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建筑工程软土地基勘察的技术要点

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【摘 要】工程地质勘察是工程建设的首要阶段,其勘察成果是基础设计的主要依据之一。本文针对建筑工程土地勘察技术要点及勘察过程中应注意的问题进行了探讨,以期通过本文的阐述为我们在日后的工程实践中更好的掌握地质情况。

【关键字】建筑工程;地质勘察;软土地基

一、软基的特征及其危害性

软土泛指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1的细粒土。主要为饱和软粘土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。我国广泛分布的软土绝大部分在全新世中一晚期形成,软土—般具触变性、流变性、高压缩性、低强度、低透水性、不均匀性等特征,在工程应用上表现为:地基沉降量大,—般可达数十厘米甚至到数百厘米;地基沉降时间长,一般达数十年甚至到数百年,特别是沿海一带的软土地基,由于厚度大,固结速度较慢;地基沉降不均匀,由于上部结构的特点与荷载差异,常常引起地基不均匀沉降;地基抗剪强度低。由于软土地基具有上述特征,常常影响公路、铁路工程质量,引发地质灾害。其危害性主要表现为:软土地基的过大和不均匀沉降将严重影响路面的平整度,制约路面通行能力、行车安全度和舒适度;路基、路堤可能会随着软基—起产生滑移,引起公路、铁路路面的整体破坏。由于软土地基的危害性,高速公路及铁路对于软基的处理标准要求高,而这同时也对软基工程地质勘察的深度和广度提出了很高的要求。

二、建筑工程软土地基勘察的技术要点

1、地面调查测绘

要完成以下要点:软土地基分布路段的地形、地貌及第四纪地层沉积的关系;软土的成因类型、分布范围、基底地层的性质;软土层内的砂夹层的厚度、颗粒组成及排水性能;软土层的埋深、厚度及上下层间的性质;地下水类型、埋深、补给与排波情况,以及地下水与地表水的水力联系;在软土地基上已建成建筑物在附加应力作用下,对地基强度及变形的影响程度,以及地基处治措施。

2、勘探点布置和深度

勘探点布置宜根据成因类型和地基复杂程度确定,勘探点的间距不宜大于30m;当土层变化复杂时,应予加密。对勘探点的深度,不要简单地按地基压缩层的计算深度确定,而提出根据地质条件、建筑物特点、可能的基础类型来确定。此外还应预计到可能采取的地基处理方案的要求。

3、勘探手段以钻探取样与原位测试相结合为原则

(1)钻探。钻探是岩土工程中划分土层最重要、最关键的一环对软土取样采用薄壁取土器静压法从取样至试验的全过程,必须采取有效的措施,保证样品不受扰动、变形、水分流失等其它外界因素的影响;对细砂层采用标准贯入器取样,并选取有代表性的地段采用薄壁取土器采取三件以上的原状砂样进行颗粒分析及粘粒含量测定。

(2)原位测试。宜采用静力触探、十字板剪切试验。在软土地区用原位测试取代相当数量的钻孔,不仅减少钻探取样和土工试验的工作量缩短勘察周期,而且可以提高勘察质量。静力触探是软土地区十分有效的原位测试方法。标准贯入试验对软土并不适用,但可用于软土中的砂土层、硬粘性土等。对暗埋的塘、浜、沟、坑穴等宜采用轻型动力触探。

4、软土的力学性质参数的测定

按岩土工程类别及勘察阶段采用一种或多种手段测定土的力学参数这些手段包括室内土工试验、原位测试、间接经验推算、原型观测反分析等。试验土样的初始应力状态、应力变化速率、排水条件和应变条件均应尽可能与工程的实际条件相模拟。对正常固结的软土应在自重应力下预固结后再作不固结不排水三轴剪切试验。增加了对变形参数的测试要求。变形参数包括:先期固结压力、压缩系数、压缩指数、回弹指数。有关固结问题的有固结系数、有经验时也可用快速固结试验(包括等加荷速率、等应变速率、等水力梯度等),以便引进先进试验技术,缩短试验周期。

三、建筑工程地质勘察过程应注意的问题

1、地基承载力的确定方法

确定地基承载力是一个相对比较复杂的问题,并不是单纯的依靠一种方法就能够准确的加以确定的,一般需要以下五种测定方法:一是依据相关规定中的表格来确定;二是根据静载荷试验的方法加以确定;三是根据静力以及动力触探的方式加以确定;四是依照土地强度理论进行计算;最后就是按照临近的条件比较接近的建筑物的经验加以确定。通过上述五种方法测出地基的承载力之后,还要经过详细细致的分析,取其综合值才是比较准确的地基承载力。

2、地基承载力以及与变形关系

对于设计人员来说,除了要懂得设计,还要学会阅读和分析地质勘查报告,找出报告中存在的问题,不能只是单纯的关注地基的承载力值,即使是需要这一数值,还要关注其他相关数值,如地基承载力的基本值、地基承载力的标准值以及承载力的设计值等。设计人员在使用地基承载力的标准值时不能直接依据该数值进行设计,还要结合宽度以及修正后的承载力的设计值。

使用承载力设计值进行设计是出于确定建筑物基础底面积的目的。但在实践中,设计人员还要注意关注变形条件。目前,建筑工程中多出现的质量事故多数都是因为没能够满足变形条件所导致的,如果不能满足变形条件,极有可能导致建筑物出现裂缝、倾斜等问题,要满足工程变形条件,地质勘察报告中的建设性处理意见必不可少。

3、地质勘查超前技术的运用

在地质超前的检测中,主要还是运用了新颖、快速、有效、无损的反射地震技术。这种技术当系统预报前方有溶洞、暗河水体、岩体层面等不良地质时,其规模、形态需要具体了解,就需地质雷达进行探测。探测方法:在开挖掌子面上,以上、中、下水平和左、有为骨架布置若十水平测线和竖线测线向前方探测,每条测线可构成一条剖面,各条剖面上的综合地质信息即构成了前方一定范围内的空间地质构造形态。测线的密度可视所探测地段的同岩地质构造复杂程度和所要求的探测控制精度选定,围岩越复杂,要求的控制精度越高,则测线密度就越大,反之越小。

四、结束语

软土地基的岩土工程勘察质量取决于第一原始资料的可靠性和设计参数的正确性,为了获得设计所需的参数,应针对工程地质条件的变化,选用综合勘探方法,利用各种勘察手段,用经济、合理的工作量取得必要、可靠的勘察成果。软基的处治要根据实际地质条件,因地制宜。重大的工程软基处治方法应作试验工程,以指导设计和施工,对软土地基土性测试数据采用数理统计方法进行整理与分析,作出正确的评价与预测,提出有效的地基处理措施,为施工图设计提供可靠的依据。

参考文献

[1]工程地质手册编委会.工程地质手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1994,2.

[2]王璐华.建筑工程地质勘察与基础设计存在的问题及对策[J].中国新技术新产品,201O(4)