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    岩土工程勘察常见质量缺陷的思考

    时间：2023-03-23 13:00:06来源：百花范文网本文已影响人

    程青云

    （蚌埠市勘测设计研究院，安徽 蚌埠 233000）

    近年来，随着国内城市建设的快速发展，勘察设备不断改善、手段不断丰富及技术不断提高，但受制于市场、技术及各类人员主体素质等因素，各类勘察事故仍旧不时发生。有些勘察事故虽然造成设计变更、施工工期延长和建设成本增加等等，但尚能够在施工前期发现，通过施工勘察解决而不致影响工程实体的正常安全使用，有的勘察事故则造成了整个建设工程无可挽回的损失。

    结合城市勘察中若干典型失败案例，通过阐述施工过程中表现出的事故现象，分析现象背后的勘察失误原因，以使从业人员得到警醒和反思。

    导致勘察事故的原因较多，从责任主体方面分析，有勘察单位自身原因，也有建设单位的原因和设计单位的原因。由于勘察单位与设计单位不存在合同关系，导致勘察事故的设计原因往往可归结为建设单位组织协调工作上的失位。

    1.1 建设单位

    勘察是一种探索性很强的工作，是一个由场地问题到地基问题，由粗疏到精细的循序渐进式勘测分析过程。加之，相关建设法规明确规定，必须先勘察、后设计、再施工。但一些建设单位，对建设工作特别是勘察技术工作并不熟悉，因此时常出现以下情形：①一些工程，不进行岩土工程勘察就进行设计施工；
    ②建设单位为了赶工期，在设计方案或设计条件未确定的情况下，如建筑物位置、基础形式、基础埋深和荷载等未明确，或者场地不具备进场条件，就盲目催促勘察；
    ③设计条件确定后或到了施工阶段，发现勘察文件满足不了设计要求，没有及时委托重新勘察或者补充勘察。

    1.2 勘察单位

    从勘察单位自身分析，造成勘察事故的原因无外是内、外业2个环节。众所周知，外业是内业的第一手资料和编制的基础，取得高质量的外业资料需要有高质量的钻探、取样、地质编录、原位测试及各种地质调查。同样，内业工作也起着举足轻重的作用，岩土工程勘察报告是勘察工作的最终产品，直接面向业主、设计及施工单位，其编制水平全方位反映了外业工作的重点、要点，报告应当切实回应拟建项目的岩土工程信息需求。因此，外业、内业工作在岩土工程勘察工作中均有着举足轻重的地位，不能厚此薄彼、有所偏废。

    根据《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》（2020年版）第4.1.1条，岩土工程勘察报告的内容包括：①工程概况与勘察工作概述；
    ②场地环境与工程地质条件；
    ③岩土指标统计；
    ④岩土工程评价；
    ⑤结论与建议。

    各类勘察事故原因归结起来，通常体现在勘察报告①、②、④各章节中，即：①工程背景信息搜集不全，对勘察对象的性状认识模糊，造成勘察目的不明确；
    ②勘察方法失当、勘察工作布置不合理，导致场地环境及地层岩性未查明；
    ③岩土工程评价不准确、不客观、不全面、不深入和针对性差等等。

    上述情况往往又存在着很强的联系，例如对勘察对象的模糊认识必然会导致后期岩土工程评价不具体、重点不突出和针对性差；
    勘察方法失当会导致岩土评价的不准确、不客观；
    同样，一个缺乏工程经验的勘察工作者，对岩土工程报告的生疏认知，其在前期外业工作中，也必定是盲目的、缺乏目的性的。

    2.1 前期资料搜集不全、工程背景认识模糊

    高质量的岩土工程勘察报告，离不开报告中“工程概况”对拟建工程的规模、范围、设计要求、结构类型及特点的准确详述。根据相关规范条文，房建和市政工程勘察需搜集资料情况见表1。

    表1 房建和市政工程勘察需搜集资料

    在岩土工程勘察工作前期，以上工程信息均应当得到全面、准确无误的搜集，并完整地体现在岩土工程勘察报告中，以使勘察内、外业工作有的放矢。

    前期资料搜集工作不到位，会造成勘察报告中“工程概况”章节不全面、不准确，给后面勘察工作的布置、岩土工程评价及结论和建议等都会带来偏差。

    工程实际中，不乏某些项目，勘察必需的地形图、带状图等基本资料尚未具备，建设单位就催促勘察进度，造成了不必要的后果。

    例如某地下管廊项目，业主委托勘察时，未委托专业部门测图，只提供了来源不明、年月不详、没有坐标、信息量又极其贫乏的地形图，前期也没组织双方现场踏勘对接、交底，就催促勘察外业进场。后期进行管廊沉井施工时在某地段发现，勘察报告中地层情况与沉井实际开挖土层存在了较大偏差：沉井设计深度12 m左右，勘察报告中揭示该地段覆盖层厚度超过20 m，但沉井实际仅施工至深度7~8 m处便遭遇强风化岩。分析原因是勘探点放样偏差过大所致，最终造成了施工方法调整及工程费用增加。

    又如某中学教学楼项目，在勘察过程中发现了可能存在的废弃人防工程，并口头通知了业主单位。但由于重视不够，业主单位没有在勘察期间配合搜集废弃人防资料，勘察单位也未在勘察报告中对该不利地下埋藏物予以书面提示说明。后期施工独立柱基时，陆续发现了局部位置交叉分布的人防工程，如图1所示。建设单位不得不委托勘察单位进行了补充勘察，在每个独立基础的四周加密钻点排查下部人防工程，并调查搜集了既有旧图纸。

    图1 某工程基础施工期间挖出的地下人防工程

    勘察工作者对于某些勘察项目拟建物的结构形式和荷载情况认识模糊，同业主、设计单位之间也疏于沟通，造成勘察对象不明确，勘察目的不清楚。如一些公共建筑、特色建筑、不规则建筑和工业厂房，往往由于其柱距大、层高大及荷载集中等原因，勘察工作者仅凭“经验”判断其拟采用的基础形式，很容易造成勘察工作量布置的失误。例如将拟采用桩基础的重荷载低层、多层建筑按照浅基础布置工作量，出现勘探点深度不足的现象。

    场地地形、地貌、地坪标高及挖填方情况往往关系到对地基基础的岩土工程评价，对地基承载力和变形验算也有很大影响，有些勘察项目对以上情况了解不够，造成工作失误。例如某9层住宅楼小区项目勘察结束提交勘察报告后，设计人员来电请求提供桩基持力层参数，经了解，原因在于该场地整平标高比勘察时地面高出了3 m左右，设计方案未采用勘察报告建议的浅基础，而采用了管桩基础。查阅岩土工程勘察报告，该9层住宅楼钻孔深度虽满足桩基设计要求，但原报告中未提供相关桩基参数。

    2.2 勘察工作量布置不合理、地层岩性未查明

    相关勘察规范通常都明确规定，不同地貌单元交界部位应布置勘探点、微地貌，以及地层变化大的地段勘探点应予以加密。这要求勘察工作者对工作中遇到的河道、沟浜、墓穴、防空洞和孤石等对工程不利的地下埋藏物应尤其重视，对于场地范围内及周边可能影响基础选型、基坑支护降水的上述不利因素，务必予以查明。

    例如某小区项目，南北两排规划为高层住宅楼，住宅楼之间为拟建大地盘地下室，据钻探揭露，沿该拟建地下室场地存在一东西贯穿的暗沟，填土厚度大部分在7~8 m，暗沟两侧主楼上勘探点位置的填土厚度在2 m左右。该岩土工程勘察报告剖面图中虽准确反映出了每处钻孔位置的填土层厚度，但在平面图中未反映出该暗沟的边界，致使设计无法合理确定该范围内地库的基础形式及地基处理范围。

    例如某三跨中型桥梁，跨越一老河道，单跨跨径20 m。勘察报告中钻孔揭示在40 m深度范围内，地层均以硬可塑—硬塑老黏土为主，设计采用长螺旋钻成孔。然而在河道内基桩成孔时，仅钻至不到5 m便出现严重塌孔。经施工勘察后发现，河道内上部普遍存在厚度在3~6 m不等的粉砂层，而在原地勘报告中并没有揭示此层。追溯后得知：由于搜集资料后认为地质条件简单，桥梁跨度一般，河道两岸的钻孔也未揭露粉砂层存在，故勘察时没有在河道中心布孔。以上工作失误最终导致桩基钻孔工法变更，由长螺旋钻孔变更为正循环泥浆护壁钻孔成孔。

    某些工业项目、桥梁工程对于勘察工作布置往往有特殊要求，如勘探点布置在设备基础、柱下和墩台等荷载集中部位。如果对此认识不足，则可能带来勘察工作失误。如某高架桥勘察项目，勘探孔位置由建设单位指定在高架桥中心布设，后期旋挖桩施工中发现个别桩孔中实际基岩深度与勘察报告相差5 m，造成桩长设计变更。

    2.3 岩土工程评价不客观、针对性差

    岩土工程分析和评价是勘察报告的核心内容，其中的地基均匀性、不良地质作用、特殊土、地下埋藏物和地基基础的选型等内容，体现了勘察工作者的综合技术水平，基本要求是全面、有针对性，结论合理可靠。而大量的勘察质量缺陷往往也是由岩土工程评价不到位造成的。造成后果通常包括地基持力层、基础形式、施工工法变更、基坑失稳及施工措施增加等等。

    2.3.1 地基持力层评价不合理

    此类情况往往造成基坑开挖超深或者基础形式变更。如浅基础变更为桩基础，桩基础的长度或桩端持力层调整。

    例如某小区项目，场地为淮河南岸河漫滩地貌，采用预制管桩，调查发现，控制孔深度没有到位，而采用的双桥静探孔方法，在深度达到残积土时，将其误判为了风化岩，结果导致设计变更，桩基普遍超长了4~5 m，桩基施工费用增加。

    例如某高层住宅小区，场地下部⑤层粉细砂和⑦层细中砂之间存在⑥层可塑粉质黏土层，勘察报告中建议桩端持力层为⑦层细中砂而未提供⑤层粉细砂桩端设计参数。试桩及工程桩施工发现，施工桩长与设计桩长反差较大，桩基压至⑤层粉细砂一定深度即达到设计承载力。经调查发现，该拟建场地原为密集低层商业门面房，老旧基础和管道密集复杂，勘察时静力触探孔过少，造成岩土分层粗糙。后经过论证，变更桩端持力层为⑤层粉细砂。

    2.3.2 施工方法变更

    此类情况多是由于岩土强度评价不客观造成。例如在岩土工程勘察报告中对浅基础工程土石开挖等级划分不准确，管桩工程评价时对不利的地下埋藏物如砂礓、孤石、薄层和坚硬岩脉影响评价不详尽，造成施工方案或施工设备的调整。

    例如某三跨中型桥梁，单跨跨度16 m，采用嵌岩桩，直径1 200 mm，利用冲击钻进成孔，设计要求为进入中风化基岩不少于2.5倍桩径，但在桩基施工中，钻孔极其困难，施工进度不到1 m/d，经调查勘察报告，所提供岩石饱和单轴抗压强度仅在10 MPa左右，与施工勘察所得实际岩石强度40 MPa严重不符。最终施工单位调整了成桩设备。

    例如某安置房住宅楼，采用直径500 mm预制管桩，静压法施工，设计桩端持力层为自然地面下20 m的全风化岩，但在施工中，该栋住宅楼西南角约20余根基桩沉桩至10 m左右时便难以继续，甚至爆桩，如图2所示。经施工勘察表明，该区域普遍存在一层厚度不等的灰白色硫酸盐工业废料，在静压沉桩时其力学形状接近密实粉砂，难以穿越。经调查，勘察报告没有明确该废料的分布位置、厚度及粒径情况，并对其沉桩影响评价，柱状图地质描述粗糙。之后施工改用了旋挖预钻孔法方案，将该层废料清除后进行静压桩施工。

    图2 某工程影响静压管桩沉桩施工的工业废料

    2.3.3 基坑工程评价不合理导致的施工措施调整

    某些勘察报告对基坑安全等级评价过于笼统，由于基坑各方向上坑壁临边环境不同，边坡安全等级应分别进行针对性评价。对单体较多、场地较复杂及又非贯通大开挖的勘察项目，基坑安全等级应按单体分别确定。

    对于市区项目，通常周边房屋建筑、道路及管线情况复杂，场地施工空间受限，基坑支护降水问题突出。有些勘察工作者只重视建筑物主体的地基勘察，忽视了工程周边环境条件的调查，造成勘察成果不能满足基坑支护设计要求。例如预计基坑采用放坡或者土钉墙，实际采用了排桩支护，钻探孔深不满足支护设计要求；
    又如对含水层、隔水层评价不合理，预计采用集水明排，而实际施工时水量太大而需采用井点降水，甚至止水帷幕。

    近期实施的《工程勘察通用规范》和《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》在基坑工程评价章节中均明确要求了须对地质条件可能造成的工程风险进行评价，提出施工阶段的环境保护和监测建议。岩土工程勘察报告撰写时，往往对此出现忽视或者评价不全面的情况。按照规范规定，应当全面、客观及准确评价各类地质因素可能对基坑设计及施工造成影响，如场地周边环境、特殊土、不良地质作用与地下水等对基坑开挖方法、开挖设备选择、支护方案确定和降水方法的影响，以及基坑开挖、大面积降水对周边环境的影响。对于危大工程，勘察工作者应当在风险识别的基础上，从本专业角度对设计与施工提出合理可行的意见和建议。

    岩土工程勘察为工程建设的前期工作，其重要性不言而喻。由于该工作隐蔽性较强，失误带来的危害往往较为严重且是难以预测的。当前造成勘察质量问题的原因多种多样，从责任主体方面分析，建设单位和设计单位的原因通常在于勘察前期及勘察过程中与勘察单位的沟通衔接存在脱节现象。从勘察工作者自身来看，主要在于管理方面出现的失控，以及技术层面出现的欠缺。从管理角度分析，勘察工作者在工作中应当加强同建设单位、设计单位的沟通，遵循科学合理的勘察流程。从技术角度讲，应当着重提高自身素质，坚持专业理论与工程实践并重，重视土力学与岩土工程概念，熟悉原理，同时在工作中注重跨学科学习，以提高对工程勘察项目的整体认识和宏观把握能力。

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