建设工程地基基础岩土试验检测的技术途径

□游昌海 □文四旭 □游代伟

（成都文茂建筑地基基础检测有限公司）

随着世界经济的发展，建设工程业取得了蓬勃的发展，一幢幢高楼大厦在建设，一座座新城在崛起。此外，港口、铁路、公路、桥梁、隧道、机场、地下建筑设施等建设工程也在不停的开工建设。同时，随着科技的进步，建设工程的高度也在不断的增加，“万丈高楼平地起”在世界各地屡见不鲜，如我国上海市的环球国际金融中心高达492m。建设工程离不开地基岩土，建设工程的载荷主要是靠地基岩土在支撑，特别是高层建筑的建设对地基岩土的承载力提出了更高的要求。因此，地基岩土层科学准确试验检测是合理使用地基岩土层、进行安全建造的必要前提，关乎民生安全，研究实现地基岩土层科学准确试验检测的技术途径对于保障建设工程安全意义重大。

以试验检测的地点为依据，地基岩土层的试验检测可以细分为现场测试检测、室内试验检测。顾名思义，现场测试检测是指在地基现场直接测定地基岩土层在天然状态下的力学性能，因而又被称为原位测试。目前对于地基岩土层的现场测试检测主要包括载荷试验、静力触探试验、动力触探试验、剪切试验、旁压试验等，其中最基本的测试方法是载荷试验，试验方法是模拟建筑地基的受力状态对地基岩土进行压力试验。现场测试试验具有测试直观的优点，但受限于测试方法费时费力，因而很难对所有的岩土层进行试验检测，限制了其应用。与现场测试检测相对应，室内试验检测是指在实验室环境下根据地基勘探及建筑设计要求的项目将地基岩土样品进行物理和力学性质试验检测，检测依据主要为国家相关标准及地方标准；室内试验检测的优点是检测结果全面，代表性和实用性强，其缺点是试验检测结果手样品的代表性和质量型影响较大，容易因样品原因而出现试验检测误差，且直观性不如现场测试检验直观。

目前我国对地基岩土的检测通常采取现场测试检测与室内试验检测相结合的方法。地基岩土具体检测方法日趋成熟，国家和地方陆续出台了相关标准，但是对室内试验检测结果产生影响的样品在采取、封存、运输等过程中仍存在很多的问题，造成了很多的建设事故，本文将从试验检测样品的采取、封存、运输、检测展开探讨，重点研究如何提高采取样品的质量和代表性。

1.样品采取

1.1 重视样品的质量及代表性

地基是建设工程的基础。进行地基岩土试验检测，其目的在于为建设工程设计提供不可或缺的参数，是建设工程设计的重要依据，因此地基岩土的试验检测是建设工程的第1环节，直接决定了建设工程的设计与规模。在地基岩土层的试验检测中需进行定量定性的分析，分析的前提是岩土样品，其质量及代表性直接影响着试验检测结果的误差，错误的试验结果会影响建设工程的设计与施工，给建设工程带来不可估量的破坏与损失，这样的个例层出不穷。如安徽某大桥，该桥基持力层为土层，因试验检测样品的选择不具有代表性，在桥台建设刚竣工就开始发现严重倾斜，并最终报废，带来了巨大的损失。因此，选择有代表性、有效性和适应性的岩土样品是准确进行地基基础岩土试验检测的首要条件，特别是岩土样品的代表性至为关键。

1.2 样品取样方法及操作规程

建设工程地基基础岩土试验检测的样品是由现场采取的，可分为原状土样采取和岩石样品采取，其中原状土样采取方法有：钻孔、孔内用取土器以打入法切取土样品；钻孔、孔内用取土器以压入法切取土样品；基坑内直接切取原状土样样品；钻孔，孔内泥浆护壁，以回转钻进法切取样品。岩石样品的采取方法有：钻孔、在孔内钻出的岩芯或钻芯中采取岩石样品；基坑内直接采取基岩层岩石样品。

为确保建设工程地基基础岩土试验检测采集的土壤和岩石样品具有代表性，应遵循以下规则：一是样品的采集应在专业的工程技术人员的指导与督促下完成，并一一标准取样时间、地点等相关信息。二是为确保所取样品能真实的反应岩土层实际的物理力学特征，应有所控制采取有代表性的岩土样品的数量，结合理论知识及实践经验，在同一水平建设场地，平面应布置采取3～5组样品，且应均布采样；同理，在同一地层垂直厚度上也应布置采取3～5组样品，且应均布采样。三是在边坡工程及滑坡工程采取岩土试验检测样品中应特别加以小心和注意，并且在样品标签上注明取土位置（上、下），并说明其重要性。这是因为该土体受地理环境条件的影响，坡体堆积为松散堤的结构，在受大气降雨及地下水的综合作用下，加之自重影响，边坡土体或软弱结构面易产生蠕动变化，造成了土体结构的变化，很容易造成取土样品不具代表性。

1.3 岩土样品质量信息化标准

为保证所取的岩土样品处于天然状态，提高所取岩土样品的代表性，在岩土样品的采取过程中的样品采取工艺方法、试验检测项目所需样品的数量及质量等方面的标准构成了岩土样品的质量信息化标准，成为岩土样品取样的参考和依据。现分别讨论岩土样品中土壤样品和岩石样品的质量信息化标准。

1.3.1 土壤样品质量信息化标准

土壤样品质量信息化标准最为重要的是取土样品的种类，其主要依据是建设工程的性质，基本原则为：建筑物的天然地基、天然地层及天然边坡应采取原状土；地基基础回填、路堤填料、桥头填料等填料工程应采取扰动土；如果建设工程即以土方调配为填料，又需要稳定的天然边坡，应采取满足试验检测项目数量的扰动土和原状土；若只需确定土的种类，则无论何种工程，只需采取扰动土。

土壤样品在取样的过程中应保证所取的土样具有一定的代表性，取土位点可以在天然地面、平洞、导坑、试坑、竖井以及钻孔中。在采取原状土样的过程中应尽量减少土壤的扰动，尽可能保持土的原状结构和天然湿度。用钻机取样时，钻孔直径应>120mm，为减少土受扰动影响，应使用专门薄壁取土器。

取土数量应满足所要求进行的试验检测项目方法的需求。

1.3.2 岩石样品质量信息化标准

采取的岩样首先应具有本岩层的代表性，这也是样品采取的关键点。样品取样位点可在基岩露头、坑探、槽探、竖井、岩洞、基坑中以及钻孔中，同时可用在现场采取的基岩块体样品或钻孔内采取的岩芯样品制备样品试件，在制备过程中应注意不允许出现人为裂隙。

对于样品尺寸小于标准尺寸或非均质的粗粒结构岩样者，允许采用非标准规格的试样，但高径比必须保持2:1的比值(地基)；用作砌体的石料，其高径比为1:1。在外业钻孔中取岩样，起钻孔中取出的岩石钻芯要及时取试样。

2.样品封存

土壤样品：采取好的样品，不论是原状土还是扰动土，都应立即密封取土筒并附上标签；取土筒所有的缝隙均应以胶布封严并涂上融蜡；若原状土取样时不满取土筒应以扰动土充填土与筒壁之间的缝隙，扰动土应选择近似天然湿度的扰动土；土壤样品应认真填写送样单，应填明取土图纸资料的符号以及标签说明；取好的土壤样品应及时送往实验室。

岩石样品:为保持岩石样品原有的天然湿度状态，取好的岩石试件应立即包装封闭处理，其中硅质硬岩样可不作处理，泥质岩样品可用纱布包裹后全部以融蜡浇注；岩石样品标注岩石的上下记号；无论是硅质硬岩样其岩样品还是泥质岩样品均应附上标签；取好的岩石样品试件应与送样单一起及时运往实验室。

3.样品运输

现场取好的岩土样品在运往实验室的过程中一定要确保样品运输的可靠性和安全性。特别是在岩土样品运输中，运输前一定要装入一个箱子内，箱子便于搬运并能防止震动；并且应用软材料衬垫箱内的样品与样品之间的空隙，软垫层材料可选用稻草、谷壳、麦草、锯木粉、软纸条等。此外，在装卸、搬运的过程中要小心轻放，车速要平稳，为确保岩土样品在运输过程中不受其震动影响，将震动损度应降低到最小程度。

4.样品试验检测

随着建设工程地基基础岩土试验检测技术的进步，国家陆续出台了一系列的规程和制度，样品的试验检测一定要按照规程完成，以提高试验检测的可靠度和可信度。目前相关的国家标准主要有GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》以及各省市出台的地方标准如DBJ11-50122009北京地区建筑地基基础勘察设计规范等。

5.结论

为进一步提高样品试验检测的及时性和准确性，为建设工程提供科学、公正、可靠的地基岩土力学及物理性状数据，本文在阐述了地基岩土试验检测在建筑工程设计及施工过程中的重要作用的基础上，从样品采取、样品封存、样品运输、样品检测展开讨论，建立科学准确的地基岩土试验检测的技术途径，重点阐述了样品取样的代表性和有效性。

研究结论为：一是在充分了解建设工程地质条件、岩土物理性状等基础上，现场测试检测与室内试验检测相结合，全面检测地基岩土样品的力学性状等。二是在样品采取的过程中一定注意样品的代表性，避免因样品的不具代表性而导致建设工程的设计与施工出现误差，保障建设工程安全。三是在样品封存和运输过程中做好样品的标记工作，并附送样单；在运输过程中做好防护工作，制定有效的防震措施，确保样品及时安全运往实验室。四是在样品的试验检测过程中，严格按照国家和地方的标准进行试验检测，确保检测数据的真实性、可靠性，从而实现建设工程地质基础岩土试验检测的技术途径。

[1]中华人民共和国建设部.土工试验方法标准[s].北京：中国计划出版社，1999.

[2]中华人民共和国建设部.工程岩体试验方法标准[s].北京：中国计划出版社，1999.

[3]中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2002.

[4]中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范[s].北京：中国建筑工业出版社，2002.