进行液化判别；

5）对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析，提供经济合理的设计方案建议，提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数，并对设计与施工应注意的问题提出建议；

6）当工程需要时尚应提供：

（1）深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响；

（2）基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议；

（3）提供用于计算地下水浮力的设计水位。

二、岩土报告中一些重要参数的来源及其可靠度；

地基评价常采用钻探取样、触探、室内土工试验、并结合其它原位测试方法进行。成果根据不同等级的建筑物提供的参数和资料不同。

钻探取样：是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层。也可以沿孔深取样，用以确定岩石和土层的物理力学性能，同时也可直接在孔内进行某些原位测试。场内布置的钻孔分为技术孔和鉴别孔。

扰动土样鉴别孔（用冲击式钻机取出碎块或扰动土样）：钻进时仅取扰动土样，用以鉴别土层分布、厚度及状态的钻孔。

原状土样技术孔（用回转式钻机取柱状岩样）：取土器的结构和规格决定了土样保持原状的程度，影响着试样的质量和土工试验的可靠性（作为异样地基分析考虑的因素）。

1、触探：

触探指用静力或动力将金属探头的贯入土层。根据土对触探头的贯入阻力或锤击数，从而间接的判断土层及其性质。触探可用于划分土层，了解土层均匀性，估计土的某些特性指标或估计地基承载力。触探按其贯入方法的不同分为静力触探和动力触探。

（1）静力触探的原理：借静压力将触探头压入土层，利用电测技术测得贯入阻力来判定土层力学性质，采用静力触探试验时，宜与钻探相配合，以期取得较好的结果。静力触探设备中的核心部分是触探头。是土层阻力的传感器。触探杆将触探头匀速向土层贯入时，探头附近一定范围内的土体对探头产生贯入阻力。在贯入过程中，贯入阻力的变化反映土体物理力学性质的变化。所以静力触探的原理就是触探头贯入土中，通过测定触探头所受的土层阻力转变成电讯号并通过接收仪器量测确定出来。静力触探分为单桥和双桥。单桥：测得锥尖阻力和侧壁摩阻力在内的总阻力p。双桥：分别测出锥尖总阻力Qc和侧壁总摩阻力Pf。为了直观的反映勘探深度范围内土层的力学性质，触探成果可绘出Ps-Z（比贯入总阻力）、qc-z（比贯入锥尖总阻力）、fc-z（比贯入侧壁总阻力）、nz-z摩阻比曲线。

根据比贯入阻力Ps大小可确定土的承载力、压缩模量Es和变形模量E0.。单桥探头试验结果可用来划分土层，主要是根据Ps的大小和Ps-Z曲线的特征，各种不同土层Ps大小差别较大。双桥探头的试验成果也可用来估计单桩承载力。

（2）动力触探的原理：动力触探是将一定质量的穿心锤，以一定的高度自由下落，将探头贯入土中，然后记录贯入一定深度所需的锤击数，并以此判断土的性质。

进行标准贯入试验时，随着钻杆入土长度的增加，杆侧土层的摩阻力以及其它形式的能量消耗也增大了，因而使得锤击数N值偏大，因此当杆件长度大于3m时，锤击数应进行校正。由标准贯入试验测得的锤击数N，可用于估计粘性土的变形指标与软硬状态、砂土的内摩擦角与密实度、以及估计地震时砂土粉土液化时的可能性（结合剪切波、静力触探试验综合判定）和地基承载力。

根据试验资料分析，标准贯入试验与粘性土的状态指标（液限指数）存在线性关系：

由于标准贯入试验适用于砂土、粉土和粘性土，不适用于粗颗粒及软塑、流塑状态的软土。因为在软土中，实测锤击数往往一锤不到，已无任何评价意义。故标准贯入实验击数主要与粘性土的可塑、硬塑状态存在相关关系，标准贯入试验击数越多，粘性土的状态指标液限指数就越小。为找出实测锤击数与液化指数的相关关系，需对其进行一元回归分析，建立回归方程：设以变量X代替标准贯入试验锤击数N，以变量Y代替粘性土状态指标。

砂土的内摩擦角、压缩模量和剪切波是根据标准贯入试验推定而来：一般认为，影响砂土内摩擦角的主要因素，密度、粒径级配、颗粒形状、矿物成分。砂土越密实，磨圆度越小，咬合作用越强，则内摩擦角越大。因此从砂土密实度的角度建立标贯试验击数与内摩擦角之间的关系，将标贯试验击数修正后得出：砂土的内摩擦角与修正后的标贯试验之间的关系；修正后的标贯试验击数与压缩模量之间的关系（土的压模量是指土在侧限条件下的竖向附加应力增量与相应的应变增量之间的比值）；修正后的标贯试验击数与砂土层剪切波之间的关系（土层剪切波的大小反映了土层的埋深，土层的密实度）。

2、土层液化的判别：

地震时砂土液化：饱和状态的砂土在承受一定强度的振动时，会由原来结构的稳定状态向类似于粘滞状态变化（造成地基不稳定）。地震液化是由多种内因（土颗粒组成、密实度、埋深条件、地下水位、沉积环境和地质历史等)和外因（地震强度、频谱特性和持续时间）综合作用的结果。目前各种判别液化的方法都是经验方法，都有一定的局限性和模糊性。标贯试验本身的试验方法就不够标准，其方法影响的因素较多（地层厚度划分的准确性，标贯试验操作的规范性，钻杆长度的准确性及钻杆的型号等），因此标贯试验击数的离散性较大，但液化判别公式是在多次地震实测的基础上建立起来的经验公式，因此标贯试验判别还是最主要的基本方法，但行业规范、地方性规范、勘察规范列出了用静力触探、剪切波速试验判别液化的经验公式，这些测试比较准确、稳定，因此液化判别强调综合判别。

测试：

测试是工程地质勘察工作的重要内容之一。通过室内试验或现场原位测试，可以取得地质的物理力学性质和地下水的水质等定量指标，以供设计计算时使用。

室内试验项目应按土质条件和工程性质确定。

对粘性土和粉土的试验项目一般是：天然重度、天然含水量、土粒比重、液限、塑限、压缩系数和抗剪强度等。

对砂土则要求进行颗粒分析、测定天然重度、天然含水量、土粒比重及自然休止角（允许边坡倾角的最大值）

对碎石，必要时可做颗粒分析；对含粘性土较多的碎石土，宜测定其粘性土的天然含水量、液限和塑限。

3、判定地下水对建筑物的危害：

判定场地地下水对钢筋混凝土的侵蚀性，一般测定PH值、CL-、SO24、HCO3-、Ca2+、Mg2+等离子以及游离CO2和侵蚀性的CO2的含量。

根据土质条件及工程、施工的需要和地区经验等确定项目。

原位测试包括地基土的静荷载试验、触探试验、十字板剪切试验，岩土现场检测试验、动力参数或剪切波速的测定，桩的静、动荷载试验、地下水位变化的观测和抽水试验。一般来说，原位测试可在现场条件下直接测定土的性质，避免土样在取样、运输以及室内准备试验过程中被扰动，因而其实验成果较为可靠。

岩土地质报告的准确性关系到工程施工过程及使用的安全，只有我们对其提供的数据来源的可靠度把握精准，在施工中、设计中适时、准确修正采纳，才能百分之百确保安全。

参考文献：

[1]工程地质手册第四版、岩土工程勘察规范GB50021-2009、土力学与地基基础