1巖土工程勘察中存在的主要技術(shù)問題 現(xiàn)如今,伴隨著我國國民經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展,眾多基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目和現(xiàn)代化超高層建筑物不斷興建,基礎(chǔ)和基坑開挖深度越來越深,各種公共建筑物的建筑風(fēng)格回異,其平面和立面變化大,給結(jié)構(gòu)和勘察專業(yè)帶來諸多的新課題,采用傳統(tǒng)的勘察方法和手段已經(jīng)很難滿足設(shè)計(jì)的需要,存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術(shù)問題。這些問題主要有以下幾個(gè)方面:
(1)地質(zhì)形態(tài)和巖土參數(shù)問題:主要有不明地下物體、空洞及其分布形態(tài)、埋藏位置和深度的確定。巖土參數(shù)主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進(jìn)行室內(nèi)、外試驗(yàn)的巖土層如粗顆粒土和風(fēng)化巖等,其巖土設(shè)計(jì)參數(shù)(承載力、變形指標(biāo)等)難于確定。
(2)綜合能力問題:主要表現(xiàn)在一部分勘察技術(shù)人員缺乏對(duì)勘察各專業(yè)的野外和室內(nèi)原始資料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨別真?zhèn)?、去偽存真、歸納總結(jié)的能力。缺乏建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí),常造成勘察的目的性不明確,所提供的資料不能滿足設(shè)計(jì)的需要。
(3)技術(shù)素質(zhì)問題:主要是勘察技術(shù)人員知識(shí)的廣度和深度問題,勘察各專業(yè)缺乏內(nèi)部溝通、技術(shù)交流,對(duì)各自技術(shù)服務(wù)的對(duì)象和技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r不了解,導(dǎo)致碰到重大項(xiàng)目和復(fù)雜工程時(shí)束手無策,不知應(yīng)采用何種技術(shù)方法和手段去解決所碰到的技術(shù)問題。
2巖土工程勘察中技術(shù)缺陷的解決措施
解決上述巖土工程勘察工作中存在的主要技術(shù)問題,可以從以下幾個(gè)方面著手:
(1)利用工程物探可連續(xù)加密測(cè)點(diǎn)的辦法來獲得連續(xù)的地質(zhì)界面,從而有效的解決傳統(tǒng)鉆探手段以點(diǎn)帶面劃分地質(zhì)界面時(shí)常帶來的漏判、劃分不準(zhǔn)確等缺點(diǎn):如地下不明物體、軟弱結(jié)構(gòu)面、斷層等在地下的分布特征、埋藏深度、位置。并且可以提供許多工程建設(shè)所需的巖土動(dòng)力參數(shù)和設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)。相對(duì)傳統(tǒng)的鉆探方法,工程物探技術(shù)使用時(shí)受場(chǎng)地、地形條件的限制較少,具有節(jié)省時(shí)間、節(jié)省費(fèi)用、勘探精度高等特點(diǎn)。但是,各種工程物探方法的有效性決定于它對(duì)探測(cè)對(duì)象的適用性,因此,為了有效地解決某些復(fù)雜的巖土工程技術(shù)難題,必須采用多種工程物探手段和鉆探聯(lián)合使用的方法,互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證。合理地選擇、運(yùn)用工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)勘探手段相結(jié)合,無疑是解決巖土工程勘察中存在的主要問題的有效手段之一。
(2)加強(qiáng)室內(nèi)、外測(cè)試新技術(shù)和施工檢測(cè)、監(jiān)測(cè)技術(shù)的使用,通過其所獲得的數(shù)據(jù)和資料,經(jīng)過分析、對(duì)比,建立它們之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系,并通過工程施工檢測(cè)、監(jiān)測(cè)所獲取的實(shí)測(cè)資料反算得到的參數(shù)作為對(duì)比依據(jù),確保所提供的巖土工程設(shè)計(jì)參數(shù)的可靠性,并達(dá)到解決那些采用傳統(tǒng)勘探手段難于獲取可靠的巖土工程設(shè)計(jì)參數(shù)(如粗顆粒土、花崗巖殘積土、風(fēng)化巖的承載力、變形指標(biāo))等問題。此外,還可以利用土工離心模擬技術(shù)檢查工程安全的可靠性驗(yàn)證堤壩、邊坡的變形和穩(wěn)定性;解決建筑物淺基礎(chǔ)的地基變形特征、破壞模式及極限承載力,樁基礎(chǔ)的承載力和施工工藝對(duì)樁基礎(chǔ)承載力及變形的影響:解決擋土結(jié)構(gòu)的變形及破壞機(jī)理,土體與結(jié)構(gòu)物之間的相互作用;了解動(dòng)力工程、砂土液化、單樁和群樁在水平動(dòng)荷載作用下的性狀。
(3)加強(qiáng)勘察技術(shù)人員的再教育和技術(shù)培訓(xùn)并形成定期制度,促進(jìn)其知識(shí)的更新?lián)Q代。勘察單位施行內(nèi)部崗位輪換制度,促成勘察各專業(yè)的技術(shù)交流、知識(shí)滲透,盡可能組織技術(shù)人員參加各種有關(guān)的學(xué)術(shù)活動(dòng)和講座,達(dá)到擴(kuò)大勘察技術(shù)人員的知識(shí)廣度和深度的目的。強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用(如受壓層深度計(jì)算、承載力計(jì)算、各類靜力或動(dòng)力有限元計(jì)算、沉降分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、地震反應(yīng)分析等),采取這些措施無疑可以大大提高他們的技術(shù)綜合能力。提高工程勘察技術(shù)人員業(yè)務(wù)水平和綜合能力的關(guān)鍵是:①培養(yǎng)勘察技術(shù)人員的技術(shù)素質(zhì);②拓寬專業(yè)知識(shí)的廣度和深度;③積極參與工程實(shí)踐。
3案例
某居住小區(qū)依山而建,擬建場(chǎng)地沿山脊走向呈長(zhǎng)條狀,其長(zhǎng)軸方向長(zhǎng)度約為2.2km,短軸方向長(zhǎng)度約為0.7km,占地面積約為1610畝,擬建物主要為多層(3~6層)住宅和(2~3層)別墅,及少部分公共建筑(商場(chǎng)、學(xué)校、衛(wèi)生院、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、郵電局、會(huì)所等)。業(yè)主按使用功能把本項(xiàng)目劃分為A-G等七個(gè)區(qū),山體北部為A-C區(qū),山體南部為D-G區(qū),場(chǎng)地中部為居住小區(qū)的標(biāo)志性建筑柱廊和生活橋。
本工程占地面積大,位于丘陵地貌,地形復(fù)雜,基巖埋藏淺,許多地方直接裸露,并且跨越的地層單元多,既有山前沖洪積物、坡積物、淤積物,又有新近場(chǎng)地平整時(shí)回填的人工堆積物,其中大部分場(chǎng)地表面分布有厚達(dá)十來米(含有直徑可達(dá)1~2m的巨大塊狀石頭)的人工填土,地層和巖性分布復(fù)雜?；鶐r主要為 花崗巖,局部有斷層分布,巖石的裂隙較發(fā)育,伴有花崗斑巖巖脈、石英正長(zhǎng)斑巖巖脈、輝綠巖巖脈穿插其間,垂直山脊走向僅400m寬度內(nèi)就分布有14條巖脈。各種巖石、巖脈風(fēng)化程度不一,有的巖脈風(fēng)化后,其土質(zhì)松軟,形成了復(fù)雜的巖土組合。其勘察的難度大,為了查明場(chǎng)地的巖土層分布和地質(zhì)構(gòu)造特征,合理地制定勘察方案和選擇合理的勘察手段
,首先在收集當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了大量的工程地質(zhì)測(cè)繪工作,然后根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪成果和場(chǎng)地工程地質(zhì)條件編制勘察綱要。再針對(duì)場(chǎng)地地形、地貌特征及工程特點(diǎn),選用以鉆探、物探為主結(jié)合坑探、靜力觸探等多種勘探方法進(jìn)行勘察工作。本工程共布置勘探點(diǎn)1008個(gè),對(duì)場(chǎng)地巖土體進(jìn)行了一系列的室內(nèi)外試驗(yàn)和測(cè)試工作,野外測(cè)試工作主要有淺層載荷板試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、面波測(cè)試、剪切波速測(cè)試、抽水試驗(yàn);室內(nèi)試驗(yàn)除了常規(guī)的巖土試驗(yàn)項(xiàng)目外,還進(jìn)行了三軸剪切試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)、水質(zhì)分析等。具體的勘察工作是:
(1)本次勘察對(duì)場(chǎng)地內(nèi)是否存在不良地質(zhì)作用和潛在不良地質(zhì)作用進(jìn)行了大量的深入調(diào)查研究,提出了防治措施。對(duì)有關(guān)邊坡的安全和穩(wěn)定性問題作了專題研究,通過計(jì)算分析了邊坡的穩(wěn)定性條件,提供了各種邊坡的支護(hù)方案和支護(hù)設(shè)計(jì)、施工所需的有關(guān)巖土參數(shù),對(duì)施工、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)工作提出了合理化的建議。
(2)根據(jù)山地地層相對(duì)簡(jiǎn)單,但鉆機(jī)搬運(yùn)困難等因素,將物探、井探、槽探手段應(yīng)用于難于進(jìn)行鉆探的山頂、陡坡等位置,并考慮到井探和槽探的勘探深度有限,因此將物探、井探、槽探等結(jié)合起來使用,既達(dá)到了勘察目的又節(jié)約了勘察成本。其次將各種勘察手段相互進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,如通過大量物探與鉆探、坑探、井探等的對(duì)比試驗(yàn),取得場(chǎng)地各巖土層的對(duì)比參數(shù),提高物探資料的準(zhǔn)確性和可靠性。把室內(nèi)巖土試驗(yàn)和野外標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)結(jié)果與靜載荷板試驗(yàn)成果進(jìn)行分析、對(duì)比,建立它們與地基承載力和變形指標(biāo)之間的關(guān)系等。
(3)根據(jù)初步勘察成果判定,本工程有大量的擬建物基礎(chǔ)將選擇花崗巖殘積土作為其持力層,由于場(chǎng)地內(nèi)花崗巖殘積土穿插有大量不同巖性的巖脈,并且其風(fēng)化程度不同,造成巖土軟硬不一。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),采用常規(guī)土工試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果提供設(shè)計(jì)所需的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)往往偏低,為了能準(zhǔn)確地提供設(shè)計(jì)所需的巖土設(shè)計(jì)參數(shù),本次勘察共進(jìn)行了6臺(tái)載荷板試驗(yàn)以獲取不同花崗巖殘積土的承載力特征值和變形模量。其所獲得的地基承載力特征值比采用常規(guī)方法提供的提高了約1.5倍(180kPa提高到289kPa),變形模量提高了3倍(5MPa提高到15.3MPa),取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。
(4)巖土工程勘察報(bào)告著重對(duì)地基與基礎(chǔ)方案,地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行細(xì)致和深入的分析、探討。根據(jù)場(chǎng)地巖土工程條件,結(jié)合上部結(jié)構(gòu)荷載分布特征和成樁可能性及基礎(chǔ)持力層的工程性質(zhì)、埋藏深度等,對(duì)基礎(chǔ)方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的可行性分析和對(duì)比。針對(duì)不同分區(qū)、不同的建筑物,建議選用不同的基礎(chǔ)形式和不同的基礎(chǔ)持力層。巖土工程勘察報(bào)告強(qiáng)調(diào)了檢測(cè)和監(jiān)測(cè)工作的重要性。該意見被業(yè)主和設(shè)計(jì)人員所采納,經(jīng)過施工檢測(cè)和施工監(jiān)測(cè),證明勘察報(bào)告所提供的各種巖土設(shè)計(jì)參數(shù)和各種方案經(jīng)濟(jì)合理、目的性和針對(duì)性強(qiáng)。
4結(jié)束語
綜上所訴,合理地選擇、運(yùn)用工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)的勘探技術(shù)相結(jié)合,是解決巖土工程勘察存在的技術(shù)問題的最佳途徑。但是要有效地解決某些復(fù)雜的巖土工程勘察技術(shù)問題,必須采用多種勘察手段聯(lián)合使用,互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證。各種勘察手段所獲取的資料應(yīng)與傳統(tǒng)的勘察方法,施工檢測(cè)、施工監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行對(duì)比、驗(yàn)證,從而建立定量分析、判定標(biāo)準(zhǔn)確保工程勘察質(zhì)量。
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