岩土工程设计都需要做什么 浅谈阅读岩土工程勘察报告应注意的一些问题
结合小工科之前在某项目工作实际,浅谈一下阅读岩土工程勘察报告应注意的问题。
1. 引言岩土工程专业入门门槛低,岩土工程勘察报告造假水平高,观测项目不全,取样和原位测试不按操作规程进行,造成样品等级下降和测试不准。原始记录不按要求进行,存在少记或漏记现象。各地的地质条件千变万化、各不相同,对待不同项目,岩土工程勘察报告不能千篇一律,而很多岩土工程勘察报告却相互抄袭。执业人员没进行相关培训,职业道德水准也有待提高。对于当前地勘中存在的问题有必要提出来,以引起足够重视。
2. 房地产开发部门(甲方)应发挥对地勘单位工作的监督作用
甲方作为委托方不要随意去干预岩土工程勘察报告建议的基础方案。但甲方工程师可以在做地勘时,要求勘察单位编制报告时不要过于保守。比如地下水位的标高,历史最高水位不同的资料有不同的说法,甲方工程师可以拿出自己的证据,说服勘察单位将最高水位写低一点。而对土的地基承载力可以取高一点。这样有利于降低建筑建造成本。但千万不要过分地去扭曲现场勘探的数据。
当甲方拿到岩土工程勘察报告,首先应该检查工程师的签字和报告的三个有效印章是否齐全,不全则是无效的报告。三个有效印章分别是注册岩土工程师章、送审章和审查章。对于无效的报告没有法律效力,拿在手里就是废纸,出了问题就是相互扯皮的事。
同时甲方和设计院联系,请设计院工程师检查报告的内容是否符合接下来建筑结构设计要求。如果有反馈意见,需要地勘单位修改或补充的,立即督促地勘单位继续完善报告。
另外岩土工程勘察报告中有关土质的分析,可以用于判断、开挖有没有可能减少费用。
3. 设计院工程师如何根据岩土工程勘察报告进行结构设计
设计院工程师不应该只顾及自己专业的事情,还要会阅读岩土工程勘察报告,要能对报告中的内容进行分析,对其中存在的问题提出质疑,不应只看地基承载力值马上就开始进行基础设计。
笔者根据多年的设计经验列举了报告中容易出现的问题以供参考。
1) 当勘探孔数量或深度不够时,特别是当持力层顶面起伏较大时,设计人员无法确定桩的长度;孔的深度不够,设计人员无法知道此持力层有多厚以及下面的地质情况,因而无法进行桩基的沉降计算。例如:某工程地基为杂填土,做粉喷桩地基处理,地勘钻探深度不够,设计粉喷桩时根本就没法计算粉喷桩沉降。
2) 岩土的粘聚力c、内摩擦角φ值,可以因为试验方法,排水固结条件不同而表现为不同的值。因此,粘聚力c、内摩擦角φ的试验要依据不同的工程要求和地基土的特点而采用不同的试验方法,不能一概而论。设计院工程师根据规范要求取标准值来进行设计,报告中应该给出这两个参数的标准值。
3) 场地稳定性评价是报告中最体现水平的工作部分,但是提出结论之后就很少再进一步提出解决不稳定问题的工程方案。只知定性不重定量,回避了自己所应回答的问题。这种情况很多,不能解决任何实际问题,这种岩土工程勘察报告拿来没有用。
4) 历年最高水位指一般设计地下构件如地下室混凝土外墙配筋时,要使用这个水位来计算外墙受到的水压力。抗浮水位一般比历年最高水位低一些。某些地下层数较多而地上层数不多的工程,有可能不满足抗浮要求,需要设置配重或设计抗拔桩,费时又费钱,这时可以根据工程经验,具体分析报告中可能不合理的水位,及时与勘察单位沟通,最终要求勘察单位提供真实、科学、合理的抗浮水位数据,作为抗浮设计的依据。报告中水位应该给绝对标高值。
5) 地基承载力特征值有两个含义。一个是整体稳定性对应的承载力,二是地基变形能满足要求的承载力。即:保证建筑物地基的整体稳定性的同时,又不至于产生过大的沉降。也就是说基础设计必须要满足这两个双控指标的要求。例如某高层建筑层高34层,地勘给出修正后地基承载力特征值只有252kPa。单从数据对比分析,天然地基无法满足承载力要求,需要地基处理或采用桩基础。本人按照规范要求采用分层组合法计算沉降变形,得到结果为基础沉降75mm<200mm。最大沉降值满足沉降要求。从中可以看出岩土工程勘察报告给出的地基承载力特征值与压缩模量明显不匹配,存在弄虚作假的情况。压缩模量是计算沉降的重要参数,当需要验算地基变形时勘察报告应该提供固结压缩曲线,根据曲线得出从土自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段的压缩模量。很多报告图省事直接给出的压缩模量是在100Kpa~200KPa间的压缩模量参数,该值不能作为高层建筑基础沉降计算的依据。
6) 设计院工程师确定基础埋置深度时,先查看建筑总平面图,找到建筑在该位置的建筑正负零绝对标高,再用铅笔画一条水平线从左向右贯穿剖面图,此水平线要落在报告建议的持力层土质标号层范围之内。用总图上的建筑正负零绝对标高减去这条水平线的标高即基础埋深。也可以让此水平线绝大部分落在该范围之内,小部分(小于5%)落在该持力层范围之外,这时本着基础宜浅埋的经济原则得到基础埋置标高,日后与勘察单位一起验槽时,要共同配合,采取有效措施处理这局部的不利土层。一般的处理措施是局部换填或是局部清掉,视具体情况打素混凝土替换。基础尽量浅埋并且满足冻土深度要求。如果不按这一方法设计势必增加土方开挖量。例如:某工程勘察院设计的粉喷桩图纸,是以整个场地区域的最高点(即杂填土最厚的点)进行设计,而且假定基础埋深1m,声称这是“按最不利条件设计”。这种不负责任的设计不仅对结构的安全留下隐患,对地基处理方面的造价造成了巨大的浪费。
7) 地勘中对饱和砂土和饱和粉土在地震作用下的液化判别其重要性是抗震规范中的强条。一般来说,高层钢筋混凝土结构建筑在地震发生时不会发生整体倾覆,即使遇上罕遇地震,建筑一般也是坍塌而不是倾覆。但对液化地基上的建筑倾斜或是倾倒却是很可能的,当地震时,地基土会被震实下沉而水会漂上来,基础原来是坐落在坚实的基础上,而此时却落脚在含水量急剧增大的地基上,类似漂浮在水上。泡了水的地基土承载力会大幅丧失,于是建筑物会整体倾斜甚至倾倒。所以设计院工程师应根据地勘提供的液化土层厚度采用合适的基础形式。
8) 结语或建议中场地类别、场地类型、覆盖层厚度和地面下15m范围内平均剪切波速、一般报告中结束语处的都会交待地面以下15m范围内各土层的剪切波速平均值,并根据此数值判定拟建场地土的软硬类型,并结合拟建场地的覆盖层厚度,进一步判定拟建场地的场地类别。剪切波速实质上就是剪切波竖向垂直穿越各个土层的速度,一般来说,土层土质越硬,穿越速度就越快。
9) 注意持力层以下是否存在软弱下卧层。如果有,则根据规范应进行软弱下卧层验算。
10) 基础方案的选择应依据场地地层情况及区域经验综合进行,忽视任何一方面均可能造成错误。基础方案的选择不应与不正当利益挂钩。谨防勘察单位以自身单位利益的驱动而片面提供本单位具有的桩机类型的地基基础方案建议。例如:某项目本可以采用天然地基却故意将地勘数据做得很保守,使原本可以采用天然地基设计基础的建筑建议采用复合地基或桩基础。既耽误了工期又花了大笔的冤枉钱。
4. 施工承包单位如何根据岩土工程勘察报告组织施工施工单位应注重标高、地层变化、地下水位变化、因时间季节变化等因素组织进行土方开挖时的基坑降水工作,做好观测记录,根据地勘报告提供的参数,控制水位降深,必要时组织实施回灌方案,并对已有建筑物基础进行压闭注浆,以防止对已有建筑造成不均匀沉降。
5. 结论(1) 高层建筑地基基础方案的选型对工期影响很大最大能够占到1/3、对投资造价影响很高最高能占到1/4、对安全性来说由于多是隐蔽工程,计算复杂繁琐,所以地基基础设计是结构设计的重中之重,岩土工程勘察报告是基础设计的原始资料,更是重点和根本。项目相关各方都要予以足够重视。
(2) 甲方应更好发挥监督作用,要想项目做得安全可靠,控制好成本和进度,应从地勘单位进入场地进行勘察一刻就开始。甲方作为委托方要行使自己的权利,使岩土工程勘察报告完善合理、符合下一阶段工作的要求。
(3) 作为设计院的工程师,岩土工程勘察报告是结构师设计地基基础的依据,不符合要求的岩土工程勘察报告,只会造成两种情况,保守或者留安全隐患。如果保守则投资方白花冤枉钱,这算好的,如果基础有安全隐患,不管上部结构做得多好,也只能推倒重来,损失可就大了。所以设计院工程师要作为甲方的得力技术助手,帮助甲方监督岩土工程勘察报告的质量,对甲方负责,更对自己负责。要多和地勘单位沟通,对于有疑问的地方请甲方督促勘察单位修改完善报告。不合格的地勘拿到手谁也不敢用。
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