地基设计和岩土工程勘察常见问题探讨

王斌

（河北省水利水电勘测设计研究院 天津市 300250）

在岩土工程施工建设中，地基设计是该项工程设计的重要环节，它与岩土工程的安全和正常使用有着密切的关系，在地基设计工作中，施工技术人员应综合考虑施工场所的工程地质与水文地质条件，兼顾岩土工程的使用要求、结构特点和施工技术，确保地基工程的安全可靠性。可是，从整体结构来看，地基设计和岩土工程勘察工作中普遍存在三种问题，分别是地基设计缺乏科学性，岩土工程勘测方式相对落后，地基设计和岩土工程勘察工作存在裂痕，本文将在简析这三种问题的基础上浅谈解决对策。

1 地基设计和岩土工程勘察常见问题

1.1 地基设计缺乏科学性

和欧美发达国家相比，国内岩土工程的地基设计尚且缺乏科学合理性，进而导致地基工程稳定性不足，难以应对地基的反力作用，甚至在后期出现地基沉降与开裂现象，这必然会严重影响岩土工程的质量。

1.2 岩土工程勘测方式相对落后

就目前而言，国内岩土工程勘测方式还相对落后，未能引入先进的勘测技术，勘测手段较为单一，很难确保测量数据，测量精度偏低，很容易为地基设计工作埋下安全隐患。

1.3 地基设计和岩土工程勘察工作存在裂痕

在岩土工程施工建设中，地基设计和岩土工程勘察工作有密不可分的关系，可实际上，大多数施工技术人员会割裂地基设计和岩土工程勘察工作的关系，在地基设计过程中，岩土工程勘查人员没有将勘查结果告知地基设计人员，与此同时，即便是岩土工程勘查人员将勘查报告提交给地基设计人员，地基设计人员也未必能理解报告中的专业数据，这必然会给地基设计工作的安全性与准确性造成负面影响。

2 解决对策

2.1 优化地基设计方案

做好地基设计工作，解决工作中的问题。首先要重视优化地基设计方案，做好地基的设计工作。与此同时，地基设计人员应综合考虑设计工作中的八项影响因素，从狭义的视角来讲，地基设计的影响因素主要包括地基基础设计等级；岩土工程基础所用的材料及基础的结构形式；地基的埋置深度；地基土的承载力；地基基础的形状、布置以及与相邻基础的关系；上部结构的类型、使用要求及其对不均匀沉降的敏感度；施工期限、施工方法及所需的施工设备等；在地震区，尚应考虑地基与基础的抗震。

其次，要做好桩基础的设计工作，地基设计人员应注意满足桩基础的设计要求，一般来讲，地基设计人员应确保岩土工程桩基能够满足以下四大要求：

（1）桩基设计考虑了岩土工程成桩过程及桩基使用过程中各种因素的变化及其可能产生的后果。

（2）对所设计的桩基赋予一定的安全储备。

（3）经济上节约。

（4）给出桩基施工控制标准及监测手段，以保证桩基满足上述要求。

简而言之，桩基的设计应最大限度地发挥桩、土、上部结构以及经济上的潜力，以使所设的桩基更加稳固、安全。

对于软土地基，应全面加固软土地基的混凝土结构，避免地基出现沉降与病害，做好地基的压实工作。软土路基大多由岩石、碎石土、砂土、黏性土、粉土和人工填土组成，其中，岩石属于颗粒之间联结极为牢固，整体性较高，或者存在节理裂隙的大小岩体。一般情况，软土地基中的岩石通常是软岩、较软岩和极软岩组成，而非硬岩。根据岩石的完整程度来分析，岩石可分为完整岩、较完整岩、破碎岩和粉碎岩。从岩石的风化程度来看，岩石可分为风化岩、微风化岩、未风化岩、强度风化岩和中风化岩等，软土地基中的岩石几乎没有未风化岩，虽然岩石硬度较低，联结较为紧密，却难免存在结构松动现象，很容易加剧地基不稳问题；碎石土主要是指粒径＞2mm的颗粒，而且，碎石土的土含量大多超过全重的50%。从密度来划分，软土地基中的碎石土主要包括松散碎石土、密实碎石土、中密性碎石土和微密碎石土。从形状来区分，碎石土可分为块石、碎石、卵石、圆砾石、漂石等；砂土这种颗粒的粒径＞2mm，含量却低于5%。从粒组含量来区分，砂土分为粗砂、细砂、中砂、粗砂和粉砂等。从密度来看，砂土可分为密实性砂土、松散性砂土、中密型砂土和微密型砂土；黏性土特指是塑性指数高于10的土，从总体上分析，黏性土的软塑性和流塑性都比较高；粉土的性质结语黏性土和砂土之间，粒径通常在0.075mm左右，结构非常松软；根据人工填土的组成结构与成因来分析，这种土主要有四种，分别是压实填土、素填土、冲填土和杂填土，土质结构都非常松软。在软土地基处理过程中，施工技术人员应使用自卸汽车做施工中的运送填料工具，需要注意的是，在装运材料时，要对其进行均匀性混合。在填筑材料时，要标注出平行线，然后实施分层填筑，从每一层的最低点开始填筑，填筑完毕后再进行压实。此外，对于土方地基中的施工缝问题，要及时予以修补，对于较宽裂缝，可以先将裂缝表明开凿为U型以及V型槽，之后填充沥青以及水泥砂浆等材料，也可以选择树脂砂浆材料填充，比如环氧树脂，环氧树脂本身有着非常好的抗化学性质和机械强度，能够实现对裂缝的有效粘合。施工过程中需要将槽内杂物清除干净并涂抹底层结合料，完成填充后硬化处理，最后使用砂轮机抛光处理。与此同时，可以选择柔性材料灌注地基，将裂缝转变为运动节缝，并对裂缝进行密封处理。

另一方面，要科学使用强夯法来加固岩土工程地基，提高土体强度，降低地基土的压缩性。所谓的“强夯法”是在重锤夯实的基础上发展起来的，但其机理又不相同的一项技术，其根本区别在于后者采用的夯击能量较小，仅适用于含水量较低的回填土表层加固，影响深度为1～2m，而强夯法主要是深层加固，加固深度和所采用的能力远远超过浅层重锤夯实法。目前，强夯法已经广泛应用于杂填土、碎石土、砂土、低饱和度粉土、黏性土以及湿陷性黄土等地基的加固中，该技术方法不但可以实施路上施工，而且也可以在水下夯实。岩土工程实践表明，强夯法加固地基具有施工简单、经济节约、加固效果良好等优势。

2.2 改善岩土工程勘测方式

岩土工程勘测工作的目的在于查明并评价工程场地岩土技术条件和它们与工程之间相互作用的关系，内容包括工程地质测绘与调查、勘探与取样、室内试验与原位测试、检验与监测、分析与评价、编写勘查报告等工作，以此保证岩土工程的稳定性、经济性和正常使用。改善岩土工程勘测方式，必须明确该项工程的目标，引入各种先进的技术经验，细化岩土工程地质勘查流程。需要注意的是，通过岩土工程地质测绘与调查、勘探、室内试验、现场测试与观测等方法，查明场地的工程地质条件。从微观视角来讲，岩土工程勘查工作主要包括以下内容：

（1）调查场地的地形地貌特征、地貌成因类型及地貌单元的划分。

（2）对于岩土要查明岩土地层成层条件及其性质、成因类型、时代、厚度和分布范围、风化程度及地层的解除关系。对于土层应着重区分新近沉积黏性土、特殊性土的分布范围及其工程地质特征。

（3）从地质构造方面调查岩层褶曲类型，裂隙的性质、产状、数量、填充胶结情况、断层位置、断距、破碎带宽度等，以及晚近期地质时代构造活动的行迹。

（4）做好水文地质条件的调查工作，对洪水需查明洪水淹没范围、河流水位和地表径流条件等；对地下水要分析地下水类型、补给来源、排泄条件、埋藏深度、水位变化幅度、化学成分及污染指数等。

（5）判断场地有无滑坡、崩塌、岩溶、塌陷、冲沟、泥石流、岸边冲刷、古河道及地震等不良现象，并提出它们对场地或者地基的危害程度。

（6）要对地基土的物理力学指标提出天然容重、比重、含水量、可塑性、压缩系数、压缩模量、抗剪强度等数据，以及它们在岩土工程施工和使用期间可能发生的性质变化。

2.3 促进地基设计和岩土工程勘察工作的紧密结合

促进地基设计和岩土工程勘察工作的紧密结合，弥补这两项工作之间的裂痕，岩土工程勘查人员应根据场地的工程地质条件并结合岩土工程的具体特点与要求，进行岩土工程分析评价，提出基础工程、整治工程和岩土工程的设计方案和施工措施。目前，岩土工程分析评价主要包含五方面的内容：①整编测绘、勘探、测试和搜集到的各种资料，编制各种图件；②统计和选定岩土计算参数；③做好咨询性的岩土工程设计工作；④预测或者研究岩土工程施工和运营中可能发生或者已经发生的问题，提出预防或者处理方案；⑤编制岩土工程勘查报告书。

另一方面，岩土工程勘查人员和地基设计人员应加强合作，对于重要工程或者复杂岩土工程问题，在施工阶段或者使用期间应进行现场检验或者监测。必要时，根据监测资料对地基设计、岩土工程施工方案作出适当调整或者采取补救措施，以保证工程质量、工程安全并总结经验。

3 结束语

综上所述，解决地基设计和岩土工程勘查工作的常见问题，确保岩土工程建设的安全质量，地基设计人员和岩土工程勘查工作人员应加强合作，不断优化地基设计方案，做好天然地基的设计工作，全面加固软土地基的混凝土结构，避免地基出现沉降与病害，科学使用强夯法提高地基土体强度，降低地基土的压缩性；改善岩土工程勘测方式，提高勘查技术，细化岩土工程地质勘查流程。