对岩土工程勘察风险控制的研究.doc

1、对岩土工程勘察风险控制的研究摘 要：为提高岩土工程勘察成果质量，就要对勘察中的风险进行有效控制。本文分析了岩土勘察的不确定性、工程地质问题，结合多年的实际工作经验,提出岩土工程勘察风险的控制的主要方法，以供参考。 关键词：岩土勘察；不确定性；风险控制 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 一、概述 岩土工程勘察是根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。从事岩土工程勘察工作，要关注勘察的对象岩土体，因为它有着其自身的不确定性和人的认知度的不确定性。工程师在进行岩土工程勘察时，要使勘察风险得到有效控制，应采取多种方法，尽量减

2、小误差。如何解决岩土体不确定的两个主要问题，是岩土工程勘察主要的风险控制管理点，加上通过认真执行有关规范，可将岩土工程勘察的风险控制在可以接受的范围之内。 二、岩土工程勘察的不确定性 岩土工程勘察的工作对象是地质体，它是在漫长的地质历史中形成的，具有不同成因的岩土体，而岩土体具有太多的不确定性。其不确定性主要表现在两个方面：一是岩土体自身的不确定性，表现为层面界限的模糊性，同一层位于水平或竖直方向上的变异性，这将直接导致诸多岩土参数的不确定性。二是人的认知程度的不确定性，岩土工程勘察过程中以钻探试验为手段，以小样本抽样来估计总体的相关属性，这就必然带来概率统计方面的不确定性。另外还有在取样、运

3、输、样品制备、试验操作、取值、计算、测试数据随机分布，同样导致岩土参数的不确定性。面对如此多的不确定性，地质工作者要抓住主要风险管理点，并实行有效控制，使小样本估计总体误差达到最小，以期达到勘察的目标。三、岩土的工程地质问题及风险控制管理点 从大岩土概念出发，地基也是建筑的组成部分，上部结构的全部荷载都通过基础传递到地基，由地基提供的抗力使建筑达到稳定。无论工程性质如何，工程对地基和场地都有共同的要求，即地基稳定、场地稳定。 在前述两大类不确定因素中，岩土体自身的不确定性是天然的，模糊的，测不准的，它对工程的影响也是最主要的。在现代经济中，土地是最宝贵的资源，建筑往往对场地没有选择权，只有场地

4、适应建筑。每一个建筑场地都存在不同的工程地质问题，因此问题本身就成为重要的风险管理点。 岩土的工程地质问题主要有：岩溶的工程地质问题，黄土湿陷性及膨胀土胀缩性工程地质问题，河床漫滩相的流砂、潜蚀和砂土液化问题，厚层沉积盆地的软弱下卧层问题，地震频发区的场地和地基的稳定性问题，基岩山区的滑坡、崩塌、泥石流问题，岩石地基的软弱结构面问题，冻土地区的冻融问题，以及软土地基的人工治理问题等等。不同的场地可能有不同的工程地质问题，但它是客观存在的，往往对地基和场地的稳定性的影响起主导作用。 作为地质工作者，要凭借知识和经验来识别判断场地中存在的工程地质问题，首先要提出问题，然后去验证它，结合工程实际，解

5、决具体岩土工程问题，提出地基与基础设计方案，并满足工程的适用性、安全性、耐久性、经济性和可持续发展性。 在人的认知程度的不确定性因素中，它的风险控制管理点存在于对有关规范的理解程度和执行水平，不同的人有不同的看法。比如在取样、运输、样品制备、试验操作、取值、计算等，不同的人会得出不同的结果，甚至同一个人，同一个样品也会得出不同的结果。岩土参数大多服从正态分布或对数正态分布，用概率统计方法，根据工程需要设置不同参数置信水平，得出不同置信水平的参数统计值。作为岩土工程师，必须认真执行有关规范，尽量缩小人为因素带来的误差，就等于最大限度的控制了风险。 四、岩土工程安全度表达方法 工程建设应满足工程的

6、适用性、安全性、耐久性、经济性的可持续发展要求，其中安全性尤为重要。有关安全度的表达荷载（作用）和抗力是任何工程普遍存在的一对矛盾，为了保证工程安全，抗力对于荷载必须有一定的裕度，这就是安全度。岩土工程安全度有以下几种表达方法： （一）容许应力法 容许应力法是在正常使用条件下，比较荷载作用和岩土抗力，要求强度有一定储备，变形满足正常使用要求。荷载和抗力取值都是定值，是建立在经济的基础上。地基容许承载力就是容许应力法，例如根据经验给定地基容许承载力 200kPa 的荷载，就意味着地基所承受 200kPa 的荷载，且强度有一定储备，变形满足正常使用要求，安全度已经隐含在其中。该方法更多依赖经验，是

7、有效而实用的方法。 （二）单一安全系数法 这是将设计变量视为非随机变量，用总安全系数表达，即在强度上进行打折处理，作为安全储备。 K=R/SK 式中，R、S，K 和K分别为抗力设计值、荷载效应组合设计值、安全系数和目标安全系数，因抗力作用是定值，所以安全系数也是定值，也是经验方法。如在土坡稳定计算中就用此种方法。 （三）概率极限状态法 整体工程或工程之一部分，超过某一特定状态就不能满足设计规定的功能要求，这一特定状态称为该功能的极限状态，各种极限状态都有明确规定的限值。该方法是将岩土及有关结构置于极限状态下，找到某种极限状态（承载能力，变形等）时岩土的能力。 无论作用还是抗力，客观上都是随机变

8、量。将设计变量视为随机变量，对作用、抗力，安全度进行分析，按失效概率度量设计的可靠性，将安全储备建立在概率分析的基础上。 地基承载力是工程勘察要给出的重要岩土参数，也是结构基础设计的主要依据。地基承载力的求法主要是容许应力法和单一安全系数法，上述第三种方法尚不成熟，还未见于规范中。关于地基承载力的名词与定义见诸于建筑地基基础设计规范GBJ7-74、GBJ7-89、GB50007-2002 等国际规范，还有地方规范，如上海规范地基基础设计规范DBJ08-1999、北京规范，以及行业规范，如港口工程地基规范JTJ250-98 等，对工民建行业普遍采用国标。 在 GBJ7-89 及 GBJ50007

9、-2002 规范中，传至基础底面的压力采用正常使用极限状态荷载效应的标准组合，其对应的地基承载力是地基承载力标准值，特征值，实为地基载力容许值。确定的方法有载荷试验方法，公式计算方法，原位测试方法和查表法等。这些方法均不具有概率上的意义，实则都是经验。在实际工作中应采用多种方法综合确定，使其误差控制在 10%以内，方法的本身已经化解了风险，安全度已经隐含在其中。五、岩土工程勘察风险控制的主要方法 针对岩土工程本身所存在的不确定性，应采用下列方法进行风险控制： （一）结合工程背景、勘察资料、风险理论建立一套风险预测系统，岩土工程大多处于复杂的应力场、渗流场、湿度场、温度场等多场耦合的作用之下，可

10、采用理论分析结合有限元数值模拟的方法分析岩土体在复杂地质水文条件下所可能出现的各种风险，为风险控制打下基础。 （二）进行风险反分析研究，根据允许风险的设计值反演分析某些变量的存在范围，从而在风险控制上找到确实可靠的依据。 （三）进行风险转化的量化研究，利用合同进行风险转嫁，通过勘察设计单位与业主或保险公司的合同磋商在造价和风险之间找到一个合适的平衡，进行优化设计。 六、结论 岩土工程勘察工作主要的风险控制管理点是如何解决岩土体本身和人的认知度不确定这两个问题，这就需要丰富的实践经验和准确的判断。在实际工作中，我们应采取多种方法综合确定，把勘察风险降到最低。“不求计算精确，只求判断正确” ，强调概念设计，已是岩土工程界的共识。 参考文献 1周德泉.彭柏兴.陈永贵等.岩土工程勘察技术与应用M.人民交通出版社.2008 2王翠玲.环境岩土不确定性及工程勘察风险评估M.上海国土资源.2011