時間:2024-01-15 14:51:02
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關鍵詞:巖土工程 勘察方法
0引言
巖土工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎以及地下工程的關系。由于地基土是因地而異的,在接受一項巖土工程勘察任務時,必須明確該工程的主要技術矛盾是什么,需要解決哪些主要技術問題。在對設計意圖和設計要求以及建筑物荷載情況了如指掌的情況下,在巖土工程勘察實施過程中,根據工程的具體情況,就基礎及地下工程的設計、施工過程中可能遇到的問題,給以充分的論證和分析,最終提出經濟合理、技術可行的解決方案。只有這樣,巖土工程勘察才能提高勘察成果質量,才能有較大的市場。
1巖土工程勘察的方法
1.1 工程地質測繪。工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質是運用地質、工程地質理論,對地面的地質現象進行觀察和描述,分析其性質和規律,并藉以推斷地下地質情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據。在地形地貌和地質條件較復雜的場地,必須進行工程地質測繪但對地形平坦、地質條件簡單且較狹小的場地,則可采用調查代替工程地質繪。工程地質測繪是認識場地工程地質條件最經濟、最有效的方法,高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況,起到有效地指導其他勘察方法的作用。
1.2 勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監測。應根據勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段,它的優點是較之鉆探和坑探輕便、經濟而迅速,能夠及時解決工程地質測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質情況,所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是,物探成果判釋往往具多解性,方法的使用又受地形條件等的限制,其成果需用勘探工程來驗證。鉆探和坑探也稱勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地質情況,在巖土工程勘察中是必不可少的。其中鉆探工作使用最為廣泛,可根據地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質情況時,可采用坑探方法。坑探工程的類型較多,應根據勘察要求選用。勘探工程一般都需要動用機械和動力設備,耗費人力、物力較多,有些勘探工程施工周期又較長,而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時應具有經濟觀點,布置勘探工程需要以工程地質測繪和物探成果為依據,切避盲目性和隨意性。
1.3 原位測試與室內試驗。原位測試與室內試驗的主要目的, 是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數,包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優點是試樣不脫離原來的環境,基本上在原位應力條件下進行試驗所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結構對巖土性質的影響,代表性好。試驗周期較短,效率高尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質。缺點是試驗時的應力路徑難以控制、邊界條件也較復雜有些試驗耗費人力、物力較多,不可能大量進行。室內試驗的優點是試驗條件比較容易控制邊界條件明確,應力應變條件可以控制等入可以大量取樣。
1.4 現場檢驗與監側。現場檢驗與監測的主要目的在于保證工程質量和安全,提高工程效益。現場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監理和質量控制。現場監朋則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中的結構物監測和對環境影響的監測等方面。檢驗與監測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術參數,井以此為依據及時修正設計,使之在技術和經濟方面優化。
2 巖土工程勘察常見的問題
2.1 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。更有甚的是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。
2.2 勘察綱要編制不完整。部分單位勘察綱要內容不完整,甚至未經審核審定就施工。也沒有勘探點平面布置圖。個別單位甚至無勘察綱要。責任人簽名或儀器編號填寫不全。如室內土工試驗、野外施工記錄、靜探試驗記錄缺責任者簽名及試驗日期,缺乏可追溯性,部分漏簽、部分自動記錄靜探數據無責任人簽名。不少單位對勘察原始資料的校審未真正落到實處少數單位原始資料歸檔制度不完善,有的原始資料缺失。
2.3 忽視生態環境的論證。一些勘察單位對巖土工程設計、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。
3 強化巖土工程勘察的措施
3.1 嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規律的懲罰。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規,對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監督管理,另一方面應積極推行工程監理全程化,采用事前、事中、事后控制相結合的方法,最大限度地避免不當行為的發生,保證勘察質量和投資效益最大化。
3.2 嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度,加強相關人員培訓經過近年勘察設計資質換證,對勘察設計單位進行了一定的清理整頓,對規范市場起到了一定的作用。但應該清醒地看到,我國的勘察資質門檻很低,尤其是打破行業壁壘后不同行業間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數量來衡量技術水平不能如實反映勘察企業的技術實力。建議盡快實施注冊土木工程師制度,通過采用企業資質和個人執業資質雙重控制來規范勘察市場、促進勘察技術水平的提高。
關鍵詞:巖土工程;勘察方法
Abstract: This paper carries on the analysis to the investigation of geotechnical engineering problems, and puts forward the corresponding measures.
Key words: geotechnical engineering investigation;
中圖分類號:TU74
引言: 巖土工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎以及地下工程的關系。由于地基土是因地而異的,在接受一項巖土工程勘察任務時,必須明確該工程的主要技術矛盾是什么,需要解決哪些主要技術問題。在對設計意圖和設計要求以及建筑物荷載情況了如指掌的情況下,在巖土工程勘察實施過程中,根據工程的具體情況,就基礎及地下工程的設計、施工過程中可能遇到的問題,給以充分的論證和分析,最終提出經濟合理、技術可行的解決方案。只有這樣,巖土工程勘察才能提高勘察成果質量,才能有較大的市場。
一、巖土工程勘察的方法
1.工程地質測繪。工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質是運用地質、工程地質理論,對地面的地質現象進行觀察和描述,分析其性質和規律,并藉以推斷地下地質情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據。在地形地貌和地質條件較復雜的場地,必須進行工程地質測繪但對地形平坦、地質條件簡單且較狹小的場地,則可采用調查代替工程地質繪。工程地質測繪是認識場地工程地質條件最經濟、最有效的方法,高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況,起到有效地指導其他勘察方法的作用。
2 .勘探。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監測。應根據勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段,它的優點是較之鉆探和坑探輕便、經濟而迅速,能夠及時解決工程地質測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質情況,所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是,物探成果判釋往往具多解性,方法的使用又受地形條件等的限制,其成果需用勘探工程來驗證。鉆探和坑探也稱勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地質情況,在巖土工程勘察中是必不可少的。其中鉆探工作使用最為廣泛,可根據地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質情況時,可采用坑探方法。坑探工程的類型較多,應根據勘察要求選用。勘探工程一般都需要動用機械和動力設備,耗費人力、物力較多,有些勘探工程施工周期又較長,而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時應具有經濟觀點,布置勘探工程需要以工程地質測繪和物探成果為依據,切避盲目性和隨意性。
3. 原位測試與室內試驗。原位測試與室內試驗的主要目的, 是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數,包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優點是試樣不脫離原來的環境,基本上在原位應力條件下進行試驗所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結構對巖土性質的影響,代表性好。試驗周期較短,效率高尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質。缺點是試驗時的應力路徑難以控制、邊界條件也較復雜有些試驗耗費人力、物力較多,不可能大量進行。室內試驗的優點是試驗條件比較容易控制邊界條件明確,應力應變條件可以控制等入可以大量取樣。
4 .現場檢驗與監側。現場檢驗與監測的主要目的在于保證工程質量和安全,提高工程效益。現場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監理和質量控制。現場監朋則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中的結構物監測和對環境影響的監測等方面。檢驗與監測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術參數,井以此為依據及時修正設計,使之在技術和經濟方面優化。
二、巖土工程勘察常見的問題
1 .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。更有甚的是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。
2. 勘察綱要編制不完整。部分單位勘察綱要內容不完整,甚至未經審核審定就施工。也沒有勘探點平面布置圖。個別單位甚至無勘察綱要。責任人簽名或儀器編號填寫不全。如室內土工試驗、野外施工記錄、靜探試驗記錄缺責任者簽名及試驗日期,缺乏可追溯性,部分漏簽、部分自動記錄靜探數據無責任人簽名。不少單位對勘察原始資料的校審未真正落到實處少數單位原始資料歸檔制度不完善,有的原始資料缺失。
3 .忽視生態環境的論證。一些勘察單位對巖土工程設計、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。
三、 強化巖土工程勘察的措施
1 .嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規律的懲罰。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規,對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監督管理,另一方面應積極推行工程監理全程化,采用事前、事中、事后控制相結合的方法,最大限度地避免不當行為的發生,保證勘察質量和投資效益最大化。
2. 嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度,加強相關人員培訓經過近年勘察設計資質換證,對勘察設計單位進行了一定的清理整頓,對規范市場起到了一定的作用。但應該清醒地看到,我國的勘察資質門檻很低,尤其是打破行業壁壘后不同行業間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數量來衡量技術水平不能如實反映勘察企業的技術實力。建議盡快實施注冊土木工程師制度,通過采用企業資質和個人執業資質雙重控制來規范勘察市場、促進勘察技術水平的提高。
3. 加強勘察設計單位的質量認證,健全質量管理ISO9001∶2000質量管理體系確立了以過程模式作為標準的結構。勘察設計企業應通過有效應量管理體系的要求,運用過程方法,采用PDCA循環進行巖土工程勘察的實施和管理,持續改進。提高勘察設計的能力,增加顧客的滿意程度。
關鍵詞:巖土工程 勘察 方法
中圖分類號:E271文獻標識碼: A
一、巖土工程勘察常見的問題
1 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。更有甚的是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。
2 勘察綱要編制不完整。部分單位勘察綱要內容不完整,甚至未經審核審定就施工。也沒有勘探點平面布置圖。個別單位甚至無勘察綱要。責任人簽名或儀器編號填寫不全。如室內土工試驗、野外施工記錄、靜探試驗記錄缺責任者簽名及試驗日期,缺乏可追溯性,部分漏簽、部分自動記錄靜探數據無責任人簽名。不少單位對勘察原始資料的校審未真正落到實處少數單位原始資料歸檔制度不完善,有的原始資料缺失。
3 忽視生態環境的論證。一些勘察單位對巖土工程設計、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。
二、巖土工程勘察的方法
1、工程地質測繪。
工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質是運用工程地質理論對地面的地質現象進行觀察和描述,分析其性質和規律,并藉以推斷地下地質情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據。在地形地貌和地質條件較復雜的場地,必須進行工程地質測繪,但對地形平坦、地質條件簡單且較狹小的場地,則可采用調查代替工程地質繪。高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況,起到指導其他勘察方法的作用。
2、勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。
勘探被用來調查地下地質情況,并且利用勘探工程取樣進行原位測試和監測,要根據勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段 ,能夠及時解決工程地質測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質情況,所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是,物探成果判斷方法的使用又受地形條件等限制,其成果需用勘探工程來驗證。鉆探和坑探也稱勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地質情況,在巖土工程勘察中也是必不可少的。其中鉆探工作使用最為廣泛,可根據地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質情況時,可采用坑探方法。坑探工程的類型較多,應根據勘察要求選用。勘探工程一般都需要動用機械和動力設備,耗費人力、物力較多。有些勘探工程施工周期較長,而且受到許多條件的限制,布置勘探工程需要以工程地質測繪和物探成果為依據,避免盲目性和隨意性。
3、原位測試與室內試驗。
原位測試與室內試驗的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數,包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優點是試樣不脫離原來的環境,基本上在原位應力條件下進行試驗,所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結構對巖土性質的影響。它試驗周期較短,效率高尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質。缺點是試驗時的應力路徑難以控制、邊界條件也較復雜。優點是試驗條件比較容易控制邊界條件明確,應力、應變條件可以控制,并可大量取樣。
4、現場檢驗與監測。
現場檢驗與監測的主要目的在于保證工程質量和安全,提高工程效益。現場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監理和質量控制。現場監測則主要包括各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中的結構物監測和對環境影響的監測等方面。檢驗與監測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術參數,并以此為依據及時修正設計,在技術和經濟方面更優化。
三、強化巖土工程勘察的措施
1 嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規律的懲罰。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規,對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監督管理,另一方面應積極推行工程監理全程化,采用事前、事中、事后控制相結合的方法,最大限度地避免不當行為的發生,保證勘察質量和投資效益最大化。
2 嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度,加強相關人員培訓經過近年勘察設計資質換證,對勘察設計單位進行了一定的清理整頓,對規范市場起到了一定的作用。但應該清醒地看到,我國的勘察資質門檻很低,尤其是打破行業壁壘后不同行業間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數量來衡量技術水平不能如實反映勘察企業的技術實力。建議盡快實施注冊土木工程師制度,通過采用企業資質和個人執業資質雙重控制來規范勘察市場、促進勘察技術水平的提高。
3 加強勘察設計單位的質量認證,健全質量管理ISO9001∶2000質量管理體系確立了以過程模式作為標準的結構。勘察設計企業應通過有效應量管理體系的要求,運用過程方法,采用PDCA循環進行巖土工程勘察的實施和管理,持續改進。提高勘察設計的能力,增加顧客的滿意程度。
4 采用先進的巖土工程勘察技術 在巖土工程勘測中,為了避免勘探點布置的隨意性,可使用克里格法。在巖土工程分析評價中,為提高精確度,可使用多道瞬態面波勘探技術和高密度點法。巖土工程勘測中,為了準確確定地基承載力特征值,可使用回歸分析。巖土工程勘測資料的整理中,為了保證成果的正確性,應使用計算機進行處理。
參考文獻:
[1]袁明.淺談巖土工程勘察方案的優化設計[J].巖土工程界.2007.(04).
關鍵詞:工程勘察;方法;分析
Abstract: the geological survey for the fundamental construction project in China is the main program, the geological survey for the design and construction work should be started before, and for building design and construction to provide the scientific and reasonable geological conditions and corresponding technical help. Building the foundation design is the key step in the design of construction projects, geotechnical parameter of scientific, reasonable relationship to the safety of construction foundation design, economy and rationality.
Keywords: engineering investigation; Methods; analysis
中圖分類號:U469.6+92文獻標識碼:A 文章編號:
巖土工程地質勘察的主要目的是弄清楚工程現場的地質情況并為其設計、施工提供地質勘察成果及各項巖土的工程參數,其勘察報告的質量對工程的安全和造價起到舉足輕重的作用。工程勘察成果的質量好壞將直接影響工程項目的施工安全性和工程造價的高低。基礎地質中巖土參數的科學提供不僅關系到基礎設計的安全性、經濟性,還包括工程施工的可行性論證。巖土工程勘察工作包括工程的現場鉆探、原狀土取樣、室內試驗和現場進行原位測試等方面,必須重視工程勘察的每一個環節都嚴格按照國家有關規范執行,同時結合當地工程的施工經驗,保證勘察結果的準確可靠性。高質量的巖土工程勘察報告在滿足國家相應
規范的基礎上,不僅能真實、客觀地反映勘察場地的地形、地貌、地層、地質構造、地下水、巖土性質和不良地質作用等問題,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。
一、我國城市民用建筑工程勘察存在的主要技術問題
地質形態:主要有不明地下物體、空洞及其分布形態、埋藏位置和埋藏深度的確定。界面劃分:主要有巖土體和巖石風化程度的界面劃分,地質構造和軟弱結構面的判定,以及不良地質體的地質界面等。
巖土參數:主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室、內外試驗的巖土層即粗顆粒土、殘積土和風化巖等。其巖土設計參數(承載力、變形指標等)難于確定。技術素質:主要是勘察技術人員知識的廣度和深度問題,勘察各專業缺乏內部溝通、技術交流,對各自技術服務的對象和技術發展狀況不了解。
綜合能力:主要表現在一部分勘察技術人員缺乏對勘察各專業的野外和室內原始資料的整理、分析、利用的能力、缺乏如何辨別真偽、去偽存真、補充印證、歸納總結的能力。
二、目前常用的巖土工程勘察的方法或技術手段
2.1工程地質測繪
工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質是運用地質、工程地質理論,對地面的地質現象進行觀察和描述,分析其性質和規律,并藉以推斷地下地質情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據。在地形地貌和地質條件較復雜的場地,必須進行工程地質測繪,而城市民用建筑場地的地形一般比較平坦、地質條件簡單且較狹小,因此可采用調查代替工程地質測繪。
2.2勘探與取樣
勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的,并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監測。應根據勘察目的及巖土的特性選用各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段,它的優點是較之鉆探和坑探輕便、經濟而迅速, 能夠及時解決工程地質測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質情況,所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是,物探成果判釋往往具有多解性,方法的使用又受地形條件等的限制,其成果需用勘探工程來驗證。鉆探和坑探也稱勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地質情況,在巖土工程勘察中是必不可少的。其中鉆探工作使用最為廣泛,可根據地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質情況時,可采用坑探方法。坑探工程的類型較多,應根據勘察要求選用。勘探工程一般都需要動用機械和動力設備,耗費人力、物力較多,有些勘探工程施工周期又較長,而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時應具有經濟觀點,布置勘探工程需要以工程地質測繪和物探成果為依據,切避盲目性和隨意性。
2.3原位測試與室內試驗
原位測試與室內試驗的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數,包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都借助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試與室內試驗相比,各有優缺點。原位測試的優點是:試樣不脫離原來的環境,基本上在原位應力條件下進行試驗;所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結構對巖土性質的影響,代表性好;試驗周期較短,效率高;尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質。缺點是:試驗時的應力路徑難以控制;邊界條件也較復雜;有些試驗耗費人力、物力較多,不可能大量進行。室內試驗的優點是:試驗條件比較容易控制(邊界條件明確,應力應變條件可以控制等),可以大量取樣。主要的缺點是:試樣尺寸小,不能反映宏觀結構和非均質性對巖土性質的影響,代表性差;試樣不可能真正保持原狀,而且有些巖土也很難取得原狀試樣。
2.4現場檢驗與監測
現場檢驗與監測是構成巖土工程系統的一個重要環節,大量工作在施工和運營期間進行;但是這項工作一般需在高級勘察階段開始實施,所以又被列為一種勘察方法。它的主要目的在于保證工程質量和安全,提高工程效益。現場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監理和質量控制。現場監測則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中的結構物監測和對環境影響的監測等方面。檢驗與監測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術參數,并以此為依據及時修正設計, 使之在技術和經濟方面優化。此項工作主要是在施工期間內進行,但對有特殊要求的工程以及一些對工程有重要影響的不良地質現象,應在建筑物竣工運營期間繼續進行。
三、巖土工程勘察領域中的技術
利用土工離心模擬技術檢查工程安全的可靠性解決城市民用建筑物淺基礎的地基變形特征、破壞模式及極限承載力,樁基礎的承載力和施工工藝對樁基礎承載力及變形的影響; 解決擋土結構的變形及破壞機理,土體與結構物之間的相互作用;了解動力工程、砂土液化、單樁和群在水平動荷載作用下的性狀。加強室內、外測試新技術(如多功能靜力觸探頭、標準貫入試驗、波速測試、靜載荷試驗等),和施工檢測、監測技術的使用,通過其所獲得的數據和資料,經過分析、對比,建立它們之間的經驗關系,并通過工程施工檢測、監測所獲取的實測資料反算得到的參數作為對比依據,確保所提供的巖土工程設計參數的可靠性。
隨著電子、電子計算機技術的飛速發展,發展了一大批集適時采集處理,軟、硬件功能于一體的工程物探探測設備,它具有采樣密度大、速度快、成本低、信息量大等特點。可以利用工程物探可連續加密測點的辦法來獲得連續的地質界面,從而有效的解決傳統鉆探手段以點帶面劃分地質界面時常帶來的漏判、劃分不準確等缺點。并且可以利用綜合工程物探方法有效地解決傳統勘察手段難于解決的諸多巖土工程問題,如地下不明物體、洞穴、軟弱結構面、滑動面、斷層、破碎帶等在地下的分布特征、形態、埋藏深度、位置,并且可以提供許多工程建設所需的巖土動力參數和設計地震動參數。
【關鍵詞】巖土工程;勘察報告;編制程序;技能方法。
前言
巖土工程勘察報告是建筑地基基礎設計施工的重要依據,報告是否正確反映工程地質條件和巖土工程特點,關系到工程設計和建筑施工能否安全可靠,措施得當,經濟合理。
一、如何提高報告的編寫能力
1、要具備牢固的地質地貌和工程理論地質基礎理論方面,主要是巖石學,構造地質學,第四紀地質學和地貌學,工程地質方面,主要是土質學,土力學,工程地質分析,工程動力地質學,工程地質勘察。
2、要熟悉和把握有關的規范規程規范規程既是經驗的總結,又是技術的指南,具有很強的勘察工作指導性,對于國家的,行業的,省和地方的有關規范規程,必須熟悉把握,并在具體勘察工作中認真執行。
3、要了解工作工的地質情況對于勘察地段的區域地質,水文地質,工程地質資料,應盡可能地搜集并熟悉。對于鄰近地段已有的工程地質勘察資料,也要盡可能了解,以便在勘察工作中發揮其參考作用。
4、要把握工程設計的基本要求和基礎施工的技術要點只要明確了工程設計的基本要求和基礎施工方法,作出的工程地質評價才能有的放矢,正確客觀,提出的建議才能合理使用。
5、要切實保證第一手資料的質量巖土工程勘察報告是工程地勘察的最終成果,一份高質量的勘察報告,必須來自于高質量的第一手原始資料。
6、提高綜合知識方面的技能,如基本的數理統計知識,文字表達能力,編圖技巧,綜合分析能力。
二、勘察工程報告的編制程序
1、外業和實驗資料的匯集,介入統計,此項工作應于外業結束后即進行,首先應檢查各項資料是否齊全,特別是實驗資料是否出全,同時可編制測量成果表,勘察工作量統計表和勘探點平面位置圖。
2、對照原位測試和土工試驗資料,校正現場地質編錄。這是一項很重要的工作,但往往被忽視,從而出現野外定名與實驗資料相矛盾,鑒定砂土的狀態與原位測試和實驗資料相矛盾,產生諸如此類的矛盾,或由于野外分層深度和定名不正確,或試驗資料不準確,應找出原因,并修改校正,使野外對巖土的定名或狀態鑒定與實驗資料和原位測試數據相吻合。
3、編制鉆孔工程地質綜合柱狀圖。
4、劃分巖土地質層,劃分巖土地質層,編制分層統計表,進行數理統計,地基巖土的分層恰當與否,直接關系到評價的正確性和準確性。因此,此項工作必須按地質年代,成因類型,巖性,狀態,風化程序,物理力學特征來綜合考慮,正確地劃分第一個單元的巖土層,然后編制分層統計表,包括中巖土層的分布狀態和埋藏條件統計表,以及原位測試和實驗測試的物理力學統計表等,最后,進行分層試驗資料的數理統計,查算分層承載力。
5、編繪工程地質沖面圖和其它專門圖件。
6、編寫文字報告,按以上順序進行工作可減少重復,提高效率,避免差錯,保證質量,在較大的勘察場地或地質地貌條件比較復雜的場地,應分區進行勘察評價。
三、勘察報告表論述的內容
1、地質地貌狀況。地質地貌概況林地質結構,地貌形態,可能對建筑工程產生潛在不良影響的不良地質現象等方面進行論述。
2、地基巖土層劃分及其物理力學性質。這一部分是巖土工程勘察報告著重論述的問題,是進行工程地質評價的基礎。A、分層原則。土層可按地質時代 成因類型,巖性,狀態和物理力學性質區分,巖層按巖性,風化程序,物理力學性質劃分,厚度小且分布局限的可作夾層或透鏡體處理,厚度小而反復出現的可作互層處理。B、分層編號方法,分層編號法有多種。
3、場地穩定性。場地穩定性評價應從幾個方面加以論述,。A、場地所處的地質構造部分,有無活斷層通過,附近有無發震斷層。B、地震基本烈表。C、場地所在地貌部位如地形平緩程序,是否臨江河湖海或臨近陡崖深谷。D、場地及其附近有無不良地質現象及其發展趨勢如何。E、地層產狀,節理裂隙產狀,地基土中有無軟弱下臣層,可液化砂土。F、地下水對基礎有無不良影響,報告還應對不良地質現象的防治,增強建筑物穩定性方面的提出建議。
4、地下水簡述。地下水是決定場工程地質條件的重要因素,勘察報告中必須論及地下水類型,賦存特征,穩定水位,地下水的補給和排泄條件,水位季節變化以及地下水對混凝土的侵蝕性等,地下水對混凝土的侵蝕性,應根據地下水試驗分析報告綜合判定。
四、圖表編制要覽
(一)主要圖件的反映(1)神探點(鉆孔)的平面位置圖。表示的主要內容A,建筑平面輪廓B、鉆孔類別,編號,深度和孔口標高,座區分出技術孔,鑒別孔,抽水試驗孔,取水樣孔,地下水動態觀測孔,專門試驗孔。C、剖面線和編號,沖面線應沿建筑周邊,中軸線,柱列線,建筑群布設,較大的地工,應布設縱橫沖面線。D、地質界線和地貌界線。E、不良地質現象,特征性地貌點。F、測量用的坐標點,水準點或特征地物。G、地理方位,對于較小的場地,一般僅表示A、B、C、F、G五項內容。標注地理方位的最大優點在于文中敘述有關位置時方便,此圖一般在甲方提供的建筑平面圖上補充內容而成。
(二)鉆孔工程地質綜合柱狀圖。鉆孔柱狀圖的內容主要有地層代號,巖土分層序號,層頂深度,層頂標高,層厚,地質柱狀圖,鉆孔結構,巖心肝要取率,巖土聯樣深度和樣號,原位測試深度和相關數據,在地質柱狀圖上,第四系與下伏基巖應表示出不整合接觸關系,在柱狀圖的上方,應標明鉆孔編號,坐標,孔口標高,地下水靜止水位埋深,施工日期等,柱狀圖比例尺一般采用1:100或1:200。
(三)主要附表,插表。(1)巖土試驗成果表。按巖、土夫婦別分層,按孔號,樣號順序編制,每一分層之后列出統計值,如區間值,一般值,平均值,最大平均值,最小平均值。(2)原位測試成果表。分層按孔號,試驗深度編制,要列統計值,并查算分層承載力標準值。(3)鉆孔抽水試驗成果表。按孔號,試段深度編制,列出靜止水位。降深,涌水量,單位涌水量,水溫和水樣編號。
(四)合理化建議。勘察報告要解決的問題在于結論與建議中給出。它是在對前期各項工作成果進行總結之后提出的簡明扼要的評價和建議,一般包括以下幾點(1)對場地條件和地基巖土條件的綜合評價。(2)結合建筑物的類型及荷載要求,論述地基各巖土層作為基礎特力層持可能性和適宜性。934)選擇持力層,建議基礎形式和埋深,若采用樁基礎,應建議樁型,樁狀,樁長,樁周土摩擦力和樁端土承載力特征值的經驗值。(4)地型、樁徑、樁長、樁周土摩擦力和樁端土承載力特征值的經驗值。(5)基礎施工中應注意的有關問題。(6)按照國家抗震規范要求提供建筑場地的抗震設防烈度。(7)其它需要專門說明的問題。根據工程勘察項目的實際情況,盡量使勘察報告內容齊伍,重點突出,結論明確,合理適用。
五、結束語
掌握高質量的第一手原始資料才能編寫出一份高水平的勘察報告,因此勘察報告的編寫者,必須經常到施工現場掌握有關勘察情況,最好是參與現場編錄工作,另外還要提高綜合知識方面的技能如數理統計知識,文字表達能力,綜合分析能力等知識的運用,方能編寫出高水平的勘察報告。
參考文獻
[1]中國工程建設標準化協會,建筑工程勘察文件編制深度規定[S]。
關鍵詞:巖土工程勘察;軟弱層;劃分;特點;處理方法
中圖分類號:U469文獻標識碼: A
由于軟弱層中具有非常高的含水量,其承載力也較低,在荷載作用下滑動或固結沉降等問題極易出現,這使得在建筑、大型橋梁、高路堤、大量的涵洞、通道等處的施工安全不能得到保證,軟弱層會對其造成一定的危害。所以,在施工中,對軟弱層的處理非常關鍵。
1巖土工程勘察軟弱層的劃分及其特點
軟土一般是指在靜水或緩慢流水環境中沉積而成的、天然含水量大、壓縮性高、承載力低、透水差的一種軟塑~流塑狀態的飽和黏性土層。它主要包括內陸湖塘盆地、江河海洋沿岸和山間洼地沉積的各種淤泥和淤泥質黏性土。軟土常因生物化學作用含有較多的有機質、天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1.0。當天然孔隙比大于1.5時,稱為淤泥;當天然孔隙比大于1.0而小于1.5時,稱為淤泥質土。
軟弱層在進行使用的過程中具有以下幾方面特點。第一,軟弱層軟土容易下陷,造成建筑物地基、路基出現沉降,導致建筑物、路面出現開裂破壞,造成建筑物無法正常使用、結構物無法正常銜接。軟弱層沉降變形是當前巖土工程建設過程中的常見問題,對巖土工程建設具有非常重要的影響。第二,軟弱層活性較高,穩定性較差。軟弱層局部或整體剪切力很容易受到外部作用力的改變而變化,導致形成塌方、不穩、破壞等狀況。在進行施工的過程中,軟土自身很容易松動,造成路面開裂,結構物銜接出現沉降差異。第三,軟弱層具有明顯的結構性和流變性,整體靈敏度高于4,一般經過外界擾動后很容易造成抗剪強度衰弱。
2加強對巖土工程勘察軟弱層處理的必要性
社會經濟的快速發展,不斷促進我國公共建筑事業及交通運輸事業的發展。建筑物規模日益增加,深基坑規模也日趨增大,軟弱層中開挖,若支護措施不當,極易造成基坑的垮塌。與此同時,更是對交通設施的質量提出了更高的要求。尤其是交通運輸需求量的不斷擴大和大型運輸車輛的出現,又給道路橋梁施加了更大的壓力。這就使道路橋梁的質量逐漸成為我國交通運輸事業中最為核心的問題,而軟弱層又是影響道路橋梁質量的最主要因素。由此可見,解決好軟弱層給道路橋梁施工帶來的不利影響,才是當前我國交通運輸事業的當務之急。
對軟弱層進行處理,主要是通過采用人工的方法對軟弱層的滲透性和變形性加以改善,進一步提升軟弱層的承載力,防止道路橋梁在使用的過程中出現斷裂、變形、下陷和沉降等現象。使軟弱層具備更加穩定和牢固的性能,保證交通運輸的安全性和各地區之間交通運輸的暢通。
3巖土工程勘察軟弱層的處理原則
對于新的工程建設,首先應當考慮的是利用天然地基。對于淤泥質土,要利用其上部較好的土層作地基持力層,如果上部土層較薄,則要注意避免施工過程中對淤泥質土的影響;對于性能較穩定的工業廢料和雜填建筑垃圾,若其具有良好的密實度和均勻性,則可使用其作為地基。如果地基無法滿足施工要求,則應進行處理,根據軟弱層的土質情況和施工實際情況,主要從以下幾點對軟弱層進行改善:(1)提高土質的抗剪強度,確保地基穩定;(2)改善地基的透水特性,減少水滲漏,防止由于滲流造成地基破壞;(3)降低土的壓縮性能,確保地基沉降量在允許的范圍內;(4)減少或消除土的漲縮性和沉陷性造成的地基變形,保證構造物的正常使用;(5)改善土的動力性能,避免由于土的震動液化而使地基
喪失穩定性。
4巖土工程勘察軟弱層的處理方法
4.1軟弱層表層施工工藝
由于軟弱層結構穩定性差,需要對其表層做排水、鋪設或是增添材料等處理,以提升其表面強度,來滿足路橋機械施工的需求。具體的表層施工工藝有:
4.1.1表層排水法
對于自然土質比較好但含水量過大的地基,進行填土前,應開挖一些鋪設有反濾層保護下的多孔排水管和寬度為0.5m、深度約0.5~1m的地表溝槽進行排水,以降低地基含水量,確保施工設備可以正常通行,在此過程中,溝槽的布置應順著地表本身的自然坡度,且相互間隔越小越能增強溝槽排水量,在填土之前應往溝槽內加透水性強的碳砂礫或碎石使其變成盲溝,填土沉降時注意坡度的變化;不使來自四周挖方部位的地表水、滲透水浸入填土;溝槽的間隔要盡可能加密,以增大排水能力,即使有部分溝槽被切斷也不會妨礙整體排水。溝槽的構造尺寸一般取寬0.5m,深0.5~1.0m。填土之前在溝槽內用透水良好的砂(砂礫)回填成為盲溝。溝槽內埋設多孔排水管時,必須用優質反濾材料加以保護。
4.1.2鋪墊材料法
對于土層不均勻的軟土地基來說,因其有出現局部不均勻沉降以及側向變位的可能性,所以有必要在地基上鋪墊一些化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等材料,利用所鋪墊材料的抗剪和拉抗力,來增強施工機械的通行,均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側向變位失穩,保證施工機械的正常安全通行。
4.1.3添加劑法
對于表層為黏性土的軟土地基,可以向其中添加生石灰、 熟石灰、 水泥等添加劑,以起到降低地基含水率、 增強土壤的固結程度, 改善黏土性質, 提高土體穩定性的作用, 同時改善地基的壓縮性能和強度特性,確保大型施工機械正常安全通行。
4.1.4砂墊層工藝
對于含水量大而軟土層非常薄的軟土地基,其上層可以鋪設一層厚度為 0.5~1.2m的砂墊層,這樣可達到固結軟土層,使砂墊層起到上部排水層的作用;同時,砂墊層又成為填土內的地下排水層,以降低填土內的水位;在進行填土及地基處理施工時,為施工機械提供良好的通行條件。
在具體施工時需注意:在確定砂墊層厚度時,應考慮機械的重量,輪胎對地面接觸壓力,偏心程度及軟土地基表層強度等。在極軟地基上,僅用砂墊層來確保大型施工機械的通行,往往需要較厚的砂墊層,所以常與表層排水或鋪墊材料等法并用。砂墊層施工時應設放樣板,以保證粉土鋪灑均勻。
4.2軟弱層沉降處理措施
地基沉降是巖土工程施工期常見的問題,也是對路橋工程整體結構的穩定性、可靠性、安全性破壞力很強的因素。在路橋工程的施工階段,相關單位可以在結合工程實際情況,通過加載預壓、鋪墊,砂井排水、塑料排水帶排水等工藝對地基沉降現象做出相應處理。
4.2.1加載預壓法
加載預壓法促進軟弱層的沉降,增加了地基的強度,防止填土路面沉降被破壞。地基固結沉降的方法主要是減少間隙水壓提高效應力法和地基增加總壓法。減少間隙水壓提高效應力法是依靠大氣的壓力加載促進固結大氣壓加載法,地基增加總壓法是利用填土荷載式填土加載法。降低地下水法適用在上部和中間有砂層的地基,要在施工區間打入鋼板來圍護,這樣能降低地下水位,同時也不會影響周圍的環境。填土加載法和自沉時間、載荷重量都是有必然聯系的,其目的是路面鋪裝完殘余的沉降量得到控制,當難以保證地基穩定和加載重量過大的時候應該考慮與緩速加載法結合使用。
4.2.2砂井排水
砂井排水主要是確定砂井的位置間距和砂井的直徑。井距常用范圍為2~4m,一般砂井直徑為0.2~0.3m,平面上呈矩形或梅花形布置。為了穩定,以填土坡面下為處理對象;為防止沉降,主要以路基頂面寬度下作為處理對象。設計排水砂井時,首先假定施工方法、砂井直徑、排水距離和改良范圍。然后進行穩定及沉降計算,若不能滿足時,修正假定數據,再進行計算。注意事項:查看是否有砂層存在;防止擾動四周土。
在砂井施工之前,地表面先鋪一砂墊層。并設置排水溝,使填土內不致有較高的地下水位。打入排水砂井。其方法有打入式、振動沉樁式、射水式、螺旋鉆進式及袋裝式等。一般的沉入深度為15~20m。
4.2.3塑料排水帶排水
塑料排水帶排水濾水性好,排水暢通,排水效果有保證。施工快、工期短,每臺插板機每日可插板15000m以上,造價比砂井低。可在超軟弱層上進行插板施工。但是塑料排水帶在空氣中易老化,施工時應嚴格按照設計要求進行施工。塑料排水板在施工過程中應保證板不扭曲、還要保證透水層沒有被污染的同時透水膜不損壞;塑料排水板宜采用濾水膜內平搭接的方法連接,搭接長度不得小于200mm。
4.3水泥粉煤灰碎石樁法
水泥粉煤灰碎石樁法也就是少量水泥、粉煤灰、碎石,加水進行拌合,利用長螺旋鉆管內泵或者振動沉管打樁機具制成粘結度較高的樁,通過褥墊層使樁和樁間的土形成復合地基。目前,很多工程在施工的過程中通常采取粉煤灰由水泥進行代替,也就是素混凝土樁,強度等級一般是C10~C20最為合適,不能過高。通過大量的實踐證明,保證CFG樁質量的前提下,要注意選取合適的施工工藝,能夠使工程的需要得到滿足,能夠得到很高的承載力。
4.4鋼筋混凝土管樁法
在道路橋梁施工的軟弱地基處理中,鋼筋混凝土管樁法是當前我國加固地基較新的樁型。在施工現場,利用專用機械澆筑混凝土管樁,加大管樁與土體的摩擦力,增強單根管樁的承載力。鋼筋混凝土管樁法施工進度快,實用效果好,經濟效益高,持久性強,可以廣泛應用于各種軟弱地基的加固處理。
4.5 凍結法
凍結法采用液態氮或二氧化碳膨脹的方法,或采用普通的機械制冷設備與一個封閉式液壓系統相連接,而使冷卻液在內流動,從而使軟而濕的土進行凍結,以提高土的強度和降低土的壓縮性。適用于各類土,特別在軟土地質條件,開挖深度大于7-8m,以及低于地下水位的情況下是一種普遍而有效的施工措施。
5結語
隨著我國路橋事業的發展,軟弱層處理不當的危害越來越明顯了,如果不及時處理或處理不當,會造成道路沉降不均勻,甚至損壞整個路基的現象。目前我國軟弱層處理還是一個比較難的工程問題,還要在很長的一段時間內摸索和研究,克服建設、設計、科研等相互脫節的通病,提出更好的處理措施,提高公路的穩定性和安全性,減少工程事故的發生。
參考文獻
[1]施洲輝.淺談建筑工程中常用軟弱地基處理措施[J].湖北水利水電職業技術學院學報,2013(15)
關鍵詞:巖土工程;勘察技術;復雜地質
中圖分類號: U469.6+92 文獻標識碼:A
1、在復雜地質條件下的主要勘察技術方法
對于巖土層的評價指標以及相關的參數為了能夠有效地作出測量,必須要遵循具有高實用性和針對性強的基本原則和相關規范,在勘察的具體工作過程中,我們經常用到的勘察技術主要包括地質鉆探、波速測試靜探、室內試驗、地質測繪、地質勘查取樣等多種不同的勘察方法。
1.巖層鉆探
一般使用臺式鉆機或者是DPP-100車裝鉆機進行鉆探,在實際的鉆探工作中一般我們都是采用泥漿護壁,回轉的鉆進,全部采芯的方法,砂土層巖芯要大于75%的采取率,而粘性土巖芯則要人于90%的采取率,同時詳細記錄各土層的垂直方向和水平方向所產生變化,仔細地描述和觀察各個土層的宏觀特點,以更好地對地層的結構分布進行研究,要詳細分析不同深度的地層樣本,對勘察工作的相關指標進行確定。
2.室內試驗
要有針對性的安排室內試驗對擬建場環境中所存在的巖土工程具體問題進行詳細分析,利用室內試驗,科學合理地對巖土的各項相關物理學指標進行判定,為巖土工程的分析和評價提供更為有效的標準,在一般情況下,對物理性指標的實驗主要包括:對土層的物理性質進行顆粒分析、測定壓縮試驗以及水質分析等等。
3.地質測繪
地質測繪在復雜地質條件下的主要目的是細致地對所屬地區的地形進行分析和調查,深入地研究該地區的地質地層構造、地貌特點以及所存在的一些不良地質情況等,以在復雜地質條件下更好地對地貌單元、巖土的形成原因、巖土的具體分布情況、巖土形成的年代以及巖土的性質進行劃分,并做好對巖土層風化程度的具體鑒定工作等等。
4.原位測試試驗
一般采用原裝的液壓靜力觸探探頭進行測試工作,對所采集到的信息電腦會作出分析和整理,當在試驗中貫入標準后,對于這一試驗則可以采用落錘的自山落體法來完成,要在試驗之前做好清孔工作,并確保落錘速度能夠保持在每分鐘20次左右,在地基的勘察工作中,另外一種原位測試的方法就是動力觸探,對于風化基巖物理力學的性質指標,利用動力觸探方法能夠得到非常準確的結果,可以說是一種非常有效的方法。
2、巖土工程勘察新技術的應用
積累了十多年的工程實踐經驗,尤其是新時期改革開放以后,我國巖土工程勘探技術已經取得了巨大的發展,勘察水平獲得了顯著地提升,完全有能力進行各種工程量大且復雜的勘察以及施工,如核電站建設,高層建筑等。由于巖土工程的勘探在整個工程實施中具有非常重要的作用,因此工程勘探時必須要嚴格遵循國家的各項規格要求進行,以保證工程的質量。
3.1數字化勘察技術
在新時期內,數字化運用得到飛速的發展,以往的工程勘察技術也漸漸向數字化勘察邁進著,這在一方面遵循了發展的內在要求,另一方面也體現了發展的必然趨勢。此類勘察技術在運用中主要有兩大方法:①數字化建模方法;②地形建模方法。由于數字表面模型能夠真實地顯示區域內地形的起伏狀況,因此目前我國主要使用此類建模方法進行巖土工程勘察。這種建模方法的工作原理主要是用一種精確的方式來表示地形表面的情況,換而言之即為將一些性質相同的點在遵循一定要求的前提下互相連接起來,形成一個網狀的表面圖,通過這個曲面圖進一步來分析確定整個地形區域的屬性。此建模方法中運用到的數據信息是通過測量得到的一些較為分散的資料,其中含有幾何和屬性特征的數據,將這些數據集中起來分析測量結果從而構造此巖土工程實施區域的地質體界面。
第二種建模方法則是以工程施工地區的OEM數據信息為前提,通過疊加遙感影像這種方式呈現立體地形的圖像。
除此之外,地質三維數字化也是一個具有非常高技術含量的工程勘察新技術。這項新技術是利用電腦技術對地下的各項內容如石油、土層、巖石等進行三維數字化處理,將各項內容的性質狀態和特征等分別呈現于三維空間中以并三維數字化對其進行統一描述。
但目前數字化勘察技術也存在一些問題:由于地下空間的分布具有非常高的復雜性以及不確定性,而此項技術中的數據分析則是根據已經檢測中的離散點插值獲得的,若單純地從地下空間中將離散點分離出來,對于三維地質工程則不能有效地對其進行屬性分析。再加上在計算過程中的數據與真實情況差距很大,且在三維數字化技術中運用的條件如地質應力等相對簡單,導致建立的三維描述并非十分精確,通常情況下存在較大誤差和缺陷。
3.2數字化巖土勘察工程數據庫系統
與以GIS為基礎的巖土工程勘察有關的數據信息,一般為地理信息數據,主要可劃分為兩大類:①為空間數據;②為非空間數據。而這些數據主要來自于:①基本地理數據。含有地形地貌各項數據圖以及自然區劃數據圖;②巖土工程勘察數據。包含在施工區域探究的工程地質勘探信息,涵蓋了各勘探區域的全部內容,如地理、四周環境、巖土性質和特征等.也包括了各種施工場地的地表信息,比如年代、沉積相、液化等級等。進行數字化巖土勘察工程數據庫系統的一般順序主要是:
(1)勘察數據庫的概念模型設計。作為一個集中各項數據并且處理較為困難的數據庫應用問題,巖土工程勘察數據庫管理是此類數字化系統的基本工作之一只要將地質實體與有關的性能行為分離開來,才能夠得到顯示信息世界的概念模型,并以測量的真實數據為基礎,間接建立概念數據模型研究數據實體和性能及相互之間的關系,同時要以此為前提設計一個對應數據庫表結構。
(2)數據庫的建立與實現。此類工程的一體化系統數據可劃分為三種,分別是用戶原始數據,系統中間數據以及最終數據。第一種數據由各分散的測點數據組合而成,其中的測點數據又包括幾何屬性以及信息屬性數據;第二種數據是基于第一種數據系統電子化而自動形成的,包括地表等值線模型、三維表面模型、剖面模型等,以這幾種模型為基礎,能夠制作出用戶要求各異的圖件,并且能夠實施多類信息查詢操作功能;第三種數據包含了各種各樣的類型,通常是按照用戶的要求,根據中間數據獲得,含有圖形文件以及文檔文件。
3.3發展測試新技術
測試新技術技術是進行巖石工程勘察實施的基礎,由于我國這一項技術還處于發展階段,因此水平與一些發達國家之間存在著不小的差距。其中的一個較大的問題主要是因為參數測試技術還未達到一個成熟的階段。如若要對此項技術進行改進,則要結合以往的測試方法再著重于現代物理科技在此方面的運用。除此之外,土工測試的發展也將從第一代、第二代跨越到第三代的先進科技,即沒有孔也沒有損害的測試技術。由于這項技術的開發必須要建立在硬件支持的基礎之上,因此這就在客觀上要求設計者投入更多的精力于提高測試中儀器設備精準性,使工作的效率不斷提高。
4、結語
隨著巖土工程勘察技術的不斷進步,巖土勘察工作者不僅要學好理論知識,而且要加強理論與實踐的有效結合,掌握新興的勘察技術,提高工作質量。不斷研究新情況,解決問題,同時加強技術的創新,為我國經濟建設做出貢獻。
參考文獻
關鍵詞:工程勘察;靜力觸探;套管護壁;采集數據
中圖分類號:TU471 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)19-0107-02
工程勘察是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。起源于20世紀初,我國則是在1949年以后才有了長足的進步和發展,今天,工程勘察已成為工程建設中不可缺少的一個重要組成部分。近20年來,隨著物探、鉆探、測量等在設備、儀器、新技術、新方法、新手段方面不斷推陳出新,從外業資料收集和內業資料整理的工作程序、工作方法、產品成果、質量標準等均與傳統的工程勘察有了較大的差異。
工程勘察是工程建設中不可缺少的一個重要組成部分,工程勘察工作的質量,對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。在工程勘察工作實踐過程中,由于地質問題引起的工程事故時有發生,輕則修改設計延誤工期,嚴重時造成工程失事給人民生命財產帶來重大損失,這些事故的發生使一些歷史遺留及客觀存在的問題日顯突出,筆者將從事工程勘察工作20多年的一些心得體會,提供給工程地質專業技術人員在工作中參考。
1 淺部土層簡況
某地區為濱湖沖積平原,地形總體較平坦,地面高程在32.2~38.0m之間。本區第四紀以來,沉積了80~200m的土層,其淺部土層主要由全新統和上更新統組成。
Q4(全新統):一般厚度為7~18m,顏色為土黃、灰黃、黑灰色,巖性以黏性土、粉土為主,夾1~3層淤泥質土,層狀結構,層理明顯,植物根系跡象發育,底部以穩定分布的淤泥質土與下組分界。
Q3(上更新統):一般厚度為13~36m,顏色以褐黃色為主,巖性以黏性土、粉土、粉細砂為主,粉粒含量高,水平層理明顯,見蟲跡通道,局部偶見淤泥質,含小鈣質結核,見有螺、蚌化石及碎片,局部富集,底界以見厚層棕色砂姜、粉質黏土為標志層。
2 勘察中存在的困難
由于土層約10m以上是Q4全新統,主要是以粘性土和粉土組成,其中夾2~3層淤泥,粘性土多為軟塑,粉土局部液化;約10m以深為Q3土層,多含數層細、中砂層薄層,且地下水位埋藏深度不均勻,一般為1~3m,局部水位較深約為7~8m。由于土層的特殊性,在實際的勘察中存在諸多困難。
鉆探過程中,上部的部分回填土和液化土(粉土)經常塌孔,導致無法取原狀土樣和埋鉆;由于地形條件的限制,當使用小功率鉆機時,10m以深經常打不動,靜壓取土取不動。這些情況不僅嚴重影響工程質量,而且經常損壞設備。
靜探施工,使用手搖式靜探設備進行施工,不僅只能施工至10m左右,而且效率也非常低;使用大液壓靜探施工,當施工至20m左右時,由于下部土層較硬,上部軟弱土層中的探桿容易折斷,不僅損壞設備,而且容易傷人。
由于上述情況和原因,致使工程勘察質量較低,工期不能按時完成,不僅為工程建設質量埋下隱患,而且信譽受損,失去勘察市場。
傳統常規的工程勘察方法無法達到施工目地,根據多年工程地質勘察經驗,我們創新了適合部分軟土地層情況的工程勘察新技術和新方法。
3 巖土工程勘察新技術、新方法
3.1 鉆探
隨著市場高層建筑物越來越多,針對本地區的地層情況,為了滿足相關規程、規范的要求,工程勘察的鉆孔設計深度達到了50m,而本區Q4地層厚度在7~18m之間,主要由粘土、粉土(局部液化)組成,多夾含數層淤泥,且地下水埋深較淺。
對于20m以上地層,由于土質較軟,為了保證所采土樣的原始性,采用靜壓法從鉆孔中取原狀土樣。由于存在雜填土、粉土及淤泥,施工中經常出現塌孔,我們設計了深度套管護壁的方法,套管底口進入Q3地層約1m,如圖1所示。
對20m以深的地層,由于土質較硬,且多含一定量的砂姜,靜壓法無法取出原狀土樣,通常采用巖芯管回轉鉆進取土的方法。
3.2 靜力觸探
針對本區地質條件及鉆孔深度,采用兩種設備和方法。
深度小于20m的鉆孔,我們改裝了DPP100汽車鉆,通過設計一個咬合帽和定位盤,利用DPP100汽車鉆機的液壓系統給壓,探頭為雙橋探頭,觸探儀的錐底截面積為10cm2,側壁面積為200cm2,采用全自動數字采集儀記錄。 由于每次步進1m,且液壓系統速度可以人為控制,因此,這種方法能夠提高施工速度和效率,如圖2所示:
深度大于20m的靜探孔,采用雙缸液壓靜探儀,觸探儀的錐底截面積為15cm2,側壁面積為300cm2。由于地表10m以下存在較厚軟弱土層及液化土層,按傳統靜探施工方法,探桿在軟弱土層中易折斷,造成設備報廢,如果靜探施工不到位,那么采集的數據不完整,就不能取得較真實的土的物理指標和力學指標,提交的成果就不可靠,易造成工程質量事故。根據本區上部土層特點,我們創新了套管護桿分段采集的方法,這種方法主要是對靜探孔分兩段進行采集:對上部的Q4地層,按傳統的方法進行采集數據,施工至Q3地層內約1m(深度礦區約在10m左右),然后在靜探儀處于工作(暫停)狀態中,拔出探桿,利用小徑無芯鉆頭鉆進至上段探頭所達到的位置,下入鋼質套管,要保證套管和探桿之間的環狀內壁距離在1cm左右,再下入探桿至套管底口位置,接著上次采集的數據繼續采集。采用這種方法靜探施工深度可達35m,這有力地保證了工程質量,如圖3所示。
4 結語
根據部分軟土地區的地質條件的特殊性,我們創新了工程勘察施工的新技術和新方法,這些施工技術和方法在本區工程建設中得到了廣泛應用,收到了非常好的效果,有力地保證了工程建設的質量。
參考文獻
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