浅谈岩土工程勘察中存在的问题及解决措施

摘要：随着社会经济的发展，科技的进步，岩土工程勘察进入到了一个新阶段。岩土工程勘察的主要目的是为建筑工程的建设提供准确的地基设计参数、岩土工程参与，对地基岩土的物理属性有一个明确的把握，为施工技术的设计提供依据。当前我国的岩土工程勘察中还存在着一定的问题，严重的影响着建筑业的施工的安全和经济效益性。文中在简单分析岩土工程勘察中存在的问题的基础上，提出优化岩土工程勘察与设计的措施，以供参考。

关键词：岩土工程；勘察；问题；措施

前言

改革开放以来，我国的社会经济得到了迅速的发展，城镇化建设的进程推动建筑业的蓬勃发展，这都为岩土工程的勘察企业的迎来了新的发展机遇。同时科技的不断更新，又为岩土工程勘察提供了技术基础。岩土工程勘察进入了一个全新的时代，各个企业都不断地改变着经营的方式和改革体制，以在激烈的市场中占据不败之地。但是要实现勘察企业持续发展，实现改革的有效性，就必须清楚当前岩土工程勘察中存在的问题，才能够有针对性的解决，提高勘察的质量水平。笔者基于多年的工作经验，在本文中对岩土工程勘察中存在的问题进行分析，并提出相应的解决措施以供参考。

1 岩土工程勘察的重要性

岩土工程勘察在土工设计参数获取与岩土工程可靠度设计中扮演着至关重要的角色。如果对勘察布置与分析不够，一方面可能导致基础设计过于保守从而增加成本；另一方面，或将导致基础设计安全度不够以致基础发生严重破坏；因此，勘察范畴应该依赖现场条件和结构的重要性作基准。然而，勘察费用在整个工程总费用中所占比例较小，且受到财政预算、工期、经验和岩土工程师的判断来决定，这样容易造成勘察数据不足的情况而影响勘察资料的准确性。岩土工程师通常面临的一个问题就是怎样有效地获得基础设计所需的现场资料或据，且这些数据应该具有良好的代表性。然而，困难的是，很多情况下都存在勘探数据不足或代表性不够的问题，而且存在量测与勘察解释的主观性；换言之，由于缺乏考虑岩土参数的空间变异性作为依据，因此，勘察范围的选择和数量布置的有效性值得深思。岩土工程勘察的主要目的，是对基础设计提供一些能反映地质情况和具有代表性的土工参数。一般来说，岩土工程勘察所产生的数据包括地质、强度和变形参数等，这些参数可以用来预测土层受荷载时所产生的响应，确定勘察资料和数据中土工参数的准确度等，它是进行经济、安全、可靠的地基基础设计的基础。

2 我国岩土工程勘察的现状及存在的问题

建国后，我国的岩土工程勘察技术不断发展。近年来，随着计算机技术在各行业的应用，更是促进了岩土工程勘察设计技术的进一步进度，主要体现在：

（1）岩土工程勘察的设备和技术均取得了长足进步，特别是进入新世纪以来，全国各地的勘察设计研究院计算机化应用和信息化都得到了很大程度的提高。

（2）由于计算机技术的迅猛发展，计算机辅助设计（CAD）已经广泛应用在岩土工程勘察设计之中，功能也在不断地完善和发展。同时，随着 3S 技术（RS、GIS、GPS）的发展，岩土工程勘察设计已发展到勘察设计一体化（以数据库为核心）的体系之中。但是，我们应清醒地认识到，虽然岩土工程勘察设计取得了很大地发展，但仍有很多问题急需解决，例如表格、图纸等资料仍是使用纸质媒介，不仅容易出错，而且效率低下；资料共享性差，循环利用率低。因此，我们要大力推广岩土工程勘察设计的一体化和数字化技术。

我国岩土工程勘察存在的主要问题如下：

（1）由于部门的协调难于统一，勘察和设计工作分离，工作效率过低；同时先进的岩土工程新技术发展过快，我国掌握了新技术、新方法，但没有及时应用于具体实践中，导致得到的勘察资料地质化程度过高。由于设计和勘察之间脱离，勘察人员得到的地质信息设计人员难以理解，而勘察人员一般不会参与到实际的设计过程中，因此岩土工程勘察人员得到的第一手成果在实际设计中没有在第一时间转化为成果，造成资源的极大浪费。

（2）岩土工程勘察各设计部门之间没有做到资源共享。部门之间的交流多用纸质媒介传送，没有做到无纸化办公，很少通过网络或是数据传送工具进行传送，这样导致出口数据在进入下个工序的数据入口时，又要进行重新录入，既容易出错又耗费时间。

（3）数字化设计系统与数字化地图之间不够贯通。由于数字化地图中的某些部分技术条件不够完善，导致 CAD 软件的接口与其不匹配，因此很难做到数据的顺利对接，导致设计人员不得不重新进行勘察资料的数字化，影响了 CAD 设计系统的全面推广。

（4）软件功能不够完善。目前岩土工程中使用的设计软件，主要是应用于设计文件的编制、工程图的绘制和设计中的数值计算。但有关于设计中的一些关键性问题，比如设计中的评价、方案设计，目前的软件还不能解决，而且这些开发的软件功能较为单一，设计功能少、计算功能多，难以适应将来网络化和数据集成化趋势的要求。

（5）软件的系统封闭性，这里的封闭性是指系统设计缺乏整体性，实现不了系统一体化的特征，造成勘察部门与设计部门、各 CAD系统之间缺乏有效的信息沟通，使得信息的采集、加工、处理、分析还是处于各部门分离式操作的状态，以致于如上文所述不得不采用纸质媒介为载体来实现信息交换。

（6）勘查信息数字化程度低。如上所述，勘察部门提供的信息多以表格、文字和图纸等形式，多以内容描述为主，这一方面给设计人员准确理解上增加难度，另一方面又使得勘察信息难以得到二次利用。

（7）系统综合能力差。岩土工程勘察设计所涉及的信息是多方位的，如地形、地质、水文、气象、村镇分布、农田、交通、水利设施、环境、经济、社会人文等，这些信息既有空间定位特征、又有属性特征，既有定量指标、又有定性指标，既有确定性因素、又有不确定性因素。现有的岩土工程勘察设计系统由于缺乏对各类信息全面采集、表达、识别、分析手段，造成设计方案的优化和综合决策缺乏全面的情报支持。

（8）目前使用的岩土工程勘察设计系统功能单一，不具备空间分析能力，造成设计方案的好坏在在较大程度上依赖于设计人员的经验和能力，缺乏科学性的有效支持。

（9）研究成果与实际使用还有一些距离。由于软件本身的不够完善，加上比较落后的软硬件环境，导致研究成果与实际上的需要还有一定差距。

3 措施

3.1 岩土工程勘察一体化

从上述可以看出，目前岩土工程中最主要问题是勘察与设计分离、设计软件功能不够完善。要解决目前存在的问题，迫切需要建立一体化的体系。一体化作业的主要特点是勘察、

设计各环节使用计算机作业。勘察阶段为设计阶段，上道工序为下道工序以及各专业工种问提供接口数据文件以使数据传递流畅，达到数据共享。这样，作业速度快，缩短了勘察设计周期，文件资料一致、整洁、质量高，从而提高岩土工程勘察设计的效率，节省人力，提升经济效益。要实现岩土工程勘察设计的一体化，应该实现岩土工程勘察设计流程的数字化。掌握先进的地理信息系统技术（GIS）、空间数据管理技术、岩土工程建模技术、计算机图形学技术、地质统计技术和随机场理论，这一些技术与理论应该是实现岩土工程勘察设计数字化的基础。岩土工程勘察一体化的系统流程图如下：

3.2 勘察方案的有效性

同时，针对勘察方案有效性问题，国外学者开展了不少研究：Whitman 建议搜索理论（Search Theory）作为一种概率方法来衡量是否有足够的现场勘察，搜索理论提供了一个概率估计方法，指在合理已知条件下，找到土体在土层内的瑕疵或缺陷的能力：Parsons and Fmstt 也利用概率的方法来衡量一个完全彻底的勘察，他们利用地质统计学和地理信息系统（GIS）比较一个取样策略和另一个取样策略的探索土体特征能力；Tsaiand Frost 在类似框架上利用彻底勘察来检查勘察质量；Wiesner 建议应用 50x50m 作为钻孔范围，是一个更具体常见的做法。但是上述研究都没有全面地考虑勘察过程中所涉及到的不确定性问题如岩土空间变异性、测试过程和仪器的不确定性、量测数据的不确定性以及土工参数计算模型的不确定性等问题，使得这些量测资料的准确性大打折扣。鉴于这些事实，研究能考虑岩土特性空间变异性的勘探方案是有必要的。近年来，基于应用原位测试配合经验公式来估计土工设计参数的方法在国内外被广泛地使用，其主要原因是由于原位测试已具有高精度的设备和标准化的测试程序，测试时对土体的扰动很少，而且操作简单，能迅速地获得大量数据，有效地反映场地的实际情况；但是这些原位测试和经验公式却存在测试过程和仪器的不确定性以及参数转换模型的不确定性，而传统的勘察方法并没有考虑这个问题，结果是尽管设计时所采用的理论、公式和程序较为完美和准确，但其最终的结果仍可能是一堆欠缺合理性的数据而已。基于上述问题，我国有学者提出利用基于随机场理论和静力触探试验CPT模拟岩土参数的固有空间变异性，建立了考虑岩土参数空间变异性的勘察范围方法。过程是首先利用随机场理论，建立一个量化土体空问固有变异性和不确定性的方法：再利用这个方法提出一个新的岩土工程勘察设计方案；基于新的勘察方案，提出了一个由原位测试数据转换到土工参数时的整体不确定性量化方法，此方法把勘察阶段至估计岩土参数过程中所涉及的不确定性跟空间变异性整合，务求获得最有代表性的土工参数及其不确定程度，利用大量的原位测试数据结合两个方法的应用，对土工参数作出具可靠的评估。

4 结语

（1）通过实践表明，工程人员应将传统的勘察技术与现代的工程物探技术相结合，这是解决当今勘察中出现各种问题的最佳方案。但是，无论是哪种先进技术都有其适用性，我们

应因地制宜，当遇到某些地形复杂的岩土勘察问题时，联合使用各种勘察技术手段，不墨守成规。

（2）培养后备的工程勘察技术人才，加强现有技术人员的知识储备，提高技术人员的业务水平，不断扩宽其知识水平的深度和广度，积极投身于具体的岩土勘察实践。

（3）严格按基本建设程序进行勘察：先勘测、后设计、再施工，现实情况是程序混乱。设计图纸与勘测报告同时交送，失去勘测的指导价值，发现承载力给值偏低、基础尺寸过大也无力更改，更有甚者，送图时，基础已施工完毕，地下室已封顶，有问题改变不了，可能造成浪费和事故隐患，一旦出了问题由谁负责。勘测报告提前审查已是多家审图单位共识。

（4）及时反馈信息：审查意见应通过勘测单位认同，不合理处应提出反议，合理处认真改进，这有利于勘察质量提高，也有利于审图单位业务提升，形成和谐局面。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院.GB5000722002建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002

[2]工程地质手册（第四版） [M].北京：中国建筑工业出版社，2007