某岩土工程勘察土工试验对比研究

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【摘要】：岩土工程地质勘察主要设计参数的提供，需要多种方法的参照与对比。本文结合工程实例，说明土试资料在岩土勘察中的实际运用。并对某建筑因其持力层预计要达到岩石层，论述如何正确地测定岩土体的工程性质，并提供可靠的性质参数指标，因而象静力触探等方法就无法运用，土工试验数据在这类工程中就更显得更加重要，对于工程项目的成功建设与否意义重大。

【关健词】：岩土工程 勘察土工试验原位测试 数据 对比

一、引言

岩土工程勘察主要目的是依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）和《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）等，着重论述场地的原始工程地质条件及水文地质条件，结合当地经验并主要依据相关规范，提供各地基土层的承载力标准值，其中最重要的依据是土工试验 、标贯试验 、静动探试验等资料。

二、某建筑概况及场地岩土工程条件

某建筑由四栋十一层小高层住宅楼、一栋地下人防车库和一栋商业用房组成，结构类型小高层为剪力墙结构，其它为框架结构。

场地地貌单元为高河漫滩。原为稻田，地形较平坦。

场地地基土层主要有6层组成，①层耕填土：灰黄色，呈湿、松散状态，厚:0.4～3.00m。②层粉质粘土：黄~黄灰色，可塑状态。厚1.60～3.00m。③淤泥质粉质粘土：灰色，软-流塑，厚5.70～10.70m。 ④层粉质粘土：黄褐色，可塑状态。厚1.20～5.80m。 ⑤层粉质粘土：黄褐色，硬塑状态。厚1.40～6.50m。第⑥层强风化闪长岩：厚3.50～7.20m。其下为中风化。

场地内地下水类型为浅层潜水和深部弱承压水，浅层潜水主要赋存于第①～③层土层孔隙中，深部弱承压水主要赋存于第⑥层强、中风化闪长岩裂隙中。

三、岩土工程分析

1.场地稳定性及抗震稳定性评价 场地内地层分布稳定

无不良工程地质现象，属稳定场地，场地土的类型为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。该区抗震设防烈度为6度，该场地为抗震有利地段 。

2.地基土评价

第2层可塑粉质粘土：土层压缩系数a1-2＝0.30MPa-1，属中等偏高压缩性土，具有一定的承载能力，可作为商业用房天然地基础持力层。第3层软～流塑状淤泥质粉质粘土：属高压缩性土，承载能力低。第4层可塑状质粉质粘土：土层压缩系数a1-2＝0.27MPa-1，属中等偏低压缩性土，具有一定的承载能力。第5层硬塑状粉质粘土：土层压缩系数a1-2＝0.21MPa-1，属中低压缩性土，具有较高承载能力。第6层强风化闪长岩：软岩，岩体基本质量等级Ⅴ级，可作为小高层预应力管桩桩端持力层。

3. 基础类型选择

3.1天然地基：本区第②层粉质粘土，属中等偏高压缩性土，具有一定的承载能力。建议商业用房，选择该层作为其独立基础持力层。

3.2片筏基础 地下人防车库基础型式可选择片筏基础，以第②层粉质粘土作其持力层。

3.3 桩基础：地下人防车库基础砌置深度5.3米，基底主要坐落在第②层粉质粘土上，其周围有2.0m左右的回填土，地下水位高，考虑抗浮设计时，建议可采用桩基础，以第④层为桩基础持力层。四栋小高层住宅楼，均建议采用桩基础。以第⑥层强风化闪长岩做其桩基持力层。桩型均推荐采用预应力管桩。桩基设计时，应考虑桩身穿越较厚松散新近填土、较厚欠固结土，桩周存在软弱土层，在计算基桩承载力时，应计入桩侧负摩阻力。

4.基坑工程

本工程重要性等级为二级，地基基础设计等级为乙级，地下室一层，基坑开挖面积较大，开挖深度一般5.30m左右。地下水位高，条件较复杂，对施工的影响较严重。根据《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004表8、7、2有关规定，该基坑工程安全等级为二级。地下人防车库基础为片筏基础时，应考虑基坑开挖后，第②层粉质粘土较薄，下卧层为第③层软～流塑状淤泥质粉质粘土（软弱下卧层）对建筑物的影响。

四、讨论

1.土工试验与原位测试作用

岩土体是自然界的产物，其形成过程、物质成分以及工程特性是极为复杂的，并且随受力状态、应力历史，加载速率和排水条件等的不同而变得更加复杂。所以，在进行各类工程项目设计和施工之前，必须对工程项目所在场地的岩土体进行土工试验及原位测试，以充分了解和掌握岩土体的物理和力学性质，从而为场地岩土工程条件的正确评价提供必要的依据。

土工试验是对岩土试样进行测试，并获得岩土的物理性指标、力学性指标、渗透性指标以及动力性指标等的实验工作，从而为工程设计和施工提供参数，是正确评价工程地质条件不可缺少的依据。

所有的工程建设项目，包括高层建筑、高速公路、机场、铁路、隧道等的建设，都与它们赖以存在的岩土体有着密切的关系，在很大程度上取决于岩土体能否提供足够的承载力，取决于工程结构不至于遭受超过允许的地基沉降和差异变形等，而地基承载力和地基变形计算中的参数又主要是由土工试验来确定的，因此，土工试验对于各类工程项目建设是不可缺少的。

原位测试是指在保持岩土体天然结构、天然含水率以及天然应力状态的条件下，测试岩土体在原有位置上的工程性质的测试手段。原位测试不仅是岩土工程勘察的重要组成部分，而且还是岩土工程施工质量检验的主要手段。

采用原位测试方法对岩土体的工程性质进行测定，可不经钻孔取样，直接在原位测定岩土体的工程性质，从而可避免取土扰动和取土卸荷回弹等对试验结果的影响。它的试验结果可以直接反映原位土层的物理力学性状。某些不易采取原状土样的土层（如深层的砂）只能采用原位测试的方法，原位测试还可在较大范围内测试岩土体，故其测试结果更具有代表性，并可在现场重复进行验证。目前，各种原位测试方法已受到越来越广泛的重视和应用，并向多功能和综合测试方面发展。

2.土工试验与原位测试对比

室内土工试验结果会由于试样扰动而受到影响，因此，在利用室内试验得出的岩土参数时必须小心对待。原位测试可避免取土扰动对试验结果的影响，但是，原位测试也有其难以克服的局限性。首先，原位测试的应力条件复杂，一般很难直观地确定岩土体的某个参数，因此在选择计算模型和确定边界条件时将不得不采取一些简化假设，由此引起的误差也可能使所得出的岩土体参数不能理想地表征实际土体的性状，特别是当原位测试中的土体变形和破坏模式与实际工程不一致时，例如十字板剪切试验的剪切和破坏模式与土坡或地基的实际破坏形式是大相径庭的，事实上已有资料表明十字板剪切试验得出的强度高于室内无侧限压缩试验结果；其次，原位测试一般只能测定现场荷载条件下的岩土体参数，而无法预测荷载变化过程中的发展趋势。因此，对于岩土体参数的测定，仅仅依靠原位测试也是不行的。关于对室内试验结果影响最大的取土扰动，现有的取土技术，已经足以使取土扰动的影响降低到最小限度，目前，取土技术已经引起足够的重视，并且一致认为，在软土中采用薄壁取土器可以取得质量最好的原状土，但是，由于其操作过于繁琐，在推广过程中遇到一定困难。至于取土时无法避免的应力释放引起的土样扰动，可采取室内再固结等方法予以减轻甚至消除。

五、结语

本工程主要为高层建筑，均要求入岩一定深度，故静探孔无法施工，因而静探的相关资料无法取得。本工程的主要依据即为土工试验指标。标贯等仅作参考。土试资料的准确性在本工程中显得尤为重要。本工程报告的提交，主要得益于土试资料的完整、全面、准确。