摘要：岩土工程勘察报告是建筑地基基础设计和施工的重要依据。在保证外业和实验资料准确可靠的基础上,文字报告和有关图表应按合理的程序编制。要重视现场编录、原位测试和实验资料检查校核,使之相互吻合,相互印证。地基岩土分层是一个重要环节,要根据岩土地质时代、土的成因类型、岩土性质、状态、岩石风化程度和物理力学特征合理划分。岩土的工程力学性质是根据原位测试和实验资料的数理统计值综合判定。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料,做到内容齐全,论据充足,重点突出,正确评价建筑场地条件、地基岩土条件和特殊问题,为工程设计和施工提供合理适用的建议。
关键词：岩土工程勘察 报告 图表 编制程序 岩土分层
岩土工程勘察报告是工程地质勘察的最终成果,是建筑地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和建筑施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同;有关规范、规程对报告的编写也有相应的要求。下面着重谈一谈有关工业与民用建筑的岩土工程勘察报告编写工作,且侧重于详细勘察阶段。
1 报告的编制程序
一项勘察任务在完成现场放点、测量、钻探、取样、原位测试、现场地质编录和实验室测试等前期工作的基础上,即转入资料整理工作,并着手编写勘察报告。岩土工程勘察报告编写工作应遵循一定的程序,才能前后照应,顺当进行。不然的话,常会出现现场编录与实验资料的矛盾、图表间的矛盾、文图间的矛盾,改动起来费时费力,影响效率,影响质量。
通常的编制程序是:
(1)外业和实验资料的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是实验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)平面位置图。
(2)对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与实验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和实验资料相矛盾。例如:野外定名为粘土的,实验出来的塑性指数却<17;野外定名为细砂的,实验资料为中砂,其0.25～0.5ｍｍ颗粒含量百分比达50%以上;野外定为可塑状态粘性土的,实验出来的液性指数却<0;野外定为稍密状态的砂性土,标准贯入击数却<10击;野外定为淤泥或淤泥质土的,实验出的孔隙比却<1;野外定为硬塑粘性土的,标贯击数却<18击……产生诸如此类的矛盾,或由于野外分层深度和定名不准确,或试验资料不准确,应找出原因,并修改校正,使野外对岩土的定名及状态鉴定与实验资料和原位测试数据相吻合。
(3)编绘钻孔工程地质综合柱状图。
(4)划分岩土地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。然后编制分层统计表,包括各岩土层的分布状态和埋藏条件统计表,以及原位测试和实验测试的物理力学统计表等。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。
(5)编绘工程地质剖面图和其它专门图件。
(6)编写文字报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。在较大的勘察场地或地质地貌条件比较复杂的场地,应分区进行勘察评价。
2 报告论述的主要内容
报告应叙述工程项目、地点、类型、规模、荷载、拟采用的基础形式;工程勘察的发包单位、承包单位;勘察任务和技术要求;勘察场地的位置、形状、大小;钻孔的布置者和布置原则,孔位和孔口标高的测量方法以及引测点;施工机具、仪器设备和钻探,取样及原位测试方法;勘察的起止时间;完成的工作量和质量评述;勘察工作所依据的主要规范、规程;其它需要说明的问题。报告应附勘探点(钻孔)平面位置图、勘探点测量成果表和勘察工作量表。倘若勘察工作量少,可只附图而省去表。一个完整的岩土工程勘察报告,由下面几部分组成。
2.1 地质地貌概况
地质地貌决定了一个建筑工地的场地条件和地基岩土条件,应从以下三个方面加以论述:(1)地质结构。主要阐述的内容是:地层(岩石)、岩性、厚度;构造形迹,勘察场地所在的构造部位;岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度。由于勘察场地大多地处平原,应划分第四系的成因类型,论述其分布埋藏条件、土层性质和厚度变化。(2)地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分。如果场地小且地貌简单,应着重论述地形的平整程度、相对高差。(3)不良地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质现象。如在碳酸盐岩类分布区,则要叙述岩溶的发育及其分布、埋藏情况。如果勘察场地较大,地质地貌条件较复杂,或不良地质现象发育,报告中应附地质地貌图或不良地质现象分布图;如场地小且地质地貌条件简单又无不良地质现象,则在前述钻孔位置平面图上加地质地貌界线即可。当然,倘若地质地貌单一,则可免绘界线。
2.2 地基岩土分层及其物理力学性质
这一部分是岩土工程勘察报告着重论述的问题,是进行工程地质评价的基础。下面介绍分层的原则和分层叙述的内容。
(1)分层原则。土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分;岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理,厚度小而反复出现可作互层处理。
(2)分层编号方法。常见三种编号法:第一,从上至下连续编号,即①、②、③……层。这种方法一目了然,但在分层太多而有的层位分布不连续时,编号太多显得冗繁;第二,土层、岩层分别连续编号,如土层Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……;岩层Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……;第三,按土、石大类和土层成因类型分别编号。如某工地填土1;冲积粘土2-1、冲积粉质粘土2-2,冲积细砂2-3;残积可塑状粉质粘土3-1、残积硬塑状粉质粘土3-2;强风化花岗岩4-1,中风化花岗岩4-2,微风花岗岩4-3。第二、三种编法有了分类的概念,但由于是复合编号,故而在报告中叙述有所不便。目前,大多数分层是采用第一种方法,并已逐步地加以完善。总之,地基岩土分层编号、编排方法应根据勘察的实际情况,以简单明了,叙述方便为原则。此外,详勘和初勘,在同一场地的分层和编号应尽量一致,以便参照对比。
(3)分层叙述内容。对每一层岩土,要叙述如下的内容:①分布:通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。对于分布较普遍和较广泛的层位,要说明缺失的孔段;对于分布局限的层位,则要说明其分布的孔段。②埋藏条件:包括层顶埋藏深度、标高、厚度。如场地较大,分层埋深和厚度变化较大,则应指出埋深和厚度最大、最小的孔段。③岩性和状态:土层,要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等;岩层,要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩心完整程度;裂隙的发育情况,要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况;关于岩心的完整程度,除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外,还应描述岩心的形状,即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。④取样和实验数据:应叙述取样个数、主要物理力学性质指标。尽量列表表示土工实验结果,文中可只叙述决定土层力学强度的主要指标,例如填土的压缩模量、淤泥和淤泥质土的天然含水量、粘性土的孔隙比和液性指数、粉土的孔隙比和含水量、红粘土的含水比和液塑比。对叙述的每一物理力学指标,应有区间值、一般值、平均值,最好还有最小平均值、最大平均值,以便设计部门选用。⑤原位测试情况:包括试验类别、次数和主要数据。也应叙述其区间值、一般值、平均值和经数理统计后的修正值。⑥承载力:据土工试验资料和原位测试资料分别查算承载力标准值,然后综合判定,提供承载力标准值的建议值。
2.3 地下水简述
地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中必须论及:地下水类型,含水层分布状况、埋深、岩性、厚度,静止水位、降深、涌水量、地下水流向、水力坡度;含水层间和含水层与附近地表水体的水力联系;地下水的补给和排泄条件,水位季节变化,含水层渗透系数,以及地下水对混凝土的侵蚀性等。对于小场地或水文地质条件简单的勘察场地,论述的内容可以简化。有的内容,如水位季节变化,并非在较短的工程勘察期间能够查明,可通过调查访问和搜集区域水文资料获得。地下水对混凝土的侵蚀性,要结合场地的地质环境,根据水质分析资料判定。应列出据以判定的主要水质指标,即ｐＨ、ＨＣＯ-3、ＳＯ2-4、侵蚀ＣＯ2的分析结果。
2.4 场地稳定性
场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务。应从以下几个方面加以论述:(1)场地所处的地质构造部位,有无活动断层通过,附近有无发震断层。(2)地震基本烈度,地震动峰值加速度。(3)场地所在地貌部位,地形平缓程度,是否临江河湖海,或临近陡崖深谷。(4)场地及其附近有无不良地质现象,其发展趋势如何。(5)地层产状,节理裂隙产状,地基土中有无软弱层或可液化砂土。(6)地下水对基础有无不良影响。报告对场地稳定性作出评价的同时,应对不良地质作用的防治,增强建筑物稳定性方面的措施提供建议。
2.5 其他专门要求
论述的问题对于设计部门提出的一些专门问题,报告应予以论述,如饱和砂土的震动液化、基坑排水量计算、动力机器基础地基刚度的测定、桩基承载力计算、软弱地基处理、不良地质现象的防治,等等。
2.6 结论与建议
结论是勘察报告的精华,它不是前文已论述的重复归纳,而是简明扼要的评价和建议。一般包括以下几点:(1)对场地条件和地基岩土条件的评价。(2)结合建筑物的类型及荷载要求,论述各层地基岩土作为基础持力层的可能性和适宜性。(3)选择持力层,建议基础形式和埋深。若采用桩基础,应建议桩型、桩径、桩长、桩周土摩擦力和桩端土承载力标准值。(4)地下水对基础施工的影响和防护措施。(5)基础施工中应注意的有关问题。(6)建筑是否作抗震设防。(7)其它需要专门说明的问题。以上7个方面的内容,并非所有的勘察报告都要面面俱到,一一罗列。
由于场地和地基岩土的差异、建筑类型的不同和勘察精度的高低,不同项目的勘察报告反映的侧重点当然有所不同。一般来说,上列概述、地基岩土分层及其物理力学性质、地下水简述和结论与建议等四项,是每个勘察报告必须叙述的内容。总之,要根据勘察项目的实际情况,尽量做到报告内容齐全、重点突出、条理通顺、文字简练、论据充实、结论明确、简明扼要、合理适用。
3 图表编制要点
3.1 主要图件
(1)勘探点(钻孔)平面位置图。
表示的主要内容:①建筑平面轮廓;②钻孔类别、编号、深度和孔口标高;应区分出技术孔、鉴别孔、抽水试验孔、取水样孔、地下水动态观测孔、专门试验孔(如孔隙水压力测试孔);③剖面线和编号:剖面线应沿建筑周边,中轴线、柱列线、建筑群布设;较大的工地,应布设纵横剖面线;④地质界线和地貌界线;⑤不良地质现象、特征性地貌点;⑥测量用的坐标点、水准点或特征地物;⑦地理方位。对于较小的场地,一般仅表示①、②、③、⑥、⑦五项内容。标注地理方位的最大优点在于文中叙述有关位置时方便。此图一般在甲方提供的建筑平面图上补充内容而成。比例尺一般采用(1∶200)～(1∶1000)。
(2)钻孔工程地质综合柱状图。
钻孔柱状图的内容主要有地层代号、岩土分层序号、层顶深度、层顶标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在地质柱状图上,第四系与下伏基岩应表示出不整合接触关系。在柱状图的上方,应标明钻孔编号、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用1∶100或1∶200。
(3)工程地质剖面图。
此图是作为地基基础设计的主要图件。其质量好坏的关键在于:剖面线的布设是否恰当;地基岩土分层是否正确;分层界线,尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理;剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。关于剖面线的布设和地基岩土分层原则,此前已论及,不再赘述。倘若分层正确,一般来说分层线的连接就会自然平顺,而不致将产状平缓的第四系尤其是全新统的土层画成陡斜状,或出现新老层位之间的互相穿插等不合理现象。同一层位间的相变,要用岩性渐变线表示清楚。透镜状分层和同一层位中的透镜状夹层,在不同的剖面线上要互相照应,显示其分布范围。剖面比例尺的选择,应尽量使纵、横比例尺一致或相差不大,以便真实反映地层产状。一般横比例尺采用(1∶200)～(1∶500),纵比例尺采用(1∶100)～(1∶200)。在剖面图上,必须标上剖面线号,如6-6′或Ｆ-Ｆ′。剖面各孔柱,应标明分层深度、钻孔孔深和岩性花纹,以及岩土取样位置及原位测试位置和相关数据(如标贯锤击数、分层承载力建议值)。在剖面图旁侧,应用垂直线比例尺标注标高,孔口高程须与标注的标高一致。剖面上邻孔间的距离用数字写明,并附上岩性图例。
(4)专门性图件。
常见的有表层软弱土等厚线图,软弱夹层底板等深线图,基岩顶面等深线图、强风化、中风化或微风化岩顶面等深线图,硬塑或坚硬土等深线图等。不言而喻,这些图件对于地基基础设计各有用途。有的图件还可以反映隐伏的地质条件,如中风化顶面等深线图,可以反映隐伏的断层;等深线上呈线状伸展的沟部,往往是断层通过地段。专门性图件并非每一勘察报告都作,视勘察要求、反映重点而定。
3.2 主要附表、插表
(1)岩土试验成果表。
按岩、土分别分层,按孔号、样号顺序编制。每一分层之后列出统计值,如区间值、一般值、平均值、最大平均值、最小平均值。
(2)原位测试成果表。
分层按孔号、试验深度编制,要列统计值,并查算分层承载力标准值。
(3)钻孔抽水试验成果表。
按孔号、试段深度编制,列出静止水位、降深、涌水量、单位涌水量、水温和水样编号。
(4)桩基力学参数表。
如果建议采用桩基础,应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力,并考虑桩的入土深度确定桩端土承载力。除上述附表之外。有的分层复杂时,应编制地基岩土划分及其埋藏条件表。
4 努力提高报告的编写能力
4.1 要具备牢固的地质地貌和工程理论地质基础理论方面,主要是岩石学、构造地质学、第四纪地质学和地貌学;工程地质方面,主要是土质学、土力学、工程地质分析、工程动力地质学、工程地质勘察。在丘陵山区,要注意地质构造的观察分析;在平原地区,要着重于第四系成因类型、岩性组合的分析研究。此外,要时常了解和掌握国际国内的有关岩土勘察方面的新技术新知识,以便不断更新和提高个人的理论知识。
4.2 要熟悉和掌握有关的规范规程规范规程既是经验的总结,又是技术的指南,具有很强的勘察工作指导性。对于国家的、行业的、省和地方的有关规范规程,必须熟悉掌握,并在具体勘察工作中认真执行。
4.3 要了解工作区的地质情况对于勘察地段的区域地质、水文地质、工程地质资料,应尽可能地搜集并熟悉。对于邻近地段已有的工程地质勘察资料,也要尽可能了解,以便在勘察工作中发挥其参考作用。
4.4 要掌握工程设计的基本要求和基础施工的技术要点只要明确了工程设计的基本要求和基础施工方法,作出的工程地质评价才能有的放矢、正确客观,提出的建议才能合理适用。
4.5 要切实保证第一手资料的质量岩土工程勘察报告是工程地勘察的最终成果。一份高质量的勘察报告,必须来自于高质量的第一手原始资料。由此可知,现场勘察和实验资料的质量好坏,对报告的编写影响极大。因此,必须认真抓好第一手资料的质量,而钻探工作又是第一手资料的重点。为此,报告的编写者,必须常到现场掌握有关的勘察情况,最好是参与现场的地质编录工作。
4.6 提高综合知识技能除具备较高的专业知识外,还要提高综合知识方面的技能。如基本的数理统计知识、文字表达能力、编图技巧、综合分析能力(特别是现场地质编录的综合判定能力)。俗话说:熟能生巧、触类旁通。只要多干多学,善于思考,并在实践中不断地总结提高,就能逐步地编写好每一份勘察报告。