- 相關(guān)推薦
巖土工程勘察設(shè)計(jì)
巖土工程勘察設(shè)計(jì)
【摘要】巖土工程的勘察與設(shè)計(jì)是項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)，其目的是為工程項(xiàng)目后續(xù)的施工提供工程地質(zhì)資料及技術(shù)參數(shù)，是工程建設(shè)的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，其勘察成果的優(yōu)劣將直接影響到工程建設(shè)項(xiàng)目的安全和造價(jià)。
文章介紹了巖土工程及其設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、巖土工程勘察的理論依據(jù)并以工程勘察實(shí)例為例闡述了工程勘察的全過程控制手段和方法。
【關(guān)鍵詞】巖土工程;勘察設(shè)計(jì)
一、引言
巖土工程的勘察與設(shè)計(jì)是項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)，其成果將直接影響建設(shè)項(xiàng)目的工程安全和造價(jià)，必須引起高度重視。
巖土工程勘察的目的是運(yùn)用各種勘察測(cè)試手段和方法，對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行調(diào)查研究，分析判斷修建各種工程建筑物的地質(zhì)條件以及建設(shè)對(duì)自然地質(zhì)環(huán)境的影響;研究地基和上部結(jié)構(gòu)共同工作時(shí)，保證地基強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及不致產(chǎn)生過大沉降變形的措施，分析并提出地基的承載能力;提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工以及必要時(shí)進(jìn)行地基加固所需要的工程地質(zhì)和巖土工程資料。
二、巖土工程的特點(diǎn)
巖石的裂隙性和土的孔隙性是巖石和土區(qū)別于混凝土、鋼材等人工材料的主要特點(diǎn)。
(1)巖石的裂隙性
巖石總是或稀或密、或?qū)捇蛘�、或長或短地存在著各種各樣的裂隙，這是巖石區(qū)別于混凝土的主要特點(diǎn)。
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(chǎn)狀規(guī)則，有的規(guī)律性很差。
裂隙的成因復(fù)雜多樣，有巖漿凝固收縮形成的原生節(jié)理，有沉積間斷形成的層理，有構(gòu)造應(yīng)力形成的構(gòu)造節(jié)理，有表生作用形成的卸荷裂隙和風(fēng)化裂隙，還有變質(zhì)作用形成的片理、劈理等，在巖石中構(gòu)成極為多樣非常復(fù)雜的裂隙系統(tǒng)。
人們將巖石和裂隙視為一個(gè)整體稱為“巖體”，將裂隙概化為“結(jié)構(gòu)面”。
搞清結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、參數(shù)和分布，是巖土工程勘察設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
(2)土的孔隙性
根據(jù)土力學(xué)解釋：土是一種散體結(jié)構(gòu)的材料，存在孔隙。
對(duì)于飽和土是固、液兩相;對(duì)于非飽和土，是固、液、氣三相。
于是產(chǎn)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(shí)支撐，對(duì)軟土基坑穩(wěn)定有不同的表現(xiàn);滲透系數(shù)和地層組合的差別，導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降速率的差別等等。
飽和土中的超靜水壓力可導(dǎo)致擠土效應(yīng)，使樁被擠斷、擠歪和上浮;地震時(shí)的超靜水壓力導(dǎo)致砂土和粉土液化。
非飽和土的孔隙氣壓力形成基質(zhì)吸力，基質(zhì)吸力隨著土中含水量的增加而降低，因而是不穩(wěn)定的。
膨脹土和黃土隨濕度的增加而強(qiáng)度顯著降低，非飽和土基坑雨季容易發(fā)生事故，花崗巖殘積土邊坡暴雨容易發(fā)生淺層滑坡，都和基質(zhì)吸力降低有關(guān)。
總之，把握好孔隙壓力是巖土工程的重要環(huán)節(jié)。
三、土工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
建筑工程巖土工程設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑工程設(shè)計(jì)中，占著非常重要的部分一是因?yàn)榈鼗燎闆r變化復(fù)雜二是因?yàn)榻ㄖ锾貏e是高層建筑基礎(chǔ)受力較復(fù)雜三是因?yàn)榛A(chǔ)方案選擇正確與否直接影響工程造價(jià)四是地基基礎(chǔ)方案涉及深基礎(chǔ)、淺基礎(chǔ)、復(fù)合地基、基礎(chǔ)托換、甚至基坑降水支護(hù)。
要綜合考慮樁土的共同作用、地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同協(xié)調(diào)等，業(yè)務(wù)面知識(shí)面廣泛。
因此，在工程設(shè)計(jì)中，要本著安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、盡可能技術(shù)先進(jìn)的原則，在不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷完善設(shè)計(jì)。
在基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)中既要考慮上部結(jié)構(gòu)的形式、荷載和剛度，又要考慮工程地質(zhì)情況，還要考慮當(dāng)?shù)亟ㄖ牧霞笆┕l件。
四、巖土工程勘察
巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括：土力學(xué)的理論、工程地質(zhì)理論、工程力學(xué)理論等，是用地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)的理論，按照科學(xué)的勘察程序與方法，利用有效的測(cè)試儀器和技術(shù)，調(diào)查和工程建設(shè)有關(guān)的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，評(píng)價(jià)存在的與巖土工程有關(guān)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)問題，為工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工等提供詳實(shí)、科學(xué)、準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。
這些工程理論都是一種半科學(xué)半經(jīng)驗(yàn)的理論，很多理論是建立在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，如很多公式都是經(jīng)驗(yàn)公式。
巖土工程問題的解決過程實(shí)際上是在理論的指導(dǎo)下，巖土工程技術(shù)人員利用自己的工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)際情況，建立相應(yīng)本構(gòu)模型，運(yùn)用合理適宜參數(shù)，加上良好的判斷力，解決問題的過程。
對(duì)巖土工程技術(shù)人員來說，扎實(shí)的基礎(chǔ)理論同豐富的經(jīng)驗(yàn)、良好的工程判斷力是同等重要的。
在學(xué)習(xí)和運(yùn)用理論的過程中，一定要注意隱藏在公式和規(guī)律背后的背景知識(shí)和真正實(shí)際內(nèi)涵及其假定邊界條件。
而積累經(jīng)驗(yàn)的過程可分為：分析與預(yù)測(cè)→現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)→對(duì)分析、預(yù)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較、分析、評(píng)估和總結(jié)3個(gè)過程，可見積累經(jīng)驗(yàn)的過程也離不開理論的支持。
五、工程勘察實(shí)例
(1)工程概況
國內(nèi)某大型鋼鐵企業(yè)決定投資2億元建設(shè)1臺(tái)360m2大型燒結(jié)機(jī)，采用先進(jìn)技術(shù)和工藝節(jié)能降耗，加強(qiáng)環(huán)境治理，達(dá)到國內(nèi)同類型燒結(jié)廠裝備水平，爭(zhēng)取將燒結(jié)工藝和裝備水平邁上一個(gè)新臺(tái)階，3年半內(nèi)收回投資，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
其燒結(jié)機(jī)主廠房為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，5層，高46m，廠房面積137m×22m。
設(shè)計(jì)委托巖土工程勘察要求提供巖土技術(shù)參數(shù)及分析評(píng)價(jià)，并對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及處理。
對(duì)不良地質(zhì)現(xiàn)象防治作出論證和建議，經(jīng)業(yè)主委托，工程地質(zhì)勘察單位組織施工，提交場(chǎng)地資料如下：主要土層分布為雜填土、粘土、粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化頁巖(埋深為28～30mm)，中風(fēng)化頁巖等。
水文地質(zhì)狀況為：上層滯水、水量不大。
區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造為低山丘陵與平原地帶，區(qū)域斷裂比較發(fā)育。
根據(jù)構(gòu)造調(diào)查，擬建場(chǎng)區(qū)無斷裂通過。
結(jié)論為：所建場(chǎng)區(qū)地層分布穩(wěn)定，無斷裂通過無不良地質(zhì)作用，場(chǎng)地是穩(wěn)定的，適宜建筑。
(2)現(xiàn)場(chǎng)樁基施工現(xiàn)狀
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和施工總體網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃安排，挖孔樁基礎(chǔ)計(jì)劃1個(gè)半月全部完成，工程施工1月個(gè)多月有一根樁(C17)在挖至16.8m時(shí)出現(xiàn)涌水，C18樁在23m出現(xiàn)大量涌水，其后三四天共有16根樁陸續(xù)出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。
B18號(hào)樁日涌水量達(dá)2000m3以上，采用水泵排水無法排干。
經(jīng)測(cè)量，其靜止水位標(biāo)高大部分在-19～-20m，其樁底離中風(fēng)化巖面還有4m左右。
根據(jù)詳勘報(bào)告，地下水量不大，這與實(shí)際情況不符。
另外，從另一處(B18樁)取樣也發(fā)現(xiàn)巖性異常，即出現(xiàn)灰?guī)r，而詳勘報(bào)告定名為頁巖。
由于地質(zhì)情況發(fā)生變化，整個(gè)挖孔樁工程全面停工。
根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)所反映的情況，設(shè)計(jì)單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行了詳細(xì)分析，由于出現(xiàn)地下涌水和灰?guī)r巖性，工程地質(zhì)實(shí)際情況與原詳勘報(bào)告不符合，采用排水疏干的辦法難以奏效而機(jī)械鉆孔受設(shè)備能力限制(樁徑為2700大口徑，且需嵌巖)，難以實(shí)施，故擬采用樁筏基礎(chǔ)。
同時(shí)提出對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行工程補(bǔ)勘：對(duì)地下水性質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，判明巖土整體性和穩(wěn)定性，并查明是否有巖溶、斷裂等不良地質(zhì)作用。
【巖土工程勘察設(shè)計(jì)】相關(guān)文章：
巖土工程勘察技術(shù)個(gè)人總結(jié)08-12
巖土工程勘察協(xié)議書03-17
巖土工程勘察技術(shù)個(gè)人年度總結(jié)11-23
工程勘察設(shè)計(jì)合同03-07
工程勘察設(shè)計(jì)合同通用03-06