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【關鍵詞】巖土工程;勘察
1 新時期巖土工程
巖土作為支承體:房屋建筑、道路、橋梁、棄渣場、各種大型設備等等,都建造在巖土體上,巖土體作為地基,作為支承體,研究的主要問題是承載力和變形問題、穩定問題。巖土作為荷載或自承體:邊坡工程、基坑工程、露天采礦工程等地面工程開挖,隧道、地下洞室等地下工程開挖,面臨的是另一類穩定和變形問題。這時,巖土體擔任的角色,既可能是荷載,也可能是自承體。同時,地下水的時空分布狀態常常具有舉足輕重的影響。巖土作為材料:填方工程,特別是大面積高填方、填海造陸,要用大量巖土作為回填材料;水工圍堰、水利大壩、填筑路堤等也用巖土作為當地材料,就近取材。這些工程除了研究其穩定和變形等特性外,巖土材料的質量、數量、運距和施工質量控制是主要的巖土工程地質問題。地質災害的防治:巖溶、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等地質災害,對工程構成嚴重威脅,防治工程必須針對具體地質條件和地質演化規律進行設計和施工。場地和地基的地震效應也是巖土工程的一部分。環境巖土工程:隨著人們對環保意識的重視,地質和水文地質環境的評價、廢棄物的衛生填埋、土石文物的保護等等,都涉及復雜的環境巖土工程問題,環境巖土工程正日益受到更大的重視。
以上各類工程,不僅涉及天然巖土,還包括各種人工土,包括對天然土的加固和改良,利用排水、壓實、加筋、改性、注漿、錨定、設置增強體等人工改造方法,改變巖土體的強度、變形和滲透等性能。巖土加固和改良是巖土工程的重要組成部分,也是近年來新興起來的一門新的巖土工程技術。
2 巖土工程和其它專業的關系
2.1 巖土工程與工程地質的關系
二者的區別:工程地質是地質學的一個分支,是研究與工程建設有關地質問題的科學。工程地質學的產生源于土木工程的需要,其本質是一門應用科學;巖土工程是土木工程的一個分支,其本質是一門工程技術。從事工程地質的是地質專家(地質勘察師),側重于研究地質現象、地質成因和演化過程、地質規律、地質與工程的相互作用;從事巖土工程的是工程師,關心的是如何根據工程目標和地質條件,建造滿足使用功能要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設中的巖土技術問題。因此,無論學科領域、工作內容、關心的問題,兩者都是有區別的,各自的側重點不同。但是,二者的關系又非常密切。工程地質是巖土工程的基礎,巖土工程是工程地質的延伸,雖然不一定十分準確,但有一定道理。巖土工程師面臨的巖土材料,無論性能和結構,都是自然形成的,都是經過了漫長的地質歷史時期,是多種復雜地質作用下的產物。對巖土的性能和結構,只能通過勘察來查明,而又不能完全查明。
一些關鍵性的問題,需根據地質規律推測或預測。尤其在地質構造復雜的山區,有經驗的工程地質學家,通過大量的地面地質調查,綜合分析就可大致判斷、推斷地質構造的框架、輪廓,利用物探、鉆探、槽井探等勘探手段揭示,由粗而細,由淺入深,構畫出工程地質模型。
2.2 巖土工程和結構工程的關系
巖土工程和結構工程關系密切,這是顯而易見的。無論房屋結構或橋梁結構,都建造在地基上。地基是否穩定,直接影響結構的安危;地基是否會產生過量變形,直接影響結構的使用功能,產生的次生應力可能使結構超過設計極限。地基出了問題又很難補救。因此結構工程十分關心地基的穩定和變形。現在,一般地基設計均由結構工程師考慮上部結構要求統一完成,只有復雜地基基礎問題或需專門處理的地基才要求巖土工程師參與。同樣,巖土工程師在進行地基的勘察設計時,必須詳細了解結構的型式、荷載及其分布,特別是基礎的型式和剛度,了解對地基變形的限制要求,以便有的放矢。巖土工程師與結構工程師的密切配合至關重要。結構和地基是一個整體,相互作用,相互影響。地基的變形會改變結構的應力,結構的荷載分布和不同剛度會產生不同的地基變形。人們常常用調整基礎和結構剛度的辦法來適應地基變形,地基、基礎和上部結構的協同作用分析是當前的熱門話題。反過來,也可通過地基處理提高地基的承載力和剛度來適應上部結構的要求。巖土工程與結構工程,你中有我,我中有你,互相搭接,互相重疊的例子不勝枚舉。例如樁基礎,作為結構的延伸,是結構的一部分,但樁基的承載力和變形則主要取決于巖土,與巖土的關系更為密切。結構工程師應當具備必要的巖土知識,巖土工程師也必須具備必要的結構知識。
3 巖土工程的主要特點
巖石的裂隙性和土的孔隙性是巖石和土區別于混凝土、鋼材等人工材料的主要特點。
3.1 巖石的裂隙性
巖石總是或稀或密、或寬或窄、或長或短地存在著各種各樣的裂隙,這是巖石區別于混凝土的主要特點。這些裂隙有的粗糙不平,有的光滑;有的平直,有的彎曲;有的充填,有的不充填;有的產狀規則,有的規律性很差。裂隙的成因復雜多樣,有巖漿凝固收縮形成的原生節理,有沉積間斷形成的層理,有構造應力形成的構造節理,有表生作用形成的卸荷裂隙和風化裂隙,還有變質作用形成的片理、劈理等等,在巖石中構成極為多樣非常復雜的裂隙系統。人們將巖石和裂隙視為一個整體稱為“巖體”,將裂隙概化為“結構面”。
3.2 土的孔隙性
根據土力學解釋:土是一種散體結構的材料,存在孔隙。對于飽和土是固、液兩相;對于非飽和土,是固、液、氣三相。于是產生了有效壓力和孔隙壓力;孔隙壓力又有孔隙水壓力和孔隙氣壓力。在飽和土中,由于孔隙水壓力的增長和消散,不同的加荷速率地基承載力不同;是否及時支撐,對軟土基坑穩定有不同的表現;滲透系數和地層組合的差別,導致基礎沉降速率的差別等等。飽和土中的超靜水壓力可導致擠土效應,使樁被擠斷、擠歪和上?。坏卣饡r的超靜水壓力導致砂土和粉土液化。非飽和土的孔隙氣壓力形成基質吸力,基質吸力隨著土中含水量的增加而降低,因而是不穩定的。膨脹土和黃土隨濕度的增加而強度顯著降低,非飽和土基坑雨季容易發生事故,花崗巖殘積土邊坡暴雨容易發生淺層滑坡,都和基質吸力降低有關。總之,把握好孔隙壓力是巖土工程的重要關鍵。
【關鍵詞】水工環地質;巖土工程;運用;發展
水工環地質與巖土工程理論屬于巖土工程學領域的一部分,早期的兩種理論比較分散,分為水文地質和工程理論,后來經過不斷的發展形成了現在的水工環地質與巖土工程理論[1]。并且這個理論在近年得到了很大的發展,由理論發展出的施工技術也越發成熟,已經形成了一個完整的理論體系,有力的指導著巖土工程施工建設。
一、水工環地質理論
(一)水文地質核心理論的形成
1856年發表的達西定律被認為是水文地質理論形成的雛形,后來在不斷的發展過程中逐漸成熟,到現今已經擁有了悠久的歷史[2]。我國的水文地質起步較晚,主要是因為我國限制條件較多,這些限制條件也阻礙了水文地質的發展步伐,我國相關學者經過不斷努力,在1952年終于將水文地質理論引進地質學院進行研究,在20世紀60年代,我國研究出適合我國國情的水文地質教材[3]。
(二)工程地質核心理論的形成
隨著經濟的發展,工程地質也加快了其發展步伐,我國的工程地質理論不斷完善,現今已基本成熟,這也表示我國工程地質工作已經走上了正軌,已經有能力指導我國的工程建設。工程地質的發展促進了我國經濟的有序發展。成熟的工程地質理論有力的推動著工程地質工作的發展,也被廣泛應用于水利工程、鐵路工程和電力工程等領域。
(三)環境地質核心理論的形成
20世紀80年代是國際上的環境地質理論正式形成的時期,我國的環境地質理論緊隨世界潮流,跟上了世界環境地質理論的發展進程[4]。我國由于改革開放的發展,環境問題不斷加劇,一定程度上阻礙了我國經濟的全面發展。環境地質工作就是全面調查分析這些環境問題出現的原因,從而制定出相應的應對方案,解決這些環境問題。我國曾在召開的地質環境大會中將我國的環境問題進行了展示,同時也展示了解決這些環境問題的方案,這些方案以地質學科體系為基礎,顯著提高了問題的解決效果,向世界展示了我們的成果。
二、巖土工程地質核心理論
世界巖土工程地質理論的發展具體來說可以分為4個階段[5],第一個階段要追溯到數十萬年前巖土工程出現的時候;第二個階段的發展出現在英國,在19世紀60年代;第三個階段的發展以太沙基土力學名著為標志;第四個發展階段是由于世界經濟的發展,科學技術的進步,推動了巖土工程地質理論的快速發展。在我國,改革開放后我國巖土工程地質核心理論開始形成,這個時期的理論結合了工程地質環境與巖土工程,以生態巖土工程的形成為基礎,全面結合了水文地質學、工程地質學、巖體力學、土力學等學科的理論最終形成了獨立的巖土工程地質核心理論。
三、水工環地質及巖土工程理論體系應用與發展
(一)水文地質理論體系的應用與發展
從我國水文地質理論體系的發展進程來看,20世紀70年代該理論體系的標準已經趨于成熟,并且這些理論開始被應用于實際工程的建設中,同時不斷的應用也推動了理論的發展與完善。水文地質理論體系對各個領域都適用,我國作為一個農業大國,農業發展的好壞對我國經濟發展非常重要,因此水文地質理論體系被應用于指導農業生產的各個方面,這個理論的應用使得農業生產中對地下水資源的應用更加合理,保證了農業生產不再缺水,農產品的回報率顯著增加,農民的收入也相應得到了增加。我們都知道,要做好環境保護工作,保護好地下水資源是關鍵,因此我們必須做到節約用水。
隨著水文地質理論的發展,其應用已經不僅僅在于本學科相關領域,逐漸延伸到了其他領域,《現代水文地質學》一書的發表將我國傳統的水文地質理論轉變到了標準目標體系,使得水文地質學緊密結合其他學科,這些結合不僅促進了其他學科的發展,也促進了水文地質學的發展。水文地質理論通過結合其他學科創造了數值模擬方法,將研究的主要內容延伸到水資源,將定性研究的水文地質學發展為定量研究。數值模擬方法能夠直觀的了解到水文數值,還能夠了解社會經濟效益系統關系。
(二)工程地質及環境地質理論體系的應用與發展
環境地質最早應用工程地質理論體系,應用效果明顯。工程地質理論隨著社會的發展進程得到了較大的發展,理論體系的內容更加豐富,工程地質理論為推動我國的經濟發展發揮了重要的作用,緩解了我國經濟發展與環境破壞的矛盾。改革開放以來,我國工程地質理論的發展已經實現了質的飛躍,在這個發展階段中,經濟建設一直是我國發展的重點,導致人口問題以及環境問題被忽略,矛盾的突出使得工程地質及環境地質理論體系得到了有效的應用。
(三)巖土工程理論體系的應用與發展
隨著改革開放的不斷深入,土木工程領域得到了較大了發展,為了實現土木工程領域的更好發展,促進我國經濟的進步,我國開始逐漸將巖土工程理論應用于土木工程領域中,巖土工程理論的應用提高了工程建設的效率,確保了工程建設的質量。巖土工程作為一類新型學科,學科性質強,同時也與其他學科聯系緊密,同水文地質和工程地質學科一樣,同屬于基礎學科,被廣泛應用于各類工程建設中,隨著學科間的融合,才逐漸發展成為體系化的巖土工程。工程建設對于巖土工程理論的應用促進了該理論的不斷發展和完善,一些與巖土工程相關的下屬學科也不斷出現。巖土工程理論被應用于巖土工程建設中,對于建設中發現的理論上的問題,相關學者專家進行了及時的糾正,然而目前該理論在利用過程中仍然出現了很多不足。其中包括地下水在工程建設時受到不同程度的污染,巖土結果出現問題,這些問題的存在使得安全事故的發生率更高。而之所以出現這些問題,主要是因為施工時由于沒有掌握足夠的水文地質資料,對地下水的變動情況未能得到足夠的了解,這些問題的出現告訴人們在應用某些理論時,不僅要滿足社會生產需求,還要具有足夠的科學性,只有兼備這兩點,經濟的發展才能在真正意義上得到促進。
【結束語】
綜上所述,完善的水工環地質與巖土工程理論體系對巖土工程的施工建設具有重要的指導作用,不斷研究這些理論的應用與發展,有助于拓寬理論的應用領域和應用效果,從而促進工程的建設、經濟的發展。我們必須加緊對這些理論的研究,及時發現其中的不足并進行改善,保證理論能長久有效的指導實踐。
【參考文獻】
[1]朱聰林.水工環地質與巖土工程理論體系的運用[J].地球,2015,(6):65-65. [2]姚永亮,賈麗娜.水工環地質及巖土工程理論體系應用與發展[J].黑龍江科技信息,2014,(12):11-11.
[3]王媛媛.解析當代水工環地質及巖土工程理論體系應用與發展[J].地球,2013,(11):61-61.
關鍵詞:工民建項目;巖土工程;勘察
中圖分類號:U469文獻標識碼: A
前言
巖土工程勘察是人們在長期的工程實踐中不斷進行總結而得以發展的一門新興學科。巖土工程勘察為工程建設全過程服務,在建筑業占有重要的地位。在祖國建設事業快速發展的帶動下,人們不斷的進行科學探索與技術創新,使巖土工程勘察技術取得了較大的進步,成為社會發展不可或缺的一部分。
一、工民建項目巖土工程地質勘察的必要性
巖土工程勘察是建設工程設計、施工的基礎工作,有著不可取代的意義。巖土工程勘察的主要目的是采用多種勘察技術手段,對建設場地的環境特征、地質特征和巖土地質條件等進行科學的論證,為建設項目的設計施工提供依據。巖土工程勘察一般可分為可行性研究階段勘察、初步勘察、詳細勘察和施工勘察。整個勘察項目的開展,首先可以通過工程地質調研和測繪,取得對建設場地工程地質條件一定深度的認識;然后通過現場勘探、取樣、工程地質試驗等手段,查明場區巖土層性質、分布及地下水道等條件,對場區的地質條件進行深入的分析,為設計施工提供準確的參數;最后通過對原始資料、各單項成果進行印證和綜合分析,對場區的地質條件和地質狀況進行合理的評價,為不同的設計階段提供相應的勘察成果。
在工民建施工項目中開展巖土工程地質勘察工作,為設計施工提供依據,使建設項目方案更加經濟合理。巖土工程勘察是在全面滿足勘察規范、規程的基礎上進行的,勘察報告中提供詳細的巖土工程資料和參數,對地基做出合理的評價,并對基礎形式、基坑支護、地下水和不良地質作用的防治等提出建議,為定制經濟合理的設計施工方案提供參考意見,保證建筑物施工完成后具有良好的性能。
二、做好工民建項目中巖土工程勘察準備工作
勘察工作開始前,應先由設計單位會同建設單位提出勘察任務書,其包括建筑物的性質、規模、荷載、結構特點、基礎形式、設計標高、基礎埋深、有無特殊要求等資料;還需要提供勘察所需要的各種圖表資料,包括場地地形圖、附有坐標的建筑平面布置圖等。
勘察技術人員應充分重視實地踏勘與資料收集工作??辈烊藛T應到工程現場了解交通位置、地形地貌、地下水埋藏條件、地上地下附著物、不良地質現象等,搜集區域資料、鄰近場區地質資料等。通過實地踏勘與資料收集工作可以減少勘察工作的盲目性,使勘察工作更加科學合理,增強勘察單位的市場競爭力。
勘察單位根據現場踏勘結果及建設方提供的資料,初步確定建筑物采用天然地基或樁基、鉆孔間距及鉆孔深度。在建筑物平面布置圖上進行鉆孔布設,根據規范要求,初步確定技術性鉆孔、一般性鉆孔數量;根據鄰近場區地層資料,初步確定取樣、原位測試等數量。最后由勘察單位結合踏勘結果及搜集資料等,編寫勘察綱要。
三、工民建項目中巖土工程勘察的方法
1、巖土工程地質測繪和調查
巖土工程地質測繪和調查是勘察中的一項基本工作,一般在可行性研究階段和初步階段進行。進行巖土工程地質測繪前,應先進行野外踏勘和資料收集,查明擬建項目的地質地貌、水文地質條件、地質構造、地層巖性、不良地質現象及工程活動對場地穩定性的影響等,編制測繪綱要。
工程地質測繪范圍的大小一般以建筑物為中心,包括擬建場地和周邊區域,測繪區范圍的確定需要滿足查明區域內可能對工程產生重要影響的地質結構條件的要求。
工程地質測繪和調查是認識工程地質條件最經濟有效的方法,可以減少勘探和試驗的工作量,為合理開展整個勘察工作,降低勘察費用提供有利條件。
2、勘探與取樣
巖土工程勘探是在工程測繪的基礎上,進一步查明地面以下的工程地質情況,勘探方法的選擇應符合勘察目的的需要及場區的巖土層特性。首先,通過勘探可以詳細準確的了解施工場區的地層結構,掌握其變化,比如通過鉆探取得巖心,可以直觀的判斷巖石的風化程度,確定巖土層的分界面,繪制基巖面標高等高線圖,為設計確定樁長等提供可靠的資料;其次,有地下室的建筑物基坑深度比較大,地下水會給施工帶來一定的困難,通過勘探可以提前了解地下水的埋藏條件,設計單位可以在施工前提出經濟合理的防治措施,保證施工安全順利的進行。
取樣是室內試驗必不可少的程序。采取巖土樣是為了通過室內試驗為巖土層進行準確的定名、獲得必要的物理力學性質指標、判定場地土對建筑材料的腐蝕性,采取水樣是為了判定地下水對建筑材料的腐蝕性。為了準確查明巖土的物理力學性質,原狀樣的采取過程中應注意保持其天然結構,盡量減少人為的擾動。
3、原位測試與室內試驗
巖土工程試驗工作是巖土工程勘察中的重要環節,主要包括原位測試和室內試驗,其主要目的是了分析評價巖土工程條件所需要的參數,如巖土的物理性質指標、強度指標、變形參數等。
原位測試不需要取樣,在施工現場直接確定巖土層力學性質,能真實反映巖土層在天然狀態下的特性,取得的參數比較準確;室內試驗通過野外勘探采取試樣在實驗室進行,成本低,效率高。
影響原位測試的因素比較復雜;室內試驗由于樣品體積較小,取樣、運輸過程中難免受到擾動,不能全面準確的反映巖土的性質。因此,一般情況下,原位測試結果會同室內試驗結果進行比較,配合使用。此外,在選擇原位測試及室內試驗方法時,應綜合考慮場區巖土工程條件、建筑物性質等多種因素。
4、勘察資料的整理
巖土工程勘察報告書和必要的圖件是工程地質勘察的最終成果,是建筑地基基礎設計和施工的重要依據??辈靾蟾娴馁|量關系到設計施工是否安全可靠、措施得當、經濟合理。
巖土工程勘察報告書的編寫需要將野外原始資料、土工試驗結果等進行匯集、檢查和統計,進行相互印證和綜合分析,確認無誤后才能利用。巖土各項性質指標參數應進行整理、檢查和統計分析,剔除一些離散性較大的粗差數據,保證其可靠性和適用性。一般在報告中應提供巖土參數的個數、范圍值、平均值、變異系數、標準值等。此外,資料整理過程中地層的劃分也很重要,巖土分層是否恰當,直接關系到評價的準確性。地層的劃分需要考慮地質年代、成因類型、物理力學特征等因素,如果在整理過程中,某層土的物理力學性質指標離散性較大,原因之一可能就是地層劃分不合理,把相似但不相同的地層劃成了一層。
圖件也是勘察成果必不可少的一部分,圖件的編制是根據現場勘察資料,通過整理分析,繪制成工程地質圖??辈斐晒谐S玫膱D件有建筑物與勘探點平面布置圖、工程地質剖面圖、柱狀圖、原位測試成果、土工試驗成果等。
四、巖土工程勘察中的質量控制
巖土工程勘察是工程項目中的重要組成部分,為了保證項目順利進行,需要在勘察周期內對可能存在的薄弱環節進行重點監控,如野外勘察時編錄人員需經過專業知識培訓才能上崗;鉆探、取樣、原位測試需按規范要求施工;測試儀器需按規定定期進行檢查、維護等,在報告編寫過程中,需要及時與設計人員進行溝通和交流,了解建設項目的設計概況,為設計人員提供最優價值的參考信息。
結束語
巖土工程勘察是工程建設的基礎,直接影響工程項目的進度和安全。采用最經濟的手段獲取全面可靠的地質資料,是勘察工作者的職責,也是其生存的市場。巖土工程勘察技術水平的不成熟,某些地區勘察市場的混亂,所以對建設項目的巖土工程勘察質量還需要加強。
參考文獻
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(遼寧工程勘察設計院,遼寧 錦州 121000)
【摘要】目前,隨著社會經濟的快速發展,高層建筑的發展也越來越快。在高層建筑施工中,由于建筑物比較高,所以對建筑的基礎和基坑也有著更高的要求。面對這一情況,就需要對高層建筑巖土工程勘察技術進行不斷的發展的完善,并且應用好該技術。本文結合巖土工程的勘察工作,對勘察技術的應用進行了詳細的分析。
關鍵詞 高層建筑;巖土工程;勘察技術;應用
在高層建筑的施工中,巖土工程勘察有著非常重要的作用,它能夠保證高層建筑的施工質量,提高建筑的安全性,是高層建筑工程施工的重要保障。高層建筑的質量對人民的生活和工作有著非常大的影響,因此必須加強對巖土工程勘察技術應用的重視。巖土工程勘察技術的應用不僅要使用比較常用的技術手段,還要結合新的巖土工程勘察技術的使用,保證巖土工程勘察工作的順利進行。
1 常用的巖土工程勘察方法或技術的應用
1.1 工程地質測繪及現場檢驗與監測
在高層建筑的巖土工程勘察工作中,比較基礎的一項工作就是工程地質測繪,這項工作主要是在巖土工程勘察的初期階段進行的。工程地質測繪主要是對建筑施工地面的地質情況進行觀察和分析的,通過地質以及工程地質等理論對地面地主的詳細性質和規律進行分析的。在工程地質測繪工作中,一般是通過之前分析出的結論判斷高層建筑施工現場的地下地質的情況,方便以后其他勘察工作的進行,并為其提供一些相應的數據和結論。高層建筑在某些比較復雜地質條件下進行施工時,必須要進行嚴格的工程地質測繪工作,保證施工的順利進行。在巖土工程勘察工作中,現場檢驗與監測是非常關鍵的一部分,也是一種比較重要的勘察方法。該勘察方法主要是為了建筑施工的安全和建筑質量而進行的?,F場檢驗一般是對之前的巖土勘察工作結果進行核查和控制的,而現場監測主要是對施工過程中荷載作用在巖土上的狀態進行檢測的。該勘察方法的應用能夠為某些設計提供相應的資料,優化勘察技術和節約經濟成本。
1.2 勘探與取樣
在高層建筑巖土工程勘察的技術方法中,勘探與取樣也是比較常用的勘察方法??碧街饕菍ㄖ叵碌刭|的實際情況進行勘察的,同時還能夠進行巖土的原位測試和監測。在進行巖土工程的勘察工作時,應該根據實際的地質情況對勘察的技術方法進行合理的選擇,保證施工的順利進行。在勘探方法中,對巖土工程進行間接勘探的技術方法是物探法,該技術方法操作比較簡單、經濟,進行勘察工作時也比較的有效率,能夠解決一些比較難易判斷的地質情況。該方法一般是和工程地質測繪一起進行的。勘探技術中的物探也可以輔助鉆探或者坑探進行應用。但是物探技術的應用比較的受地形等外界條件的約束,因此對該技術的勘察成果還需要結合其他勘探技術進行驗證。在巖土工程勘察中,直接進行勘探的技術手段包括鉆探和坑探,這兩種技術的應用能夠對地下的地質情況進行準確的勘察,是非常重要的勘察技術。鉆探技術在勘察技術中應用的非常的普遍,可以通過一些其他的技術輔助進行勘察工作。
1.3 原位測試與室內試驗
原位測試與室內試驗也是巖土工程勘察中非常重要的勘察技術,這兩種技術的應用主要是對分析巖土工程中出現的一些問題,并且將巖土的一些性質等進行總結,為以后的勘察工作提供參考。原位測試在進行工作的時候,還需要依靠勘探工程的幫助,該方法是巖土工程勘察中進行詳細勘察的重要方法。原位測試和室內試驗也有一定的區別,進行原位測試工作時不能夠離開巖土的現場,在實際環境中進行巖土一些性質的測試,這種方法能夠很好的反映出巖土的性質,測試效率比較的高,對于不易開采的巖土而言比較的適應。但是在應用該技術時,很難對應力的路徑進行有效的控制,進行測試的環境也不能夠得到保證,花費的人力物力也比較的大。進行室內試驗工作時,對于試驗的一些條件能夠進行有效的控制,保證試驗的順利進行,能夠獲取比較多的樣品。但是該方法進行試驗的巖土尺寸比較的小,在反映巖土的一些性質、結構方面會有一定的影響,試樣也不一定是在實際狀態下的形狀。
2 巖土工程勘察新技術的應用
2.1 工程物探技術的應用
目前,高層建筑的巖土工程勘察技術應用比較多,有時一些常用的巖土工程勘察技術不能夠讓勘察工作順利的進行,這時就需要選擇一些比較新的巖土工程勘察技術,利用新技術輔助勘察工作的進行。工程物探技術對于一些復雜、不利于常規技術勘察的地形而言比較的適用,該技術主要包括的新技術有鉆孔波速測試、場地微振動測試以及室內外測試等。鉆孔波速測試主要是通過波速對巖土的參數等進行勘察,判斷出高層建筑的地質條件是否有利于建筑的施工。施工現場的地質卓越周期和脈動幅度值的測定可以通過場地微振動測試進行,依據測試的結果劃分抗震等級。對于室內外測試技術而言,可以利用靜載荷試驗、波速測試以及當前功能靜力觸探頭等對巖土進行詳細的分析,通過勘察結果確定巖土的參數等。
2.2 地理信息系統技術的應用
在高層建筑巖土工程勘察新技術中,地理信息系統的應用變得越來越廣泛。地理信息系統簡稱GIS技術,它是通過地理坐標的數據對巖土工程進行勘察工作的。GIS技術的應用能夠有效的確定巖土的性質,并且對巖土工程勘察信息進行有效的管理。GIS技術是通過計算機外設將一些文字數據、圖形數據等建立一定的關系,形象的體現出巖土各類信息的參數,為用戶提供專業化的接口,保證巖土勘察工作順利的進行。GIS技術應用在高層建筑巖土工程勘察工作中,能夠方便高層建筑的地質信息的輸入、存儲等,加強地理信息系統的專業適用性,為高層建筑巖土工程勘察的提供一個可靠的參考。GIS技術能夠有效的對一些比較難以勘察的地質情況進行勘察,是一種非常重要的新型巖土工程勘察技術。
3 總結
總之,在進行高層建筑中的巖土工程勘察工作過程中,必須對巖土工程勘察技術進行合理的應用,保證巖土工程勘察工作的質量。巖土工程勘察不僅僅要利用常規的技術方法,還要不斷探索新的勘察技術,把基礎勘察技術和新型勘察技術進行有效的融合,通過巖土勘察技術的應用做好勘察工作。高層建筑巖土勘察技術必須進行不斷的發展和完善,合理的技術應用是高層建筑巖土工程勘察的關鍵。
參考文獻
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關鍵詞:巖土工程;勘察
前言
巖土工程勘察是運用地質學、巖土力學、工程地質學的理論,按照科學的勘察程序與方法,利用有效的測試儀器和技術,調查和工程建設有關的工程地質條件,評價存在的與巖土工程有關的工程地質問題,為工程建設的設計、施工等提供詳實、科學、準確的地質資料,是工程建設中必不可少的環節,其主要目的是查明擬建場地工程地質和水文地質條件,提出準確的巖土工程特性指標和地基基礎及有關巖土工程設計參數,對擬建工程場地進行穩定性和適宜性評價,提出經濟合理的巖土利用、整治、改造的建議和方案。巖土工程勘察工作是根據擬建工程的性質、規模、安全及重要性等級、抗震設防要求、建筑物荷載、結構特點和擬建工程場地的地質地形特點等情況綜合確定。本文僅圍繞巖土工程勘察這一課作以下的探討,僅供參考。
一、關于巖土工程勘察作業的重要性
施工勘察雖然不像詳勘階段被人們重視,但它卻是巖土工程必不可少的一個重要環節。巖土勘察作業的主要任務是運用工程地質學的理論和方法,認識工程通過地帶的工程地質條件,為工程的設計和施工提供依據和指導,以正確處理工程建筑與自然條件之間的關系,充分利用有利條件,避免或改造不利條件,使修建的工程能更好的實現多快好省的要求。因此,在巖石工程勘察作業中,為了研究各路段不同成因和各種類型的巖土的物理力學性質,以及按特殊設計進行路基施工的各巖層的物理力學性質,加強巖土工程勘察作業就會顯得相當重要。
二、加強巖土工程勘察作業的方法
(1)勘察前期
相關資料的收集。作為一名合格的勘察工作負責人,不能局限于場地內的幾個鉆孔基本情況的記錄,還應關注場地及的地形地貌、地質條件等。在場地的仔細觀察有沒有其他不良的地質現象和比較重要的建筑物并調查訪問當地人該場地以前的地質條件是否和現在一樣,訪問周圍建筑物采用的基礎形式和地基處理措施,當年開挖時的地基及地下水情況。同時還要認真收集擬建工程的基本資料,如擬建物規模、結構特征、結構類型、基礎形式、荷載分布、地面整平標高及擬建物對變形的要求,從而為外業前期工作量的布置提供依據。
工作量的布置?!稁r土工程勘察規范》對勘探點的布置有明確的規定,所以工作量布置方面要嚴格按照規范中的要求來布置,不能隨意地布置勘探點的位置、勘探點深度和勘探點間距。
(2)勘探與取樣
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。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??犹焦こ痰念愋洼^多,應根據勘察要求選用。
取樣?!稁r土工程勘察規范》有關強制性條文規定:每個場地每個主要巖(土)層取樣不少于6件(組),但目前有一種錯誤的傾向,即重視取樣的數量而忽視了取樣的間距,沒有錯開取樣,尤其是在孔少的情況下問題最突出,幾乎是在同一個水平面的深度上取樣,造成代表性差,因此,必須錯開取樣。同時,應盡量避免在分層交界處、鉆進回次的底部等部位選取巖石試樣。
(3)現場監測
現場監測是構成巖土勘察作業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?,F場監測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。
(4)原位測試
在原位測試中,有些樣品如粘性土可以通過采取原狀土樣進行室內試驗,一些樣品如無粘性沉積土由于幾乎不可能獲取不受擾動的原狀試樣。所以對這類樣品的密實度、強度和壓縮性評價通常需要通過原位測試方法獲得??辈熘形覀兂S玫膸追N原位測試手段的作用與適用性如下:
圓錐動力觸探試驗。圓錐動力觸探試驗是利用一定的錘擊能量,將一定規格的圓錐探頭打入巖土中,根據貫入土中的難易程度來判別土的性質的一種現場測試方法。根據它的試驗指標可用于進行地基土的力學分層,定性地評價地基土的均勻性和物理性質,查明土洞、滑動面、軟硬土層界面的位置。通過建立地區經驗,也可用于評價地基土的強度和變形參數,評價地基承載力、單樁便,適應性廣,并有連續貫入的特性,但試驗誤差較大,再現性較差。
波速測試。波速測試是利用波速確定地基土的物理力學性質或工程指標的現場測試方法。主要用于測定各種類巖土體的壓縮波、剪切波或瑞利波的波速,以此來劃分場地類型;提供地震反映分析所需的地基土動力參數;提供動力機器基礎設計所需的地基土動力參數;判斷地基土液化的可能性,劃分場地類別,確定場地土的特征周期。另外,波速測試本身可以用來評價地基土的類別和檢驗地基加固效果。
三、結束語
總之,巖土工程勘察工作是工程建設中一項重要的工作,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,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設計地震動參數。
參考文獻:
[1]耿直.淺談巖土工程勘察中存在的若干問題.山西建筑,2006.
[2]葉國琳.初探巖土工程勘察基礎技術問題.山西建筑,2009.
[3]張其鋒.巖土工程勘察工作中常見問題.施工技術,2009.
【關鍵詞】 水文地質 管涌 流土 基坑突涌;
1 水文地質評價內容
由于在工程地質勘察中對水文地質的評估往往缺乏重視,尤其是水文地質的評估中缺乏結合工程技術設計和施工對巖土工程的作用與危害,經常會造成因地下水而導致的工程建筑下沉的現象,甚至導致建筑物的開裂、傾斜等安全事故。通過對以往的巖土工程事故進行總結和分析得出,工程地質勘察中水文地質的評價必須要考慮以下內容。
1.1 地下水對巖土體和建筑物的作用影響
水文地質的評估和勘察必須要重視地下水對巖土體和對建筑物的作用于影響,從而才能準確的預見到未來可能出現的巖土工程質量問題和安全隱患,從而針對具體的問題來進行防治和解決。
1.2 結合具體的巖土性質來察明水文地質
在工程地質勘察中進行水文地質的勘察與評估需要結合具體的工程施工環境,根據建筑物地基基礎類型的需要來勘察水文地質,從而為工程地質勘察和工程施工提供相關的地質資料與水文地質信息,保證巖土工程的安全與質量。
1.3 不同條件下的水文地質問題
從巖土工程勘察的角度來看,由于地下水對巖土工程的作用和影響不同,所以對工程地質勘察中水文地質的評估也要在不同環境和條件下進行。比如在對建筑物下埋藏有地下水的情況下,這時就需要考慮到砼及砼內鋼筋的腐蝕性等問題,其次對于巖土工程施工中選用軟質巖石、殘積土、風化巖等作為基礎持力層的區域應該特別注意地下水的活動而導致的巖土體軟化、崩解和脹縮等作用。而如果在工程地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂和沙土等情況時,應對潛蝕和管涌等安全隱患做一個大致預測,盡可能的防止巖土工程事故的發生。另外如果工程基礎下部存在承壓含水層的話,水文地質的勘察就需要對基坑開挖后的承壓水倒流情況進行預測與評價,盡量的防止此類事故的發生。需要注意的是,在地下水位以下進行基坑的開挖,一定要做好水滲透和富水性試驗,從而保證巖土工程的穩定性與質量,避免沉降和邊坡滑塌現象的發生。
2 工程地質勘察水文地質的重要性分析
(一) 工程地質勘查水文地質的重要性
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的,地下水位和地下水動水壓力的作用主要是引起地下土層中的成分發生變化,引起土層的疏松和軟土層,造成土層流失,形成管涌、基坑突涌等地質危害。
2.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害
地下水位變化一般由自然因素和人為因素引發,如果地下水位的升降幅度達到一定程度,就會對巖土工程造成嚴重的危害。第一,工程地質勘察中水文地質的勘察必須要注意地下水位條件和升降程度的變化。一般來講,天然條件下地下水位的變化有季節性,和氣候有著較大的關系,在雨季時地下水位上升,而在旱季時地下水位就有所下降,不僅如此,地下水位的升降和地質條件、區域也有著較大的關聯,具有一定的區域性和漸變性,但是地下水水位的升降幅度不會太大。但是在巖土工程施工中人為因素所引起的地下水位升降和自然條件下的地下水位升降危害更大。尤其是在巖土工程施工過程中,盲目的抽取地下水造成地下水水位下降,導致地裂和滑塌的現象,不僅如此,地下水位的升降也對巖土體結構造成了巨大的破壞,巖土體的強度下降等原因引起了細沙和粉土的飽和,進一步產生了流沙和管涌的安全問題,甚至導致地下建筑淹沒、侵蝕工程建筑地基的問題,從而威脅到整個工程的質量與安全。某工程在施工過程中忽視了水文地質勘察的重要性,出現了由于地下水位變化而造成的危害。由于地下水位頻繁的升降變化,造成了巖土工程施工區域發生了土壤鹽堿化、沼澤化的現象,腐蝕了施工區域的巖土體。從而導致了施工中滑塌情況的出現,不僅如此,由于沒有進行水文地質勘察,為后來的施工建設埋下了安全隱患,以至于巖土工程施工區域經常出現管涌和流沙問題,在該工程建設完工后,也因為地下水位的下降導致建筑物的沉降,極大的影響了該工程的質量,造成了巨大的損失。地下水水位降幅過大,往往會誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害的發生,甚至造成地下水資源的枯竭和水質的惡化,不僅如此,對對巖土體、建筑物的穩定性和人類的居住環境也會造成很大威脅。
2.2 地下水動壓力作用引發的巖土工程危害
由于地下水凍水壓力作用在自然條件下較為微弱,一般難以對巖土工程造成危害,但是在人們的工程活動破壞了地下水的天然平衡狀態,并在地下水的動水壓力作用下時常引發較為嚴重的巖土工程危害問題,比如流土、管涌、基坑突涌等問題。如果在基坑下部存在有承壓含水層時,由于開挖基坑一定程度上削減了隔水層的厚度,一旦隔水層受力出現問題,那么承壓水的巨大壓力就會直接造成基坑底板的破壞,形成突涌的問題。不僅如此,因為地下水的水位不固定,時漲時落,這種反復變化的問題造成了土質中的礦物質流失,使得土質變得十分松軟。而且由于土質中含水量的增加、孔隙比擴大、水壓力大幅降低,極易導致地基的承載力受到較大的削減,從而也非常容易引發巖土工程危害問題的發生。
(二)地下水引起的巖土工程危害的預防措施
在工程地質勘察中應該著重基坑開挖深度的查驗,比如開挖范圍內隔水層的厚度、重度、巖性,承壓含水層頂板的埋深度、承壓水頭的高度,地下含水層的類型和巖性等方面,通過這些方面的查驗就能對突涌的問題和形式進行一個大致的判斷,并可以制定一套相關的預防措施。對由于地下水引起的管涌;流土;基坑突涌的防治措施可以從以下幾個方面來進行。因為管涌現象的發生主要是由于在滲流作用下,土體中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中流失,進而擴大孔道,導致水閘地基骨架破壞,造成建筑物倒塌等事故。而流土的出現同樣是因為滲流的作用而導致的,在滲流作用下往往會出現局部土體隆起的現象,并在某一范圍內顆?;蝾w粒群同時發生移動并流失,流土的問題會導致土塊的隆起、浮動和斷裂等問題,給巖土工程帶來極大的安全隱患。不僅如此,地下水引起的巖土工程危害要特別注意基坑突涌的問題?;油挥康膯栴}會造成承壓水頂破坑底導致基坑圍護結構失穩,釀成事故。2011年2月,某工程基坑開挖至電梯基坑處時,突然發生大量涌砂、涌水現象,同時基坑西側路面發生下沉開裂,西側及南側基坑支護水平位移驟增。該例事故說明,前期采取必要的措施可以對由地下水引起的管涌;流土;基坑突涌現象進行有效防治。
1. 在底板下設置截水墻,板樁等用來延長滲流的流徑,以降低水力坡降。
2. 在可能產生管涌或流土的地段設置反濾層。
3. 基坑四周設置井點,進行抽水,降低地下水位,保證施工作業在無地下水滲入的情況下進行。
4. 基坑設排水孔,有效降低承壓水位及承壓水頭壓力。
通過以上幾個方面進行具體施工時一定要注意基坑周邊排水溝的設置,并要結合具體的情況對地面硬化處理,從而保證基坑周邊地表水的及時排除,有效的防治地表水滲入基坑周邊土體,影響到基坑的安全,給巖土工程施工帶來不利的影響。同時,還可以在巖土工程施工時在建筑物周圍留取一定的補水設施,從而防止在干旱條件或過度抽取地下水造成地下水水位下降而引發的地面沉降塌陷現象,盡可能的避免工程危害問題的發生。因此在工程地質勘查水文地質是非常重要的。
3 工程地質勘察中水文地質的重要性總結
總而言之,工程地質勘察中水文地質的勘察是十分重要的。結合近年來巖土工程中所出現的水文地質所導致的各種問題與事故占了相當大的比重,因此在工程地質勘察中科學準確的進行水文地質勘察是十分必要的。通過查明地下水的水位等信息,不僅能夠高效的利用巖土體潛在能力,而且可以提高巖土工程的使用質量,避免安全事故和工程質量問題的出現。在工程地質勘察中重視水文地質的勘察,對于整個巖土工程和地質勘察行業的發展具有重要意義,而且從某種程度上也可以促進我國社會經濟的發展。
參考文獻
[1] 中華人民共和國建設部《巖土工程勘察規范》[J],中國建筑工業出版社,2002年2月
關鍵詞:工程地質勘察水文地質問題
中圖分類號:E271文獻標識碼: A
在工程勘察、設計和施工過程中,水文地質問題始終是一個極為重要但也是一個易于被忽視的問題。之所以重要,是因為水文地質和工程地質二者關系極為密切,互相聯系和互相作用,地下水既是巖土體的組成部分,直接影響巖土體工程特性,又是基礎工程的環境,影響建筑物的穩定性和耐久性。至于容易被忽視,是在實際的勘察工作中,在勘探成果內因為很少直接涉及水文參數的利用,水文地質問題往往只被認為是象征性的工作,在勘察中大多只是簡單地對天然狀態下的水文地質條件作一般性評價。
一、關于工程地質勘察中水文地質存在的問題
1.在工程勘察、設計和施工過程中,水文地質問題始終是一個極為重要但也是一個易于被忽視的問題。之所以重要,是因為水文地質和工程地質兩者關系極為密切,互相聯系和互相作用,地下水既是巖土體的組成部分,直接影響巖土體工程特性,又是基礎工程的環境,影響建筑物的穩定性和耐久性。而在實際的勘察工作中因很少直接涉及水文參數,水文地質問題往往被忽視,只簡單地對天然狀態下的水文地質條件作一般性評價。因此,經常發生由地下水引發的各種巖土工程危害問題。為提高工程勘察質量,在勘察中加強水文地質問題的研究是十分必要的。
2.工程地質勘察中水文地質評價內容。在以往的工程勘察報告中,由于缺少結合基礎設計和施工需要評價地下水對巖土工程的作用和危害,在某地區已發生多起因地下水造成基礎下沉和建筑物開裂的質量事故,總結以往的經驗和教訓,在以后的工程勘察中,對水文地質問題的評價,主要應考慮以下內容:應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預測可能產生的巖土工程危害,提出防治措施。工程勘察中還應密切結合建筑物地基基礎類型的需要,查明有關水文地質問題,提供選塹所需的水文地質資料。不僅要查明地下水的天然狀態和天然條件下的影響。更重要的是分析預測在人為工程活動中地下水的變化情況,及對巖土體和建筑物的反作用。
3.巖土水理性質是指巖土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質。巖土水理性質與巖土的物理性質都是巖土重要的工程地質性質。巖土的水理性質不僅影響巖土的強度和變形,而且有些性質還直接影響到建筑物的穩定性。以往在勘察中對巖土的物理力學性質的測試比較重視,對巖土的水理性質卻有所忽視,因而對巖土工程地質性質的評價是不夠全面的。巖土的水理性質是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質,而地下水在巖土中有不同的賦存方式,不同形式的地下水對巖土水理性質的影響程度有所不同,而且影響程度又與巖土類型有關
二、關于工程地質勘察中水文地質的分析
1.工程地質勘察中水文地質評估內容在以往的工程勘察報告中,由于缺少結合基礎設計和施工,需要評價地下水對巖土工程的作用和危害,在很多地區已發生,多起因地下水造成基礎下沉和建筑物開裂的質量事故,總結以往的經驗和教訓,在今后在工程勘察中,對水文地質問題的評價主要考慮以下內容:
(1)應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預測可能產生的巖土工程危害,提出防治措施。
(2)工程勘查密切結合建筑物地基基礎類型的需要,查明有關水文質問題,提供選型所需的水文地質資料。
(3)應從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應當著重評價的地質問題,如:對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎中水對鋼筋的腐蝕性,對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的的建筑場地,應著重評價地下水活動對上述巖土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用;在地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土時,應預測產生潛蝕、流砂、管涌的可能性;當基礎下部存在承壓含水層,應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價;在地下水位以下開挖基坑,應進行滲透和富水性試驗。并評價由于人工降水引起土凍沉降,邊坡失穩進而影響物穩定性的可能。
2.重視巖土水理性質的測試和研究,巖土水理性質是指巖土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質。巖土水理性質與巖土的物理性質都是巖土重要的工程地質性質。巖土的水理性質不僅影響巖土的強度和變形,而且有些性質還直接影響到建筑物的穩定性。以往在勘察中對巖土的物理力學性質的測試比較重視,對巖土的水理性質卻有所忽視,因而對巖土工程地質性質的評價是不夠全面的。巖土的水理性質是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質,而地下水在巖土中有不同的賦存方式,不同形式的地下水對巖土水理性質的影響程度有所不同,而且影響程度又與巖土類型有關。結合水是地下水在粘性土中的主要賦存形式,在砂土中含量甚微。結合水尤其是弱結合水與粘性土相互作用時,顯示出來的性質如可塑性、膨脹性、收縮性等歸為粘性土的物理力學性質,活動范圍極為有限,對巖土的動態水理性質影響較小。
三、關于工程地質勘察中水文地質問題的解決措施
1.地下水升降變化引起的巖土工程危害
地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什么原因,當地下水位的變化達到一定程度時,都會對巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害,水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質因素如含水層結構、總體巖性產狀,水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時往往是幾種因素的綜合結果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成:
(1)土壤沼澤化、鹽演化,巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強。
(2)斜坡、河岸等巖土體巖產生滑移、崩塌等不良地質現象。
(3)一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化。
(4)引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂、管涌等現象。
(5)地下洞室充水淹沒,基礎上浮、建筑物失穩。地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降,常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水惡化等環境問題,對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。
2.地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形,當地下水升降頻繁時,不僅使巖土的膨脹收縮變形往復,而且會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱,一般不會造成什么危害,但在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件,在移動的動水壓力作用下,往往會引起一些嚴重的巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
工程地質勘查是整個工程周期中重要階段,其結果的準確與否將直接關系到工程質量的好壞、能否實現工程目標以及工程對社會經濟的價值。在工程勘探過程中,采取切實有效地方法測定有關水文地質的各種參數是非常重要的,可為工程設計提供重要依據,同時,也有助于充分利用水里地質條件進行工程設計和施工,從而避免出現因水文地質作用而損壞工程或者影響工程施工的現象。
參考文獻:
[1]舟山市定馬線長春嶺滑坡工程施工圖,設計階段工程地質勘察報告[ R].浙江省工程物探勘察院,2008.
[2]杭州城市地質調查報告[R].浙江省地質調查院,2008.
關鍵詞:巖土工程;勘察、設計和施工;
中圖分類號:S29文獻標識碼: A 文章編號:
一、巖土工程勘察基本概述
在市場經濟條件下,巖土工程作為一項專業體制,在發達國家已有幾十年歷史。通常說來,巖土工程勘察是對建構筑物擬建工程的地質、地層構造條件,氣候條件、水文環境等多方面特征的勘察探測工作。相比工程地質勘察,它具有更多需求,包括:要求勘察與設計、施工、監測的緊密結合;要求服務涉及勘察實踐工作的全部過程;要求有具體的、可行性方案的提出;還要求一位合格的巖土工程師,在具備勘察實踐工作能力的同時,也需要能夠完成巖土工程設計、施工、監測等工作。所有這些要求體現巖土工程體制的實際性、實質性更強,工程達到預期目標的可能性更高。
另外,我國也在建國初期建立了工程勘察體制,包括地形測量、工程地質和水文地質三個獨立專業。近十幾年來,隨著工程地質勘察工作的不斷深入和工程勘察體制的不斷完善,工程地質勘察逐步向巖土工程過渡。同時,建設部和工程勘察協會的推動力度不斷加大,廣大科技人員的水平不斷提高,現在可以說,從科技研究、教學實現、規范標準到工程實踐不斷發展,巖土工程專業體制在我國已經基本形成,但與發達國家尚存在明顯的差距和突出的問題,主要體現在:各項工作參差不齊,總體上較為落后;質量效果欠佳,是阻礙發展的嚴重問題;技術標準、方法和成果尚未達到國際標準,勘察業務僅限于國內。今后,進行巖土工程專業體制的不斷完善工作還需要進一步加強和深入。
二、巖土工程勘察實踐工作重點內容
隨著巖土工程勘察實踐工作的不斷發展,其自身體制和選用方法都逐步提高和創新。我國結合本國巖土整體現狀,將施工建筑的地基和基礎以及地下工程之間的關系作為巖土工程工作的主要研究對象。在巖土工程實踐工作過程中,必須根據工程實際,就勘察、設計、施工過程中可能遇到的問題,給予充分的論證和分析,以便提出可行性解決方案。具體說來,應做好以下幾方面工作:
(一)正確利用勘察理論與工作經驗之間的緊密關系??辈炖碚撆c工作經驗的緊密關系對于巖土勘察工程實踐工作的影響作用十分關鍵。兩者同等重要,相互促進,相輔相成。依據科學研究和經驗積累,建立了諸多巖土工程勘察工作基礎理論,解決巖土工程勘察過程中的問題需要借助這些理論指導,利用相關技術人員的工作經驗并結合施工擬建地的實際狀況,建立起一種相應的本構模型,充分合理地運用勘察參數,經過判斷確定最終結果。
(二)正確進行巖土工程勘察、設計工作的交流與溝通。兩者的溝通交流也十分關鍵。依據我國巖土工程勘察的一些規范和章程,建筑施工工程在進行現場巖土地質勘察之前,必須充分收集和整理擬建工程的信息資料,另外在進行擬建工程施工現場的巖土勘察具體工作時,勘察技術人員應提前與工程設計者進行思想交流和溝通,了解其設計意圖,并弄清擬建工程的特性特點, 保證工作的有效性,避免出現不良后果。
(三)嚴格控制巖土勘察工作的等級劃分。按照國家標準制定的巖土工程勘察等級劃分標準,如勘察等級、地基基礎的復雜程度等級、安全等級以及重要性等級等是一項重要的施工參考指標。進行在巖土土質勘察工作時,要充分考慮到巖土工程勘察工作量布置的情況,嚴格控制和制定相應的標準,保證擬建工程進行施工的安全性和經濟性。
(四)確保巖土工程勘察實踐工作經濟、合理地展開。做到既經濟又合理地展開巖土工程勘察工作,是勘察技術人員給予了足夠重視的問題。在巖土工程勘察實踐工作滿足了以上基本規范章程的要求之后,還應考慮工作經濟有效地展開,尋找最為恰當的方法和手段進行勘察工作,完成勘察任務。一定程度上,勘察工作消耗成本的多少反映勘察技術水平的高低。
三、巖土工程勘察實踐依據的原則與方法
根據上述研究,我們知道,要進行巖土工程勘察工作,選取勘察手段、設備和組合方法十分重要,需要按照以下原則:(1)因建構筑物級別不同,主要指高層建筑與多層建筑勘察差異,而采取不同的勘察手段及設備組合進行勘察。(2)因場地條件不同,如寬闊平坦的場地,條件限制較多而勘探深度不高的場地,線形工程,水上工程,冰上工程等,而采用不同的勘察手段進行勘察。(3)因地層條件(軟、中、硬程度)不同,而采取不同的勘察手段進行勘察。(4)因地層結構(強度高低)不同而采取不同的勘察手段。
此外,進行巖土工程勘察實踐工作應選擇合理的方法,具體可參考:(1)適當方法確定現場地基承載能力。我國確定現場地基承載能力主要結合以往總結的勘察實踐經驗,選取載荷試驗法、理論公式法、規范查表法三種方法進行。其中①荷載試驗法確定的地基基礎承載力最直接、有效,但因此方法使用受擬建工程施工條件限制較多而較少運用;②理論公式計算法確定地基承載力,主要與現場土質的抗剪強度指標測定是否準確關系密切,而實際工作中測定抗剪強度也受到許多因素的影響,容易造成誤差;③查表法確定地基承載力,主要依賴巖土工程勘察經驗,有一定的時間限制。由于工作經驗有限,導致數據的模糊性和不確定性,無法準確確定地基承載能力。(2)合理方法確定巖土土質壓縮模量值。包括粘性土質和砂質土體壓縮模量值的確定。結合以往巖土工程實踐工作經驗,我們知道,砂質土體壓縮模量值的確定要比粘性土質壓縮模量值的確定要困難一些,這是因為通過室內土質壓縮試驗分析即可確定粘性土質壓縮模量值,而國家并沒有制定相關規范和方法來確定砂質土體壓縮模量值。通常只有通過相關試驗計算、查閱資料等得出經驗值進行模糊估算,得出的結果值各種方法均有較大差距,適用性小。因此,怎樣對巖土土質壓縮模量值進行精確確定將作為主要研究課題之一。
四、結語
綜上,我們針對巖土工程勘察實踐工作的具體問題進行了探討,并就此提出一些切實、可行的方法。促進各環節技術人員的交流和溝通。在結合經驗的基礎上,采用適當的技術和方法能夠進行有效工作,保證工作質量達標。因此,對巖土工程實踐工作進一步研究將仍舊作為一項重點課題。
參考文獻:
[1] 常士驃,張蘇民.工程地質手冊[M].4版,中國建筑工業出版社,2007.
【關鍵詞】巖土工程;工程勘察;問題;措施
一、前言
我國經濟的繁榮與發展,各種建筑工程如雨后春筍般拔地而起。由于技術的不斷發展以及知識的不斷更新,在巖土工程勘察方面無論是測試設備、還是實驗儀器以及勘察手段等都有了很大的進步。巖土工程勘察是建設工程設計之前的重要的環節,其各項巖土工程參數以及地質勘察成果,可以為設計、施工提供有效的數據。
二、巖土工程勘察方法及技術
(一)、工程地質測繪與調查
工程地質測繪與調查是巖土工程勘察中一項基礎工作,在可行性研究階段或初步設計階段,工程地質測繪與調查往往是主要勘察手段。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測繪。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。
(二)、勘探與取樣
勘查過程中需要查明地下巖土的性質、分布及地下水等條件,勘察工作中常需進行勘探并取樣進行試驗工作。勘探包括地球物理勘探、鉆探和坑探??辈旃ぷ髦芯唧w勘探手段的選擇應符合勘察目的、要求及巖土層的特點,力求以合理的工作量達到應有的技術效果。
1、物探方法
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,巖土,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。
2、鉆探和坑探
勘探工程是鉆探和坑探的別稱,在巖土工程勘察中必不可少。鉆探工作使用范圍廣泛,可根據勘察條件不同而選用不同的鉆探方法。當鉆探無法達到目的時,可采取勘探方法??碧焦ぷ鞣N類繁多,應根據勘察要求選用??碧焦こ痰牟贾靡怨こ痰刭|測繪和物探成果為指導,以避免盲目性和隨意性。但勘探工作一般都需要動用機械和動力設備,耗費人力物力較多,有些勘探工程周期長且易受條件限制,因此勘探工程應做到目的明確、經濟合理,加強觀測編錄工作,盡可能以較少工作量取得較多的成果。工程地質測繪、物探和鉆探關系密切配合須得當。
3、原位測試與室內試驗
原位測試與室內試驗。此法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工程的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數等。原位測試一般都借助于勘探工作進行,是詳細勘察階段主要采用的勘察方法。
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重要環節?,F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,帷幕注漿,應在建筑物竣工運營期間繼續進行。
三、巖土工程勘察中的技術問題
(一)勘察資料及目標的問題
工程勘察之前,要明確建筑工程的設計意圖,搜集擬建物的相關資料,這樣勘察工作的布置才能夠做到有的放矢,才能夠有針對性地進行巖土工程分析與評價,更好地解決設計施工中遇到的一些巖土工程問題?!稁r土工程勘察規范》要求詳勘時應“搜集建筑總平面圖,總平面圖要附有坐標和地形的,以及建筑物的基礎型式、埋置深度、性質、規模、荷載、結構特點、地基允許變形等資料”。許多單位在勘察之前對于前期資料收集工作并沒有給與重視。勘察資料收集不全,對于擬建工程的結構形式一無所知,不了解勘探點坐標以及規劃地坪標高等情況。
(二)巖土分類、描述模糊不清
作為勘察的第一手資料,描述質量低劣的情況還是會發生,描述質量參差不齊,直接影響著勘察成果的質量,嚴重時可能會出現錯誤性的結論。巖土分類問題,《巖土工程勘察規范》有比較明確的規定。如GB(50021-2001)分別在第3.2和3.3條中進一步增加了規定的范圍,作出了粉土、粘性土的光澤反應、搖震反應、韌性,以及干強度描述的規定,關于巖石完整性分類,這樣可以彌補一些鑒別方法的缺點與不足。
(三)勘察測試手段及方法問題
主要原因是對勘探設備、原位測試設備及取樣器等的適用性缺乏正確認識。反映在巖土工程勘察工作中,比較突出的表現為:標準貫入試驗、動力觸探時,貫入速率未嚴格控制;靜力觸探裝備未定期標定;勘察工作只使用靜力觸探來替代;沒有連續進行圓錐動力觸探試驗;在碎石土層中使用標準貫入試驗;標準貫入試驗時孔底存在廢土等。
四、針對技術問題的解決措施
(一)依據工程具體情況嚴格操作
巖土工程勘察是比較特殊的工作,涉及的基本理論,都屬于半科學半經驗性的理論,無論是土力學理論,還是力學理論,或者工程地質等的理論都是以經驗為基礎。這些理論的很多公式都屬于經驗公式。因此,巖土工程勘察具有很多的特殊性在里面。這種特殊性決定了巖土工程勘察一定要結合工程的具體情況,理清理論與經驗的關系??辈旒夹g人員通過以往的勘察經驗,在理論的指導下,結合工程具體情況,進行科學、合理的參數選定,建立相對應的本構模型,以達到解決實際問題的目的。
(二)多種工程物探技術并用
科技的進步與發展促進了工程物探專業技術進步。很多新的工程物探方法已經被廣泛地應用到巖土工程勘察領域。工程物探專業利用電磁波理論以及彈性波理論為基礎,研制并開發了許多物探設備。這些物探設備將處理、軟、硬件功能、數據采集于一身。和傳統的物探設備相比,它具有采樣密度大、信息量存儲大、作業成本低廉、速度快、效率高等優點。這些物探設備的應用,對巖土工程勘探技術革新具有重要的影響。
(三)加強技術人員的培訓
對勘查技術人員要做好培訓工作,擴大技術人員理論與實踐知識的深度。巖土工程勘察技術人員,特別是工作在一線的技術人員,其理論水平和工程經驗都直接影響著勘察成果的質量,所以,對勘察技術人員進行定期的技術培訓具有很重要的意義。技術培訓不但可以促進其知識的更新換代,而且可以擴大勘察技術人員的知識面。
五、結束語
巖土工程勘察的目的是通過查明地基巖土層分布情況,為工程設計施工提供基礎數據。這需要巖土工程勘察技術人員在掌握了相關各類規范、規程,全面考慮實際工作中遇到的各種問題,確保勘察工作順利進行。
參考文獻:
[1]藏一鳴.《工程物探技術在巖土工程中的應用 》[J].福建建筑.2004