众所周知, 勘察工作对基础工程质量影响很大。本文结合工程实例, 着重剖析这方面存在的一些问题, 同时谈些个人的认识和做法, 供勘察人员参考。影响基础工程质量的问题如下:
主要涉及土方量或有效桩长的问题, 必须采用国家高程系统。在乡村场地附近由于往往没有高程点而采用假定高程, 在这种情况下, 可采用1∶500地形图高程上的高程点, 若地形发生变化, 可根据原先1∶500地形图上的高程点引测。如某工程勘察和桩基施工时均采取假定高程 (但不是同一个引测点) , 试沉桩时, 桩端进入圆砾持力层还差1.00m多。经补勘证实, 原勘察资料地层划分准确, 问题就出在高程引测点上, 由此说明了采用假定高程的危害性。
高层建筑具有荷载大, 重心高, 基础和上部结构的刚度大, 主楼和裙房的沉降差异大等特点, 但很多勘察报告很少在凹进或凸出的角点或中心点或电梯井或核心筒部位布置勘探点。又由于高层建筑主要是控制整体倾斜, 尤其是横向倾斜。因此, 应沿建筑物周边线或主要柱列线按现行规范布置机钻孔, 在荷载集中的凹进或凸出的角点上, 必须查明地层结构埋深起伏情况, 并适当布置一些静探孔, 但在中心点或电梯井或核心筒部位必须是控制孔。这样做, 有利于分层查明土的不均匀性和真实确定桩侧摩阻力特征值。
孔位放样后, 不得移位。例如某6层框架结构住宅楼发生墙体严重开裂, 尤其是在东南角上裂缝最多, 裂缝最宽处手掌能自由伸入, 裂缝多呈“八字型”, 上下贯通。据补勘查明, 原来在东南角上有一条回填的河道, 河宽10m多, 深度达2～3m, 河道中的回填物为性质极差的杂填土和河道淤泥, 墙体基础直接建于其上, 从而造成地基不均匀沉降严重。究其原因, 勘察点与建筑位置不吻合, 移位后, 造成地层不符合实际情况。如果该工程严格执行 (GB50007-2002) 规范10.1.1强制性条文, 重视对基础验槽或移位的地段进行补勘就不会出现问题。
必须满足规范和设计要求]。在有下卧软土层、持力层埋藏较浅 (一般小于20m) 单桩承载力取值不高的情况下, 孔应尽量深一些, 以充分发挥桩侧摩阻力的作用。因此, 必须探明持力层的厚度才能合理确定有效桩长, 解决在试沉桩过程中出现的问题。如某工程一幢5层框架结构车间, 以第 (4) -3层粉砂作为持力层, 厚4.20～6.50m, 有效桩长15m, 桩端进入持力层1.50m, 单桩承载力取650kN, 采用<500mm薄壁预应力管桩, 以锤击法施工 (锤重5.5t) , 试沉桩时, 当进入持力层0.70m时, 锤击数仅为2击/10cm, 贯入度较大, 设计要求进入持力层1.50m, 由于该工程钻探时打穿了持力层, 加深到1.50m后贯入度满足设计要求。
另一个问题是孔深一刀切, 没有控制孔, 结果造成在打工程桩时, 在同样的深度, 有的桩出现了在持力层中很快下去的情况。后经补勘查明, 原来在持力层中存在一个软弱夹层, 主要原因是孔深偏浅。因此, 钻探时孔要深一些, 以查明持力层中的软弱夹层情况, 满足规范和设计要求。
描述不细对工程质量影响也较大。如某工程为28层高层建筑, 采用<1000mm钻孔灌注桩进行施工, 以深45m左右的第 (7) 层圆砾作为桩基持力层。但其中某一根工程桩, 打到30m多的深度时打不下去, 进尺十分缓慢, 后采用孔内重锤夯击法解决了问题。究其原因是原来有一层密实的“铁板砂”透镜体分布, 遗憾的是勘察报告中未提及, 属于描述不仔细。如果该工程在检查的时候能够用手掰开岩芯, 用肉眼进行认真仔细的鉴定, 问题就可以早发现, 早做准备, 避免出现被动局面。
应按土的成因、类型和力学性质经综合分析后进行分层。如当地淤泥质土一般埋深在5m以下, 可以细分为三层, 第一层土质最软, 第二层土质还好, 第三层相对较好。如某地下室开挖深度处于第一层淤泥质土中, 出现基坑整体失稳滑移的工程事故。经专家分析认为勘察时仅分一个大层, 取值偏高, 是造成基坑整体滑移的原因之一。由此可见细分层的重要性。
另一个问题是当土层厚度大于0.5m时, 宜单独分层[2]。尤其是在深厚软弱的淤泥质土中存在一个厚度大于0.5m硬土夹层或透镜体, 压桩时这个硬土层对桩侧能起保护作用。压桩时若不单独分层或未引起重视, 就容易发生断桩等现象。例如某工程一6层车间, 采用<500mm薄壁预应力管桩进行施工, 以第 (7) 层圆砾作为桩基持力层, 设计要求压入50m, 其中有一根工程桩超长11m (压力值曾在某一深度很高) 。经检查勘察报告和压桩记录发现, 原来在很厚、很软的淤泥质土中有一个硬土透镜体没有单独划出, 致使出现硬压压断了桩。如果该工程能够将透镜体单独划出和选用厚壁桩, 断桩的事故是可以避免的。
(GB50021-2001) 规范中的4.1.20.2强制性条文[1]规定:每个场地每个主要土层取6件 (组) 原状土试样或做6次原位测试, 但目前有一种错误的倾向, 即重视取土的数量而忽视了取样的间距, 没有错开取样, 尤其是在孔少的情况下问题最突出, 几乎是在同一个水平面的深度上取样, 造成代表性差, 因此, 必须错开取样。
设计参数取值的高低对工程质量影响最明显。如某工程为28层高层建筑, 采用<800mm钻孔灌注桩, 以深45m左右的第 (7) 层圆砾作为桩基持力层。但在打桩过程中一般进尺较快, 以2.00m/h的速度进入圆砾层中。其中, 某一根工程桩在进入2.00m后设计要求加深至2.50m看看情况如何, 结果8min进入0.52m, 速度非常快。经补勘查明是存在圆砾持力层, 但从岩芯中可以看出, 该地段细颗粒含量较多, 砾径较小, 同时, 从动探锤击数来看, 只有17～18击/10cm, 属中密状态, 但勘察报告是按密实考虑, 而且超规范取值。因此, 应根据砾石含量、砾径大小、砾石成分、动探锤击数、均匀性及密实度来综合判定设计参数;同时还应考虑钻孔灌注桩施工中的孔底沉渣等因素。在这种情况下, 建议桩端极限承载力取值稍低, 而桩侧摩阻力取值稍高一些较为合理。即使考虑钻孔灌注桩在圆砾 (卵) 石持力层中采用工后注浆技术的, 也应按不注浆取值。
(GB50021-2001) 规范7.2.3强制性条文规定, 当地地下水位埋藏较浅, 水位变化幅度常在基础影响范围内, 对工程设计和施工关系影响很大, 应准确量测地下水位。但目前多重视钻孔中测水位, 而忽视了静探孔中测水位, 静探孔中没有堵塞, 可以测到;而有的静探孔由于起拔以后孔内堵塞, 无法测定, 应用小钻打浅孔补测。还有一种情况是在场地或场地边上有河 (塘) 分布, 但在钻探时没有测定地表水位, 勘察报告中也没有阐明与地下水的补给关系。这在饱和粉砂土地层中十分重要。如某工程在勘察时发现有一个回填的暗浜采用砂石回填处理, 但在施工中发生河水入侵, 出现流砂、管涌, 使砂石回填土层遭受破坏而失效, 后来不得不用水泥搅拌桩处理, 虽然取得成功, 但损失惨重, 教训极其深刻。因此, 勘察中应实测河水水位, 并说明与地下水补给关系, 以引起设计和施工单位的注意, 及早采取有效的预防措施。
在勘察报告审查中发现, 大多数多层建筑很少取水样, 甚至有的高层建筑也没有取水样, 当场地附近没有“三废”污染源时, 水文地质资料可以引用, 但必须有附件;没有的, 应取水样。要求对公建项目、规模较大的私营企业项目必须取水样进行腐蚀性评价。评价时以列表为宜, 将评价标准、实测含量和评价结果列于同一表中。在有污染源时, 必须按 (GB50021-2001) 规范12.1.1要求, 分别对混凝土、混凝土中的钢筋和钢结构进行腐蚀性评价。
目前多数没有取土样进行腐蚀性评价。笔者认为, 在天然状态下可不取土样进行腐蚀性评价, 原因是土溶于水, 故测试项目在 (GB50021-2001) 规范表12.1.3中1～7项, 土的评价标准应乘以水的1.5系数;在污染状态下, 必须取土样进行腐蚀性评价。
如某5层住宅小区工程, 采用<426mm沉管灌注桩进行施工以30m左右的砾砂作为桩基持力层。但在打桩过程中发现打了5根工程桩就有4根工程桩失踪, 施工单位用长毛竹去寻找, 也没有找到。据现场踏勘发现桩口喷有大量的水泥浆液, 再询问勘察施工人员, 才弄清原来是沼气应力瞬间释放窜孔引起的。后在每个承台边上先打一个砂桩孔, 作为沼气释放孔, 才解决了问题。另一个工程采用浅基础, 基础浇好以后, 发现在某一个承台边冒出大量的沼气 (勘察报告中未指出) , 为不影响工程质量和工期进度采用回填下管引气外溢处理。由此可见, 沼气对浅基础和沉管灌注桩影响较大, 务必引起高度重视。这种特殊性气体对工程的危害程度, 应归入于不良地质作用, 着重对冒气现象和分布范围作出分析评价和提出防止措施的建议, 以选择合理的基础方案, 如预应力管桩等。
如某工程为28层高层建筑, 以深45m左右第 (7) 层圆砾作为桩基持力层, 采用<800mm钻孔灌注桩, “梅花型”布桩, 9根桩为一个承台并注浆;对中间这根桩做静荷载试验, 结果表明, 比不注浆的桩还低。究其原因, 认为打边桩时, 承压地下水不断地对中桩进行强烈冲蚀作用, 圆砾层变松、坍孔形成一个“大肚子”所致。如果该工程中桩先进行施工, 这个问题是可以避免的。因此, 对于目前在一个工地有多台桩基进行施工时, 切不可忽视承压地下水对钻孔灌注桩的窜孔影响问题。
另一种情况是, 当遇块石时, 在钻孔灌注桩长期震动下 (没有采用优质泥浆护壁) , 孔壁失稳、坍塌, 也可能出现类似的情况。有人认为孔底沉渣过厚, 也会出现单桩承载力不足的情况, 但不适合工后注浆的桩的范畴, 这主要是由于受上述气、水、石等因素的影响造成桩身离淅注浆失效的缘故。
这是 (GB50021-2001) 规范4.1.11.3和 (JGJ72-2004) 规程8.2.1强制性条文[2, 3]的规定。从审查中发现, 大多数勘察报告采用分层评价, 而很少在分层评价的基础上进行综合性的地基均匀性评价, 尤其是对持力层和受力范围内的软弱夹层的均匀性评价, 从而影响了工程质量。如某多层建筑, 在主楼地段发生严重的地面不均匀沉降, 经检查发现, 原来在浅部粉质黏土"硬壳层"的持力层中夹有一个厚薄不等的有机质黏土软弱夹层, 由于没有进行地基均匀性评价, 以致没有提出在施工中应注意的问题和防治措施。
在审查中发现, 有的勘察报告没有场地稳定性评价方面的内容, 有的在高层建筑勘察报告中没有单列一节, 其内容散落于其它章节中, 有的虽然列了一节但仅是一句话, 即:
“场地中发现没有隐藏的河道、沟滨、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的隐患, 因此, 判定场地地基稳定或基本稳定, 适宜于本工程建设。”显然, 这句话的评价力度不足。其实场地稳定性主要涉及有地貌单元类型、区域地质构造、第四系覆盖层厚度、场地不良地质作用或对工程不利的埋藏物。因此, 评价时应综合阐述, 判定其稳定性。若场地中发现有不良地质作用时, 应进行重点评价和提出处理措施的建议。
以上是笔者在几个工程实践中对勘察工作中出现的几个问题的认识与体会。从所列工程实例可以看出, 问题是比较严重的有的直接涉及强制性条文或安全性的问题。这些问题时有发生必须引起高度重视。总之, 应严格执行勘察设计和施工规范、规程的要求, 即使是在当前勘察费较低的情况下, 也应认真做好勘察工作。
摘要：从下文所列工程实例可以看出, 问题是比较严重的, 有的直接涉及强制性条文或安全性的问题。这些问题时有发生, 必须引起高度重视。总之, 应严格执行勘察设计和施工规范、规程的要求, 即使是在当前勘察费较低的情况下, 也应认真做好勘察工作。本文结合工程实例, 对勘察过程中影响工程质量的问题进行分析, 了解了原因并提出了相应的处理意见。
关键词：工程勘察,工程质量,原因分析,高程点
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