【摘 要】勘察设计是一项工程的生命，尤其是基础工程一旦出错铸成损失就无法挽回。工程地质勘察设计按规范要求对桩端持力层复杂地区(如岩溶地区)是需要逐桩钻孔勘察或是逐桩多孔进行勘察，概率才能接近准确。在施工过程中。若不是及时发现存在的不良地质问题，以施工勘察进行补救，很有可能在工程建成后造成严重的经济损失和不良的社会影响。
【关键词】岩土工程；勘察;设计
引言
岩土工程勘察是一项综合性的工程地质调查工作。岩土工程勘察的目的是运用各种勘察测试手段和方法，对建筑场地进行调查研究，分析判断修建各种工程建筑物的地质条件以及建设对自然地质环境的影响；研究地基和上部结构共同工作时，保证地基强度、稳定性以及不致产生过大沉降变形的措施，分析并提出地基的承载能力；提供基础设计、施工以及必要时进行地基加固所需要的工程地质和岩土工程资料。
1、岩土工程勘察的不确定性
岩土层是在漫长的地质年代里自然形成的，土层物质来源、搬运物质的自然营力的性质与规模、土体沉积以后的成土环境等都是变化的，基本上是无序的、随机的。其中岩石的裂隙性和土的孔隙性以及空间分布的不均匀性，是区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。
1.1岩石的裂隙性
岩石总是或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在着各种各样的裂隙,这是岩石区别于混凝土的主要特点。这些裂隙有的粗糙不平,有的光滑;有的平直,有的弯曲;有的充填,有的不充填;有的产状规则,有的规律性很差。裂隙的成因复杂多样,有岩浆凝固收缩形成的原生节理,有沉积间断形成的层理,有构造应力形成的构造节理,有表生作用形成的卸荷裂隙和风化裂隙,还有变质作用形成的片理、劈理等,在岩石中构成极为多样非常复杂的裂隙系统。人们将岩石和裂隙视为一个整体称为“岩体”,将裂隙概化为“结构面”。裂隙的发育程度直接影响岩体的强度和承载能力,搞清结构面的发育情况,特别是软弱结构面的产状、强度参数等,是岩土工程勘察设计的重点和难点。
1.2土的孔隙性
根据土力学解释:土是一种散体结构的材料,存在孔隙。对于饱和土是固、液两相;对于非饱和土,是固、液、气三相。于是产生了有效压力和孔隙压力;孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。在饱和土中,由于孔隙水压力的增长和消散,不同的加荷速率地基承载力不同;是否及时支撑,对软土基坑稳定有不同的表现;渗透系数和地层组合的差别,导致基础沉降速率的差别等等。饱和土中的超静水压力可导致挤土效应,使桩被挤断、挤歪和上浮;地震时的超静水压力导致砂土和粉土液化。非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力,基质吸力随着土中含水量的增加而降低,因而是不稳定的。膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低,非饱和土基坑雨季容易发生事故,花岗岩残积土边坡暴雨容易发生浅层滑坡,都和基质吸力降低有关。总之,把握好孔隙压力,特别是地下水的影响,是岩土工程的重要环节。
1.3地层空间分布的不均匀性
自然地质条件是复杂的,岩土体是不均匀的,岩土工程勘察工作,需要从地质成因和地质年代上对岩土层进行区分。对岩层进行不同风化程度的划分,对土层还要区分是冲洪积还是坡残积，是河漫滩还是阶地,是第四纪地层还是老地层,需要针对等等的不均匀性特征,进行地质单元的划分,这就需要用勘探点的间距来控制其平面分布和竖向厚度变化,不同的基础类型对地层厚度的敏感性不同,因而布孔间距的要求是不同的。特别是对于十分明显的不均匀地基,例如软硬不均的地基、部分基岩出露的地基、半挖半填的地基,存在暗浜的地基、岩溶地基等等,必须布置一定数量的勘探点来查明其空间分布及其工程特性,必要时还需进行施工补充勘察工作。
2、岩土工程设计模型的不确定性
岩土工程设计涉及工程地质理论、土力学的理论、工程力学理论等,这些工程理论都是一种半科学半经验的理论,很多理论是建立在经验的基础上的,如很多公式都是经验公式。岩土工程的理论研究和工程实践计算应用大都离不开模型,采用规范计算公式也往往需考虑边界条件,选择适当的计算模型。因为模型是原型的理想化替代物,它反映原型的主要特征,而略去了次要特征,在岩土工程实践中,对于各种问题其分析模型并不是唯一的,因此模型的不确定性由此而来,模型选择不同,分析和计算结果就不同,甚至有很大差异。由于人们所采用的分析模型,就其实用性和复杂性来说,是与人们的认识水平和分析能力直接相关的,岩土工程设计发展趋势是越来越多的考虑实际结构的特点和性能,这就要求使用越来越复杂的模型,工程实践中也需要结合地区经验,考虑工程地质条件的复杂性,必要时需进行补充勘察并进行设计方案调整,做到技术可靠和经济合理。
3、岩土工程实例
3.1工程概况
某大型钢铁企业决定投资2亿元建设1台360m2大型烧结机,采用先进技术和工艺节能降耗,加强环境治理,达到国内同类型烧结厂装备水平,争取将烧结工艺和装备水平迈上一个新台阶,3年半内收回投资,获得良好的经济效益和环保效益。其烧结机主厂房为钢筋混凝土结构,5层,高46m,厂房面积137m×22m。设计委托岩土工程勘察要求提供岩土技术参数及分析评价,并对基础设计及处理,对不良地质现象防治作出论证和建议,经业主委托,工程地质勘察单位组织施工,提交场地资料如下:主要土层分布为杂填土、粘土、粉质粘土、强风化页岩(埋深为28～30mm),中风化页岩等。水文地质状况为:上层滞水、水量不大。区域地质构造为低山丘陵与平原地带,区域断裂比较发育。根据构造调查,拟建场区无断裂通过。结论为:所建场区地层分布稳定,无断裂通过无不良地质作用,场地是稳定的,适宜建筑。
3.2现场桩基施工现状
根据现场条件和施工总体网络计划安排,挖孔桩基础计划1个半月全部完成,工程施工月个多月有一根桩(C17)在挖至16.8m时出现涌水,C18桩在23m出现大量涌水,其后三四天共有16根桩陆续出现涌水现象。B18号桩日涌水量达2000m3以上,采用水泵排水无法排干。经测量,其静止水位标高大部分在-19～-20m,其桩底离中风化岩面还有4m左右。根据详勘报告,地下水量不大,这与实际情况不符。另外,从另一处(B18桩)取样也发现岩性异常,即出现灰岩夹层。由于地质情况发生变化,整个挖孔桩工程全面停工。根据施工现场所反映的情况,设计单位对现场情况进行了详细分析,由于出现地下涌水和灰岩岩性,工程地质实际情况与原详勘报告不符合,采用排水疏干的办法难以奏效而机械钻孔受设备能力限制桩径为2700大口径,且需嵌岩),难以实施,故拟采用桩筏基础。同时提出对施工区域进行工程补勘:对地下水性质进行综合评价,判明岩土整体性和稳定性,并查明是否有岩溶、断裂等不良地质作用。