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巖土工程是高層建筑施工的關鍵環節,通過巖土工程勘察工作,為項目建設提供相關資料,確保項目建設能夠順利實施。但是高層建筑巖土工程勘察工作在實際開展中,面臨著比較復雜的場地條件,進一步研究高層建筑巖土工程勘察重點難點,對保證巖土工程勘察質量有著重要意義。
1.高層建筑巖土工程勘察
1.1高層建筑
高層建筑高度大,建筑層數多,能夠提供更大的室內有效建筑空間,結構跨度大,對基礎承載能力要求很高,基礎承受最大軸力大,整體表現為瘦高型結構。為了保證高層建筑的安全性與穩定性,基礎需要有較大埋深,確保基礎強度能夠滿足建筑結構抗震和抗風載荷性能。高層建筑基礎以箱形基礎和筏形基礎最為常見,埋深至少在建筑整體高度的1/15以上。近些年城市高層建筑大規模建設,為了追求美觀,建筑外形設計更加復雜多樣,高度越來越高,地下空間應用程度隨之增加,多棟建筑地下室互相連接,成為承載上部載荷的整體。
1.2高層建筑巖土工程勘察工作內容
1.2.1基礎承載力高層建筑對基礎承載力要求較高,高層建筑的巖土工程勘察工作中需要勘察基礎底面的承載力、軟弱地層分布、厚度。尤其是巖石基礎,需要對巖石的完整性、質量等級進行全面勘察。1.2.2基坑開挖超高層建筑基礎深埋地下,需要開挖較大深度的基坑,基坑開挖施工過程中,需要對施工區域內地下水情況、巖土分布、力學特征進行勘察,為深基坑支護降水設計提供必需的地質模型和參數。1.2.3變形傾斜檢查高層建筑基礎巖土分布情況,測量巖土變形參數,進行基礎沉降變形計算驗算。1.2.4環保抗震勘察高層建筑基坑周圍既有建筑、地下構筑物、管道、交通情況,方便制定施工監測計劃和環保方案,分析判斷高層建筑場地類別、地震效應情況,提供覆蓋厚度、土層剖面等地震相關動力參數。
2.高層建筑巖土工程的勘察重點和難點
2.1高層建筑巖土工程的勘察重點
2.1.1勘察孔如表1,根據勘察場地實際情況,和總平面圖進行比對,了解結構單體不同地貌單元的跨越情況,適當增加勘探點布設密度,對設計單位提供的勘察技術要求進行全面分析,軸力大、高差變化大、高度高的建筑要加設勘探點,建筑外周布設勘探孔。2.1.2孔深控制按照技術規范要求,控制勘察孔深。同一座建筑,控制孔深度需要遵循相同持力層標準,需要改變樁型和持力層標準的特殊情況,優先選擇持力層深度大的樁型,建筑需要設置外擴地下室,孔深控制遵循和主建筑相同的標準,如果地下室有水池或者結構軸力特別大,可進一步增加孔深。2.1.3原位測試常見的高層建筑現場測試手段主要有動探和標貫,除此之外,還應該根據現場實際情況,選擇更加先進的現代化科技手段,對施工區域巖土層分布特點進行全面分析,為樁型選擇、持力層設計提供基礎資料。高層建筑在進行原位測試基礎上,還要進行波速測試和地脈動測試以及地震安全評估,基礎有軟土層,還需進行靜力觸探、十字剪切等輔助物探檢測。2.1.4室內試驗高層建筑基礎一般都設置地下室,為了保證基礎承載力和安全性,需要進行嚴格的室內實驗,在常規固結試驗基礎上進行高壓固結試驗,超高層建筑試驗壓力甚至要上升至1600kPa。同時調查了解土體應力歷史,測定先期固結壓力、壓縮指數,剪切試驗要在三軸試驗基礎上進行動三軸試驗、無側限抗壓試驗,并分析高低層建筑的差異化沉降情況。
2.2高層建筑巖土工程的勘察難點
2.2.1勘探點定位調查施工區域地層結構和分布情況,在此基礎上對布點進行預估,不同土質條件需要遵循巖土工程勘察技術規范設置對應密度的勘探點,遭遇河塘溝渠、填土層、砂土層等特殊性巖土,需要進一步增加勘探密度。為了消除地下水對基礎的影響,需進行地下防水專門勘察,組織專家全面調查施工區域的水文地質條件,最后一個勘察孔施工結束后統一測量所有勘探點水位。多個高層建筑同時施工,需要考慮到施工區域建筑整體規劃,了解樓層分布、主裙樓差異,承力部分需加設勘探點。布設勘探點時,需要根據建筑用途,判斷建筑對基礎承載力、地下設施的不同要求,對布設方案進行適當調整,布設結束之后,勘探點圖形不規則,凸凹位置需要進行適當修補,增設勘探點,內部結構中心如電梯井設置勘探點,巖土樣本采集中發現特殊土體如鹽漬土,異常區域也要設置勘探點。2.2.2試樣采集樣本采集是高層建筑巖土工程勘察工作最為關鍵的環節,樣本質量和代表性直接影響最終高層建筑巖土工程勘察結果和建筑實體的建設施工。為了保證勘察樣本采集質量,要求勘察工作人員嚴格遵循巖土勘察和樣本采集規范程序,減少人為差錯,如原狀樣高度不夠、密封度差、數量不足等問題造成的室內試驗結果偏差。巖土工程勘察結果誤差是客觀存在的,現階段,很多巖土工程勘察單位對試驗的投入力度不足,很多試驗項目都沒有勘察,轉而使用估值法和經驗法代替,導致勘查結果誤差超過技術規范和標準的精度要求,影響高層建筑施工的正常進行。工作人員需要重視試驗檢測工作,積極探索利用新型設備和新技術,從而進一步提高試驗數據精確度。地震效應也是高層建筑巖土層勘察工作的關鍵,勘察單位需要在判斷場地類別和覆蓋層厚度的基礎上,進行地基類別、剪切波速測量,保證地震效應勘查結果準確性。2.2.3地下水控制為了避免地表水進入基坑和地下水滲出,使用落底式截水帷幕,根據抗滲穩定性驗算結果確定穿越深度,并按照場地土層分布實際情況,選擇三周深攪拌樁、高壓旋噴樁等組合樁型,并在上部土層施工形成三軸深攪拌樁封閉體系,一些施工區域受施工空間、障礙物影響無法施工三軸深攪拌樁,可以使用三重管高壓旋噴樁代替,遭遇卵礫石可以轉而施工三重管高壓旋噴樁形成地下連續止水帷幕,切斷含水層。考察含水層分布以及坑底抗滲流穩定性,在此基礎上選擇合適的排水方案,其余地段則進行管井降水處理,短時少抽,防止沉降進一步發展。基坑工程施工時間比較長,為了避免施工過程中降雨、生活污水進入基坑或者地下水滲出導致基坑底部積水給基坑底施工造成干擾和安全威脅,基坑外周需要設置排水溝,排除場地內積水。
3.結語
高層建筑巖土勘察工作涉及較多的內容,場地條件比較復雜,技術要求高,工作難度較大,進一步分析高層建筑巖土勘察工作重點和難點十分必要。
參考文獻:
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Abstract: For the results of geotechnical investigation, it is the mandatory requirement involved in relevant code to evaluate the uniformity of foundation, but some engineers simply evaluate the uniformity of foundation or even not to do so. This article probe into some questions such as understand for the evaluation of foundation uniformity, scope of evaluation, content of evaluation, method of evaluation, treatment for the bad uniformity foundation, so as to enhance the aim for the evaluation of foundation uniformity, and provide reference for colleague.
關鍵詞: 巖土工程勘察;地基均勻性;均勻性評價;針對性
Key words: geotechnical investigation;uniformity of foundation;evaluation of uniformity;aim
中圖分類號:TU471 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)35-0044-02
0 引言
地基均勻性的判斷是按變形控制進行地基設計的基礎,而地基變形最主要的原因之一就是地基存在不均勻問題,對地基均勻性評價的重要性不言而喻。因此在《巖土工程勘察規范》GB50021-2001(2009年版)[1]第4.1.11和14.3.3條、《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2011[2]第6.1.1條、《高層建筑巖土工程勘察規程》JGJ72-2004[3]第8.2.1條和《城市軌道交通巖土工程勘察規范》GB50307-2012[4]第7.2.3條等強制性條文中,均對地基均勻性評價作出了明確規定,必須嚴格執行。但在日常巖土工程勘察工作中,部分工程師只是三言兩語針對性不強、有的甚至不評價。
1 地基均勻性的理解
地基均勻性主要是為了解決地基變形問題,且重點是在水平方向上的變形不均勻性,目的是預測建筑物的變形特征。
要注意地基均勻性和地層均勻性的區別:地層的均勻性是指某層土性質的均勻性;地基均勻性主要是基礎以下沉降計算深度內的壓縮層厚度變化(持力層及其下臥層水平方向上均勻性)和壓縮層壓縮性綜合評價[5]。一個建筑物的地基可能包括多個地層。
因此不能以地層均勻性評價作為地基均勻性評價。
2 地基均勻性評價的范圍
2.1 平面范圍 地基均勻性評價應以單個建筑物水平投影面積作為平面范圍,正常是建筑物角點包絡線所占的面積范圍[6]。同一場地的不同建筑物,應以單個建筑物
2.2 深度范圍 地基均勻性評價應以單個建筑物地基變形計算深度范圍,即沉降計算影響深度作為評價的深度范圍,這一深度因基礎型式、地質條件、土層性質等的不同而不同。勘察階段可根據擬采用的基礎型式采用不同的估算方法,在估算的沉降計算深度范圍內進行評價。
3 地基均勻性評價的內容
①根據建筑物平面布置特點,確定評價的單體個數及各單體評價范圍。②根據勘察成果數據,正確劃分地貌、工程地質單元和地層。③根據工程地質條件,選用合適的評價方法,地基的均勻性評價,其實就是地基土的壓縮性水平方向的分布不均勻問題。④根據評價結果,預測建筑物的變形特征,必要時進行地基穩定性評價。⑤對判定為不均勻的地基,應根據上部結構和工程地質條件,進行沉降、差異沉降、傾斜等變形特征進行分析評價,提出不均勻地基的處理建議。
4 地基均勻性評價的方法
目前,地基均勻性評價要進行精確的定量分析還不成熟,但地基均勻性評價仍有其積極的指導作用。隨著計算機技術和相關軟件在巖土工程中應用的普及和發展,差異沉降變形的定量分析已可方便地進行。
在《巖土工程勘察規范》、《建筑地基基礎設計規范》、《城市軌道交通巖土工程勘察規范》中,均以強制性條文形式對地基均勻性評價作出了明確規定,意味著必須嚴格執行。但都沒有給出具體的評價方法、標準和準則,造成巖土工程師在對地基的均勻性進行評價時不知從何處著手。
在《高層建筑巖土工程勘察規程》中,借鑒北京地區的做法,給出了定性評價地基不均勻性的定量方法,可以作為高層、多層或其它建筑物地基均勻性評價的參考。
《高層建筑巖土工程勘察規程》JGJ72-2004第8.2.4條規定,符合下列情況之一者,應判別為不均勻地基。
4.1 地基持力層跨越不同地貌單元或工程地質單元,工程特性差異顯著。
4.2 地基持力層雖屬于同一地貌單元或工程地質單元,但遇下列情況之一:
①中~高壓縮性地基,持力層底面或相鄰基底標高的坡度大于10%;②中~高壓縮性地基,持力層及其下臥層在基礎寬度方向上的厚度差值大于0.05b(b為基礎寬度);③同一高層建筑雖處于同一地貌單元或同一工程地質單元,但各處地基土的壓縮性有較大差異時,可在計算各鉆孔地基變形計算深度范圍內當量模量的基礎上,根據當量模量最大值■■和當量模量最小值■■的比值判定地基均勻性。當■大于地基不均勻系數界限值K時,可按不均勻地基考慮。K見表1。
5 不均勻地基的常用處理措施
5.1 建筑設計措施 ①建筑體型力求簡單,減少地基中附加應力重疊。②控制建筑物的長高比,增加結構整體剛度。③合理布置縱橫墻,提高調整不均勻沉降的能力。④合理安排相鄰建筑物之間的距離,減少相鄰建筑物的影響。⑤設置沉降縫,并與伸縮縫及抗震縫結合起來,避免不均勻沉降帶來的危害。⑥控制與調整建筑物各部分標高,減輕不均勻沉降對使用上的影響。
5.2 結構措施 ①減輕建筑物的自重。②減少或調整基底的附加壓力,起到減少和調整沉降的目的;也可通過調整建筑與設備荷載的部位以及改變基底的尺寸,控制和調整基底壓力,改變不均勻沉降量。③增強基礎整體剛度,提高基礎的抗變形能力,以調整不均勻沉降。④采用對不均勻沉降不敏感的結構。⑤設置圈梁。
5.3 施工措施 ①對于靈敏度較高的軟粘土,在施工時應注意不要破壞其原狀結構,在澆注前須保留約20cm覆蓋土層,待澆注基礎時再清除。②若地基土受到擾動,應注意清除擾動土層,并鋪上一層粗砂或碎石,經壓實后再在砂或碎石墊層上澆注混凝土。③當建筑物各部分高低差別極大或荷載大小懸殊,應按照先高后低、先重后輕的原則安排施工順序,可達到減少部分沉降差的目的。④施工時應特別注意減少基礎開挖時,由于井點排水、施工堆載等可能對鄰近建筑造成的附加沉降。
6 結束語
本文針對地基均勻性評價的理解、評價范圍、評價內容、評價方法、不均勻地基的處理等幾個問題進行探討,希望能幫助巖土工程師提高地基均勻評價的工程針對性。
參考文獻:
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[4]北京市規劃委員會.GB50307-2012《城市軌道交通巖土工程勘察規范》[S].北京:中國計劃出版社,2012.
【關鍵詞】GIS技術;巖土工程;勘察
GIS技術在巖土工程勘察中,發揮重要的作用,屬于較為先進的應用技術,不僅提升了巖土勘察的真實性,而且降低了資源的投入力度。巖土工程勘察中的GIS技術,具有信息化的特點,在很大程度上提高了勘察的效率,表明GIS技術的系統性優勢,進而拓寬GIS技術在巖土勘察中的應用領域。
一、基于GIS巖土工程勘察系統的建立
GIS技術的應用,需在巖土工程現場建立勘察系統。GIS系統的建立,主要分為四個部分,分析如下:
1、錄入數據模塊
巖土工程GIS勘察中,錄入數據是最開始的工作,掌握GIS技術的勘察目標,確定GIS鉆孔的位置,鉆孔方案可以使用電子版,在電子版的基礎上修改完成,再落實到巖土工程的勘察現場,合理利用巖土工程的現場資料,便于提高勘察的水平。
2、軟件使用模塊
GIS技術的軟件使用模塊,需要以本地地圖為依據,采取軟件分析的方式,獲取最精準的巖土工程信息[1]。比較常用的軟件有:MaPX、MapInfo等,研究GIS勘察時所需要的信息,降低GIS系統布設的難度,在短時間內可以完成GIS系統的安裝,投入到巖土工程勘察的應用中。
3、二次開發模塊
GIS技術在巖土工程中的二次開發,是指軟件、插件等的二次開發,符合現場操作的要求,避免巖土工程中的GIS勘察過于復雜。GIS技術的二次開發,是以小程序的方式進行,利用本地小程序,完成GIS的二次開發,打包的小程序應用到GIS技術中,輔助進行插件開發[2]。二次開發模塊,是巖土工程勘察中GIS系統的必須環節,確保GIS技術融入到巖土工程的勘察中,也可按照巖土工程勘察的需要,設計需要二次開發的程序,強調GIS技術的服務性。
4、GIS運行模塊
GIS運行在巖土工程的勘察現場,收集工程的勘察信息,積極利用GIS技術,發揮GIS技術的應用優勢,在巖土工程現場輸出勘察的結果,提供全面、準確的巖土信息,促使巖土工程勘察人員能夠全方位的了解地質信息,制定有效的施工方案,發揮巖土工程勘察的優勢和價值。
二、GIS技術在巖土工程勘察中的應用
GIS技術應用在巖土工程勘察內,總結了多項學科的技術內容,推進GIS的信息化發展。GIS技術的實踐應用,需要考慮巖土工程的現場情況,全面分析巖土工程勘察中對GIS技術的需求,再安排應用。
1、GIS技術的應用環境
巖土工程的勘察環境,面臨著較為復雜的影響因素,增加了GIS技術的應用負擔。GIS技術使用時,提前規范巖土環境,排除環境因素的影響,維護GIS技術環境的穩定性。GIS技術的設備,選擇巖土工程中的穩定位置,同時預防潮濕環境的影響,在GIS系統內配備電源,安排專業的人員操作并管理,規避GIS技術勘察中的風險,保障巖土工程勘察的嚴謹性[3]。巖土工程勘察環境對GIS技術的影響比較大,引起了諸多操作風險,所以勘察人員要監督巖土工程的環境,規范GIS技術中的環境控制。
2、檢查GIS的安裝系統
巖土工程勘察時,全面檢查GIS的安裝質量,強調GIS系統安裝的合理性,規避潛在的不穩定因素。以某巖土勘察工程為例,分析其在GIS安裝系統檢查方面的工作。如:(1)按照GIS技術的應用規范,檢查系統的設備安裝以及接線情況,找出系統內的腐蝕、銹蝕的地方,保護GIS系統的整體性,預防GIS設備損壞;(2)GIS在勘察前,操作人員主動檢查系統內設置的參數,促使其可滿足該工程勘察的需求,該工程要求GIS系統能夠達到根本的合格狀態,提升GIS系統的規范性。
3、GIS技術的勘察應用
根據巖土工程的現狀,分析GIS技術在勘察中的應用。以某緊鄰地鐵的高層辦公建筑為例,分析巖土勘察。該建筑工程利用GIS技術得出地質勘察的報告,該建筑屬于詳細勘察的巖土工程類型,勘察等級為乙級,該巖土工程擬建2個過度70米的辦公樓,3層地下室,深度=15m,采取逆作法的施工方式,由于地下室緊鄰地鐵交通,必須借助GIS技術,準確的勘察巖土工程。
首先根據該建筑巖土工程的實況,調節GIS技術內的數據參數,符合巖土工程的勘察要求,維護巖土勘察的精準性,嚴格按照巖土的情況調整,期間不能出現干擾GIS參數的因素,按照《巖土工程勘察規范》GB50021-2009約束GIS技術的勘察行為,布設所用的勘察點,熟悉掌握該建筑巖土地質的情況,同時得出地鐵工程對巖土地質的影響,詳細的評估巖土工程的穩定性,通過GIS技術對巖土工程的勘察工作,制定施工與防護策略,明確該建筑巖土工程的場地、土層以及水文等條件。
然后該工程巖土勘察人員,對照勘察方案和現場的情況,安裝GIS技術的組件,主要是預防工程勘察的過程中,GIS技術內的設備出現解體的情況,加強GIS技術專業性的控制力度,完善GIS技術設備的組裝過程。由于該建筑緊鄰地鐵交通,所以GIS技術承載的壓力比較大,其在勘察測量期間,受到地鐵運營的干擾,地質受力不同,影響了GIS技術設備的組裝情況,可能會出現裝備解體的質量問題,為了提高GIS技術設備的應用能力,該工程要求勘察人員,注重現場設備的組裝,優化工程勘察的環境。
最后是在勘察的過程中,始終維持GIS系統的勘察秩序,定期檢查現場GIS設備的擺放,如果發現有問題的GIS設備,應該及時處理,以免影響建筑巖土工程的勘察結果。該建筑巖土工程勘察人員,將現場GIS收集的數據,導入到計算機內,利用相關的軟件對現場的勘察信息進行解析,將各項信息填入到勘察報告中,匯總最終勘察的結果,應用到該建筑的施工建設中。
三、GIS技術在巖土工程勘察中的發展
GIS技術是巖土工程勘察中的關鍵,其在巖土勘察中的應用,推進了GIS技術的發展,促使其朝向一體化、信息化的方向發展。GIS技術一體化和信息化的建設,實現了勘察數據的共享,而且打破了GIS系統的接口限制,降低了GIS技術的勘察難度,勘察人員可以在巖土工程的現場,借助計算機,構建共享的數據庫,同時構建勘察數據庫,高效率的使用GIS技術勘察中的圖像信息、文字信息等[4]。巖土工程勘察中GIS技術的發展,優化了勘察中的空間數據管理,完善了GIS勘察中的數據集成,促進了勘察數據的穩定交換。GIS技術在巖土工程勘察的推動下,發展的速度越來越快,具備數字化、綜合化的特點,滿足了現代巖土工程勘察的需要,表明GIS技術的發展優勢。
結束語
GIS技術在巖土工程勘察中,屬于較為基礎的測量技術,發揮較大的優勢,改善巖土工程的勘察環境。GIS體現出了實踐勘察的優勢,按照巖土工程的需求,做好勘察與測量的工作,保障巖土工程勘察的基礎性,以免引起勘察誤差,為巖土工程提供的準確的勘察結果。
參考文獻
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關鍵詞:巖土工程;勘察;方法
Abstract: this paper will be of geotechnical engineering investigation of the common problems and were concluded and analyzed, and the existing problems are discussed to explore, in order to improve the investigation technique level and ensure the quality of investigation achievements.
Keywords: geotechnical engineering; Reconnaissance; methods
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
1存在問題
1.1勘察手段單一
巖土工程勘察中常常運用綜合的勘察手段解決工程建設中的巖土問題。可目前許多勘察單位仍舊按工程地質勘察方法因而顯得手段比較單一。勘察報告內容多停留在定性評價,而定量評價數據較少。
1.2勘察質量不高
目前許多勘察單位已實行企業化,由原來的行政撥款改為自負盈虧,勘察任務也由原來的上級下達改為單位自找。于是,有的勘察單位為了眼前利益,放松了對勘察質量的管理,造成勘察成果質量下降。主要表現有:第一,由于勘察工作量不足,為了能爭取任務,只好壓低預算價,但又要利潤,就減少工作量,該做的項目不做或者少做;其次,是鉆探、測試及取樣不符合規范要求,現場勘察時,為了搶速度,鉆探取樣不執行規范,往往是2~3m才提一次鉆,結果往往造成分層位置不準確,或漏掉一些特殊的地質現象,如薄的軟弱透鏡體,小裂隙等。此外取樣時,有的不用取樣器,而直接從巖芯管中取原狀土樣。更有甚者個別單位原位測試時,現場只做少量幾個,其余的照此編造了事。
1.3勘察報告
勘察報告中只注重定性分析,定量數據較少,建議措施針對性較差至今,一些勘察單位還沒有擺脫工程地質勘察報告的框架,巖土工程勘察報告仍以描述為主,其結果往往是所下的結論和建議比較籠統,缺乏針對性,設計及施工人員很難采納,甚至無法采用。根據某開發公司提供的資料,某新村五幢高層住宅的樁基承載力,由于勘察單位建議的安全系數偏大,經建設、施工與設計單位共同研究后將該系數由215改210,原設計為38m和32m的樁,分別改為22m和18m,僅此一項,每幢高層即可減少工程預算費用約30萬元。
1.4忽視面上的研究
勘察成果就某種程度而言,是經驗的積累,如果沒有地區性的研究成果,就難以了解該地區各地基土層的特點及其性質的變化規律,對該地區的地基土就難以給予準確評價。目前巖土工程勘察中,往往只是對工程點的研究,而忽視工程所在地區的研究。勘察報告中常常因缺乏地區性的經驗成果,其結論及建議過于保守,造成很大的經濟浪費。如在高層建筑地基勘察中,本來用箱基已滿足要求,可有的勘察單位由于缺乏當地經驗,建議采用箱基加樁基復合基礎,結果不僅延長了工期,還造成巨大的經濟浪費。又如某地區有一層含礫粘土層,該層土具有蠕變特征,遇水及擾動后強度迅速下降。但在一般條件下,無論原位試驗還是室內土工試驗,都表明該層土承載力標準值較高。如果不了解當地經驗成果,而建議該土層采用較高的承載力值,其結果必將造成時間與資金上的浪費。
1.5忽視工程與環境的共同作用
目前工程建設的發展主要三個特點工程愈來愈復雜(建筑層數增加,結構及功能復雜化),工程建筑場地的地質條件愈來愈差,巖土問題愈來愈復雜。新建工程周圍往往早已高樓聳立,工程建筑的基礎與地基的共同作用以及與周圍環境的相互制約,相互作用愈來愈強烈。有的勘察單位對此認識不足,表現在對巖土工程設計、施工論證不足,其結果是導致災難性后果。如建筑場地四面緊鄰高層建筑物或馬路,對于這種建筑場地,巖土工程勘察時,除了按高層建筑巖土工程勘察規定的一般要求進行外,還應重點論證工程施工及運營時對周圍環境的影響,但勘察報告中常常忽略這方面的工作,致使無法滿足巖土工程施工及設計的要求。基坑開挖時使用的很多技術手段很難取得預期效果,反而造成很大的經濟損失。
2對策
2.1加強勘察市場的監督和管理,盡早推行巖土工程監理體制
第一,加強對勘察合同、勘察綱要的審查和管理。防止越級或盲目勘察;其次,加強勘察現場工作的監督,防止打假孔及不規范的編錄、取樣及試驗等現象發生;最后,加強對勘察報告的審查,對勘察報告中的工作量、勘探質量、資料數據分析及結論建議逐一進行審查,特別是對基礎選型論證,場地穩定性評價及施工建議等內容進行重點把關,防止勘察報告中只重視描述,缺乏深入分析的現象發生。可見,勘察單位自身必須健全和推行全面質量管理,同時還必須加強政府部門和社會監督機構對勘察市場的監督和管理,即盡早推行巖土工程監理體制,以確保勘察市場健康發展。
2.2加強巖土工程技術人員培訓
我國推行巖土工程體制進展緩慢,主要原因之一是缺乏巖土工程技術人才,而工程地質專業人員對巖土工程的理論、內容及方法等缺乏了解,習慣于工程勘察的原理及方法。因此,要全面推行巖土工程體制,當務之急是加強巖土工程技術人員及管理人員的培訓,特別是巖土工程設計及施工技術人員的培訓,以適應巖土工程市場發展的急需。
2.3重視地區性研究,盡早制訂地方性勘察規程
巖土工程勘察規范,是全國統一的勘察準則,是根據我國各地區的特點,總結幾十年來勘察經驗成果制訂而成的法規。具有普遍性指導意義。但由于我國幅員遼闊,地質環境條件十分復雜,同一名稱的地基土,由于成因環境不同,其物理力學性質,特別是力學性質都有差異。就地基土的承載力而言,有的地區高一些,有的地區稍低一些,而規范是從工程建筑的安全角度來考慮,所建議的指標,對大多數地區是可行的。但對有的地區,可能偏于保守。因此必須加強地區性研究,盡早制定出地方性規程。
2.4重視工程與環境的共同作用
工程興建對環境的影響,特別是工程施工及運營時對環境可能產生的不良巖土問題,必須作充分論證和預測,并提出相應的治理措施。
3初步結論
多年的經驗證明,推行巖土工程體制是我國工程勘察體制改革的唯一出路。但總的說來,巖土工程在我國還處于起步階段,巖土工程勘察中存在一些問題亦所難免,為此,今后巖土工程的發展應注意如下方面:
3.1要大力采用新技術、新設備及新方法,以保證巖土工程的質量和進度,使之能在激烈的市場競爭中取勝。
3.2加強計算機技術在巖土工程中的應用研究。當前,巖土工程正朝規范化、標準化方向發展。巖土工程問題日趨復雜,傳統的巖土工程方法,已難以適應發展的需要,因此,利用計算機技術對巖土工程的各項工作進行科學、系統的管理,以提高工作的效率;對巖土工程資料進行分析處理,如制作巖土工程圖件,進行指標統計分析等;更重要的是利用現代計算機技術分析、模擬復雜的巖土問題的發生、演化過程,以便制定出正確的處理方案;還可用計算機進行巖土工程設計、巖土工程施工模擬以及巖土工程治理效果模擬。這樣不但可以對巖土問題作預測預報以及防治,而且還可以節省大量人力和物力。
3.3加強與建筑設計單位及施工單位的合作,力求做到勘察、設計及施工一體化。
關鍵詞:巖土工程論文;勘察論文;分析評價論文
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著社會經濟的發展,巖土工程的規模也在逐漸壯大,不管是工程管理還是在勘察方法、計算機輔助軟件、勘察報告編制等方面都有了很大的進步,而科技的進步更使得這些發展狀況不斷完善。巖土工程勘察的目的是為設計、施工提供地質勘察成果及各項巖土工程參數,是建設工程中不可或缺的重要環節。按基本建設程序要求,各項工程建設在設計和施工之前必須進行巖土工程勘察,勘察成果的質量將直接影響建設項目的工程安全和工程造價。一份高質量的巖土工程勘察報告在滿足相應規范的基礎上,不僅要真實客觀地反映勘察場地的地形、地貌、地層構造、地下水、巖土性質和不良地質現象等問題,更重要的是應該進行正確合理的巖土工程分析評價,提供合理可信的巖土工程參數和建議。《巖土工程勘察規范》和《建筑地基基礎設計規范》已實施4年多,將巖土工程勘察中常見問題加以歸納、分析,并對其產生的原因進行探討,便于提高勘察技術水平,保證勘察成果質量。我們在對設計意圖和設計要求、建筑物的荷載情況進行充分了解的情況下,以及在巖土工程的實施過程中,應根據工程項目的具體要求,對于可以遇到的問題,給以充分的論證和分析,尤其是勘察工作中的若干問題。下面,就對這些問題進行探討。
一、巖土工程勘察中的常見問題論文
1.1勘察依據不充分、目的不明確
實踐證明,只有設計意圖明確,才能科學合理的布置工程量,解決工程設計和施工中的巖土工程問題。但在工程實際中,有不少勘察工作不完善、不具體,例如,擬建工程的結構形式、規劃地坪標高、勘探點坐標等情況不清,這些都是因為勘察單位的技術不足引起的,加上勘察單位對工程所涉及的公眾利益安全不夠重視,忽視了工程施工中可能會遇到的各種地質危險和地貌問題,例如,某項工程勘察報告中提到該施工工地上有多個鉆孔遇到防空洞,防空洞與地下室的地板之間僅3m的距離,可是在勘察平面圖上卻沒有標識,相關人員也沒有對勘察報告進行核實。又如某一住宅小區原有的地貌為山地丘陵,人工漁塘較多,是建設單位在堆填后進行開發的,在勘察過程中,某勘察單位沒有對原有地貌進行詳細的勘察,也不向附近居民訪問,在后來施工中發現的其地理情況與勘察報告中大相徑庭,原來建筑物的所有鉆孔均布置在塘堤上,導致業務不得不對工程項目進行變更。
1.2勘探點深度
各建筑基礎結構和形式都有所不同,其勘察的深度也不同,如5-6層磚混結構住宅,通常的勘探孔深為15m,而在地質較好的密實碎石土及基巖區可以減少勘察的深度。而對于多層結構的商場,高度較大的地下室,其建筑的柱網荷載較大,基礎面積大,甚至可能采用樁基,尤其在細土平原區地區,由于可能存在軟土層,僅15m是無法滿足要求的。相反,如果在碎石區,對2-3層的建筑物,有點勘察隊伍也采用15m的勘察深度,最后造成不必要的浪費。
1.3勘察測試手段、方法的不適宜
由于技術、素質等方面的限制,一些勘察單位對勘探裝備、勘探手段、取樣方法的適宜性沒有引起重視。例如,在碎石土層中進行標準貫入試驗,圓錐動力觸探試驗不連續、不提供綜合修正結果,勘察人員還沒有清楚孔內的廢土就開始貫入,這導致原位測試結果和現場測試會出現差異。在巖層中鉆進時,無巖芯采取率,導致勘察人員無法了解其鉆探效果。
1.4勘察綱要編制不完整
一些勘察單位的勘察剛要不完整,有的甚至沒有審查過就開始施工,也沒有勘察平面圖,有的單位甚至沒有勘察剛要,或者責任人簽名或儀器編號填寫不全。一些單位的勘察原始資料沒有真正落實審核,少數單位原始資料歸檔制度不完善,有的原始資料缺失,這些問題都將導致勘察問題的發生,影響巖土施工。
1.5忽視生態環境的論證
由于勘察單位對巖土工程設計、施工論證不足,導致巖土施工的質量受到極大影響。例如,一建筑場地四面緊鄰高層建筑物或馬路,而勘察隊伍在對這塊場地勘察時,除了按高層建筑巖土工程勘察規定的一般要求進行外,還要重點對施工中可能對周圍的環境造成的影響進行論證,可是很多勘察單位卻忽視了這方面的工作,導致整個勘察結果無法適應施工要求,嚴重時還會導致工程變更,反而造成很大的經濟損失。
1.6地下水位觀測論文
地下水位量測應該和各勘探點同時進行,而測量時間也應該在最后一個鉆孔施工完成的24h后進行,測量內容主要包括地下水的開采情況,水位量測應與鉆孔坐標、標高回測相結合。但在工程實踐中,對鉆孔(探井)中水位的量測,沒有全面考慮到附近有無抽水井及地下水溢出的陡壁,這樣測量出來的結果無法真實的體現地下水位情況,嚴重的話,還會給巖土工程帶來很大的麻煩。
1.7試樣采取
在試樣采集中,對其工作要求沒有進行嚴格規范,原狀樣高度不夠,數量和質量也不到位,導致土質中的大量水分流失,有時用于顆分或土鹽化學分析的碎石土試樣,造成多為大顆粒,影響對實際級配的定性或土鹽化學分析的準確性。采取地下水試樣時,鉆孔才終孔即采取,這種水樣成分無法代表地下水的真實成分。
二、結束語
總之,地質勘察對于巖土施工來說是十分重要的,因此,勘察單位應采取一切有效措施,加強勘察管理,提高勘察質量。文章主要論述了巖土工程勘察應注意的問題,希望能為工程勘察提供一些意見。
參考文獻:
【關鍵字】巖土工程,勘察,常見問題,對策分析
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
巖土工程的勘察在整個工程項目建設過程中具有十分重要的作用,從總體而言,巖土工程勘察的最主要目的是根據建設工程的要求,查明、分析、評價建設場地的地質、環境特征和巖土工程條件,并為設計和施工提供準確的地質勘察結果及各項巖土工程參數,巖土參數的合理提供直接關系到基礎設計的經濟性、安全性和可行性。巖土工程勘察的主要內容包含了很多方面,比如工程地質調查和測繪、勘探及采取土試樣、原位測試、室內試驗、現場檢驗和檢測等,每一個環節都必須引起足夠的重視并且要嚴格按照有關規定執行,同時結合所勘測地區的經驗,才能確保勘察結果的精準性。但在實際勘察工作中,總是由于各種原因,在勘察中出現一些錯誤,最終造成巨大的經濟損失或者安全事故。因此,加強巖土工程勘察的問題分析具有十分重要的意義。
二.巖土工程勘察中常見的問題分析
巖土工程在整個建筑工程施工過程中具有十分重要的地位,加強對巖土的勘察更是其中的重中之重。在通常情況下,由于工程整體勘察任務較重,且時間較短,加之進行勘察前缺少詳細周密的計劃,當問題出現時,很多時候施工已經結束,從而為工程建設埋下安全隱患。筆者結合多年的巖土工程勘察經驗,從下面幾個方面分析巖土工程勘察中常見的問題。
1.勘探點深度不足。在一般的巖土工程中,勘探的實際深度,一方面取決于基礎結構的形式,形式不同,則深度也不相同。然而,在實際工程勘探中,不按照規范進行勘探的情況屢見不鮮,特別是在勘察市場競爭較為激烈的地方,這一現象更為明顯。
2.取樣及原位測試不合理。按照有關規范中的規定,取樣及原位測試的件數應不少6組,并且應充分考慮取樣及測試的均勻性和代表性,這樣所得結果的數值才能準確。但在實際操作中,不按規范要求進行取樣及原位測試的現象較多,或是雖然滿足了件數要求,卻未曾考慮土層的均勻性及代表性這兩個關鍵因素,致使取樣及原位測試所得出的實際結果與實際不符。
3.地下水的測量不合理在巖土工程勘察的外業工作中,地下水的測量是一項較為重要的工作,地下水位將會直接影響工程的建設,一旦在勘察工作中忽視這一工作,必將為整個工程的建設埋下隱患,如在被勘察的地層中,既含有承壓含水層,又含有潛水含水層時,若未進行分層量測,則會導致勘察報告中地下水的性質不明確。
4.試驗和資料的整理不夠規范試驗不規范。如對于高烈度地區的粉土未做粘粒含量測試,從而導致將其錯誤的判定為可液化土。相關資料的整理不規范。如在統計分析中,未將異常值提出,致使標準差系數過大,最終造成所得結果出現嚴重偏差。報告書的內容編寫不規范、參數不完整、錯誤較多、重結論輕建議等。
三.巖土工程勘察中常見問題的原因分析
1.勘察市場不規范。《建筑工程勘察質量管理辦法》第五條、第六條對勘察收費和承攬業務有明確規定.但勘察單位沒有嚴格執行國家收費標準,互相壓價,互相競爭,中標的勘察費很低,致使勘察工作粗糙,勘察手段選擇不合理和布孔不規范,巖土工程勘察在深度和廣度上還沒有真正達到規范的要求,所以難以滿足規范和設計要求。
2.權責不明確。《建筑工程勘察質量管理辦法》第十六條對觀測員、試驗員、記錄員、機長等現場作業人員應當接受專業培訓,方可上崗的規定.但目前勘察單位大量雇傭農民工,而這些人員又不懂勘察,又未經過專業培訓和教育,就承擔起開鉆機、取樣、測試、量測地下水位,甚至還做起了野外對土層鑒定與記錄等重要工作。這樣就難免會出現原位測試、地下水位量測等諸多野外作業的不規范,難以保證勘察質量。因此對從業人員的必須經專業培訓和教育,取得合格證后方可上崗操作。
3.缺乏巖土工程專業人才。專業的技術人才是對巖土工程正確分析評價的關鍵。未經專業培訓和教育的人搞勘察,就會導致地基評價力度不足,基礎設計參數偏于保守,造成工程的浪費。因此勘察工程項目的負責人,審核人,審定人,國家也應劃定門檻,讓真正懂行的人員擔當,這樣才能提高勘察隊伍的整體素質,提高工程勘察質量,使我們的工程建設真濺建造在既經濟,又安全的基礎上,產生良好的經濟效益和社會效益。
四.巖土工程勘察中常見問題的改進措施分析
1. 加強勘察市場的監督和管理,盡早推行巖土工程監理體制
第一加強對勘察合同、勘察綱要的審查和管理。防止越級勘察,加強勘察現場工作的監督防止打假孔及不規范的編錄、取樣及試驗等現象發生最后,加強對勘察報告的審核,加強對勘察報告中的工作量、勘探質量、資料數據分析及結論建議逐一進行審查,特別是對基礎選址論證場地穩定性評價及施工建議等內容進行統一審核管理,防止在此過程中只是進行理論的描述而缺乏深入分析的現象發生。由此可見勘察單位自身必須健全和推行全面質量管理同時還必須加強政府和社會監督機構對勘察市場的監督和管理,即盡早推行巖土工程監理體制。以確保勘察市場健康發展。
2. 加強計算機技術在巖土工程中的應用研究
伴隨著我國經濟和科學技術的發展,巖土工程的勘察和管理業逐漸得到了完善,從總體而言,我國的巖土工程勘察和管理逐漸走向標準化和規范化,但是,隨著各種工程建設的施工條件越發的復雜,使得巖土工程問題也逐漸的日趨復雜,簡單而言,在巖土工程勘察過程中,很多傳統的巖土工程勘察方法已經難以完全滿足復雜的巖土勘察需要。而計算機技術的發展和應用則在很大程度上使得巖土工程的勘察走向了現代化。通過充分的利用現代計算機技術,可以使得巖土工程在進行勘察過程中能夠得到更為科學和系統的管理,同時,可以 很大程度的提高勘察工作的效率;同時,將計算機技術也可以很好的運用巖土工程勘察資料的整合處理上,比如,可以充分利用計算機技術制作巖土工程模型,可以進行計算機統計指標的分析,同時,在遇到一些相對而言比較復雜的巖土問題時候,可以充分的利用現代計算機技術,形象的模擬一些很復雜,很抽象的地址地貌的狀況,比如可以模擬巖土問題的產生演變過程,如此,可以更為直觀的對巖土工程作出更為明確的認識,可以更好的找到處理方案,總而言之,在巖土工程勘察過程中 通過現代計算機技術的應用,可以不不僅僅可以讓勘察工作效率提高,也很大程度上讓勘察的成本大為降低。
3.加大對勘察專業人才與勘察設備的投資力度
勘察人員與勘察設備都是影響勘察結果質量的重要因素。勘察公司要加強對勘察專業人員的培訓,提高勘察人員的專業素質與專業技能。除此之外,還可以通過實施注冊土木工程師制度,以提高勘察資質門檻。要加大對勘察設備的投資力度,采購先進的勘察設備,減少因設備老化而出現影響勘察結果質量的現象。
4.規范巖土工程勘察市場行為
要提高巖土工程勘察結果的質量,單靠勘察公司的自覺行為是不夠的,還要通過法制和政府力量來加強對勘察市場的監督、檢查與引導,規范勘察市場行為。即加強對勘察市場中的原始資料、原始數據的監督檢查,有效防止掛靠、造假等不良事件的發生。當然,檢查監督行為不能僅以檢查報告作為依據,還要將檢查拓展到野外源頭勘察中去。
5.強化巖土工程勘察工作的規范性
加強巖土工程勘察工作的規范性,可以從以下幾個方面著手:規范勘察準備工作。在正式開始勘察工作之前,必須做好充分的準備。不僅要通過現場踏勘對勘察對象的詳細資料進行收集,還要根據收集得來的材料編寫巖土工程勘察工作綱要,明確勘察工作的主要矛盾問題、技術問題與設計方案,使勘察工作做到有的放矢。應選擇適當的勘察手段與方法。不同的勘探方法有其不同的優點與缺點,而在勘察工作中要根據不同的地基選擇適當的勘探方法與手段,并嚴格規范。如鉆孔是最為常用的勘探方法,在軟土地質條件下利用靜探孔的手段進行勘探,則可以客觀、正確地反映出地基土的強度及性質。又如,在土質較粗的山前沖積地層中,則不適宜使用靜探孔的方法進行勘察。當然,對一些地質較為復雜的地基,可以綜合使用多種勘探方法進行勘察工作,這樣有利于提高勘察結果的準確性。
五.結束語
在進行建筑工程施工過程中,巖土工程勘察是一切建筑工程開展的基礎,只有打好這個基礎,才能保證整個建筑工程的安全運營。隨著我國經濟的發展,各種風格迥異的公共建筑物和現代超高層建筑物層出不窮,給勘察專業帶來了巨大的挑戰,但只要對勘察中存在的問題給予足夠的重視,并找到相應的處理措施,巖土工程勘察工作就肯定能做好,從而為整個工程建設的施工奠定良好的基礎。
參考文獻:
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關鍵詞:特殊巖土工程;地質條件;實踐
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼: A
我國國土幅員遼闊、地形多樣,不僅有巖體堅硬、致密且穩定性好的地質條件,也有復雜多變的特殊地質條件。如黃土地區:黃土區域獨特的地理環境與自然條件,使其具有一定的濕陷性,再加上黃土下部土質多含碎石之類,使得在該地區進行巖土工程勘察工作的難度比其他土質類型要大。軟土地區:軟土含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。在復雜地形地質條件下進行巖土工程勘察,主要工作包括:搜集與整理工程所在地區的氣溫、凍土層深度、地溫、降雨量等氣候狀況;分析工程所在地土質構成和下伏土層的分布區域、土層性質以及形成原因等;分析當地地下水類;細致研究當地植被生長狀況等。
1 復雜地形地質條件下的巖土工程勘察中存在的主要問題
1.1 野外勘探工作方面
在對復雜的地形地質巖土做勘察時,都要求在短時期內完成較重的任務,而且它的突擊性也特別強。所以這要求勘探工作者在勘探前就要制定出周密的計劃,為完成工作做好準備。實際的巖土工程勘探工作中,常常因為對勘探區地層、建筑物結構與功能等情況的了解不明確,出現以下幾個方面的問題。
(1)勘探點間距與深度
勘探點間距方面,依據規范要求,對于復雜的地基情況應加密勘探點,不能因時間、金錢等因素堅持采用原勘探方案,為以后工程埋下隱患。但是有的勘探人員在實際工作中仍然按照之前大綱執行;現場編錄人員辦事不細心、隨機應變性差,造成相鄰兩勘探點之間地層相差過大甚至懸殊;還有,沒有對勘探區的巖土特性進行充分了解,隨便依據某一地基等級就進行勘探,而對采集的巖土在室內進行試樣分析時,常發現濕陷性土、鹽漬土等特殊性巖土,造成地基等級因此發生變化,從而產生勘探點間距不合理。
勘探深度方面,一般而言5至6層的磚混結構住宅,孔深15m即可滿足勘探要求,如果存在軟土層的情況,15m深度顯然不能滿足要求;相對的,在有碎石土地區一般的2至3層建筑物,如果也盲目依據15m深勘探,必然會造成資源浪費。
(2)原位測試
原位測試應依據規范嚴格進行,如不規范調零將出現數據采集不準的狀況;特別是在地溫和氣溫相差比較大的夏、冬季節,觸探指標相差更加明顯;進行標準貫入試驗時,孔深與桿長的校正常不符合規定,在孔底有殘留與縮徑的情況下,標貫器沒有落至測試位置的情況常常不能及時發現,導致標貫擊數失真嚴重等。
(3)地下水位測量及試樣采取
在地下水位測量的實際施工作中,在量測鉆孔水位時,忽視周圍是否有滋出地下水的陡壁和抽水井等情況,造成地下水位的測量非常不準,從而給工程施工造成不必要的麻煩。試樣采集時未按照規范要求嚴格進行,從而出現原狀樣密封不到位、數量不夠、高度不足等情況,導致含水量的散失。
1.2 巖土工程分析評價方面的問題
(1)地基均勻性評價
目前,對于高層建筑的地基均勻性的評價有特定的規定進行參考,但是對于一般性的建筑物卻沒有與之對應的評價方法,因此,有一部分單位就按照高層建筑的地基性評價方法進行對一般建筑物的評價,但是,這種方法并不十分合理,現在急需要各地區根據本地的地形地質特點制定出適合本地的評價方法;( 2) 地震的效應問題。在對砂土或者飽和粉土做液化初判時,對于地下水位的選擇應該以設計基準內的年均最高水位為準,近期內年最高的水位也可用,但是很多單位卻用在勘探時測出的水位,這顯得非常不合理;( 3)關于地基的承載力的特征值確定和一些基礎方案的選擇。我國的土地資源豐富,地形地質條件也表現出復雜多變,所以目前用查表法的方法來確定一個地區的地基承載力是不合適的,甚至會對一些地區的安全造成威脅。
在地基均勻性評價方面,高層建筑依據《高層建筑巖土工程勘察規程》JGJ72-90進行,而一般建筑則按照GB50021-2001的規定要求進行;但是因為國家未給出相應的評價方法,部分單位就以高層建筑的地基均勻性評價方法為參考進行一般建筑的地基均勻性評價。但是此種方法被大部分專家認為缺乏合理性。
(2)地震效應問題
對于重要的建筑場地,應當進行地層剪切波速測試,然而部分勘察單位卻常以“地區經驗”進行場地類別與覆蓋層厚度判定,給工程抗震造價帶來很大影響。而且,在巖土工程評價中,對于地基處理后場地類別、場地地基土類別、剪切波速是否發生變化等情況,也極少予以重視。
(3)地基承載力特征值的確定與基礎方案的選擇雖然GB5007-2002取消了用查表法確定地基土承載力值的方法,但是仍有很多地區使用此方法,但由于缺乏足夠經驗,無法建立起適合自身的成熟有效經驗。勘察單位各自為政,更有甚者故意借助所謂“地區經驗”達到降低承載力指標的目的。
選擇基礎方案時,必須將場地地層情況和地區經驗相結合,以此為依據對二者進行綜合分析。選擇基礎方案需要勘察人員和設計人一起分析研究,之后選擇合理、經濟的可行性方案。但是有相當一部分勘察單位不與設計協商,簡單考慮工程造價就提供基礎方案,而設計方也常對此視而不見,為以后工程造價造成嚴重影響。
2 復雜地形地質條件下的巖土工程勘察實踐
2.1 采用和創新先進的巖士工程勘察技術
依據實用性高、針對性強的基本原則,為了達到有效測量巖土層的評價指標與相關參數,在復雜地質條件下進行巖土工程勘察時,主要的勘察技術和方法大致包括:工程地質測繪、地質勘察取樣、地質鉆探、靜探、波速測試和室內試驗等。
(1)地質測繪
在復雜地質條件下工程進行地質測繪,其主要目的為:細致地分析、調查所屬地區地形,深入研究該地區的地貌特點、地質構造、地層與不良地質等情況,從而能夠更好地劃分復雜地質條件的地貌單元、巖土的分布情況、巖土形成原因與年代、巖土的性質等,完成鑒定巖土層風化程度的工作等。
(2)巖層鉆探
進行巖層鉆探時可使用KY-250型鉆機、100A-D型鉆機等進行,鉆探方法可采用全部采芯、泥漿護壁、回轉鉆進等方法。砂土層巖芯與粘性土巖芯采取率分別大于75%和90%,仔細觀察與描述各個土層宏觀特點。為了能夠更好地對地層結構分布特點進行研究,做好不同深度的底層采樣工作之后再認真做好分析工作,詳細記錄各土層垂直與水平方向發生的變化,最終達到確定復雜地質條件巖土的工程勘察相關指標的目的。
(3)原位測試試驗
使用原裝液壓靜力觸探探頭完成靜力觸探試驗的測試工作,并將采集的信息在電腦上進行分析、整理。使用標準落錘自由落體法進行標準貫入試驗,注意做好試驗前的清孔工作,保持20次/min左右的錘擊速率。原位測試試驗也可以使用動力觸探法,通過該方法能夠有效完成風化基巖物理力學指標的確定。
(4)巖土工程勘察的室內試驗
依據擬建場地環境中出現的巖土工程問題,在室內針對性地進行分析試驗;借助于此方法,能夠科學判定巖土相關的物理力學性質指標,為巖土工程評價與分級提供更好、更有效的標準。物理性指標試驗一般包括:測定土層物理性質、壓縮試驗、水質分析、顆粒分析等。
2.2 復雜地質條件下巖土工程地基的處理技術
我國相當一部分地區的沉積地層,其土壤顆粒構成屬于細砂、粉細砂一類,直徑多數在1.6mm~2.2mm之間;尤其是一些地區表層的砂子含水量低、粉細砂多呈松散形狀,因此不適于當作天然地基,應進行必要的處理。
(1)巖土工程地基的處理技術之一:墊層法
作為進行淺層地基處理的主要方法,墊層法(又稱水墜法)廣泛應用于黃土地區的松散粉細砂層。實施時,開挖基坑至設計處理深度,將樣樁在基坑兩側設置好,鋪設砂子,控制鋪砂層厚度為0.25m;鋪好之后,注水至與砂子面齊平的位置;在砂子中插入鋼叉并搖勻。砂子如若已經沉實,則提出鋼叉,并在相距0.1m位置,重新插入進行搖勻,重復上述過程。
(2)巖土工程地基的處理技術之二:強夯法
強夯法是加固軟土地的一種非常有效的方法。借助于速度快、成本低、施工簡單等優點,強夯法在地基處理中有著廣泛的應用。通過夯錘下落帶來的巨大沖擊波與能量撞擊地基土,地基土層可以被快速、有效的夯實,沙土振動液化現象、土地濕陷性、地基壓縮性等都得以有效降低,實現地基承載力和穩定性的雙重目標。
(3)巖土工程地基的處理技術之三:振沖法
振沖法主要可分為兩種,一種是振沖法,需要添加填充材料(礫石、砂子等);另一種是不需要填充材料就地振密的振密法。在黃土地區多使用振沖礫石樁的方法,對于中等或較粗的沙礫地基多使用振密法。借助于水沖與振動加固土壤的振沖法,其對地基加固的原理也比較簡單,常用于振密松砂之類的地基。此技術通過振動器沖力帶來的強力振動,將松散飽和砂層得到一定液化后借助振動而實現砂粒的重新排列之后減小其空隙度,同時加回填料,通過振動器振動力實現砂層的擠壓、加密。
結語
總而言之,巖土工程勘察是工程質量的重要保證,因此,做好巖土工程勘察尤其是復雜地形地質條件下的勘察工作至關重要。只有不斷提高勘察技術探尋新的方法,才能為我國巖土勘察工作以及建筑事業的發展保駕護航。
參考文獻:
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[2] 姜明友.巖土工程勘察中常見問題的分析和解決措施[J].中國新技術新產品,2010(18)
關檢測:巖土工程;勘察; 存在問題; 對策;
Abstract;This article analyzes the problems in the geotechnical engineering investigation, and puts forward the measures of solving the geotechnical engineering investigation quality problem, for your reference.
Key words: geotechnical engineering ; investigation; problems; countermeasures
中圖分類號:p62 文獻標識碼: A文章編碼:2095 – 2104(2012)
巖土工程是一個工程項目整體質量的關鍵所在,而巖土的勘探工作對巖土工程又具有十分重要的作用。
1 巖土工程勘察中出現的問題
1.1 巖土參數選擇不正確
由于巖土的不均勻性和各向異性,試樣采取、運輸、加工擾動等因素的不確定性、試驗儀器和操作方法的差異性及試驗人員自身的素質問題,測試結果失真難以避免。故加強土工試驗問題和試驗成果的綜合分析必不可少,這樣才可能避免相關指標間的矛盾,有的勘察人員對試驗成果根本不進行分析評價,有的勘察報告提供的有關參數自相予盾,如原位測試結果與土工試驗成果相差太大而不分析原因。
1.2 勘察綱要編制不完整
某些勘察單位缺乏完整的勘察綱要,甚至無勘察綱要,更無勘探點平面布置圖,還有些單位綱要未經審核就已開始施工。部分單位的原始資料未進行建檔歸類,甚至根本沒有原始資料。
1.3 忽視生態環境的論證
工程施工中一些災難的產生往往是由勘察單位對巖土工程設計,施工的論證不夠充分導致的。如對于緊臨高層建筑和公路的施工場地,在進行巖土工程勘察時,既要考慮到高層建筑巖土工程勘察所規定的要求,更應論證工程施工和運營對周圍環境的影響。但這些工作往往不被勘察單位所重視,從而造成重大的經濟損失和災難。
1.4 勘察質量不高
隨著市場經濟體制深入,勘察單位也逐步實行企業化的運作。財政由原來的行政撥款改為自負盈虧,任務也由以前的上級下達轉為單位自我經營。因此,受經濟利益的驅使,某些單位對勘察質量的管理逐漸松懈,導致勘察成果質量的降低。其表現有:
1.4.1 為爭取任務,提高利潤,壓低預算,少做甚至不做某些項目,使勘察工作量不足;1.4.2 實地勘察中為提高效率,鉆探,測試和取樣不合要求,缺乏規范化;
1.4.3 某些單位甚至在原位測試中,減少實地測試,以偽造數據代替。
2 巖土工程勘察的具體步驟和方法
2.1 地質測繪
巖土勘察的基礎工作是工程地質測繪,也是勘察的初期階段。對于工程地質測繪來說,指的是分析工程場地地質情況最行之有效也是最經濟的方法。高質量的測繪工作有利于準確的判斷當地的地質構造,為巖土工程勘察提供有效的依據。通常,地質測繪是運用地質,工程地質理論,對地面的地質現象進行分析,來推斷地下的地質構造,從而為勘察提供依據。
2.2 勘探與取樣
物探、鉆探及坑探是勘探工作常用的方式,通過這些方式可以勘察地下的地質結構并進行取樣,分析、測試和監測。由于巖土的特性以及勘察目標的不同,采用的勘探方式也不相同,同時物探屬于間接勘探,其優點在于比鉆探和坑探更為便捷、經濟且能及時對工程地質測繪中,急于了解的地質情況提供解決方案,常與測繪工作相結合,同時也能和鉆探、坑探等方式結合使用。物探也有其不足之處,它的使用受地質條件的制約且探測結果具有多解性。鉆探和坑探則屬于直接勘探,能給巖土的勘察工作提供準備可靠的地下地質構造。其中,鉆探使用最為廣泛,它可根據地質的類型和勘察要求采取不同的鉆探方式。如果通過鉆探也難以勘察出地下地質的構造情況,則可以采用坑探。坑探不足在于所需動用的人力,物力,財力和機器設備較多。因此在進行巖石勘察時,應從經濟性出發,避免盲目化和隨意化。
2.3 原位測試和室內試驗
巖土勘察中需要進行必要的原位測試和室內試驗,其目的是為巖土工程問題分析和評價提供所需的技術參數,包括巖土的物理性指標、強度指標、固結變性指標,滲透性指標和應力應變時間關系指標等參數。其中,原位測試屬于詳細勘察,通常要借助勘探工程來操作。原位測試的優點是立足于原有環境進行巖土尺寸大小的測定,它能分析出宏觀結構對巖土性質的影響。同時試驗周期短、效率高,但缺點就是在試驗過程中對應力路徑的控制不好把握,邊界條件復雜以及人力、物力消耗太大導致無法大規模進行操作。室內測驗的優點在于試驗條件易掌控,邊界條件明確,應力變化條件易控制,那么就很容易大量取樣。
2.4 現場檢驗與監測
為提高工程效益和保證工程的質量與安全,現場檢驗和監測是必不可少的。現場檢驗包括施工過程中對前期巖土工程勘察結果的驗證和巖土工程施工監理與質量監控。現場監測指的是對施工過程中各類荷載對巖土性狀的反應監測,施工運營中的結構物監測以及對環境影響的監測等等。通過檢驗和監測反饋的信息,可反映出某工程技術的相關參數,并及時為設計修正提供依據。
3 巖土工程勘察中需要采取的具體措施
3.1 嚴格執行建設程序努力規范市場行為
遵循“先勘察,后設計,再施工”的原則,有利于構建全程化的監理和建設科學的建設程序。這有賴于政府主管部門對國家法律,法規的執行力度。同時通過推進全程化的監理,工程建設中采用事前,事中和事后環環相扣,緊密結合的方法,才能保證勘察質量的工程質量,實現投資效益的最大化。
3.2 加強專業人員培訓努力規范市場準入
近年隨著政府對勘察單位的清理整頓,以及勘察設計資質的換證,這些措施對市場起到了一定的規范化。但目前我國勘察資質的門檻較低,不同行業間的銜接過渡也有待完善,特別是以高級工程師來衡量勘察企業的技術實力,這種做法是很不合理的。因此,盡快實行注冊土木工程師制度相當必要。通過對企業資質和個人執業資質的雙重管理來規范勘察市場,有利于提高我國的勘察技術水平。
3.3 力爭在巖土工程勘測中采用先進的勘察技術
為提高準確性,在進行巖土工程的分析評價時,可采用多道瞬態面波勘探技術和高密度點法。還可在勘測中運用回歸分析法來確定地基的承載力特征值。最后為保證結果的正確性 ,在對勘測資料的整理中可運用計算機來進行處理。
3.4 加強勘察設計單位質量認證不斷健全質量管理ISO9001:2000 質量管理體系是以過程模式為標準的結構管理。勘察設計企業應通過有效的質量管理體系來進行運作,運用PDCA 循環對巖土工程勘察進行實施行,管理和改進,這有利于提高勘察設計的能力,同時滿足顧客的需求。
關鍵詞:荷載試驗;規范;承載力
1不同規范中載荷試驗規定的對比(見表1)
2淺層載荷試驗和深層載荷試驗的理解
上述四種規范對載荷試驗都有規定,其中深層載荷試驗三種規范有,淺層載荷試驗也是三種規范都有(巖基載荷試驗和復合地基載荷試驗通常可理解為淺層載荷試驗),正確理解淺層載荷試驗和深層載荷試驗對理解上述四種規范中載荷試驗的規定是關鍵。《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)(2009年版)規定:淺層載荷試驗的試坑寬度或直徑不應小于承壓板寬度或直徑的3倍;深層載荷試驗的試井直徑等于承壓板直徑;當試井直徑大于承壓板直徑時,緊靠承壓板周圍土的高度不應小于承壓板直徑,深層載荷試驗的試驗深度不應小于5m。淺層載荷試驗和深層載荷試驗的區別并不在于試驗板所在位置的深淺,而主要在于試驗壓板的周圍有沒有邊載,荷載作用于半無限體表面還是內部。深層載荷試驗過淺,不符合變形模量計算假定荷載作用于半無限體內部的條件,深層載荷試驗的條件與基礎寬度、土的摩擦角等有關。例如:載荷試驗是在10m深的基坑底進行,不管這個深度是否超過5m,由于沒有邊載,仍然是淺層載荷試驗;反之,如果試驗深度5.5m,但試井直徑與承載板直徑相同,有邊載,則屬于深層載荷試驗。
這里假設兩類試驗,深層載荷試驗為A類試驗,淺層載荷試驗為B類試驗,兩類試驗的差別如圖1所示。在做B類試驗時,雖然壓板的位置比較深,但由于壓板周圍沒有邊載,不具備荷載作用在半無限體內部的條件,只能作為荷載作用在半無限體表面的條件來考慮,還是淺層載荷試驗。
舉例說明:如圖2所示載荷試驗,挖孔擴底樁深13m,孔底土為粘土混角礫,勘察報告提供該土層承載力特征值為fak=240kPa,樁端端阻力特征值qpk=1200kPa,檢測單位在擴孔底進行載荷試驗得該層土承載力特征值為880kPa(極限值1760/2=880),檢測單位結論是達不到1200kPa,滿足不了設計要求。
上述試驗分析如下:首先我們分析這個試驗究竟是深層載荷試驗還是淺層載荷試驗,雖然試驗的標高是在地面下13m,但由于在擴底樁的底部做這個試驗,試驗的類型應該屬于B類試驗,是沒有邊載并在半無限體表面施加荷載的試驗。因此,試驗的結果應該是天然地基的承載力,而不是樁端阻力。
再分析這個試驗設計存在的問題,試驗的目的是為了檢驗勘察報告的樁端阻力,因此結論認為試驗結果沒有滿足設計要求的1200kPa的樁端阻力。但由于沒有做A類試驗,壓板的四周沒有邊載,所以試驗結果就不可能反映深度效應的作用,與樁端土的承載機理明顯不符,不能作為樁端阻力使用。這說明在做原位測試時,如何正確地選擇合適的檢測方法是至關重要的。如果選錯了方法,那試驗結果對工程是沒有用處的。
3分析結論
四種規范對載荷試驗都有規定,筆者認為不同規范側重的方面不同,試驗的規格和方法基本一樣,但試驗結果的應用卻不一樣,具體分析如下。
①《建筑地基基礎設計規范》(GB5007-2002)和《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)(2009年版)關于淺層載荷試驗和深層載荷試驗的規定基本是一致的,淺層載荷試驗用于確定天然地基承載力和土的變形模量,不能確定樁的端阻力;深層載荷試驗可用于確定地基承載力、樁的端阻力和土的變形模量,淺層載荷試驗確定的地基承載力為fak,而深層載荷試驗確定的地基承載力已包含了深度效應,不作深度修正,只需寬度修正的fa。兩種規范不同是,《巖土工程勘察規范》(2009年版)中將深層載荷試驗的試驗深度3m改為5m,因為深層載荷試驗過淺,不符合變形模量計算假定荷載作用于半無限體內部的條件。
②《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)中巖基載荷試驗確定是巖基天然地基承載力,屬淺層載荷試驗,在不小于3個試驗點數量中實測的承載力取最小值(其它規范為平均值),且得到的巖基承載力也不進行深寬修正。
③《高層建筑巖土工程勘察規程》(JGJ72-2004)大直徑樁端阻力載荷試驗,用于實測樁端阻力qpk,為深層載荷試驗,它要求荷載板直徑等于試井直徑,荷載板周圍有邊載效應,不能有臨空面,否則試驗為淺層載荷試驗。測定擴底樁的樁端阻力載荷試驗,應在擴底之前進行試驗或預埋荷載箱試驗。
④《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2002)復合地基載荷試驗,用于實測經處理后復合地基承載力fak,為淺層載荷試驗,它要求荷載板面積為一根樁承擔的處理面積,多樁載荷試驗荷載板面積按實際樁數所承擔的處理面積,實測的地基承力進行修正時寬度修正系數取零,深度修正系數取1.0。
參考文獻
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[3]JGJ72-2004,高層建筑巖土工程勘察規程[S].北京:中國建筑工業出版社,2004.
[4]JGJ79-2002,建筑地基處理技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2002.