閻瑞
引言:各項工程建設(shè)在設(shè)計和施工前,必須按基本建設(shè)程序進(jìn)行巖土工程勘察。鑒于目前巖土工程勘察所依據(jù)的規(guī)范、規(guī)程較多,既有國標(biāo)、部標(biāo),又有行標(biāo)、地標(biāo),且各種規(guī)范、規(guī)程的要求也有不一致之處;又鑒于目前巖土工程勘察市場格局中,占主導(dǎo)地位的勘察行為主體在技術(shù)方面的大的方向和原則上基本達(dá)成共識,各單位要進(jìn)一步提高市場競爭力,就要多從細(xì)節(jié)上下工夫,使自己提供的勘察成果更直接、方便地滿足設(shè)計的需要。通過對土力學(xué)原理、土力學(xué)地基基礎(chǔ)、工程地質(zhì)手冊及房屋建筑和構(gòu)筑物巖土工程勘察所依據(jù)的主要規(guī)范進(jìn)行了系統(tǒng)的研讀,對一些問題的認(rèn)識和學(xué)習(xí)體會,同廣大巖土工程勘察技術(shù)人員交流。
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)濟不斷高速發(fā)展,眾多基礎(chǔ)建設(shè)項目和現(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)格迴異,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)計的需要,存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術(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,可以從以下幾個方面著手:(1)利用工程物探可連續(xù)加密測點的辦法來獲得連續(xù)的地質(zhì)界面,從而有效的解決傳統(tǒng)鉆探手段以點帶面劃分地質(zhì)界面時常帶來的漏判、劃分不準(zhǔn)確等缺點: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)所需的巖土動力參數(shù)和設(shè)計地震動參數(shù)。相對傳統(tǒng)的鉆探方法,工程物探技術(shù)使用時受場地、地形條件的限制較少,具有節(jié)省時間、節(jié)省費用、勘探精度高等特點。(2)加強室內(nèi)、外測試新技術(shù)和施工檢測、監(jiān)測技術(shù)的使用,通過其所獲得的數(shù)據(jù)和資料,經(jīng)過分析、對比,建立它們之間的經(jīng)驗關(guān)系,并通過工程施工檢測、監(jiān)測所獲取的實測資料反算得到的參數(shù)作為對比依據(jù),確保所提供的巖土工程設(shè)計參數(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)的變形及破壞機理,土體與結(jié)構(gòu)物之間的相互作用;了解動力工程、砂土液化、單樁和群樁在水平動荷載作用下的性狀。(3)加強勘察技術(shù)人員的再教育和技術(shù)培訓(xùn)并形成定期制度,促進(jìn)其知識的更新?lián)Q代??辈靻挝皇┬袃?nèi)部崗位輪換制度,促成勘察各專業(yè)的技術(shù)交流、知識滲透,盡可能組織技術(shù)人員參加各種有關(guān)的學(xué)術(shù)活動和講座,達(dá)到擴大勘察技術(shù)人員的知識廣度和深度的目的。強調(diào)計算機技術(shù)的應(yīng)用(如受壓層深度計算、承載力計算、各類靜力或動力有限元計算、沉降分析、數(shù)理統(tǒng)計、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。
3案例
某居住小區(qū)依山而建,擬建場地沿山脊走向呈長條狀,其長軸方向長度約為2.2km,短軸方向長度約為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、學(xué)校、衛(wèi)生院、農(nóng)貿(mào)市場、郵電局、會所等)。業(yè)主按使用功能把本項目劃分為A-G等七個區(qū),山體北部為A-C區(qū),山體南部為D-G區(qū),場地中部為居住小區(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,又有新近場地平整時回填的人工堆積物,其中大部分場地表面分布有厚達(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。具體的勘察工作是:(1)本次勘察對場地內(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。對有關(guān)邊坡的安全和穩(wěn)定性問題作了專題研究,通過計算分析了邊坡的穩(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、施工所需的有關(guān)巖土參數(shù),對施工、檢測、監(jiān)測工作提出了合理化的建議。(2)根據(jù)山地地層相對簡單,但鉆機搬運困難等因素,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)行對比驗證,如通過大量物探與鉆探、坑探、井探等的對比試驗,取得場地各巖土層的對比參數(shù),提高物探資料的準(zhǔn)確性和可靠性。把室內(nèi)巖土試驗和野外標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗結(jié)果與靜載荷板試驗成果進(jìn)行分析、對比,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,采用常規(guī)土工試驗和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗成果提供設(shè)計所需的巖土設(shè)計參數(shù)往往偏低,為了能準(zhǔn)確地提供設(shè)計所需的巖土設(shè)計參數(shù),本次勘察共進(jìn)行了6臺載荷板試驗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)濟效益。(4)巖土工程勘察報告著重對地基與基礎(chǔ)方案,地基與基礎(chǔ)設(shè)計參數(shù)進(jìn)行細(xì)致和深入的分析、探討。根據(jù)場地巖土工程條件,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,對基礎(chǔ)方案進(jìn)行了經(jīng)濟、技術(shù)上的可行性分析和對比。針對不同分區(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。巖土工程勘察報告強調(diào)了檢測和監(jiān)測工作的重要性。該意見被業(yè)主和設(shè)計人員所采納,經(jīng)過施工檢測和施工監(jiān)測,證明勘察報告所提供的各種巖土設(shè)計參數(shù)和各種方案經(jīng)濟合理、目的性和針對性強。
4結(jié)束語
綜上所訴,合理地選擇、運用工程物探技術(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,互相補充、互相驗證。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、施工監(jiān)測成果進(jìn)行對比、驗證,從而建立定量分析、判定標(biāo)準(zhǔn)確保工程勘察質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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(作者單位:張家口市京北巖土工程有限公司)