- 相關(guān)推薦
巖土工程勘察設(shè)計
巖土工程勘察設(shè)計
【摘要】巖土工程的勘察與設(shè)計是項目建設(shè)的基礎(chǔ)，其目的是為工程項目后續(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)項目的安全和造價。
文章介紹了巖土工程及其設(shè)計的特點、巖土工程勘察的理論依據(jù)并以工程勘察實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
一、引言
巖土工程的勘察與設(shè)計是項目建設(shè)的基礎(chǔ)，其成果將直接影響建設(shè)項目的工程安全和造價，必須引起高度重視。
巖土工程勘察的目的是運用各種勘察測試手段和方法，對建筑場地進行調(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，保證地基強度、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、施工以及必要時進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
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。
(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。
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)計的重點和難點。
(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。
對于飽和土是固、液兩相;對于非飽和土，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;是否及時支撐，對軟土基坑穩(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)計的特點
建筑工程巖土工程設(shè)計在整個建筑工程設(shè)計中，占著非常重要的部分一是因為地基土情況變化復(fù)雜二是因為建筑物特別是高層建筑基礎(chǔ)受力較復(fù)雜三是因為基礎(chǔ)方案選擇正確與否直接影響工程造價四是地基基礎(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。
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)面知識面廣泛。
因此，在工程設(shè)計中，要本著安全適用、經(jīng)濟合理、盡可能技術(shù)先進的原則，在不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，不斷完善設(shè)計。
在基礎(chǔ)方案設(shè)計中既要考慮上部結(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?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，評價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、施工等提供詳實、科學(xué)、準確的地質(zhì)資料。
這些工程理論都是一種半科學(xué)半經(jīng)驗的理論，很多理論是建立在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上的，如很多公式都是經(jīng)驗公式。
巖土工程問題的解決過程實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，結(jié)合工程實際情況，建立相應(yīng)本構(gòu)模型，運用合理適宜參數(shù)，加上良好的判斷力，解決問題的過程。
對巖土工程技術(shù)人員來說，扎實的基礎(chǔ)理論同豐富的經(jīng)驗、良好的工程判斷力是同等重要的。
在學(xué)習(xí)和運用理論的過程中，一定要注意隱藏在公式和規(guī)律背后的背景知識和真正實際內(nèi)涵及其假定邊界條件。
而積累經(jīng)驗的過程可分為：分析與預(yù)測→現(xiàn)場觀測→對分析、預(yù)測和現(xiàn)場觀測結(jié)果進行比較、分析、評估和總結(jié)3個過程，可見積累經(jīng)驗的過程也離不開理論的支持。
五、工程勘察實例
(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360m2大型燒結(jié)機，采用先進技術(shù)和工藝節(jié)能降耗，加強環(huán)境治理，達到國內(nèi)同類型燒結(jié)廠裝備水平，爭取將燒結(jié)工藝和裝備水平邁上一個新臺階，3年半內(nèi)收回投資，獲得良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。
其燒結(jié)機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)計委托巖土工程勘察要求提供巖土技術(shù)參數(shù)及分析評價，并對基礎(chǔ)設(shè)計及處理。
對不良地質(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，提交場地資料如下：主要土層分布為雜填土、粘土、粉質(zhì)粘土、強風化頁巖(埋深為28～30mm)，中風化頁巖等。
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，擬建場區(qū)無斷裂通過。
結(jié)論為：所建場區(qū)地層分布穩(wěn)定，無斷裂通過無不良地質(zhì)作用，場地是穩(wěn)定的，適宜建筑。
(2)現(xiàn)場樁基施工現(xiàn)狀
根據(jù)現(xiàn)場條件和施工總體網(wǎng)絡(luò)計劃安排，挖孔樁基礎(chǔ)計劃1個半月全部完成，工程施工1月個多月有一根樁(C17)在挖至16.8m時出現(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號樁日涌水量達2000m3以上，采用水泵排水無法排干。
經(jīng)測量，其靜止水位標高大部分在-19～-20m，其樁底離中風化巖面還有4m左右。
根據(jù)詳勘報告，地下水量不大，這與實際情況不符。
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，而詳勘報告定名為頁巖。
由于地質(zhì)情況發(fā)生變化，整個挖孔樁工程全面停工。
根據(jù)施工現(xiàn)場所反映的情況，設(shè)計單位對現(xiàn)場情況進行了詳細分析，由于出現(xiàn)地下涌水和灰?guī)r巖性，工程地質(zhì)實際情況與原詳勘報告不符合，采用排水疏干的辦法難以奏效而機械鉆孔受設(shè)備能力限制(樁徑為2700大口徑，且需嵌巖)，難以實施，故擬采用樁筏基礎(chǔ)。
同時提出對施工區(qū)域進行工程補勘：對地下水性質(zhì)進行綜合評價，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】相關(guān)文章：
巖土工程勘察協(xié)議書03-17
巖土工程勘察的心得體會（通用12篇）02-06
工程勘察設(shè)計合同03-07
工程勘察設(shè)計合同通用03-06
工程建設(shè)勘察設(shè)計合同01-30
建設(shè)工程勘察設(shè)計合同02-20