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摘 要：基坑工程是岩土工程中综合性强的学科，临时性和风险性大。勘察监测的时效性决定了基坑监测的频率，它要求基坑监测必须具有足够高的频率。观察必须是及时的，才能得出有效的监测项目重要发展变化过程。本文从室内土工试验和现场原位测试，对某一基坑基础持力层事故前后的岩土工程环境变化和岩土体参数变异进行了对比研究，分析了研究结果,得出现场勘察数据具有时效性的结论，在基坑工程方案设计时应予以考虑，作为设计与施工的重要补充手段。
关键词：基坑；勘察数据；时效性
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
岩土工程勘察的作用在于处理建设工程中岩土介质的相关问题，是建设工程中必不可少的重要环节。勘察测试数据是分析和评价岩土工程性质的基础。现阶段，国内外已有部分学者就勘察成果的时效性的影响进行了论述[1-3]，但通过试验的方法去确定其影响程度的人很少。本文通过模拟室内土工试验和现场原位测试对一基坑事故前后的岩土工程环境变化、岩土体参数变异进行了对比研究，从而对勘察成果时效性在基坑工程的应用进行分析，为类似工程实践提供参考资料。
1工程状况简介
某建材大厦，规划占地面积为600m2，设计楼层为7层，全框架砖混结构，建筑物呈东西展布。拟建场地原始地貌为剥蚀山丘，地形南高北低，但是起伏不大，并且在工程地质勘察前已整平。场地地下水相对贫乏，各钻孔未发现地下水。但在丰水期，地下水水位上升，主要为上层滞水和残积土中的风化裂隙水，上层滞水主要赋存于杂填土，风化裂隙水主要赋存于残积粘土层的风化裂隙。地下水主要由地表水和大气降水补给，受季节影响明显。地下水对混凝土没有侵蚀性。
根据钻孔揭露，场地岩土层分布情况为：
杂填土：呈褐色、黑色等，主要成分为粘土，夹灰渣、砖块、碎石等杂物，结构松散，层厚0．40～0．80m。
残积土：紫红色为主，次为褐红色、谷黄色，可塑～硬塑状，球状风化明显，并见褐黑色铁锰氧化浸染物，局部夹石英脉。这一层在水平及垂直方向的物理力学性质存在一定差异，为细碧玄武岩风化残积土，原生结构清晰，水浸泡易软化，场地内遍布，厚度大(勘察时未揭穿)。
本工程的岩土工程勘察开始于2003年3月5日，2003年4月2日提交勘察报告。设计采用筏板基础，基础持力层为残积粘土层，持力层承载力根据勘察报告所提供的地基承载力特征值fak=180 kPa进行设计，2005年4月25日，在基坑东端的基础垫层施工时，发现有地下水渗出持力层的现象，残积粘土层遇水软化，呈软塑状，根据经验判断基坑东端持力层的承载力明显低于180 kPa，这与工程地质勘察时所提供的地基承载力特征值差异较大，于是有关部门下发停工通知。建设方会同施工方、设计方和勘察方召开紧急会议，对于没有浇筑垫层的东端部分，重新验槽后发现基坑基础持力层的承载力特征值确实低于180 kPa，从而对已浇筑基础垫层的西端持力层承载力是否符合标准提出质疑。
为了查清基坑持力层地基土承载力下降的原因，会议决定对基坑的开挖历史进行调查。经过调查分析，认为该基坑地基承载力下降主要有以下两个方面的原因：①由于基坑开挖时属春节期间，基坑开挖一半时，工地停工，且未对基坑底部进行有效的防护措施，该段时间内普降大雪，由于该基坑未设置有效的排水系统，积雪融化后整个基坑都被水充满，基底持力层残积土遇水软化后，导致其承载力降低。②在施工过程中，由于缺乏详细的施工计划，施工过程中又难免对坑底土造成轻微扰动，这都会影响持力层承载力。
2基坑工程勘察成果时效性分析
基坑持力层承载力特征值对基坑工程勘察影响甚大，为弄清其影响，某土木工程检测中心对坑底地基土承载力进行了新一轮的检测(检测前已将已浇筑好的筏板基础垫层全部打掉)，本次检测采取原状土样8件(用于室内土工试验)、进行原位标准贯入试验20次和浅层平板载荷试验3点。
2．1室内土工试验对比分析
原勘察报告中岩土层物理力学性质指标统计值如表1所示。
由表1可知，殘积粘土的样本数n=8，内摩擦角平均值φm=16．50o，变异系数δφ=0.091；粘聚力平均值Cm=40．73 kPa，变异系数δc=0．372，基底以上土的平均重度γ=19．8 kN／m3，基底以下土的平均重度γ。=19．8 kN／m3。依据土工试验方法标准[4]和岩土工程勘察规范[5]，计算得出残积粘土的内摩擦角的统计修正系数Ψφ、标准值φc、粘聚力的统计修正系数Ψc、标准值Ψk为：
代人数据，计算得：
取基础埋深d=0．5m，基础宽度b=1m，计算界限荷载P上为：
代人数据，计算得：
本次检测中的岩土层物理力学性质指标统计值如表2所示。
根据表2结果，将γ=γo=17．3kN／m3，n=8，δφ=0．140，δc=0．240，φm=15．56o，Cm=25．13，d=0．5m，b=1m代入式(1)一(5)，计算求得P=132．8kPa。
对比分析可知，经过几个月的时间，界限荷载P已从184．5kPa降到了132．8kPa，下降了51．7kPa。
2．2原位标准贯入试验对比分析
原勘察报告中各土层锤击数统计值(统计个数为27个)见表3。
依据建筑地基基础设计规范[6]，结合地区经验[7]，根据经杆长修正后的标贯锤击数N7、N9及其对应的地基承载力特征ƒak7、ƒak9，结合原勘察报告中测得的标贯杆长修正值N，利用内插法算得地基承载力特征值ƒak为：
本次检测中各土层锤击数统计值(统计个数为20个)见表3。
同理，根据经杆长修正后的标贯锤击数N3、N5及其对应的地基承载力特征ƒak3、ƒak5结合本次实测的标贯杆长修正值N，利用内插法算得地基承载力特征值ƒak为：
对比分析可知，经过几个月的时间，地基承载力特征ƒak从194．5kPa降到了141．0kPa，下降了53．5kPa。
2．3浅层平板载荷试验成果分析
为进一步取得地基承载力的真实值，本次试验在基坑中取有代表性的3个点。进行了浅层平板载荷试验，结果如表4所示。
3个试验点的承载力特征值的极差为22．1kPa，平均值为138．3kPa。由于极差小于平均值的30％，取平均值为地基承载力特征值，ƒak=138．3kPa。
综合以上室内土工试验和原位测试成果分析，结合地区经验，最终确定地基承载力特征值为ƒak=135．0Pa
2．4基础选型分析
由于坑底持力层地基土承载力下降约25％，原基础设计方案已不再适用，需要进行设计变更。通过对不同基础方案可行性的对比分析，决定采用以下基础方案：基础形式仍为筏板基础，但需加大基础宽度。此方案需开挖的土方量小，只需对基坑作简单的支护，工程造价最低。
2．5主要经济损失估算
由于未注意勘察成果的时效性而造成的主要经济损失估算如表5所示。
由表5可知，累计经济损达3O万元，若不是土木工程师及时发现，而仍按原设计方案施工，该建筑物建成后就可能发生破坏甚至倒塌，其经济损失和影响是不可估量的。
3结语
基坑工程勘察成果并不是长期有效的，它随地质环境和工程条件的改变而改变。因此，在应用基坑前期勘察成果时，勘察成果的时效性不可忽略，必要时，要重新进行施工勘察，以确保工程的顺利建设、安全使用。本文的研究成果，对类似的基坑工程具有一定的参考意义，可推广应用于其它岩土工程项目。
参考文献：
[1]程业洪，李鼎强．城市岩土工程勘察资料的时效性分析[J]．科苑论坛，2007(1)：94—95．
[2]彭柏兴．岩土工程勘察常见问题剖析[J]．城市勘测，2004(5)：47—50．
[3]顾宝和．岩土工程勘察技术现状及发展问题述评[J]．工程勘察，1998(4)：3—8．
[4]GB／T50123—1999．土工试验方法标准[s]．
[5]GB50021—2001．岩土工程勘察规范[S]．
[6]GB50007—2002．建筑地基基础设计规范[s]．
[7]陈书申，陈晓平．土力学与地基基础[M]．武汉：武汉工业大学出版社，1997．
关键词：基坑；勘察数据；时效性
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
岩土工程勘察的作用在于处理建设工程中岩土介质的相关问题，是建设工程中必不可少的重要环节。勘察测试数据是分析和评价岩土工程性质的基础。现阶段，国内外已有部分学者就勘察成果的时效性的影响进行了论述[1-3]，但通过试验的方法去确定其影响程度的人很少。本文通过模拟室内土工试验和现场原位测试对一基坑事故前后的岩土工程环境变化、岩土体参数变异进行了对比研究，从而对勘察成果时效性在基坑工程的应用进行分析，为类似工程实践提供参考资料。
1工程状况简介
某建材大厦，规划占地面积为600m2，设计楼层为7层，全框架砖混结构，建筑物呈东西展布。拟建场地原始地貌为剥蚀山丘，地形南高北低，但是起伏不大，并且在工程地质勘察前已整平。场地地下水相对贫乏，各钻孔未发现地下水。但在丰水期，地下水水位上升，主要为上层滞水和残积土中的风化裂隙水，上层滞水主要赋存于杂填土，风化裂隙水主要赋存于残积粘土层的风化裂隙。地下水主要由地表水和大气降水补给，受季节影响明显。地下水对混凝土没有侵蚀性。
根据钻孔揭露，场地岩土层分布情况为：
杂填土：呈褐色、黑色等，主要成分为粘土，夹灰渣、砖块、碎石等杂物，结构松散，层厚0．40～0．80m。
残积土：紫红色为主，次为褐红色、谷黄色，可塑～硬塑状，球状风化明显，并见褐黑色铁锰氧化浸染物，局部夹石英脉。这一层在水平及垂直方向的物理力学性质存在一定差异，为细碧玄武岩风化残积土，原生结构清晰，水浸泡易软化，场地内遍布，厚度大(勘察时未揭穿)。
本工程的岩土工程勘察开始于2003年3月5日，2003年4月2日提交勘察报告。设计采用筏板基础，基础持力层为残积粘土层，持力层承载力根据勘察报告所提供的地基承载力特征值fak=180 kPa进行设计，2005年4月25日，在基坑东端的基础垫层施工时，发现有地下水渗出持力层的现象，残积粘土层遇水软化，呈软塑状，根据经验判断基坑东端持力层的承载力明显低于180 kPa，这与工程地质勘察时所提供的地基承载力特征值差异较大，于是有关部门下发停工通知。建设方会同施工方、设计方和勘察方召开紧急会议，对于没有浇筑垫层的东端部分，重新验槽后发现基坑基础持力层的承载力特征值确实低于180 kPa，从而对已浇筑基础垫层的西端持力层承载力是否符合标准提出质疑。
为了查清基坑持力层地基土承载力下降的原因，会议决定对基坑的开挖历史进行调查。经过调查分析，认为该基坑地基承载力下降主要有以下两个方面的原因：①由于基坑开挖时属春节期间，基坑开挖一半时，工地停工，且未对基坑底部进行有效的防护措施，该段时间内普降大雪，由于该基坑未设置有效的排水系统，积雪融化后整个基坑都被水充满，基底持力层残积土遇水软化后，导致其承载力降低。②在施工过程中，由于缺乏详细的施工计划，施工过程中又难免对坑底土造成轻微扰动，这都会影响持力层承载力。
2基坑工程勘察成果时效性分析
基坑持力层承载力特征值对基坑工程勘察影响甚大，为弄清其影响，某土木工程检测中心对坑底地基土承载力进行了新一轮的检测(检测前已将已浇筑好的筏板基础垫层全部打掉)，本次检测采取原状土样8件(用于室内土工试验)、进行原位标准贯入试验20次和浅层平板载荷试验3点。
2．1室内土工试验对比分析
原勘察报告中岩土层物理力学性质指标统计值如表1所示。
由表1可知，殘积粘土的样本数n=8，内摩擦角平均值φm=16．50o，变异系数δφ=0.091；粘聚力平均值Cm=40．73 kPa，变异系数δc=0．372，基底以上土的平均重度γ=19．8 kN／m3，基底以下土的平均重度γ。=19．8 kN／m3。依据土工试验方法标准[4]和岩土工程勘察规范[5]，计算得出残积粘土的内摩擦角的统计修正系数Ψφ、标准值φc、粘聚力的统计修正系数Ψc、标准值Ψk为：
代人数据，计算得：
取基础埋深d=0．5m，基础宽度b=1m，计算界限荷载P上为：
代人数据，计算得：
本次检测中的岩土层物理力学性质指标统计值如表2所示。
根据表2结果，将γ=γo=17．3kN／m3，n=8，δφ=0．140，δc=0．240，φm=15．56o，Cm=25．13，d=0．5m，b=1m代入式(1)一(5)，计算求得P=132．8kPa。
对比分析可知，经过几个月的时间，界限荷载P已从184．5kPa降到了132．8kPa，下降了51．7kPa。
2．2原位标准贯入试验对比分析
原勘察报告中各土层锤击数统计值(统计个数为27个)见表3。
依据建筑地基基础设计规范[6]，结合地区经验[7]，根据经杆长修正后的标贯锤击数N7、N9及其对应的地基承载力特征ƒak7、ƒak9，结合原勘察报告中测得的标贯杆长修正值N，利用内插法算得地基承载力特征值ƒak为：
本次检测中各土层锤击数统计值(统计个数为20个)见表3。
同理，根据经杆长修正后的标贯锤击数N3、N5及其对应的地基承载力特征ƒak3、ƒak5结合本次实测的标贯杆长修正值N，利用内插法算得地基承载力特征值ƒak为：
对比分析可知，经过几个月的时间，地基承载力特征ƒak从194．5kPa降到了141．0kPa，下降了53．5kPa。
2．3浅层平板载荷试验成果分析
为进一步取得地基承载力的真实值，本次试验在基坑中取有代表性的3个点。进行了浅层平板载荷试验，结果如表4所示。
3个试验点的承载力特征值的极差为22．1kPa，平均值为138．3kPa。由于极差小于平均值的30％，取平均值为地基承载力特征值，ƒak=138．3kPa。
综合以上室内土工试验和原位测试成果分析，结合地区经验，最终确定地基承载力特征值为ƒak=135．0Pa
2．4基础选型分析
由于坑底持力层地基土承载力下降约25％，原基础设计方案已不再适用，需要进行设计变更。通过对不同基础方案可行性的对比分析，决定采用以下基础方案：基础形式仍为筏板基础，但需加大基础宽度。此方案需开挖的土方量小，只需对基坑作简单的支护，工程造价最低。
2．5主要经济损失估算
由于未注意勘察成果的时效性而造成的主要经济损失估算如表5所示。
由表5可知，累计经济损达3O万元，若不是土木工程师及时发现，而仍按原设计方案施工，该建筑物建成后就可能发生破坏甚至倒塌，其经济损失和影响是不可估量的。
3结语
基坑工程勘察成果并不是长期有效的，它随地质环境和工程条件的改变而改变。因此，在应用基坑前期勘察成果时，勘察成果的时效性不可忽略，必要时，要重新进行施工勘察，以确保工程的顺利建设、安全使用。本文的研究成果，对类似的基坑工程具有一定的参考意义，可推广应用于其它岩土工程项目。
参考文献：
[1]程业洪，李鼎强．城市岩土工程勘察资料的时效性分析[J]．科苑论坛，2007(1)：94—95．
[2]彭柏兴．岩土工程勘察常见问题剖析[J]．城市勘测，2004(5)：47—50．
[3]顾宝和．岩土工程勘察技术现状及发展问题述评[J]．工程勘察，1998(4)：3—8．
[4]GB／T50123—1999．土工试验方法标准[s]．
[5]GB50021—2001．岩土工程勘察规范[S]．
[6]GB50007—2002．建筑地基基础设计规范[s]．
[7]陈书申，陈晓平．土力学与地基基础[M]．武汉：武汉工业大学出版社，1997．