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巖土水理性質也是巖土工程勘察工作中的需要勘察測量的重要內容。巖土水理性質指的是地下水和巖土相互作用表現出來的性質。在自然界當中地下水的賦存形式主要有結合水、毛細管水和重力水三種。巖土的主要的水理性質判定巖土水理性質的辦法有五種,包括軟化、透水、崩解、給水、脹縮。在實際測量巖土水理性質的時候根據不同的情況采用不同的方法。在這五種方法里面軟化性是使用的比較多的一種。軟化就是指巖土主體在浸水之后,力學強度會出現下降的特性,在工程當中我們用軟化系數來表示這個特性的強弱,這種特性可以判斷巖石是不是耐風化、抗水侵。脹縮性是指巖土主體在吸水之后體積會變大,失水后體積會相應的減小的特性,巖土的脹縮性的起因是在巖土的顆粒表面有一層結合水膜,這層水膜吸水會變厚,失水會變薄。巖土的這種特性決定了巖土工程是比較容易出現裂縫還是不容易出現裂縫。
二、地下水可能引起的巖土工程的主要危害
地下水之所以能夠引起巖土工程出現問題主要是因為地下水會出現不穩定的水位變化以及地下水的水動壓力以及地下水對于建筑物的腐蝕這三個方面,其中前兩個方面是最為主要的兩個方面。地下水的水位變化主要有三種形式,一種是地下水的水位上升,一種是地下水的水位下降,另外一種是地下水的水位頻繁變化,不斷地上升和下降。如果地下水的水位只是在小范圍內出現波動一般不會對巖土工程造成很大的影響,但是一旦浮動范圍過大,則非常容易影響巖土工程的施工和使用。地下水位頻繁的升降波動對巖程可能造成的危害主要有:能引起建筑物的破壞和膨脹性巖土脹縮變形。地下水動壓力作用對巖土工程造成的危害上要原因是自然原因或者人為工程活動改變了地下水的天然動力平衡條件,在移動水壓動力力作用下。引起巖土的滲透變形,造成流砂,管涌。基坑突涌等一些非常嚴重的、帶有毀滅性的工程危害,造成安全隱患影響工程的質量。
1.地下水的水位下降可能引起的巖土工程的危害現如今,地下水的水位降低大多是由于人為因素,比如說人類為了某些商業原因會集中大量的抽取地下水、在采礦的時候可能出現礦床疏干、還有就是在河流的上游筑壩、修建水庫等水利工程會截奪下游的地下水補給等等。地下水的水位過分下降,可能會導致地裂、地面沉降、地面塌陷等許多嚴重的地質災害以及地下水源桔竭、水質惡化等惡劣的、不可修復的環境問題,這些后果無論是對巖土體、建筑物的穩定還是人類自身的居住環境都會造成很大威脅。
2.地下水的水位上升可能引起的巖土工程危害能夠引起地下水的水位上升的原因有很多種,最主要的是地質因素就是地下含水層的結構變化。另外像氣象因素比如說降水變化,氣溫變化都有可能導致地下水位的上升。還有一些人為因素比如說灌溉、施工也有可能造成地下水位的上升。地下水位上升會造成土地的沼澤化、鹽堿化,導致地下水對建筑物的腐蝕性增強。地下水位上升還可能導致巖石層出現滑移和崩塌等地質災害。
3.地下水水位的頻繁升降可能對巖土工程造成的危害地下水水位的升降變化能夠造成膨脹性的巖土因為膨脹系數不同,吸水多少不同產生不均勻的脹縮變形,當地下水的水位升降比較頻繁的時候,不僅會導致巖士的膨脹收縮變形不斷的往復出現,而且會導斂巖土的膨脹收縮幅度不斷地加大,久而久之會導致地裂引起建筑物特別是質量不大的輕型建筑物的破壞。地下水水位的升降變動帶內可能出現的情況就是由于地下水的水位變動過快,土層中的膠結物比如鐵、鋁等主要的成分會被水帶走,土層一旦失去了膠結物就會出現土質變松、含水量增大、孔隙增大等問題,給巖土工程的基礎選擇、處理帶來很多不必要的麻煩。
4.水文地質勘察在巖土工程勘察中的評價巖土工程的勘察中涉及的基本理論主要包括土力學的一些基本知識以及一些主要的工程地質理論等。巖土工程問題的解決實際上就是在理論知識的指導之下,巖土工程的操作人員利用自己的工作經驗結合實際的工作情況來建立合適的模型,進行試驗得到相關參數,進而判斷的一個解決問題的過程。
三、結語
1.1外業勘察工作未收集到足夠的資料
為整個巖土工程的設計及施工過程提供相關地質資料及技術指導參考是外業勘察工作的主要工作內容。但是在實際勘察工作過程中,部分施工單位在開工前未能充分地了解工程的建設標準及施工背景資料等,導致外業勘察工作在進行中沒有具體的工作對象,缺乏針對性,使其工作效果不盡人意并無法對工程項目起到有效的指導作用。
1.2勘察工作量未能達到標準
在巖土工程外業勘察工作中,對固定勘察點的位置有著明確的規定,全面覆蓋勘探點才能使得勘察工作規范化并取得成效。但是,在實際勘察過程中,部分施工單位偷工減料,為根據勘察要求進行勘探點的布設工作,同時為了節省工作時間、減少工作量未按照工程施工標準進行,對勘探深度及孔距定位等問題為進行規范化的操作。這些情況使得外業勘察工作有名無實,不達標的工作量會直接導致外業勘察工作效率低下。
1.3外業勘察工作不夠規范化
根據外業勘察工作的相關規范要求,對勘察工作的具體實施流程以及操作標準有著明確的規定。但是在實際的工作中,部分施工單位未按照要求進行作業,例如在砂石層及粉土層等進行鉆孔時,泥漿護壁的質量不符合標準,或者泥漿的濃度未按照要求進行調配,這樣不僅容易造成塌孔現象的發生,對外業勘察工作也造成了極其嚴重的影響。此外,部分單位在對地質情況進行取樣及測試時也不按照規范要求進行,沒有對地層的實際情況進行準確勘察,地下水位的測量工作也時常出現差錯,這些情況都直接影響整個勘察工作的結果,并且導致巖土工程無法正常進行。
2提高外業勘察工作質量的具體措施
2.1勘察工作的布設及施工安排
勘察隊伍在作業前應首先對工程項目的整體要求及資料進行充分了解和分析,對勘探點的布設應先進行相關實驗,對其間距及深度等方面進行準確定位。在勘察過程中嚴格按照標準要求進行,通過測量放樣確保勘探點布設的科學性與合理性。在勘察工作開始前還需對鉆探的設備進行檢查和校正,勘察工作人員應能夠熟練操作機器,以保證勘察工作能夠有序進行。同時,在設計鉆孔施工流程時還應綜合全面地考慮到地層的支撐能力等因素,保證鉆孔工作的質量及工作量合理。
2.2嚴格規范鉆孔工作
1)對鉆孔工作進行詳實的記錄。勘察人員首先應提高自身的工作記錄意識,在鉆孔作業過程中對鉆孔的深度及位置等實際情況進行全面、精確的記錄,并且對鉆孔施工結束后的具體應用情況進行考察,通過及時記錄并整理鉆孔記錄為外業勘察工作提供參考資料。
2)設計合理的鉆孔位置。鉆孔深度及位置等因素會對工程的負荷能力估算工作直接造成影響,合理的鉆孔位置設計能夠保證整個工程的穩定性。鉆孔人員應根據規范要求嚴格按照設計方案進行,在作業中垂直地將鉆頭對準鉆孔點、通過四點拉繩的方法對鉆孔位置的變化進行判斷、控制鉆孔位置的精確性等。
3)鉆孔工作人員在開始作業前首先應對鉆機設備進行檢測以保證其工作穩定性,并對鉆桿的垂直度及鉆進中的傾斜性進行校正,還需對鉆進的速度進行控制并控制其受到的壓力程度。在鉆孔作業過程中操作機具的工作人員不能擅自離開工作崗位。
4)在對鉆孔工作過程進行記錄時,應選擇具有扎實編寫經驗及地質工程理論基礎的人員進行,根據土層的實際情況以及巖土風化情況等對鉆孔作業進行編寫,并且應具有一定的問題針對性。
2.3規范鉆孔采樣工作
1)應完善對鉆孔工作人員的培訓工作。在進行鉆孔采樣前,對鉆孔工作各階段的勘測、監管及施工人員的基本業務能力進行培訓以確保各部分工作人員對本職工作有清楚的認識,同時還應對工作任務進行合理分配,提高所有鉆孔工作者的安全意識及其工作責任感。
2)做好采樣工作。在開展鉆孔試驗工作前應先對鉆孔進行清理,同時使用撈砂筒等裝置對砂類土進行試驗、使用厚壁取土器對枯性土進行試驗等。在鉆孔試驗結束后還需與相關地質檢測工作者及時聯系,對鉆孔的質量進行全面綜合的判斷。
3)提高巖芯采取率并合理擺放巖芯。勘測工作者可以通過對鉆孔設備進行調試、優化鉆孔工藝等方式提高巖芯的采取率;在設置鉆孔深度時應以巖芯的長度為準,并以巖芯的實際樣貌作為控制回次進尺的依據。
2.4規范地下水勘探工作
進行地下水勘察工作時應在鉆孔被清理后以實際的測量標準為依據,并對地下水位采樣的測量精確性進行保證,通過分層或分段的測量方式對地下水水位進行采樣測量以避免外來水產生的干擾因素。
3結語
[關鍵字]地下水位的測定 巖土滲透系數 地下水的腐蝕性
[中圖分類號] X523 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-5-153-2
在巖土工程的勘察、設計、施工過程中,地下水問題一直是一個極為重要的問題。地下水既然作為巖土的重要組成部分,就直接影響了巖土的性狀和行為;它又作為建筑工程的環境,也影響建筑物的穩定性和耐久性。在建筑設計當中,既要考慮地下水對巖土及建筑物的各種作用,及可能產生的各種結果;施工中又要估計地下水對施工帶來的各種問題和事先應采取的防治措施。
1地下水水位的測定與變化幅度
1.1地下水的測定
根據《巖土工程勘察規范》(GB50021—2001),穩定水位的時間間隔按地層的滲透性確定,對砂土和碎石土不得少于0.5h,對粉土和粘性土不得少于8h,并宜在勘察結束后統一量測穩定水位。地下水恢復到天然狀態的時間長短受含水層的滲透性影響最大,也就是說穩定時間因地層滲透性差異而不同。另外,采用泥漿鉆進方法鉆進時,受孔內泥漿的影響,穩定水位的時間間隔比規范規定的時間間隔還要長,規范要求勘察結束后統一量測穩定水位,因靜止時間不夠,靜止水位量測不準確、不齊全、數字不可靠。筆者的做法是整個場地鉆探結束24h后測定靜止水位。測量地下水位的工具應按有關規定執行,并定期用鋼尺校正。
1.2地下水變化幅度
某地下水豐水期和枯水期非常明顯,有些工程勘察在枯水期,到了豐水期,水位漲幅為多少,在有地下結構物的建筑工程中抗浮設計水位為多少,設計部門如何考慮防水問題,施工部門如何制訂計劃,施工時需不需要先降低地下水位等問題,一直困擾著勘察、設計、施工等諸多單位和部門。
(1)地下水位上升
地下水位上升會使淺基礎地基承載力降低,砂土地震液化加劇,建筑物震陷加劇,土壤沼澤化、鹽漬化,巖土體產生變形、滑移等不良地質現象,地下水位產生凍脹作用的影響;會對建筑物、濕陷性黃土、崩解性巖土、鹽漬巖土產生影響;會使膨脹性巖土產生脹縮變形。
(2)地下水位下降
地下水位下降往往會引起地表塌陷、地面沉降、海水入侵、地裂縫的產生和復活以及地下水源枯竭、水質惡化等一系列不良地質問題,并對建筑工程產生不良影響。近年來城市建設突飛猛進地發展,一方面高層建筑、大型住宅小區、地下停車場及污水處理廠等基坑工程需要降水;但另一方面,有些工程由于工期的原因,降水持續,如某市某公園由于附近施工,湖水干涸數年,造成地下水位連年下降。因此,在工程中應進行抗浮驗算,經濟合理地確定抗浮設計水位將涉及工程造價、施工難度和周期等一些十分關鍵的問題。
1.3關于各巖土層滲透系數的測定
在各種降水方法的選擇和設計過程中,巖土層滲透系數是一個重要的物理性質指標之一,它的取值直接影響到降水工程的設計及降水方法的選擇,最終影響降水的效果。
由于深基坑的開挖,需要降水,滲透系數又是一個極為重要的水文地質參數,用途也愈來愈大,現場注水試驗和室內試驗求得的滲透系數有較大誤差,雖然野外試驗數據準確,但周期長、費用高,在本地區的工程勘察中極少采用,而是廣為采用經驗值。筆者認為,一類工程,重要工程的對降水有特殊要求的工程,室內試驗、現場注水試驗、經驗值要相互比較后利用,且以現場注水試驗為主。例如某一類工程需要降水,降水深度約10m,場地土層滲透系數見表1。由表1可知,地層中第⑤粉土(密實狀、埋藏在地表下15~18m),為弱透水性土層(良好的隔水層),施工降水設計降水井井深不宜穿過該土層。
2地下水的腐蝕性
某地段地下水屬潛水型,地下水位動態主要受氣象水文因素影響,呈季節性變化;補水來源主要是人工灌水渠道補給,大氣降水補給甚少;地層在控制深度范圍(50m)內自上而下是填土,粉質粘土,粉土,粉細砂,粉土,粉、細砂;在此市某區18~18m普遍存在一層弱透水性的密實狀的粉土層、局部相變為粉質粘土層(良好的隔水層),使潛水型的地下水被分為上下兩層;從多年施工單位從降水井(20~30m)中取來的地下水質的分析結果中可知,降水井(潛水型地下水中的下層)中地下水呈現出更高礦化度。
當地下水中的某些化學成分含量過高時,水對建筑材料有腐蝕性;當地表水和土受到污染而某些成分過高時,也具有腐蝕性。因此在勘察、設計時需一并考慮。
通過近20年對此市地下水的水質資料的收集,發現對建筑材料有腐蝕性的SO42- 及CI-含量同一地段下層潛水型地下水比上層具更高礦化度;勘察工程所取水樣分析,7.0
2.1地下水對建筑材料的腐蝕性評價
某地位于干旱區與半干旱區,降水量較少,蒸發旺盛。1996-2003年,平均降雨量為198mm,平均年水面蒸發量為1490mm,陸地蒸發量為178mm,干燥指數為5.8。根據《巖石工程勘察規范》(GB50021-2001),由于建筑物基礎主要埋設在含水量≥20%弱透水性的土層,故此地區環境類別主要為Ⅰ類,場區屬冰凍區;因此,按干濕交替情況考慮,地下水對混凝土多具弱-強腐蝕性,對鋼結構具弱-中等腐蝕性,對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具弱-中等腐蝕性。
2.2地下水腐蝕性對建筑物危害
(1)當地下水中的某些化學成分含量過高時,水對混凝土、可溶性石材、管道及鋼鐵構件及器材都有腐蝕作用。地下水中CI-、SO42- 含量高,被埋入混凝土的鋼筋表面產生一層鈍化保護層,這一保護層在水泥開始水化反應后很快自行生成。然而氯離子能夠破壞這層氧化膜,鋼筋在水和氧的存在下發生銹蝕。鋼筋銹蝕有兩種后果:①銹蝕物的體積增加幾倍,以至于它們的生成導致了混凝土的破裂、剝落和分層,這就使腐蝕劑更容易進入到鋼筋表面,必然加速鋼筋的銹蝕;②陽極上的銹蝕過程減小了鋼筋的橫截面積,也就減小了它的荷載能力。氯鹽的作用,引起鋼筋的銹蝕,是使鋼筋混凝土破壞的主要原因。
(2)地下水或潮濕的土中的某些鹽類,通過毛隙水上升,浸入混凝土的毛細孔中,經過干濕交替作用,鹽溶液在毛細孔中被濃縮至飽和狀態,當溫度下降時,析出鹽的結晶,晶體膨脹使混凝土遭受腐蝕破壞。溫度回升,水汽增加時,結晶會潮解,當溫度再次下降時,再次結晶,腐蝕進一步加深。這種環境氣候條件加快了混凝土在腐蝕介質(水、土)中的腐蝕速度,縮短了建筑物的使用壽命。
(3)地下水SO42- 含量高,對建筑物危害巨大,加之地下水位較高,建筑物基礎處于強腐蝕的環境介質中,如新建好沒幾年的某小區經開挖可以看到基礎被地下水腐蝕的剝離程度,這極大地影響了建筑物的耐久性和穩定性,給國家經濟和人民財產安全造成一定影響。
2.3防治措施
防止、降低地下水腐蝕要采取廣泛的綜合措施,因為地下水的污染是由整個周圍環境的污染造成的,地下水污染是可以防治的,把生產的工業廢料減少到最低程度,改善污水凈化排放工藝,加工利用工業和日常生活的廢料是解決地下水污染的重要措施,另外,混凝土的耐久性主要取決于兩個方面:①水泥品質、水泥用量和水灰比;②腐蝕介質的腐蝕類型和混凝土的環境暴露條件,對混凝土具有較強的結晶性腐蝕地段,應用抗硫酸鹽水泥或礦渣水泥較好;個別嚴重腐蝕的區域采用樁基礎時,同時也要對樁身采用防腐蝕措施,如表面用瀝青類、高分子樹脂等涂膜防護外,可采用場地降水、排水換土等綜合防治方法。
【關鍵詞】巖土工程勘察;問題分析;解決方法
1、巖土工程勘察中存在的主要技術問題
1)界面劃分問題。主要有巖土體和巖石風化程度的界面劃分,地質構造和軟弱結構面的判定,以及不良地質體的地質界面等。2)地質形態問題。主要有不明地下物體空洞及其分布形態,埋藏位置和埋藏深度的確定。3)巖土參數問題。主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室內、外試驗的巖土層,如粗顆粒土、殘積土和風化巖等。其巖土設計參數(承載力、變形指標等難于確定)。4)綜合能力問題。主要表現在一部分勘察技術人員缺乏對勘察各專業的野外和室內原始資料的整理分析,利用的能力,缺乏如何辨別真偽,去偽存真,補充印證,歸納總結的能力,缺乏建筑結構設計方面的知識,常造成勘察的目的性不明確,所提供的資料不能滿足設計的需要。5)枝術素質問題。主要是勘察技術人員知識的廣度和深度問題,勘察各專業缺乏內部溝通,技術交流,對各自技術服務的對象和技術發展狀況不了解,導致碰到重大項目和復雜工程時束手無策,不知應采用何種技術方法和手段去解決所碰到的技術問題。
2、探討問題的解決方法
隨著電子計算機技術的飛速發展,近十幾年來,工程物探專業根據彈性波理論,電磁波理論和電學原理發展了許多新的工程物探方法,并相應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,成木低,信息量大等特點。可以利用工程物探連續加密測點的辦法來獲得連續的地質界面,從而有效的解決傳統鉆探乎段以點帶面劃分地質界面時常帶來的漏判,劃分不準確等缺點;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以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和設計地震動參數。相對傳統的鉆探方法,工程物探技術使用時受場地,地形條件的限制較少;具有節省時間,節省費用,勘探精度高等特點。但是,各種工程物探方法的有效性決定于它對探測對象的適用性,物性條件的適用性越強,解決問題的可靠的性越大。因此,為了有效地解決某此復雜的巖土工程技術難題,必須采用多種工程物探手段和鉆探聯合使用的方法,起到互相補充,互相驗證的作用。合理地選擇,運用工程物探技術與傳統勘探手段相結合,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。
3、工程實例
某小區占地面積較大,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、學校、衛生院、地下室、農貿市場、郵電局、儲蓄所、會所、俱樂部等)。業主按使用功能把本項目劃分為A至G等七個區,山體北部為A至C區,山休南部為D至G區,場地中部為居住小區的標志性建筑柱廊和生活橋。
此次工程位于莊陵地貌,地形復雜,山體陡峭,基巖埋藏淺,許多地方直接,并且跨越的地層單元多,既有山前沖洪積物、坡積物、沖積物、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十來米(含有直徑可達1至2米的巨大塊狀石頭)的人工填土,地層和巖性分布復雜。基巖主要為花崗巖,局部有斷層分布,巖石的裂隙較發育,伴有花崗斑巖巖脈、石英正長斑巖巖脈、輝綠巖巖脈穿插其間,垂直山脊走向僅400米寬度內就分布有14條巖脈。各種巖石、巖脈風化程度不一,有的巖脈風化后,其土質松軟形成了復雜的巖土組合。其勘察的難度大,為了查明場地的巖土層分布和地質構造特征,合理地制定勘察方案和選擇合理的勘察方式,首先在收集當地地質資料的基礎上,進行了大量的工程地質測繪工作,然后根據地質測繪成果和場地工程地質條件編制勘察綱要。再針對場地地形、地貌特征、地質條件及工程特點,選用以鉆探、物探為主結合坑探、槽探、洛陽鏟、靜力觸探等多種勘探方法進行勘察工作。本工程共布置勘探點1007個,對場地巖上體進行了一系列的室內外試驗和測試工作,野外測試工作主要有淺層載荷板試驗、標準貫入試驗、動力觸探試驗、靜力觸探試驗、面波測試、剪切波速測試、抽水試驗、室內試驗,除了常規的巖土試驗項目外,還進行了三軸剪切試驗、擊實試驗、滲透試驗、水質分析等,具體的勘察工作是:1)根據山地地層相對簡單,但鉆機搬運困難等因素,將物探、井探、槽探手段應用于難于進行鉆探的山頂、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、槽探等結合起來使用,既達到了勘察目的又節約了勘察成本。2)各種勘察手段相互進行對比驗證,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,提高了物探資料的準確性和可靠性。把室內巖土試驗和野外標準貫入試驗結果與靜載荷板試驗成果進行分析、對比,建立它們與地基承載力和變形指標之間的關系等。3)根據初步勘察成果判定,本工程有大量的擬建物基礎,將選擇花崗巖殘積土作為其持力層,由于場地內花崗巖殘積土穿插有大量不同巖性的巖脈,并且其風化程度不同,造成巖土軟硬不一,根據經驗,采用常規土工試驗和標準貫入試驗成果,提供設計所需的巖土設計參數往往偏低,為了能準確地提供設計所需的巖土設計參數,本次勘察共進行了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)取得了較大的經濟效益。4)由于建筑需要,場地平整形成了大量的人工邊坡,有的削坡高度達50多米,填方邊坡高度達15米。本次勘察對場地內是否存在不良地質作用和潛在不良地質作用進行了大量的深入調查研究,提出了防治措施。對有關邊坡的安全和穩定性問題作了專題研究,通過計算分析了邊坡的穩定性條件,提供了各種邊坡的支護方案和支護設計、施工所需的有關巖土參數,對施工、檢測、監測工作提出了合理化的建議。5)巖土工程勘察報告著重對地基與基礎方案,地基與基礎設計參數進行了細致和深入的分析、探討。根據場地巖土工程條件,結合上部結構荷載分布特征和成樁可能性及基礎持力層的工程性質、埋藏深度等。
【關鍵詞】巖土工程; 勘查; 地基處理
中圖分類號:TU4 文獻標識碼:A 文章編號:
涉及并滲透于建筑、能源、交通、水利、農業灌溉、海洋港岸、生態保護等一系列行業的工程地質專業,是一個傳統的大專業,其專業發展和技術水平都與國民經濟發展密切相關。工程地質專業經過近二十年的發展與完善,其中的一個小分支—巖土工程,已從中分離出來,成為一個獨立專業,工程地質勘察專業已實現了向巖土工程勘察方向發展。
一、何謂巖土工程勘察
工程地質占據除了建筑之外的大多數其它行業,而巖土工程則主要集中在建筑行業,作為一項為建筑工程設計、施工提供地質勘察成果及各項巖土工程參數的巖土工程勘察,是地基設計的基礎,是工程建設中必不可少的重要環節。巖土工程勘察包括現場鉆探、原狀土取樣、室內試驗和現場原位測試等方面,其方法或技術手段,有以下幾種:1、工程地質測繪;2、勘探與取樣;3、原位測試與室內試驗;4、現場檢驗與監測。
二、巖土工程勘察的基本任務
建筑工程在進行詳勘之前,應收集附有坐標和地形的建筑總平面圖,場區的地面整平標高,建筑物的性質、規模、荷載、結構特點、基礎形式、埋置深度、地基允許變形等資料。從此要求中我們可以看出,巖土工程勘察的主要任務是如實地弄清楚擬建場區水文地質和工程地質條件,提供準確的關系到基礎設計安全性、經濟性和可行性的巖土工程特性指標和地基基礎設計參數,并對建筑場地進行穩定性和適宜性評價,進而提出經濟合理的巖土利用、整治、改造的建議和方案。具體地講:
1、查明勘察范圍內場地原始地貌、地形,巖土層的類型、成因、分布、深度、工程特性和變化規律,并對地基的穩定性和均勻性進行分析、評價;
2、查明建筑物范圍內及周邊場地一些特殊土的類型、成因、分布范圍、發展趨勢和危害程度,并提出相應防治措施的建議;
3、查明建筑物范圍內及周邊埋藏的孤石、河道、兆浜、墓穴、舊基礎、防空洞等對工程不利的埋藏物及其分布范圍;
4、查明地下水埋藏類型、情況、水位,水位變化幅度及規律、補給及排泄條件,并科學地評價地下水(土)對建筑材料的腐蝕性;
5、查明包括滑坡、巖溶、采空區、泥石流、地面沉降、活動斷裂、危巖和崩塌、場地和地基的地震效應等影響建筑場地穩定性的不良地質作用,并提出相應防治措施的建議;
6、對于基坑工程,還應查明其周邊環境,提供基坑設計所需的巖土參數,分析評價放坡開挖的可能性和基坑邊坡穩定性,以及基坑開挖與降水對地基變形、周圍建筑物和地下設施的影響。
三、巖土工程勘察過程中存在的問題
由于受巖土工程技術人員對勘察規范的理解不透、執行不當,以及某些規范、標準的不健全、不完善等因素的影響,使得在巖土工程勘察過程中常存在一些問題。為了保證勘察成果的質量,為了提高勘察技術水平,須將巖土工程勘察中常見問題加以歸納、分析,并對其產生的原因進行探討,以有針對性地采取相應的預防及控制措施,來保證勘察成果的客觀、真實、準確。
1、地質形態問題
主要對有不明地下物體、空洞及其分布形態、埋藏位置和埋藏深度的確定。
2、界面劃分問題
主要有地質構造和軟弱結構面的判定、巖土體和巖石風化程度的界面劃分,以及不良地質體地質界面的確定等。
3、巖土參數問題
主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室、內外試驗的巖土層即粗顆粒土、殘積土和風化巖等,其巖土設計參數(承載力、變形指標等)難于確定。
4、技術素質問題
一方面,勘察各專業之間由于缺乏技術交流、內部溝通,對各自技術服務的對象和技術發展狀況不了解;另一方面,部分勘察技術人員缺乏對勘察各專業的野外和室內原始資料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨別真偽、去偽存真、補充印證、歸納總結的能力。
四、巖土工程勘察中應注意的問題
1、做好與設計部門溝通
由于勘察成果的直接使用者就是建筑工程的設計人員,因此,進行工程勘察前,需通過與設計人員的有效溝通,在充分了解項目設計意圖及清楚擬建物工程特性的基礎上方可進行具體的勘察,只有這樣,才能使勘察工作做到經濟合理、有的放矢,進而給設計人員提供最有用、最直接、最準確的勘察成果。目前,由于某些勘察單位對與設計部門溝通這一環節重要性的認識并不充分,往往會造成勘察項目的返工,對此,必須避免。
2、注意各類等級的劃分
在進行巖土工程勘察時,應在滿足規程、規范要求的前提下,通過最經濟、最科學、最合理、最有效的勘察手段落實好勘察目的、勘察任務及勘察工作量,進而在滿足勘察目的與任務的同時實現勘察過程中所用成本最少。其中,能夠使勘察實現節約的一個重要方面就是勘察工作量經濟、合理、安全的布置,要達成此目標,必須按相應的分級標準來確定項目的相關等級,只有充分了解如勘察等級、擬建物安全等級、地基復雜程度等級、重要性等級等各類等級,才能更好地布置勘察工作量。
3、選擇勘察的基礎方案
選擇適宜的勘察基礎方案,這是做好勘察的保證。基礎方案的選擇應依據場地地層情況及區域經驗綜合進行,忽視任何一方面均可能造成錯誤。勘探單位一方面不能以自身單位利益的驅動而片面提供本單位具有的樁機類型的地基基礎方案建議,另一方面不能受甲方影響或認為設計單位提供的地基基礎方案一定行而更改勘探報告的基礎方案建議。基礎方案確定要在深入了解設計方案、保證勘察成果的基礎上,與設計人員溝通交流,使得各個程序順暢有效的進行,從而真正地保障工程的質量。
4、合理地運用勘探技術
工程勘察的技術與手段在現代科技迅猛發展的推動下,有多種,但任何技術雖都有其適用性,也有其局限性,要有效地解決某些復雜的巖土工程勘察技術問題,必須合理地選擇、運用工程物探技術與傳統的勘探技術相結合,采用多種勘察手段聯合使用,互相補充、互相驗證。另外,通過各種先進、間接的勘察手段所獲取的資料應與如鉆探、原位測試、巖土試驗等傳統的勘察方法、施工檢測、施工監測成果進行對比、驗證,并建立相對應的經驗關系,以更好地確保工程勘察質量。
五、結論
總之,各項工程建設在設計和施工之前必須嚴格按照基本建設程序要求及相應的規范進行巖土工程勘察,鑒于勘察成果的質量將直接影響建設項目的工程造價和工程安全,因此,其所勘察的成果不僅要客觀、真實地反映勘察場地的地形、地貌、巖土性質、地層構造、地下水和不良地質現象等問題,最重要的是進行正確合理的巖土工程分析評價,只有這樣,才能為建設項目提供合理可信的巖土工程參數和建議。
【參考文獻】
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關鍵詞:水文地質;地質勘察;水理特征;影響
1 工程介紹
蘭坪縣扶貧搬遷城鎮化移民建設項目位于怒江州蘭坪白族普米族自治縣縣城北側。場地南面、北面多為林地;場地東面、西面多為耕地。本工程為住宅建設項目,由 17 棟建筑組成,無地下室。擬建項目總規劃用地面積 37853.28 平方米(56.78 畝) ,總建筑面積約 37121.28 平方米。
項目所在地地勢落差,由西向東高差達 65m 左右,地貌單元屬構造剝蝕中低山地貌,現多為耕地,局部植被覆蓋。擬建場地整體西高東低,南高北低,場地周邊人工林或原生林覆蓋率比較高,水土保持良好,生態自然環境優良。項目所在地屬構造剝蝕中低山地貌,地形坡度較大,一般在 15~25°間,局部大于 35°。
2 水文地質特征
2.1 地下水補給
蘭坪氣候屬于低緯山地季風氣候,平均氣溫 13.7℃,7 月份氣溫最高,平均氣溫達 25.5℃,極端最高氣溫為 31.7℃;1 月份氣溫最低,平均氣溫 3.4℃,極端最低氣溫零下 12℃,氣溫年較差14.5℃。年平均降水量為 1002.4 毫米(河谷為 620.1 毫米),全年平均降水量為 438.7 毫米,8 月最高,為 208.9 毫米,10 最低,為 81.8毫米。極端降水量最大降雨量為 1223.5 毫米,最大日降水量為100.2 毫米。
源頭有兩條支流。東支叫后娘河,發源于清水朗山北面的一個山峰要青巖頭上。西支叫前娘河,發源于雪盤山脈的白雪山上。兩條支流流入金頂街以南約 1 公里,繼續向南經金雞山,進入大理云龍縣,并從云龍縣公果橋將其注入瀾滄江,
境內流程約 37.2 公里,流域面積 559 平方公里,流量介于 1.9億立方米每秒和 132 立方每秒之間,河床寬約 5~30 米,年平均產水量為 6.72 億立方米。
2.2 場地水文地質特征
場區地層多以硬塑狀粘性土為主,透水性較弱,為孔隙性潛水。下伏基巖為新生界第三系古新統云龍組淺海陸棚相的泥灰巖,由于受多期地質構造作用,巖層風化破碎明顯,風化程度差異性大,巖層節理、裂隙發育一般,具備一定的地下水通道,為裂隙性潛水。上部孔隙潛水主要賦存于卵石層中,圓礫為強透水層,水量較大。勘察期間為枯水季節(旱季),測到穩定的地下水位在現地面下 0.0──5.3 米之間,高程在 2543.10──2584.12 米。
2.2 場地水文地質腐蝕性分析
通過在現場鉆三個孔,每組混合水樣用于水質分析。地下水對鋼筋混凝土結構和混凝土結構中的鋼筋有輕微腐蝕性,對鋼結構有輕微腐蝕性。
3 水文地質對巖土的影響作用
3.1 地下水位降低或上升對巖土工程的危害
地下水水位的上升或者下降將對巖土工程勘察產生重大影響。水位變化有人為因素也有不可避免的自然因素,自然因素就是蘭坪氣候屬于低緯山地季風氣候,高強度降水、地震等自然現象;人為因素主要是蘭坪多為耕地,農田灌溉、施工對地下水集中、大量的汲取,在河流上游修建大壩、水庫、水電站等都會造成地下水水位下降。如果水位嚴重下降,下水將惡化、枯竭,這將導致地裂縫和地面沉降。相反如果地下水水位上升,地基上壓縮層水位就會發生改變,導致基土軟化并嚴重影響建筑物的穩定性。
3.2 地下水位降低或上升對巖土物理學特性的影響
地下水位、年平均氣溫、降水量在不同年份有所不同。 7 月氣溫最高,平均氣溫達到 25.5℃,極端最高氣溫為 31.7℃;年平均降水量為 1002.4 毫米,年平均降雨 158 天。一旦地下水位發生很大變化,就會造成不均勻的膨脹,壓縮,變形和斷裂,對建筑物造成嚴重破壞。如果地下水頻繁變化,且變化幅度大,巖土將繼續不斷膨脹收縮,幅度隨之增加。另外,由于場區地層多以硬塑狀粘性土為主,透水性較弱,為孔隙性潛水,風化差異較大,而且上部孔隙潛水主要賦存于卵石層中,圓礫為強透水層,水量較大。地下水位上升后受到淋慮,重鐵鋁含量增加,進而增加了土壤間的鏈接力,形成硬殼層,從而降低水含量、空隙,增強承載力。如果巖土位于地下水位變動帶的土層,在雨水的沖擊下,土層中的鐵鋁也會大量流失,從而導致土層松散。
3.3 邊坡開挖中地下水對支護的影響
在高層建筑的建造中,很多人使用垂直開挖,通過抽水方式降低水位,這雖然降低了土壤層的壓力,但是局部驟然大量抽水會造成水位突降,周圍建筑、墻體也會變形坍塌,此工程建設場地為坡地,在施工完成后場地內將形成多個分臺邊坡,組成邊坡的卵石層,透水性強,粉質粘土及強風化泥質粉砂巖浸水后結構強度下降,工程性能急劇降低的特點,在大氣降雨的影響下,很容易引起邊坡穩定性的潛在問題,如坍塌和滑坡;在邊坡開挖及填筑時,應立即對邊坡進行支護處理,并注意坡面的防護,避免長期裸露,降低邊坡穩定性。此外,邊坡開挖時應采取排水措施,邊坡坡頂應設置截水溝,開挖時應由上往下分段開挖,分段支護依次進行。
4 結束語
綜上所述,在對巖土工程項目勘察時,必須重視水文地質問題,根據水文地質條件,增強對自然地理、地質情況、地下水位以及巖土性質各方面的把控,為巖土工程勘察的工作開展打下基礎,為建筑工程提供有力的支持。
參考文獻
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關鍵詞:巖土工程勘察,問題,措施
巖土工程勘察是地基設計的基礎,主要是為建(構)筑物基礎設計,地基處理和施工提供詳細的工程地質資料和技術參數。而巖土參數的合理提供關系到基礎設計安全性、經濟性和可行性。而由于對巖土工程勘察的重視度不夠,在實際的勘察工作中存在著各種各樣的問題,本文僅就野外勘探工作和巖土工程分析評價中的問題進行分析,并提出相應的措施,旨在糾正巖土勘察中的不規范行為,提高巖土工程勘察的質量,為地基處理和施工提供準確、詳細的工程地質資料和技術參數。
1.巖土工程勘察中常見問題
1.1野外勘探工作
巖土工程勘察一般時間短、任務重且突擊性強,若勘探前沒有綜合周密的計劃,等發現問題時野外勘察工作已基本完成,若重新補充勘探工作事必會事倍功半。這集中表現在以下幾方面。
(1)勘探點布設:基礎形式及結構形式不同,勘探深度不同。如:一般5~6層磚混結構住宅,勘探孔深15m基本可滿足要求,而5層框架結構商場由于柱網的柱荷載大,基礎面積大甚至可能采用樁基,則勘探孔深度15m一般不夠。地層工程地質性質不同,勘探深度不同。如:埋藏較淺且工程地質性質好的密實碎石土及基巖地區勘探孔深度較淺,而工程地質性質差的淤泥及松散雜填土地區勘探孔深度較深,這就要求在勘探前對勘探區域地層大致情況有所了解,做到有的放矢。地基復雜程度不同,勘探點密度不同。免費論文。遇復雜地基情況,應按規范要求加密勘探點,不能局限于經濟或時間等因素而堅持原勘探方案不變,否則難以查明場地工程地質情況,埋下工程隱患。這種情況在工勘市場競爭劇烈而盲目壓價的地區較嚴重。
(2)野外地層的劃分:野外地層的正確劃分是室內資料整理的關鍵因素,對較大型的工程,由于施工多采取多鉆機平行作業形式,技術人員較多,各勘探班組往往各行其是,最后資料匯總后難以統一,給室內整理帶來很大困難,為避免這種問題應將所有技術人員首先集中到一起共同勘探一到兩個鉆孔,統一編錄形式,并派專人現場負責勘探區域整體野外分層連線,發現異常及時處理,只有這樣才能更好地保證勘探質量。
(3)原位測試:原位測試應嚴格按規范進行,在施工中常會出現一些所謂“捷徑”:靜力觸探按規定應定深調零以減少零漂,有時圖省事不按要求調零,造成數據采集不準,尤其在氣溫與地溫相差較大冬天、夏天觸探指標相差更大。標準貫入試驗不按規定進行桿長和孔深校正,在縮徑和孔底有殘留時,不能及時發現標貫器沒落至應測試孔底位置,造成標貫數據嚴重失真。重型及超重型動力觸探按規定需連續貫入,并定深旋轉觸探桿(以減小側摩阻),但在施工時由于連續貫入比較緩慢,且起桿困難或局部地段錘擊不進而放棄連續貫入,使得對碎石土評價本來就缺乏相應手段的觸探指標數據不夠詳實,因而造成對碎石類土的評價困難。
1.2巖土工程分析評價
(1)地基均勻性評價
高層建筑地基均勻性評價按《高層建筑巖土工程勘察規程》JGJ72-2004之規定進行,但對一般建筑,GB50021-2001規定要求進行地基均勻性評價,但沒有給出相應的評價方法進行評價,許多單位參考高層建筑地基均勻性評價的方法進行評價,目前,許多專家認為這種評價方法不太合理,需要各地區定制相應的評價方法。
(2)地基承載力特征值的確定
我國幅員遼闊,土質條件各異,用查表法按GBJ7-89規范確定地基土承載力值在大多數地區可能適合或保守,也可能在某些地區會不安全,故GB5007-2002取消了按表格查取承載力的辦法,但大多地區仍在采用,因為很多地區的經驗不足,沒有能夠建立起自己的成熟經驗,基本上仍是各勘察單位各自為政,沿用89規范,更有甚者,故意利用所謂地區經驗,逃避責任,降低承
載力指標,造成工程浪費。
(3)地震效應問題
對丙類建筑可依據地層f值估算場地地層剪切波速,但對重要建筑必須進行波速測試。但有的勘察單位用一句“根據地區經驗”來確定覆蓋層厚度,判定場地類別,這將對工程的抗震造價有很大的影響。另外,地基處理后剪切波速、場地地基土類別及場地類別是否會發生變化呢,這在巖土工程評價中很少給予重視。對飽和粉土或砂土進行液化初判時,地下水位的選取應為設計基準期內年平均最高水位,也可按近期內年最高水位采用,但很多單位則采用勘探時量測的水位,這是不合理的。
(4)基礎方案的選擇
在基礎方案的選擇上,勘察人員應同設計人共同分析研究,從多個可行方案中選取既經濟又合理的方案。現大多勘察單位圖省事,既不與設計協商,也不多考慮工程造價,僅提供單一的基礎方案,設計方也不問原由,拿起就用,可能給工程造價造成很大的影響。另外,基礎方案的選擇應依據場地地層情況,并結合地區經驗兩方面綜合分析,忽視任何一方面均可能造成錯誤。免費論文。
2.巖土工程勘察中常見問題的原因分析
以上對巖土工程勘察中幾個常見問題進行了探討,究其原因,主要與以下幾個因素有關。
2.1勘察市場不規范
《建筑工程勘察質量管理辦法》第五條、第六條對勘察收費和承攬業務有明確規定。但勘察單位沒有嚴格執行國家收費標準,互相壓價,互相競爭,中標的勘察費很低,致使勘察工作粗糙,勘察手段選擇不合理和布孔不規范,巖土工程勘察在深度和廣度上還沒有真正達到規范的要求,所以難以滿足規范和設計要求。
2.2權責不明確
《建筑工程勘察質量管理辦法》第十六條對觀測員、試驗員、記錄員、機長等現場作業人員應當接受專業培訓,方可上崗的規定。但目前勘察單位大量雇傭農民工,而這些人員又不懂勘察,又未經過專業培訓和教育,就承擔起開鉆機、取樣、測試、量測地下水位,甚至還做起了野外對土層鑒定與記錄等重要工作。這樣就難免會出現原位測試、地下水位量測等諸多野外作業的不規范,難以保證勘察質量。因此對從業人員的必須經專業培訓和教育,取得合格證后方可上崗操作。
2.3缺乏巖土工程專業人才
專業的技術人才是對巖土工程正確分析評價的關鍵。未經專業培訓和教育的人在搞勘察,就會導致地基評價力度不足,基礎設計參數偏于保守,造成工程的浪費。因此勘察工程項目的負責人,審核人,審定人,國家也應劃定門檻,讓真正懂行的人員擔當,這樣才能提高勘察隊伍的整體素質,提高工程勘察質量,使我們的工程建設真正建造在既經濟,又安全的基礎上,產生良好的經濟效益和社會效益。
2.4 巖土工程勘察技術落后
隨著經濟和技術的高速發展,傳統的勘察方法和傳統的勘察手段已經很難滿足設計的需要。存在著諸多急需解決的巖土工程勘察技術問題。這些問題主要有以下幾個方面:野外勘測中勘測點的合理布設問題、地質界面劃分問題、巖土參數和地基承載力的確定問題、對勘察專業的野外和室內原始資料的整理、分析、利用問題。存在上述問題的主要原因是巖土工程勘查人員沒有掌握先進的勘察技術,缺乏建筑、結構設計方面的知識,缺乏如何辨別真偽去偽存真,補充印證,歸納總結的能力,無法滿足工程建設的需要。
3、巖土工程勘察改進的幾點措施
3.1加強巖土工程勘察的體制化建設和人員培訓
目前,巖土工程勘察的地位和作用與國家和政府給予巖土工程的定位和期望仍有一定的差距。這固然與人們“重設計輕勘察”的思維定式有關,與我國勘察行業體制尚未健全有關,與勘察市場的惡性競爭有關。在當前的形勢下,如何完善市場準入制度,加強行業自律、約束機制,從根本上杜絕巖土勘察行業中的弊端,真正體現巖土工程師的價值,更好地應對進入WTO后與國際接軌的挑戰。
(1)嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理
科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規律的懲罰。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規,對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監督管理,另一方面應積極推行工程監理全程化,采用事前、事中、事后控制相結合的方法,最大限度地避免不當行為的發生,保證勘察質量和投資效益最大化。
(2)嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度,加強相關人員培訓
經過近年勘察設計資質換證,對勘察設計單位進行了一定的清理整頓,對規范市場起到了一定的作用。但應該清醒地看到,我國的勘察資質門檻很低,尤其是打破行業壁壘后不同行業間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數量來衡量技術水平不能如實反映勘察企業的技術實力。建議盡快實施注冊土木工程師制度,通過采用企業資質和個人執業資質雙重控制來規
范勘察市場、促進勘察技術水平的提高。
(3)加強勘察設計單位的質量認證,健全質量管理
ISO9001∶2000質量管理體系確立了以過程模式作為標準的結構。勘察設計企業應通過有效應量管理體系的要求,運用過程方法,采用PDCA循環思進行巖土工程勘察的實施和管理,持續改進。提高勘察設計的能力,增加顧客的滿意程度。為加入WTO后的國際競爭提供支持,為勘察設計企業進入國際市場創造條件。
3.2采用先進的巖土工程勘察技術
在健全上述體制的基礎上,還應該注重使用先進的巖土工程勘察技術,提高巖土工程的勘察水平,具體可以采用以下技術:
(1)在巖土工程勘測中,為了避免勘探點布置的隨意性,可使用克里格法。免費論文。
(2)在巖土工程分析評價中,為提高精確度,可使用多道瞬態面波勘探技術和高密度點法。
(3)巖土工程勘測中,為了準確確定地基承載力特征值,可使用回歸分析
(4)巖土工程勘測資料的整理中,為了保證成果的正確性,應使用計算機進行處理。
4.結語
【關鍵詞】巖土工程;數字化;勘察
1 巖土工程數字化勘察技術
巖土工程勘察的對象是建設場地的地質、環境特征和巖土工程條件,具體而言主要是指場地巖土的巖性或土層性質、空間分布和工程特征,地下水的補給、存貯、排泄特征和水位、水質的變化規律,以及場地周圍地區存在的不良地質作用和地質災害情況。巖土工程勘察工作的任務是查明情況,提供各種相關的技術數據,分析和評價場地的巖土工程條件并提出解決巖土工程問題的建議,以保證工程建設安全、高效運行,促進經濟社會的可持續發展。數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術,通過計算機及其軟件,把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)有機地集成起來,建立綜合的計算機輔助信息流程,使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變,作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化,逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。
2 巖土工程勘察技術中存在的主要問題
2.1 采用傳統的勘察方法和傳統的勘察手段已經很難滿足設計的需要,存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術問題,這些問題主要有以下幾個方面:
2.1.1 界面劃分,主要有巖土體和巖石風化程度的界面劃分,地質構造和軟弱結構面的判定,以及不良地質體的地質界面等。
2.1.2 地質形態,主要有不明地下物體、空洞及其分布形態、埋藏位置和埋藏深度的確定。
2.1.3 巖土參數,主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室、內外試驗的巖土層即粗顆粒土、殘積土和風化巖等。
2.1.4 綜合能力,主要表現在一部分勘察技術人員缺乏對勘察各專業的野外和室內原始資料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨別真偽、歸納總結的能力,缺乏建筑、結構設計方面的知識,常造成勘察的目的不明確,所提供的資料不能滿足設計的需要。
2.2 探討問題的對策
2.2.1 可以利用工程物探可連續加密測點的辦法來獲得連續的地質界面。從而有效的解決傳統鉆探手段以點帶面劃分地質界面時常帶來的漏判、劃分不準確等缺點;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。
2.2.2 加強室內、外測試新技術和施工檢測技術的使用,通過其所獲得的數據和資料,經過分析、對比,建立它們之間的關系,并通過工程施工檢測所獲取的實測資料反算所得到的參數作為對比依據,確保所提供的巖土工程設計參數的可靠性。
2.2.3 加強勘察技術人員的再教育和技術培訓并形成定期制度,促進其知識的更新換代。勘察單位施行內部崗位輪換制度,促成勘察技術交流、知識滲透,盡可能組織技術人員參加各種有關的學術活動和講座,達到擴大勘察技術人員的知識廣度和深度的目的。強調計算機技術的應用,以提高他們的技術綜合能力。
3 數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術
3.1 巖土工程數字化建模方法
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早,它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料,包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據,然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規則連接起來,構成網狀曲面片,進而確定整個地質體的空間屬性,有很多方法用來表示表面,常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法,本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等,其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法,將做詳細分析討論。不規則格網法(TIN)是將區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內,如果任意點不在頂點上,則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程,在三角形內則用三個頂點的高程),所以TIN是一個三維空間的分段線性模型,在整個區域內連續但不可微。有許多種表達TIN拓撲結構的存儲方式,這里采用一個簡單的記錄方式是:對于每一個三角形、邊和節點都對應一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針,邊的記錄有四個
指針字段,包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節點包括三個坐標值的字段,分別存儲X,Y,Z坐標。這種拓撲網絡結構的特點是:對于給定一個三角形,查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率,當然可以在此結構的基礎上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率。
3.2 數字化巖土勘察工程數據庫系統
基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據,數據來源包括:
3.2.1 基礎地理數據這些數據主要包括:a.自然區劃圖。該圖反映被研究區域的地理區劃、河流、道路、居民區、山川、公共設施等等自然地理信息。b.地形、地貌圖。 該圖反映被研究區域的自然地貌情況。
3.2.2 巖土工程勘察數據這些數據主要包括:所研究區域的工程地質勘探資料。經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。 各類建筑場地的地層信息,比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。
3.2.3 數字化巖土勘察工程數據庫系統可以按以下幾個步驟實施構建:a.巖土工程勘察數據庫的概念模型設計。巖土工程勘察數據庫管理作為巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用問題,為了能獲得反映信息世界的概念性數據模型,將與實體和聯系相關的功能與行為剝離出來,僅從現實世界中實體的數據側面來建立模型即研究數據對象與屬性及其關系,并在此基礎上建立相對應的數據庫表結構。b.數據庫建立實現。巖土工程一體化系統的數據有三類:用戶輸入的原始數據、系統生成的中間數據及最終數據。原始數據由測點數據組成,而測點數據又由測點幾何屬性數據(位置)和測點信息屬性數據;中間數據包括根據原始數據系統自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等,根據這些模型可以生成用戶需要的各種圖件,還可以進行各種信息查詢操作;最終數據種類繁多,主要是根據用戶需要由中間數據生成,包括圖形資料和文檔資料如,地質勘察報告等。
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關鍵詞:巖土工程勘察; 問題; 完善措施
前言:隨著各個類型的施工技術的不斷發展和進步,巖土工程勘察工作的效率和質量也得到了充分的提高,但是值得注意的是,當前巖土工程勘察工作中仍然存在著諸多問題造成巖土工程勘察工作的質量以及應用性明顯下降,工程施工單位應該針對巖土工程勘察工作中存在的問題進行全面細致的整改,采取針對性的解決措施有效的避免巖土工程勘察工作中出現相關問題,保證巖土工程勘察工作成果質量的同時充分提高巖土工程勘察成果的深入應用性。
1巖土工程勘察工作的主要內容
巖土工程勘察工作指的是在工程設計以及建設之初,針對工程的設計和施工要求,全面細致的完成對當前工程施工場地地質條件以及巖土土體特性的勘察和分析工作,針對其地質土體中的相關水文信息完成收集以及記錄,針對工程建設施工過程中面對的巖土特性問題進行描述并提供相應的解決措施保證工程設計與施工過程中能夠充分考慮到相關巖土土體的特性,保證工程設計與施工過程的實踐性能夠充分的提升,巖土工程勘察工作是工程在進行設計以及施工過程中的基礎工作內容。能夠為工作人員在工程結構設計以及工程施工技術的選取中提供精準的甄選依據。
2 巖土工程勘察存在的問題
2.1 缺少勘察綱要
巖土工程勘察綱要是指導勘察各項工作的綱領性文件,是勘察工作順利完成的保證,目前勘察中, 許多勘察單位在很多勘察項 目中沒有編寫勘察綱要,有的項目雖有勘察綱要,但往往按工程地質勘察要求編寫,沒有達到巖土工程勘察的要求,有的綱要, 針對性不強,對勘察工作指導意義不大,影響勘察成果的質量 。
2.2 勘察方案不合理
由于目前勘察市場競爭激烈,一個項 目往往有多家勘察單位同時編制勘察方案及報價,而且業主多數以低價中標,在這樣的情況下,勘察單位為了能夠爭取任務,不是根據工程實際情況布置勘察方案,而是減少勘察工作量,壓低預算價,該做的實驗項目少做甚至不做,勘察工作粗糙,勘察手段比較單一,不能滿足規范和設計要求。
2.3 第一手資料質且下降
野外勘探,原位測試及取原狀土樣不符合操作規程規范的要求,勘察單位往往是按工作量計算報酬,現場勘察時,為了加快鉆探進度,鉆探取樣違反操作規程,垂直度偏差, 隨意挪動孔位, 回次進尺過大,往往 2一3m甚至更長進尺才提一次鉆,結果往往造成地層劃分不準確,或漏掉一些特殊的地質現象, 如薄的透鏡體 。軟弱夾層等,不能正確查明場地巖土地質條件 "關于原狀土樣采取 ,取土器種類很多,為確保擾動最小,軟土應采用薄壁取土器,較硬土可采用厚壁敞口取土器,粉土粉砂可采用三重管取土器 "但有的不用取土器, 而是直接從巖芯管中割取土樣,取出的土樣不及時密封, 造成含水率損失,運輸途中也沒有緩震裝置加以保護, 土樣結構破壞導致抗剪強度指標試驗值產生誤差"質量意識極其淡薄,描述過于簡單。
2.4 原位測試試驗
原位測試應嚴格按規范進行,在施工中常會出現一些所謂的捷徑。靜力觸探按規定應定深調零以減少零漂, 有時圖省事不按要求調零,造成數據采集不準,尤其是氣溫與地溫相差較大的冬天 !夏天觸探指標相差更大 "標準貫人試驗不按規定進行桿長和孔深校正, 在縮孔和孔底有殘留時,不能及時發現標貫器沒放置于應測試孔底位置,造成標貫數據嚴重失真 "重型及超重型動力觸探按規定需連續貫人,并定深旋轉觸探桿,但在施工時由于連續貫入比較緩慢,且起桿困難或局部地段錘擊不進而放棄連續貫人,使得對碎石土評價本來就缺乏相應手段的觸探指標數據而不夠詳實,進而造成對碎石土評價的困難。
3 現階段巖土工程勘察問題的解決對策
3.1 完善巖土工程勘察制度
在現階段巖土工程勘察過程中,勘察工作的精確性至關重要,特別是在對原狀土樣進行采樣,對采樣和地質構造分層進行室內室外實驗的時候,必須要遵循相關規范來實施,這樣能夠有效減少實驗的誤差,保證原始勘察實驗數據具有準確性,提升最后形成的巖土工程勘察報告準確度。有關執法部門還要完善當前的巖土工程勘察制度,相關監督部門還要加強監管的力度,確保勘察企業遵循相關建設程序來實施勘察工作,責令勘察企業遵守勘察設計施工這一程序的要求,對市場的行為進行規范。
3.2 提升勘察工作人員專業素養
只有提升勘察人員的專業素養,才能夠真正保證巖土工程的勘察質量。因此,勘察單位要按時對勘察人員實施培訓,保證勘察技術人員掌握專業的勘察方法,使其能夠正確使用勘察儀器和設備,并且不斷提升自身勘察能力。還要提升勘察人員的交流和溝通能力,使勘察人員可以對設計意圖和工程背景進行全方位的熟悉和了解,與設計人員進行及時的交流和溝通,同時,協助專業人員解決復雜的勘察問題。勘察企業還要加強對技術人員的管理,在勘察工作中,技術人員要嚴格按照勘察流程和操作方法來實施勘察工作,廣泛吸收國內和國外的先
進勘察經驗和技術,在提升勘察人員技術水平的同時,從本質上提升勘查數據的可靠性、準確性和有效性。
3.3 在勘察工作中應用數字化技術
計算機技術、CAD技術、網絡通信技術、數據庫技術以及測繪技術等都是現代化、數字化的巖土工程勘察技術,這些技術通過計算機和相關軟件來對巖土工程項目所有的數據和信息進行有機整合,使巖土工程的勘察設計技術手段由工化逐漸轉變到現代化的CAD技術,實現信息化采集勘察數據、數字化處理勘察資料、網絡化硬件系統及自動化處理圖文,逐漸建立并且形成適應多工種生產、多專業生產的智能化設計體系,對巖土工程勘察過程中場地地層數字化、勘察數據庫設計。
3.4 針對工程實際選擇勘察方法
針對不同的地質和水文情況,選取合適的勘察方式方法,例如膨脹土地基要采用靜探與鉆探相結合的勘察方法;坑探對濕陷性的黃土地基的擾動比較小,坑探準確性比鉆探準確性高;軟土地基應該采用鉆探的方法。合理選用勘探方法能夠避免浪費人力和物力。
結語
巖土工程勘察技術在不斷的進步,我們要加強理論學習,并重視規范學習, 掌握最新技術,提高我們的工作質量,勘察工作者應具有良好的職業道德 。高度責任心和使命感, 只有全面掌握巖土工程方面的規范規程, 才能在實際工作中認真細致地開展工作 , 在實踐中注意積累經驗,不斷總結提高, 精心勘察,精心分析, 提出資料完整 ,真實準確 ,評價正確的勘察報告 。應抓住當今建設領域快速發展的大好時機,不斷解決新問題 ,加強創新,探索勘察新技術,為我國經濟建設作出新的貢獻。
參考文獻