巖土工程技術規范范文
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篇1
關鍵詞:巖土工程;勘察;技術問題;解決措施
Abstract: our engineering geology survey specialized after almost 20 years of hard work, has made to the development direction of geotechnical engineering, technical personnel's knowledge get upgraded. But, with the deepening of China's economic reform, market survey more and more competition. The investigation technique progress has stalled trend. Modern engineering project of geotechnical investigation, if take past conservative, traditional survey method and means, apparently already cannot satisfy the design of the project can be exposure out some problems. This paper of geotechnical engineering investigation of the common problems and the solutions are analyzed and expounded.
Keywords: geotechnical engineering; Reconnaissance; Technical problems; measures
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
0引言
自 20 世紀 80 年代以來,我國開始實施巖土工程勘察體制。所有的工程在進行設計和施工之前,都需要按照基本建設程序進行巖土工程勘察。巖土工程勘察工作所歸集、整理、過濾的各項數據、資料、參數,其準確性、真實性將直接關系到工程項目基礎設計的合理性、科學性、安全性。由于當前巖土工程勘察方面有非常多的規范和規程,而且這些標準、規程等在具體的要求方面并不一致,為巖土工程勘察帶來了一定的困難。以下,本文就巖土工程勘中常見的問題進行分析、探討,同時提出相應的解決對策。
1.巖土工程勘察中常見的問題分析
1.1 缺乏內部管理與規范
近些年,我國部分需要政府機構提供行政撥款的勘察單位,已陸續轉換為企業化運營模式,由于是經營方式改為自負盈虧,以往由上級部門下達、指派的勘察任務,未來需要勘察單位自行去尋找、承攬。基于此種模式,一定程度上使當下許多勘察單位將運營的重點放在了利益上,而忽略了實質的任務質量、勘察本質。目前,我國部分勘察單位的內部管理缺乏力度,勘察工作的效率與質量較差,往往存在:由于承攬的業務量不足,而為獲得更多的項目、任務,勘察單位會人為的壓低預算價格,但又要謀取一定的利益,以至于惡意降低工作強度與任務量,該執行的工作內容沒有實施或流于形式等;在深入工程現場進行勘察時,往往會為了搶速度而隨意得進行各項操作,鉆探、測試、取樣、布孔等操作并未嚴格按照有關標準與規范進行,其必然會造成分層位置失準、特殊地質現象遺漏等問題,無法為工程施工提供各項數據。
1.2 勘察報告過于陳舊
長期以來,我國的巖土工程勘察,通過對工程場地的地基進行各方面的勘察、試驗、分析后,最后編制的總結性勘察報告,其內容往往側重于定性分析,有關施工場地的各項定量數據相對較少,最后向工程師提出的建議及措施較為片面、不夠明確、缺乏針對性。目前,我國許多勘察單位仍在沿用著以往傳統、守舊的工程地質勘察報告的框架,由此得出的勘察報告,其具體內容通常是圍繞主觀性的描述來展開,從而導致最后的結論、建議較為籠統,工程建設項目的施工人員、設計部門難以采納并加以運用。
1.3 作業面狹隘
在巖土工程勘察中,最后的勘察成果、結論,在一定程度上是需要不斷的通過實踐來總結經驗而完成的。就工程建設項目的巖土勘察工作而言,倘若沒有針對項目當地的巖土工程進行總體的研究、分析,就無法全面了解、掌握項目施工場地及其周邊區域的地基土層性質、特征、變化規律等,倘若此時進行巖土勘察的分析、評價則難以保證其結果的準確性、真實性。長期以來,我國的巖土工程勘察工作,通常只是針對工程項目的施工場地進行勘察、研究,而并未深入了解、分析項目場地周邊區域的地質結構,由此得出的勘察報告、結論、建議,一般不會考慮地區性因素,雖然在一定程度上為項目施工提供了支持與依據,但隨著工程項目完工,在長期的使用過程中很難保證地基結構不會發生改變,甚至可能會受到周邊地質變化的影響而引發重大安全事故。在實際的巖土工程勘察中普遍存在:對于地區工程實踐,缺乏重視、經驗不足;生硬套用有關標準與規范,勘察結論、報告、建議過于保守。由此,不僅難以有效發揮巖土工程勘察工作的作用,同時也將造成極大的經濟浪費。
2 對策
2.1 加強勘察市場的監督和管理, 盡早推行巖土工程監理體制。
第一,加強對勘察合同、勘察綱要的審查和管理。防止越級或盲目勘察;其次,加強勘察現場工作的監督,防止打假孔及不規范的編錄、取樣及試驗等現象發生;最后,加強對勘察報告的審查,對勘察報告中的工作量、勘探質量、資料數據分析及結論建議逐一進行審查,特別是對基礎選型論證,場地穩定性評價及施工建議等內容進行重點把關,防止勘察報告中只重視描述,缺乏深入分析的現象發生。可見,勘察單位自身必須健全和推行全面質量管理,同時還必須加強政府部門和社會監督機構對勘察市場的監督和管理,即盡早推行巖土工程監理體制,以確保勘察市場健康發展。
2.2 加強巖土工程技術人員培訓
我國推行巖土工程體制進展緩慢,主要原因之一是缺乏巖土工程技術人才,而工程地質專業人員對巖土工程的理論、內容及方法等缺乏了解,習慣于工程勘察的原理及方法。因此,要全面推行巖土工程體制,當務之急是加強巖土工程技術人員及管理人員的培訓,特別是巖土工程設計及施工技術人員的培訓,以適應巖土工程市場發展的急需。
2.3 重視地區性研究
盡早制訂地方性勘察規程。巖土工程勘察規范,是全國統一的勘察準則,是根據我國各地區的特點,總結幾十年來勘察經驗成果制訂而成的法規。具有普遍性指導意義。但由于我國幅員遼闊,地質環境條件十分復雜,同一名稱的地基土,由于成因環境不同,其物理力學性質,特別是力學性質都有差異。就地基土的承載力而言,有的地區高一些,有的地區稍低一些,而規范是從工程建筑的安全角度來考慮,所建議的指標,對大多數地區是可行的。但對有的地區,可能偏于保守。因此必須加強地區性研究,盡早制定出地方性規程。如貴州省屬于典型的喀斯特巖溶發育地區,地基類型多屬于巖石及巖溶地基、土巖組合地基,貴州省根據當地實際,結合貴州多年地基基礎工程實踐經驗,組織編寫了[地方標準《]貴州建筑巖土工程勘察技術規范》(DB22/46- 2004),《貴州建筑地基基礎設計規范》(DB22/45- 2004)。但很多勘察單位工程在工程中對本地區工程實踐經驗的運用研究不夠。
2.4 重視工程與環境的共同作用
工程興建對環境的影響,特別是工程施工及運營時對環境可能產生的不良巖土問題,必須作充分論證和預測,并提出相應的治理措施。
3結束語
篇2
【關鍵詞】深基坑支護;工程建設;勘察技術;巖土工程
引言
現階段,我國綜合國力的不斷提高,隨之建筑業快速發展,城市化建設的規模也越來越大。在工程施工過程中,巖土工程勘察和深基坑支護是工程建設中重要的施工工序。在整個施工過程中巖土工程的勘察技術起著十分關鍵的作用[1]。如果想要確保建筑工程基礎的施工質量安全問題,那么就必須要將巖土工程勘察技術和深基坑支護技術這兩項技術的結合使用,就可以達到理想的施工效果。
1建設工程深基坑支護與巖土勘察方案與技術
在深基坑工程施工之前,首要工作就是進行巖土勘察工作,這個是非常重要的一項準備工作,巖土工程勘察技術可以為施工單位選擇最佳方案,可以有效的滿足穩定性評價和計算的要求。所以,在巖土工程勘察之前,通常選擇施工深度的1.5~2倍[2]。假設周圍的施工環境條件太局限性,不方便施工,就應該設置合理的測量點,結合有效的開挖技術來輔助勘查數據的收集。通常情況下的巖土勘察方式都是采用鉆探這一種方式完成巖土勘察工作。巖土勘察工作中核心內容是準確的了解巖土的土層性質,土層特點為地質條件、分布特點、腐蝕和水文分析,這些數據都可以從巖土勘察過程中收集到,數據必須進行分析和探討。數據為深基坑支護方案設計的重要依據,數據中得知土層的穩定性和力學性能,這樣有利于設計人員進行綜合分析。
2工程建設中深基坑的支護與巖土勘察技術
2.1工程概況
某地區的建筑項目規模為:9幢10層居民住宅樓、65棟7居民住宅樓、同時配置幼兒園、公共活動中心、娛樂場所、百貨大樓等。本文將對此建筑項目中的5幢10層住宅樓和2幢商業用途樓的巖土進行勘察工作[3]。此工程的保密性為二級,施工現場較為簡單。綜上所述,可以得出該項目的巖土工程勘察等級屬于乙級。
2.2勘察技術
巖土勘察工程內容較多,通常是由鉆探、現場試驗和土工試驗這三者的有效結合才可以完成巖土勘察工作。根據業主提供的數據材料,根據施工現場內的擬建建筑物的界線布設25個相同的勘察觀測點,勘察觀測點之間的距離應在15~30m之間,不可以超過此間距。2.2.1工程地質調查工程地質調查的工作內容主要是采集施工現場內周圍的巖土工程勘察數據和信息,必須要施工場地的實地考察和取樣,掌握現場是否存在有引起場地不穩定性的因素存在。2.2.2鉆探及取樣鉆探過程中使用到的儀器設備均有較高的要求和標準,通常情況下采用的是xy-150型的鉆孔設備,開孔尺寸則使用130mm的鉆具[4]。孔徑為110mm。粘性土以下位置應使用低壓回轉干鉆方式開孔取樣。在粉土層以下位置,應采用泥漿護壁和旋轉鉆井進行開孔取土樣,巖石中取樣應取芯柱。2.2.3重型動力觸探試驗重錐體動力觸探試驗可以有效的檢測出卵石層的壓實度,重型動力觸探試驗需要直徑為74mm的探頭,60°錐角,測試運用自由落錘的方式、圓錐重量為62.4kg,從73cm的位置放下,記載下每貫入10cm的錘擊數,重錐體動力觸探試驗必須按照《巖土工程勘察規范》進行操作。2.2.4標準貫入試驗為了測定粉土層的壓實度,了解粉質土層的穩定性和力學性能。圓錐重量為62.4kg,從73cm的位置放下,使用自動脫鉤的方式,記載下每貫入30cm的錘擊數。試驗必須按照《巖土工程勘察規范》進行操作。2.2.5波速測試獲取場地土層的等效剪切波速數據,對施工場地類型進行分類,并給出了該建筑的抗震設計系數。在進行17號和9號兩孔的波速試驗時,使用單孔速度檢測方法,測點距離為1m,測試20m的深度,采用人工激振法,采用探頭和動測儀采集數據之后,用計算機進行數據分析。2.2.6室內試驗室內土工試驗的內容有常規土工試驗、土樣試驗、膨脹試驗、固結快剪試驗等。試驗所用的主要設備有wg-1c型固結儀,無線電1型直剪儀等。試驗室應保持干凈整潔、儀器應經常進行維護和保養,以確保數據的準確性。
2.3場地工程地質條件、水文地質條件
2.3.1地形地貌擬建建筑物的施工現場地形高程相差甚少,地形較為平坦,周邊地區空地較多。原始地形為河流三級和山脊地形[5]。在鉆井過程中,鉆孔的絕對標高為829.64m和836.04m這個范圍之內,高差值為6.4m。2.3.2場地巖土結構特征據調查顯示,該區上下勘探層位的形成主要由平原充填和上更新統沖積粉質粘土層和二疊系地層組成。詳情如下:土壤;粉質粘土;砂礫和粘土;粘土礫石角;風化石灰。2.3.3場地水文地質條件地下水通常存在于素填土層中,沒有標準的水位,水量是由季節變化發生改變的。在鉆井過程中,測得的水位地表下0.20~0.50m這個位置。根據水質分析及周邊孔的水質研究沒有受到污染,地下水有輕微腐蝕,所使用的鋼筋必須要耐腐蝕。
2.4基坑工程評價
2.4.1基坑規模與周邊環境地下車庫基坑開挖深度為0±6.0m。該工程的施工地點處于城市中的兩條公路的交叉點,周圍場地、地下室空曠區域較多。2.4.2基坑土層分布及安全等級基坑的土壤為平原填土、粉質粘土和粘土礫石。基坑底部為粉質粘土或粘土夾層礫石。根據相關基坑技術規范,基坑安全等級為二。2.4.3對基坑工程設計與施工的建議該工程基坑側壁土層總體穩定。現場有坡度的情況下,在基坑施工應采取保護措施,根據巖土工程條件、邊坡坡率為:土壤為1:1.50,粉質粘土為1:0.50,土釘的粘土礫石坡1:0.50,網格處理。施工測量中,通過直接剪切試驗,通過測試結果結合以往工作經驗和參考相關基坑支護技術規范。上層滯水的治理可使用基坑底部排水和排水池。基坑支護的設計和施工,必須由相應資質等級的單位承擔。設計必需合理的考慮工程條件、地下水位特點,施工附近環境及其他因素,特別要注意基坑穩定性和雨季坑壁防水帶來的影響因素[6]。基坑開挖過程須按照規定操作,提高管理監督、采用合理有效的施工方案、以保證巖土工程勘察的安全和質量。
2.5結論
此次巖土勘察工作確定了巖土土層的分布情況和力學性質,并進行了相應的巖土工程評價,得出相關設計參數。結合基坑邊坡條件,采取地基施工措施,根據巖土工程條件、邊坡坡率為:土壤為1:1.50,粉質粘土為1:0.50,土釘的粘土礫石坡1:0.50,網格處理。基坑支護的設計和施工,必須由相應資質等級的單位承擔。設計應結合現場巖土條件、開挖規模及施工場地環境等,做好施工前準備工作。基坑設計施工必須按照相關規范標準進行,做好周邊環境的監理工作。
3結語
本項目分析和探討了深基坑支護及巖土工程相關內容的建設,深基坑支護設計中最為核心的內容是巖土工程勘察設計這項工作。采用合理有效的勘察方式,準確掌握巖土特性,為深基坑支護設計提供重要依據。
參考文獻
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[4]楊奪,賴輝庭.對巖土工程勘察中深基坑支護設計問題的幾點探討[J].地球,2016(5):58~61.
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篇3
關鍵詞:高層建筑; 巖土勘察;要點
Abstract: With the development of the economy, high-rise buildings emerge as the times require, as the load its own large, deep base, do the geotechnical investigation is particularly important. Based on this, this paper from the analysis of the characteristics of engineering construction, and points of geotechnical investigation and strengthening measures are discussed, in order to improve the survey quality.
Keywords: high building; geotechnical investigation; points
中圖分類號:P25文獻標識碼:文章編號:
一、 高層建筑的特點
1.荷載大
由于高層建筑的高度遠高于多層建筑,為了維系自身的結構剛性與穩定性,多采用鋼筋混凝土結構或者鋼結構,因此其自身的重量較多層建筑有了高達數十倍的提升。例如,一幢高達35層的鋼筋混凝土結構高層,其基底的壓力可達800KPa,荷載的增加,對地基承載力的要求相應的提高。
2.基礎埋深大
城市用地逐漸緊張,住宅小區的興建多伴隨著地下空間的開發。如地下車庫,地下室及地下商業等。同時,高層建筑特呈現出了瘦高的特性,其基礎必須埋設于地下一定的深度,才能保證其結構設計滿足抗震和抵御風荷載的相關要求。一般來說,箱形基礎和筏形基礎的高層建筑,其基礎埋設深度一般不小于基建筑有效高度的1/15,而箱-樁和筏-樁基礎的埋設深度不應小于其建筑有效高度的1/18。按35層約110m的建筑有效高度來計算,高層建筑的基礎埋深最小也要20m以上。
二、高層建筑基礎巖土勘察的要點
1.工程勘察前期準備工作
在進行工程勘察前,勘察企業應提前將勘察中所需的資料及符合勘察過程的手續辦理妥善,以保證勘察任務的正確性、合法性及有效性。這些資料包括由建設單位提供的勘察任務書和計劃書、勘察范圍的用地紅線和相關的批準文件;另外,還有一些需要建設單位協助,由設計單位提供的建筑平面布置圖和地形圖、由設計單位填寫的勘察技術要求、質量要求以及勘察進度要求等。除了收集各種勘察必須的資料和辦理勘察工作的合法手續外,勘察單位還應提前到現場進行實地踏勘,了解擬勘察場址的位置及特點,提前做好臨時道路、水、電的清理與修建工作,組建項目組,為項目配備與之相應的專業技術人員,備齊勘察過程中所需的技術條例,勘察工程技術規范等相關資料,以備勘察工作過程中做到隨時查閱,而不是完全憑借個人經驗行事。
2.建筑工程勘察的目的與任務
建筑工程勘察的目上的是為了滿足建筑工程基礎設計可行性與合理性的要求,為建筑工程基礎的設計、施工、基坑開挖與支護、降水等提供可靠的地質資料和設計依據,同時為基礎施工中的關鍵技術問題提供論證和評價服務的。
基于以上的目的,建筑工程基礎的勘察任務如下:
(1)查明建筑場址范圍內有無影響工程穩定性的不良地質作用類型,查清其成因、分布范圍與影響程度,提出治理方案;
(2)查明對工程施工不利的地質問題,如地下暗河、空洞、墓穴等;
(3)查明建筑場址范圍內的地層分布、厚度、深度、年代、結構類型、工程特性以及各土層之間的關系與其物理力學性質;以此為基礎,分析和評價地基的穩定性、均勻性和地基承載力;
(4)查明地基內巖土層的承載力特征值、變形模量、基床系數等物理力學指標,論證使用天然地基形式的可行性,對持力層與基礎的埋藏深度做出評價與建議。對巖質地基還應查明巖石的堅硬程度、巖體和完整程度、基本質量等級、巖石的風化程度和風化帶內的單軸抗壓強度(天然、飽和、烘干);
(5)查明地下水的分布、類型、埋藏深度、補給條件、地下水位季節性變化以及抽水流量等情況,提供未來50年內的最高水位,為建筑的抗浮設計及地下水的腐蝕性防護做出定性與定量評價。提供地下水的滲透系數,并針對基坑開挖中需采取的降水控制措施和降水對周圍環境的影響做出評價;
(6)提供勘察場地范圍內的抗震設防烈度等級、設計基本地震加速度和設計特征周期。判定場地類別,評價場地屬于對抗震有利、不利或危險地段,提供場地土類型、覆蓋層厚度、土層剪切波速等地震參數;
(7)判別有無液化土層及其等級;
(8)提供抗浮錨桿與巖土的結合強度特征值;
(9)預測地基下沉、變形和傾斜的特征;
(10)對可能采取的復合地基的類型、適宜性、持力層提出建議,為施工方案中的可行性及對周圍環境的影響提出問題和建議;
(11)對基坑工程的設計和施工方案提出建議,提供基坑各側邊坡的地質模型建議;
(12)對初步勘察中遺留的問題做出結論。
三、加強高層建筑巖土勘察的對策
1.加強勘察市場的監督和管理,盡早推行巖土工程監理體制
(1)加強對勘察合同、勘察綱要的審查和管理。防止越級或盲目勘察。
(2)加強勘察現場工作的監督;建立確實可行的勘察現場旁站制度,防止打假孔及不規范的編錄、取樣及試驗等現象發生。(3)加強對勘察報告的審查,對勘察報告中的勘探孔數量、勘探質量、資料數據分析及結論建議逐一進行審查,特別是對基礎方案選擇論證,場地穩定性評價及施工建議等內容進行重點把關,防止勘察報告中只重視描述,缺乏深入的評價分析的現象發生。
因此,勘察單位自身必須健全和推行全面質量管理,同時還必須加強政府部門和社會監督機構對勘察市場的監督和管理,即盡早推行巖土工程監理體制,以確保勘察市場健康發展。
2.加強巖土工程技術人員培訓。我國推行巖土工程體制進展緩慢,主要原因之一是缺乏巖土工程技術人才,而工程地質專業人員對巖土工程的理論、內容及方法等缺乏了解,習慣于工程勘察的原理及方法。因此,要全面推行巖土工程體制,當務之急是加強巖土工程技術人員及管理人員的培訓,特別是巖土工程設計及施工:技術人員的培訓,以適應巖土工程市場發展的急需。
3.重視地區性研究,盡早制訂地方性勘察規程,有條件的地級市要盡快制定地方性勘察規定。巖土工程勘察規范是全國統一的勘察準則,是根據我國各地區的特點,總結幾十年來勘察經驗成果制訂而成的法規,具有普遍性指導意義。但由于我國幅員遼闊,地質環境條件十分復雜,同一名稱的地基土,由于成因環境不同,其物理力學性質,特別是力學性質都有很大差異。就地基土的承載力而言,有的地區高一些,有的地區會低一些,而規范是從工程建筑的安全角度來考慮,所建議的指標,對大多數地區是可行的。但對有的地區,可能偏于保守。因此,必須加強地區性研究,盡早制定出地方性規程。
4.重視工程與環境的共同作用。工程建設對環境的影響,待別是工程施工及運營時對環境可能產生的不良巖土問題,必須作棄分論證和預測,并提出相應的治理措施。
5.要大力采用新技術、新設備及新方法,以保證巖土工程的質量和進度,使之能在激烈的市場競爭中取勝。
6.加強計算機技術在巖土工程中的應用研究。當前,巖土工程正朝規范化、標準化方向發展。巖土工程問題日趨復雜,傳統的巖土工程方法,已難以適應發展的需要,因此,利用計算機技術對巖土工程的各項工作進行科學、系統的管理,以提高工作的效率;利用計算機對巖土工程資料進行分析處理,如制作巖土工程圖件,進行指標統計分析等等;更重要的是利用現代計算機技術分析、模擬復雜的巖土問題的發生、演化過程,以便制定出正確的處理方案;利用計算機進行巖土工程設計、巖土工程施工模擬以及巖土工程治理效果模擬。這樣不但可以對巖土問題作預測預報以及防治,而且還可以節省大量人力和物力。
7.加強與建筑設計單位及施工單位的合作,力求做到勘察、設計及施工一體化。
8.加強技術上和體制上的立法工作,使巖土工程逐步規范化、系統化。
四、結束語
總之,在進行高層建筑基礎的勘察時,應明確勘察的目的與任務,提前做好各種準備措施,明確工作重點,加強勘察工作的管理,才能保證勘察任務的順利進行,滿足工程建設的實際需求。
參考文獻:
篇4
關鍵詞:樁基檢測;監理;問題探討
沿海地區,特別在沿海基巖較淺地區,高層建筑多數設計為大直徑樁,以中、微風化巖作為樁端持力層,單樁豎向承載力大。此類樁的檢測現狀:承載力檢驗部分工程沒有條件做,只做樁身質量檢驗(抽芯和小應變)以及綜合樁端持力層巖性報告來替代。那么,該如何對規范所要求的條件,和現實情況作出合理的把握呢?
在實際工作中, 技術人員對規范的把握程度, 一些開發商對經濟利益與工期的過分追求, 以及各方主體在市場競爭條件下所表現出的對建設單位盲目聽從等, 無不影響著樁基檢測質量與整個工程的質量。筆者作為工程監理從業人員,有幸參與了諸多樁基工程的檢測討論和驗收工作,試從如何正確執行標準和規范的角度, 對樁基檢測中存在的一些問題進行探討。
1 基樁檢測應以現行《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ106-2003) 為依據
《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106-2003 (以下簡稱《技術規范》)整合了設計、驗收規范及各類檢測標準中的相關內容;統一了檢測數量、類別劃分、評價依據、復檢規則;規定了各類檢測方法的相互關系及適用范圍;強調了各種方法并用及并用時的主次關系,使基樁檢測技術更趨標準化、規范化。《技術規范》對樁基檢測的規定是系統化、體系化的, 所以樁基檢測應以該規范為主, 并參考《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002( 以下簡稱《設計規范》)、《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202-2002( 以下簡稱《驗收規范》) 執行。《技術規范》雖然是《設計規范》和《驗收規范》的子規范, 但它頒布較遲,內容更全面、權威,《驗收規范》中的許多檢查項目均注明“按《建筑基樁檢測技術規范》執行”(如《驗收規范》第5.1.5和5.1.6條的條文說明),這說明執行《驗收規范》, 就必須執行《技術規范》, 其權威性是不容置疑的。它是迄今相對而言比較權威的關于樁基檢測的專用標準。
2 對《驗收規范》中定性非定量描述的正確理解
承載力檢驗不僅是檢驗施工的質量而且還能檢驗設計是否達到工程的要求,所以規范中規定“工程樁應進行承載力檢驗”。在《驗收規范》中不管是承載力檢驗還是樁身質量檢驗,均提到了成樁質量可靠性高低的問題,成樁質量可靠性的高低對樁基檢測數量的多少起著重要作用,但是可靠性的高與低只是一個定性描述,無法給出一個定量的數據。筆者在多次樁基討論和驗收中,對成樁可靠性高低的爭論有著切心的體會,有時甚至是決定檢測數量多少的主要因素。
要討論成樁質量可靠性的高低,可將工程樁分為預制樁和灌注樁兩大類。預制樁一般樁徑較小,在沉樁前樁身質量可見(可以觀測或檢測),樁身問題也易于發現;沉樁過程中垂直度可控;終樁時的壓樁力或貫入度直觀可測,對于靜力壓樁可由壓力表測得具體壓樁力,對于打入樁也可以測得貫入度;事后控制時還可以查工程樁進場檢驗記錄和沉樁記錄,還有監理人員的全過程沉樁旁站記錄,由這些情況可以判定為成樁可靠性高,典型的就是靜壓預應力管樁。灌注樁據成孔又可分為挖沖孔和沉管成孔兩類。挖孔樁成孔過程可見,樁端持力層可辨別,地下水位和滲水量均直觀可見,混凝土灌注過程也可控,可以根據其在地下水位以上終孔或雖在地下水位以下終孔但孔內滲水量很少甚至沒有地下水,判定為成樁質量可靠性高;反之則為成樁質量可靠性低,檢測數量宜取大。典型的就是人工挖孔灌注樁。沉管樁成孔過程隱蔽,孔壁巖性不明,軟弱夾層(淤泥或淤泥質土)不詳,地下水位及出水量也無法觀測,混凝土灌注成樁提管過程地下情況不明,應定為成樁質量可靠性低的樁,檢測時必須明確說明。此類樁典型的就是沉管夯擴樁。筆者曾代表監理方參加過一個沉管夯擴樁的驗收,結果承臺土方開挖后露出樁頭或檢測出是Ⅲ類樁后深挖接樁的過程中,其縮頸現象令現場所有工程技術人員和專家大為驚嘆,好在注冊結構師有著豐富的經驗,設計時已考慮充分。至于常用的沖孔樁則介于挖孔樁和沉管樁之間,更要依據工程地質具體情況以及工程技術人員的經驗來把握。
3 承載力施工驗收檢測應嚴格遵照《技術規范》執行
設計等級為甲級的、地質條件復雜成樁可靠性低、本地區新樁型新工藝的、擠土群樁施工產生擠土效應的,承載力施工驗收應采用靜載荷試驗。當有與本地區相近條件的對比驗證資料時,高應變法也可作為上述四種情況下單樁豎向抗壓承載力驗收檢測的補充;對于端承型大直徑灌注樁受現場及設備條件限制無法做靜載試驗時,可采用鉆芯法測定樁底沉渣厚度, 并鉆取樁端持力層巖土芯樣來檢驗樁端持力層。
對于上述四種情況之外的樁基, 仍應進行承載力驗收檢測。驗收檢測的方法與數量,可依據地基基礎設計等級及現場條件,結合當地技術條件與經驗確定。這一點應引起重視。有的工程技術人員認為上述四種情況之外的樁基,不需做承載力檢驗,是不對的。對于嵌巖樁及大直徑摩擦樁、預制樁,可采用高應變法進行豎向承載力驗收檢測,其中用于灌注樁時須有可靠對比驗證資料;擴底樁不應采用高應變法。
4 樁端持力層巖性報告替代靜載荷試驗是有嚴格條件的
人工挖孔嵌巖樁施工中,一些建設單位為了節省造價、趕超工期,常用樁端持力層中巖芯加工成立方體試塊,在試驗室做一組強度試驗,然后就不做靜載試驗了。這是值得商榷的。《技術規范》作為最新的技術標準,沒有這一提法;《驗收規范》中也沒有相關規定;而《設計規范》的頒布又早于《技術規范》,本文前面也論證了樁基檢測的主要依據應該是后者。以成樁質量可靠性高的灌注樁不必做靜載試驗,更是沒有具體情況具體分析,以偏概全了,前面也有分析。
1)《技術規范》及《驗收規范》中, 沒有相關規定,因此應該謹慎采用。鑒于《技術規范》為最新專用標準, 應該首先執行《技術規范》。
2)《設計規范》規定, 大直徑嵌巖樁承載力可根據終孔時樁端持力層的巖性報告, 結合樁身質量檢驗報告核驗。《設計規范》是一個體系, 應全面、系統地去理解。以下從巖性報告、樁身質量入手進行分析, 主要抓住兩點: 終孔時樁端持力層巖性報告與樁身質量檢驗報告。
①《設計規范》規定, 人工挖孔樁終孔時, 應進行樁端持力層檢驗。單柱單樁的大直徑嵌巖樁, 應視巖性檢驗樁底下3d或5m深度范圍內有無孔洞、破碎帶、軟弱夾層等不良地質條件。人工挖孔樁應逐孔進行終孔驗收, 驗收重點是持力層的巖土特征。對單柱單樁的大直徑嵌巖樁, 承載力主要取決于嵌巖段巖性特征及下臥層持力性狀。終孔時, 應用超前鉆逐孔對孔底下3d 或5m 范圍內的持力層進行檢驗, 查明是否存在溶洞、破碎帶、軟夾層等, 并提供巖芯抗壓強度試驗報告。
②巖性報告, 系指巖土性狀的報告, 主要內容應為對持力層巖土性質的描述及鑒別, 即確定地層是否與勘察資料相符, 3d或5m范圍內持力層是否有溶洞、破碎帶、軟夾層、脈巖等。樁端持力層巖土性狀的描述判定應有巖土工程師參與, 并符合《技術規范》的有關規定。對持力層的描述應包括持力層鉆進深度、巖土名稱、芯樣顏色、結構構造、裂隙發育程度、堅硬及風化程度、取樣編號和取樣位置,軟巖、強風化巖石等,還可給出標準貫入等原位試驗位置和結果。分層巖性應分別描述。對于中、微風化巖層應分層進行芯樣單軸抗壓強度試驗。樁端持力層的巖石性狀應根據巖土特征、巖石芯樣單軸抗壓強度、標準貫入等原位試驗結果及巖層厚度來綜合判定。
③《設計規范》規定, 直徑>800mm 的混凝土嵌巖樁, 應采用鉆孔抽芯法或聲波透射法進行樁身質量檢測; 直徑≤800mm 的嵌巖樁, 要采用鉆孔抽芯法或聲波透射法或可靠的動測法進行樁身質量檢測。檢測數量不得少于10%, 且每根柱下不得少于1根。
④《設計規范》規定,當樁端無沉渣時,可用巖石單軸飽和抗壓強度確定承載力, 因此該方法的前提是“樁端無沉渣”。
綜上所述,筆者認為只有滿足了以上條件,才能“根據終孔時樁端持力層巖性報告結合樁身質量檢驗報告核驗承載力”。即終孔時用超前鉆逐孔對孔底下3d 或5m 范圍內持力層進行了檢驗, 出具了由巖土工程師參與試驗的巖性報告, 采用鉆孔抽芯法或聲波透射法進行了樁身質量檢驗, 且已證明樁端無沉渣。
工程實踐中, 嚴格滿足這四個條件的很少, 因而用巖性報告核驗嵌巖樁承載力需要嚴肅對待和處理。個別大直徑嵌巖樁既未用超前鉆檢驗,也未采用鉆芯法或聲波透射法進行完整性測試, 僅憑一組50mm×50mm×50mm立方體巖石抗壓強度試驗報告就驗收了。大量原型試驗及現場嵌巖樁實測資料表明, 當嵌巖深度較小(
5 端承型大直徑嵌巖樁檢測方案
如果理論分析可以證明嵌巖樁為樁端承受大部分荷載, 則依據《技術規范》和《設計規范》, 可有以下幾種檢測方案, 供有關人員參考。
1)方案1
鉆芯法抽取10%,不少于10根。其中鉆芯法必須鉆取樁端持力層巖土芯樣檢驗樁端持力層,并須檢驗沉渣厚度;再另外抽查10%( 重要工程抽查20%) 的樁用小應變進行完整性測試。其中每一柱下不得少于1根。
單柱單樁時,鉆芯法抽查10%,不少于10根, 其余樁全部用小應變檢測其完整性。
2)方案2
聲波透射法抽查10%,檢測完整性(直徑不大于800mm 樁可用小應變法,每柱承臺下不少于1根),終孔前用超前鉆檢驗樁端持力層,出具巖性報告;施工記錄、監理旁站記錄或鉆芯法檢測證明樁底無沉渣;設計單位進行核驗, 提供書面核驗結果。
單柱單樁大直徑嵌巖樁, 采用聲波透射法對全部樁測試完整性( 直徑不大于800mm的樁可用小應變法) , 終孔前逐孔用超前鉆檢驗持力層出具巖性報告;施工記錄、監理旁站記錄或鉆芯法檢測證明樁底無沉渣;設計單位進行核驗,提供書面核驗結果。
6 結語
標準是特定時期內國家先進和成熟技術的經驗總結,是技術方面的法律,具有技術上的權威性和法律上的嚴肅性。因此,參建各方主體應該全面完整地理解和掌握各種相關標準、規范, 并嚴格執行。只有這樣才能不斷提高地基基礎工程質量,確保人民生命財產安全。
參考文獻
篇5
關鍵詞:巖土工程;勘察;技術問題;解決辦法
中圖分類號:D035.39文獻標識碼: A 文章編號:
引言
隨著我國社會主義市場經濟的飛速發展和改革開放的不斷深入,巖土工程勘探技術水平不斷提高,能夠肩負復雜工程的施工、設計和勘察,主要包含超高層建筑、高層建筑、處理復雜地基、開挖深基坑、地下工程、移山填溝、核電站、海上平臺和圍海造陸等,因為巖土工程勘測能夠對工程整體產生重要的影響,在展開巖土工程勘測的過程中,應該嚴格控制勘探工作的取樣,依據國家標準進行。
一、巖土工程勘察存在的主要技術問題
1、地層界面劃分問題。不同的巖土體和面劃分,不同風化程度的巖面劃分,地質構造和軟弱結構面的判定劃分,不良地質界面、不明地下物體、空洞(土洞)、溶洞及其分布形態、埋藏位置和埋藏深度的確定等。在上述事例中,由于桂林的地層巖溶較發育,地層中軟土、土洞較普遍,因勘察手段單一,勘察精度不高,故對軟弱土層界面及范圍無法做出定性和定量的分析,從而存在偏差。
2、參差不齊,總體上明顯落后于發達國家。應當看到,達到國際先進水平的成果只有少數,多數還是低水平的。不僅資質等級低的單位提交的成果水平低, 即使甲級單位甚至全國有名的大單位,其成果水平也并非個個上乘,有的還存在嚴重錯誤。至于新技術、新方法的開發能力,則僅限于極少數單位,多數單位滿足于照抄照搬,甚至生搬硬套,很少創新。因此,作為政策導向,應更著重于總體水平的提高,而不僅僅限于少數尖子。要利用知識密度與勞動密集型企業的分流,下決心精選真正夠水平的單位從事勘察工作。由于知識密集型企業中個人素質的極端重要性,建議采用國際上通常做法,建立巖土工程注冊工程師制度,只有注冊師簽字的文件才能生效,加強注冊工程師的責任。
3、技術標準、技術方法和技術成果均尚未與國際接軌,改革開放已經十幾年,但勘察業務仍限于國內市場,原因是多方面的,但體制上、技術上不接軌是原因之一。未來15年,我國的市場將逐步完善,國內國際兩大市場將逐漸融合,這個問題不能不解決了。建議國家在制訂技術政策時,要鼓勵盡快向國際慣例靠攏,避免自成體系。應當提倡在基本框架一致的前提下,形成自己的特色和優勢,使巖土工程業務逐步走向世界。
4、成果質量堪憂。這里說的質量不同于上面說的水平,指資料不齊,數據不實,甚至弄虛作假。例如取樣質量普遍低劣;野外描述與實際情況不符,缺少地下水位或水頭的數據;成果報告中圖表不全、數據混亂,關鍵問題交代不清,甚至重大錯誤等等。產生這些問題的原因主要不在能力和水平,而是管理不嚴。有些單位的技術人員,很少去現場,也不去試驗室,拿來野外記錄和試驗報告,不檢查不核對就寫報告。更為嚴重的是個別單位編造數據,出假報告,十分危害。這些情況還有越演越烈的趨勢。此外,國產儀器的功能、精度、耐用性,新產品的開發能力與發達國家之間差距也是相當大的。制止質量滑坡已是當前亟待解決的問題。
5、綜合能力問題。由于現在是市場經濟,很多勘察單位為了節約成本,經常是一個勘察工地只安排一到二個勘察技術人員,而部分技術人員對現場勘察重視不夠,野外勘察和室內原始資料的整理、分析能力不夠強,對同一場地資料收集不完善,缺乏辨別真偽、歸納總結的能力,也缺乏建筑、結構設計等方面的基本知識,經常造成勘察的目的性不明確,針對性不強,提供的資料無法滿足設計需要。上述事例中,當時在現場進行勘察施工的總共有6臺鉆機,而現場只有2個編錄技術人員,鉆機工人只追求進尺,鉆孔測試少,土層變層時技術人員剛好可能不在旁邊,從而使地層分層不明確,技術人員對此沒有足夠重視,對附近相近地層資料收集不完善,出現偏差也就在所難免。
二、工程勘察工作中技術問題的解決辦法
1、根據不同的勘察目的,采取綜合的勘察手段,提高勘察精度,保證能全面反映勘察場地各種地質體的形態、界面、物理力學特征及其相互之間的關聯性。在方法上,不能只依靠傳統的單一勘察手段,隨著科學技術的不斷發展,應綜合采用工程地質測繪、鉆探、坑探,合理地選擇、運用工程物探技術,重視遙感和地理信息系統在勘察中的應用等。本人就曾經碰到過相同的地層如采取的鉆進方法和鉆進工藝不合理,得出的結果會截然不同。
2、取樣技術的標準化
學術界和工程界曾有過優先發展室內試驗還是原位測試的爭論。主張優先發展原位測試的人認為,室內試驗在鉆探取樣及運輸制備過程中,樣品一定程度的擾動不可避免,而原位測試可直接在巖土體的原位取得數據,既快又好。但實踐說明,室內試驗仍是不可缺少的,巖土的一些基礎數據,如粒度成份、密度、含水量、可塑性等指標,只能通過室內試驗測定,測定土的力學性狀時,室內試驗可根據需要,控制應力、應變及排水條件,而原位測試很難做到;室內測定的指標,其物理力學意義是明確的,而有些原位測試得到的指標,沒有明確的物理力學意義。既然室內試驗不能廢棄,取樣技術問題就不能回避了。目前我國取樣質量問題相當嚴重。首先是土樣質量普遍很差,甚至工程技術人員對自己負責的工程也持懷疑態度;其次是取樣技術與國際上通用標準不一致,不被外國承認。關于后一問題,我國標準規范工作者已經做了大量工作,《巖土工程勘察規范》、《原狀土取樣技術標準》、《原狀取土器標準》都已相繼出臺,已經有法可依。而且,這些標準既與國際上通用標準一致, 也照顧了我國的國情,不能說不好執行。但實際上很少認真執行,問題不在于技術,而在于經濟、體制等深層次的原因。相信隨著市場經濟的規范和成熟,取樣技術標準化的問題能夠得到解決。
3、新儀器新方法的開發
改革開放以來的十幾年里,室內土工試驗的儀器和方法,在標準化和數據采集數據處理方面,做了不少工作,并已向國際標準化靠攏。由于室內土工試驗方法決定于土力學基本理論,因此,今后15年左右除為研究目的外,一般不會開發什么新方法,主要是儀器性能、自動化程度的提高,標準化的進一步完善。原位測試已經發展了多種方法,外國有的中國基本都有。多數原位測試方法力學機制比較復雜,成果應用時經驗因素很重要,為了使資料和經驗更集中,似不宜開發更多的方法,而應注重于儀器設備性能的改進和已有方法應用經驗的積累,尤其是后者。近十幾年來有些原位測試(例如靜力觸探)應用經驗的總結有些放松,今后應當加強。現場監測包括位移監測、應力監測、應變監測、水位水壓監測等。由于巖土工程的設計計算不可能十分準確, 預測和實際有時差別較大,故常常需要通過現場監測控制質量,控制安全,并利用監測信息反饋、反分析、修改設計,進行信息化施工。因此,現場監測越來越受到工程界的重視,近年來發展很快,技術也有顯著進步,但仍不能滿足要求,預期今后15年會有更大發展。現代測試技術較傳統的機械式的測試技術已發生了根本性的變革。在符合巖土力學理論和滿足工程要求的前題下,廣泛吸收現代電子技術、傳感器技術、計算機技術的最新成就,將已經形成的電測技術與信息處理技術結合在一起,制成能自動測試和數據采集,自動數據處理和計算分析,自動輸出工程需要的數據或圖表的智能型儀器。因此,開發巖土工程測試技術,必須結合有關高技術產業,才能開發出功能強、精度高、速度快、抗干擾、智能化程度高,操作簡便而又便宜的儀器。不搞專業協作,封閉式的開發,是不會有高水平成果的。今后15年,我國將更加開放,國外先進儀器和國內開發的儀器將在國內國際統一的市場上競爭,只有性能價格比高的產品才能在競爭中獲勝。用量不大,研制費時費力的產品,可先進口試用,確實符合國情并有市場,再考慮研制改進。
4、建立測試資質認定制度
巖土工程測試質量堪憂的問題,前面已經提及,這是必須首先解決的。為此建議按ISO9000的規定,在健全法規和標準(包括儀器標準和方法標準)和嚴格執法的基礎上,建立國家對測試單位、測試報告簽字人員及儀器生產廠家的資質進行認定的制度。國家指定權威的專業單位定期對儀器、操作和成果進行檢查,是否符合標準。并且,應與發達國家和地區互相認定,使我國的巖土工程測試進入國際統一市場。
5、完善巖土工程勘測
在我國工程項目建設的過程中,巖土工程勘測能夠保證建筑物的安全性和穩定性,應該針對我國巖土工程勘測技術管理和應用過程中產生的問題,進行有針對性的強化和調整,促進巖土工程勘測水平的提升。應該了解勘察范圍中場地的變化規律、范圍、深度、類型、成因、地貌和地形等特征,對地基的均勻性和穩定性形成明確認識,并在此基礎上,對影響工程施工的不利因素進行充分了解,例如:溝壑、河道、墓地、孤石等。研究對地場穩定性產生干擾的不良地質,并提出相關的防治措施。重視地下水的補給、排放水平、類型、水位變化和規律等,對地下水的腐蝕性進行準確評價,明確滲透性質,對靜水壓力、浮托力和動水壓力的影響、作用進行評估,對地下水的不良影響進行分析,提出有針對性的防治措施,了解設計水位,明確基坑的周圍環境,提供有效的巖土參數,對開挖邊坡的穩定性和可行性進行研究和分析,選擇適宜的支護結構。
三、結束語
綜合上述,隨著我國社會主義市場經濟的飛速發展,巖土工程勘探技術水平不斷提高,能夠肩負復雜工程的施工、設計和勘察。巖土工程勘測是保證工程質量的前提,在勘探之前應該做好前期準備,按照我國的相關標準進行勘探,通過實施監理等措施,保證勘探工作的準確性和時效性,提高工程質量水平,為我國社會主義市場經濟的飛速發展做出貢獻。
參考文獻
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篇6
關鍵詞:巖土工程;施工;難點;對策
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A
引言
巖土工程施工技術水平的高低對工程質量有著至關重要的影響,所以我們要不斷的提高巖土工程施工技術水平,對巖土工程技術進行改革和創新,在平穩中求發展,根據全國各地巖土結構的具體情況研究出符合我國地質情況的巖土工程施工技術。
一、巖土工程施工技術的主要特點
首先應注重對相關技術人員的技能培訓,強化其對巖土工程施工技術的認識,不斷培養技術人員的創新思維;其次,應強化各個施工部門之間的合作、交流,使我國的巖土工程施工技術得到全面提升,最后巖土工程施工技術人員對巖土很難做出比較系統全面的分析,這就使人們不能夠對巖土的特點有一個深入的了解;另外,巖土結構的部分參數也會隨著天氣等外部環境的變化而發生改變,但是在實際施工的過程中通常會對原有的環境帶來一定的破壞;在巖土受到環境的影響發生變化之后,對施工也會帶來反作用,因此,施工單位必須要密切關注巖土動態的變化,并據此來對施工方案進行調整,以免帶來嚴重的人身傷害以及巨大的經濟損失。其次,巖土工程還存在著區域的差異。人們通過對長時期的巖土施工過程中遇到的一些困難以及問題進行總結就可以發現,適合我國巖土結構的巖土施工藝以及施工技術具有內在的規律,通過總結來指導巖土工程的施工工作。
二、巖溶地區樁基施工難點
可溶性巖石如石膏巖、石灰巖受到含有二氧化碳的流水侵蝕,加上長時間的沉積作用往往會形成巖溶地貌,巖溶地區現廣泛分布于我國的湖南、云南、貴州、廣西等地區。整體來看,巖溶地區的地質條件較為復雜,特別是在某些富含地下水的地區,地下暗河通道、洞穴等基巖強度極高,因此在巖土工程施工當中難度大大增加,一般來說在巖溶地區的樁基施工當中主要存在以下幾個方面的問題。
1、易發生漏水、漏漿現象
眾所周知,巖溶地區樁基施工過程當中漏水、漏漿是典型的施工特征,這一問題的出現主要是由于地質條件極為復雜所致,在施工前的勘探工作很難精確的反映出施工地區地質條件的具體情況,如溶洞的分布于走向、裂縫發育等。所以在鉆探過程當中一遇溶洞浸水后,水、泥漿將會立即流入到溶洞空間當中,妨礙巖土工程施工的順利進行。
2、易發生塌孔和埋鉆事故
塌孔、埋鉆事故的出現一般收到很多因素的影響,主要由工程地質條件、泥漿性能指標、鉆機等問題。具體來說有以下三個方面的內容:成孔時間過早時泥漿將會發生沉淀現象,上部僅留下清水,在長時間的浸泡和侵蝕作用下回填土重力加大,發生塌孔事故。在巖土工程施工中,如果沒有對回填土下的耕土進行碾壓施工,很容易導致在回填之后由于密度過小而造成的塌陷問題。旋挖鉆機開孔過大,下好護筒后護筒周圍的土沒有進行夯實也是造成塌孔和埋鉆事故的主要因素,通常埋鉆和塌陷問題是同時發生的,在地面塌陷或鉆桿形變時很容易造成鉆頭偏離孔位的現象,難以拔出,出現埋鉆事故。
三、巖溶地區樁基施工對策
第一,如果溶洞厚度較小,內有第四系覆蓋層充填,可以采用優質泥漿護壁。泥漿比重應大于1.4g/cm3,并反復回填片石、粘土或水泥進行擠密施工,然后采用一層鋼護筒跟進施工至巖面的施工方案,從而可以順利通過溶洞和避免垮塌事故。如果溶洞厚度大于8cm則為特大型溶洞,如果覆蓋層是易垮塌的流沙或者淤泥層,宜采用單層、兩層或三層鋼護筒跟進至孔底的施工方案成孔。
第二,遇到溶洞裂縫發育完全的孔,因此漏漿嚴重,需要在孔邊堆積片石和粘土等,并準備大量泥漿,低錘慢擊至泥漿不漏為止,成孔撈渣后迅速澆注混凝土。
第三,根據土質情況設置護筒埋置深度,將護筒外壁與孔間的縫隙用土填密實,施工過程中出現護筒塌陷后,立即將鉆機撤走,然后將下落的護筒向下壓實,將塌陷的坑內泥漿清理干凈,用一大護筒套在孔內護筒外側,用編制袋裝土將大護筒周圍填實。然后再繼續施工,撈渣時及時加入優質的泥漿,不要直接加入清水。
第四,如遇松軟的地表,采用應采用低錘快打,把孔壁擠壓密實。正常沖進時采用100cm左右的高沖程。如遇沙礫層,提錘高度宜采用40-60cm,頻率達到20-35次/min,泥漿比重1.2-1.5gcm3。在進行沖進的過程中,沖錘的提升要放慢速度,以免碰撞孔壁而造成護壁失穩甚至塌孔。
四、地下連續墻施工難點的對策
1、做好鎖口管的固定工作
固定好鎖口管首先要考慮各方面因素,對導致鎖口管不穩定、或發生傾斜的原因加以明確。然后在充分做好鎖口管的下端固定工作,具體來說及利用吊機將鎖口管提升,在達到一定高度之后讓其自由下落插入到土中。最后,再做好鎖口管上端的固定工作,如在墻體與鎖口管之間插入導木枕,并利用槽鋼做好鎖口管傾斜的支撐工作。
2、加快噴射混凝土技術的應用
加快噴射混凝土技術應用的關鍵就在于要掌握其技術原理,即通過利用接觸式噴射機壓縮空氣將已經攪拌好的拌合料通過特殊的管道,用極快的速度噴射到需要噴射的表面上,待其凝固之后便可以繼續施工,并固化該部位。其次,施工人員要充分了解并掌握好噴射混凝土施工技術的每一個步驟,同時還應該嚴格的配比噴射原材料,確保各項性能指標均符合要求,值得一提的是,在落實此項工作之前還應該積極做好混凝土噴射施工之前的養護工作。
五、巖土工程施工技術的主要發展方向
1、地下施工技術的出現以及發展
我國現代化的土木工程建設的發展趨勢主要是人們更加注重對新的生存空間的拓展,地下空間的開發逐漸向江湖、海洋延伸,我國修建了高速鐵路海底隧道、跨海大橋以及通過人工島沙漠改造來修建高速公路等,與此同時,和這些工程相關的施工技術方法也在不斷的更新、出現以及完善,使我國巖土工程施工技術的運用范圍更加廣闊。
2、原有技術的適用條件不斷拓寬
隨著我國巖土工程相關施工技術的不斷發展與進步,各項技術規范出臺的過程中某些原有技術的參數以及原則也逐漸被淘汰。這就要求技術人員必須要對原有的技術進行必要的反思;通過反思發現:振沖法的應用地層可以供原來的砂性土逐漸拓展到軟土的應用中,過去的深層攪拌法也從原來的軟土逐漸拓展到了現在的濕陷性黃土,由此可以看出,反思在巖土工程相關施工技術的發展中發揮著非常重要的作用。
3、綠色施工技術
運用綠色施工技術措施,通過實施切實有效的管理制度和工作制度,可以最大限度減小施工活動對環境的不利影響,減少資源與能源的消耗,最大限度地達到施工環境的美化,不僅在施工過程中達到環保要求,而且確保工程成為綠色建筑,創建“綠色現場”,建設“綠色工程”。巖土工程相關技術人員要積極發展以及運用綠色施工技術,為我國的可持續發展做出重要貢獻。
結束語
我國的巖土工程相關施工技術在發展的過程中必須要積極引進以及借鑒國際先進的技術手段,并且還要加大對新技術的研發力度,注重對技術人員創新思維和創新能力的培養。另外,還要強化各個施工部門之間的經驗技術交流合作,大力推廣各種先進的施工技術方法,有效解決我國巖土工程相關施工技術發展不均衡的問題。同時,在技術研究的過程中,還要考慮到該技術對環境的影響,發展綠色節能技術,不斷推動我國的可持續發展。
參考文獻
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篇7
【關鍵詞】巖土勘察;問題;措施
隨著社會的發展,傳統建筑中使用的勘察手段及方式面臨著被淘汰的結局。由于今后建造的建筑將逐漸的傾向于高層建筑、大型建筑以及智能型建筑,在施工中的巖土勘察尤為重要。巖土勘察可以為設計施工提供所需的各項參數,在此基礎上形成的報告質量直接的影響到工程的造價及施工安全。但是實際的實施過程中由于種種原因,所得到的結果不盡如人意。
1.巖土勘察簡介及重要性
1.1 巖土勘察簡述
所謂的巖土勘察就是一種編制文件的勘查活動,主要活動包括對即將建設工程的場地進行勘查、分析、評估,從而查明其巖土工程、地質工程以及周圍環境等特點。按照巖土勘察的對象不同可以將勘查工作氛圍港口碼頭工程勘察、鐵路工程勘察、大型橋梁工程勘察、工業建筑工程勘察、公路工程勘查、水利水電工程勘察以及民用建設工程勘察等。尤其是對于其中一些重要建設工程,例如港口碼頭、公路、鐵路、水利水電等還專門制定了各自的技術規范、程序及標準。巖土勘察的主要內容是:首先對工程建設用地的地質情況進行調查、測繪與勘探,對提取的土樣進行測試、室內試驗、現場試驗及檢測。基于以上測驗對工程地質條件進行分析與評價,并編制不同階段所需要的報告文件。
1.2 巖土勘察重要性
巖土勘察的主要對象是工程建設用地的地基。地基具體指的是施工場地的巖土體,是經過長時間的變化形成的。由于施工場地的地質環境、自然環境等存在差異,為此建設場地存在很大的復雜性、變化性及不確定性。為此在施工前按照規定對巖土進行勘查并得出報告,是進行建筑結構設計的重要依據。
2.巖土工程勘察常見問題
2.1 勘察方法的單一
巖土工程的勘察只有使用綜合的手段才能真正的解決工程中遇到的各種苦難,單一的按照舊有的工程勘察手法就顯得難以概括全面,致使報告內容僅僅的停留于定性的分析,很難做到深一步的量化處理。
2.2 勘察綱要編制不完整
在實際的巖土勘察過程中,某些單位的勘察提綱出現了內容不健全、沒有勘探點平面布置圖以及提綱未經審查就開始施工的情況。有的單位甚至沒有指定相應的勘察綱要,或者是沒有儀器編號以及責任人簽名。例如,野外施工記錄、室內的土工試驗或者靜探試驗沒有實驗的日期與責任人的簽名,或者部分情況出現自動記錄而沒有責任人簽名,使得記錄缺乏追溯性。這些漏洞的存在使得原始資料的整理、歸檔以及校審存在很大的困難。
2.3 定性分析多,建議措施缺乏針對性
由于原有的地質勘查報告的框架多時以對于巖土工程的描述為主,而至今仍有許多的單位沿用這樣的框架,其結果必然是得出較為籠統以及沒有針對性的結論。從而導致得出的建議難以付諸實施,甚至無法實施,造成了低效能或者無效工作。例如據某開發公司給出的關于某項目的高層建筑的樁基承載力資料,由于勘察結果給出的建議值偏高,經研究決定將系數從215降為210,原設計的32米與38米的樁改為18米與22米的樁,僅此一項就減少了預算30萬。而如果勘察工作沒有給出定量的建議報告,那就不可能發現問題,也就不可能節約預算。
2.4 忽視地區性的研究
勘察工作不僅僅是通過對本工程的地基土層的掌握與分析,還要兼顧的考慮到工程所處的地區的土層特點及性質的變化規律。如果僅僅局限于對本工程的分析,而忽視了在此地區經驗的積累,就會因為缺乏地區性的經驗成果而得出較為保守的建議及結論,也就很難對地基土作出準確額的評價。例如在面對高層建筑的地基的勘察中,原本使用數量較少的箱基就可以滿足施工的要求,但是由于缺乏形影的地區性的經驗,在建議中使用的箱基與樁基的復合基礎,這樣的建議不僅增大的施工的成本,還延長了施工的工期;再如,當遇到某一地區含有礫粘土層,而這種土層具有一定的蠕變特征,特別是在遇水后以及受到擾動后其強度會明顯的下降。但是在一般的穩定條件下,在室內試驗土以及原位試驗都顯示出此土具有較高的承載力。此時如果不了解當地的經驗結果而是用了承載力較高的承載力值,其結果勢必造成資金與時間的浪費。
2.5 忽視工程與環境的共同作用
現階段的工程建設施工與前一時期有著明顯的特點:工程施工場地的地質條件逐漸的惡化,工程的高度更高、難度更大以及結構越來越復雜,以及巖土問題更為的復雜。由于新建工程周圍一般已經樹立了好多已有的高大建筑,各個工程的基礎之間的聯系及影響更強,存在相互制約、相互作用的復雜性。但是由于部分的勘察單位沒有清楚的認識到這一點,在實際的巖土勘察工作中,其施工設計缺乏論證,從而導致了不可預知的結果。例如當即將建設的項目緊靠高大建筑或者是道路時,在進行巖土勘察工作時不僅要按照一般的勘察工作實施,還要充分的考慮到施工及運營的過程對于周圍環境的影響。
3.完善勘察工作措施
3.1 加強勘察市場的監督和管理,推行巖土工程監理體制
針對上述提到的勘察漏洞的存在問題,可以通過管理與監督實現巖土工程勘察質量的提高:通過實施勘察綱要與勘察合同的管理監督以及審查,避免盲目的勘察或者越級勘察;加強對于勘察現場的指導監督,及時的發現不規范的取樣、編錄以及實驗現象的發生或者打假孔現象;與此同時,還要進一步的對勘察報告進行工作量、資料數據以及勘察質量的評估,對施工建議以及場地的穩定性評價的內容嚴格把關,杜絕一味的定性分析以及淺顯的分析。
3.2 加強巖土工程技術人員培訓
我國當前巖土工程體制不健全的現狀主要是由于相關方面的技術人才的缺失。由于工程地質人員對于基本的巖土工程內容、理論以及方法缺乏學習,因此很難在此方面作出大的進步,也影響了勘察的分析結果。當務之急是進行人員的管理、培訓,以適應巖土工程發展。
3.3 重視工程與環境的共同作用
對于處于復雜環境的工程,要全面的分析運營及施工可能產生的影響,在充分的預測與論證的基礎上提出治理措施。
3.4 重視地區性研究,制訂地方性勘察規程
我國有統一的勘察準則,但是由于國土面積達,其內容沒有體現地區性的特點以及復雜環境的物理力學性質。因此根據此準則建議的指標并非通用的,應該盡早的研究制定地方性的規程,以給予巖土勘察工程有力的指導。
4.結束語
巖土工程的改革是時代的大趨勢,通過相關方面問題的解決來不斷的發展、完善巖土工程勘察工作。日后的巖體工程勘察的發展重點是:采用新設備、新技術以及計算機科學來增強勘察的科學含量;加強與施工單位、建筑單位的合作以及體制與技術上的立法;建立推行工程的建立體制。
參考文獻:
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篇8
關鍵詞:基礎設計;人工挖孔樁;承載力
1. 工程概況
某會所,建筑平面45m (長) X63.14m(寬),高38.05m,總建筑面積7820m?,設電影放映和文娛演出使用的多功能廳和大中小娛樂室共計十二個。多功能廳的平面尺寸為24m(長)×21.4m(寬),頂蓋為空間網架結構,其余均為鋼筋混凝土框架結構。平剖面見圖一至圖二。工程于2007年建成,同年被評為省優良樣板工程。
2. 地質條件
巖土工程勘察報告表明,該工程場地土層從上而下依次為:①回填土,主要為礫砂混合粘性土,層厚0.7~1.2m,松散,稍濕;②粉質粘土,內摻雜部分石塊,層厚3.7~9.3m,標貫擊數7~38擊,壓縮模量Es為5.70MPa,呈可塑-硬塑狀,地基土承載力的特征值f=200KPa;③強風化砂巖,呈紫紅色,紫灰色,半土半巖狀,局部夾有中風化巖,標貫擊數61~81擊,層厚1.3~6.3m,f=700KPa,人工挖孔樁端阻力特征值R=1300KPa;④中風化砂巖,紫紅色,巖芯呈柱狀,層厚達5.5m以上,未鉆透,f=1200KPa,R=2000KPa。巖土工程勘察報告建議本工程采用天然淺基礎,選擇②層粉質粘土層作為持力層,地基土承載力特征值可取200KPa。
但在場地平整時,建筑專業根據該建筑與周邊環境的關系,將±0.000向下降了2.6m,這樣一來,在⑩軸線處自室外地面向下開挖約1.7m就已經到了中風化砂巖。根據巖土工程勘察報告,場地中風化砂巖巖面自⑧軸向③軸傾斜,巖面埋深最淺處約1.1m,最深處約14m(均為自調整后室外地面標高起算),傾角約21?。工程地質情況剖面見圖三。
根據我國主要城鎮抗震設防烈度,設計基本地震加速度和設計地震分組,本工程所在非地震區,無需進行抗震設防。
3.基礎設計
如按照巖土工程勘察報告建議進行基礎設計,則勢必造成靠近⑩軸處少量柱下基礎落于中風化砂巖,而大部分柱基落于粉質粘土層的狀況。②層的粉質粘土層和④層的中風化砂巖不僅地基土承載力特征值相差甚遠(差3倍多),其壓縮性能更是截然不同。盡管計算出來的單柱基礎最大沉降為76mm(計算過程從略,下同),小于規范規定的建筑物地基變形允許值,但因柱距較大,屋面為網架屋蓋,彎矩,剪力大,加上后期有較大安裝工作量,若柱間沉降差偏大,將會給網架就位安裝及隨后進行的裝修工程帶來困難。所以,經過多方面的研究比較,筆者決定將所有柱下基礎的持力層選定為中風化砂巖,基礎設計采用部分人工挖孔擴底樁,部分天然地基的方案,計算柱間沉降差為0.000120,遠小于規范限值0.002l。雖然現行《建筑抗震設計規范》中有“同一結構單元不宜部分采用天然地基,部分采用樁基”的規定,但本工程所在地不屬于地震區,且基礎持力層均為中風化砂巖,應不受此條規定的約束。施工中和竣工后觀測到的最終沉降值比計算沉降值還小,證明本工程不存在不均勻沉降問題。
關于持力層埋深究竟為多少才算作樁基礎的問題(即深淺基礎的界限)?文獻4提出,人工挖孔擴底樁基礎,一般深度超過6m,屬于深基礎范疇,也有設計院以深度是否超過3~5倍樁身直徑作為深淺基礎的界限。綜合以上做法,最終的設計以6m為界:當持力層的埋深≤6m時,采用天然地基;當埋深>6m時,采用人工挖孔擴底樁基礎。
在沒有基礎開挖前,因不清楚中風化砂巖的埋深實際有多深,因而不能確定某個柱下基礎究竟是采用樁基礎還是天然地基,也確定不了其施工開挖方式。為解決這一問題,筆者在設計時作了如下考慮:當持力層的埋深≤3m(此深度較易判定)時,按普通天然地基基礎施工方式進行開挖;當持力層的埋深>3m時,按墩基的施工方式進行開挖(即樁基)。墩基端部巖土的承載力特征值,按淺基礎地基土承載力特征值進行深寬修正后取用。
對大直徑人工挖孔擴底樁單樁豎向承載力的計算,現行《基礎規范》規定,當樁端嵌入硬質巖石中時,可按下式估算單樁豎向承載力特征值:
Ra=qpaAp
即不計樁側摩阻力。但在實際應用中,很多學者和工程師認為,人工挖孔樁護壁與土體之間的摩擦力相當大,完全不考慮其影響不盡合理;《建筑樁基技術規范》規定,嵌巖樁單樁豎向承載力,由樁周土總側阻力,嵌巖段總側阻力和總端阻力三部分組成。因此在實際工程中,設計者大多考慮了人工挖孔樁的樁側摩阻力。文獻5指出,人工挖孔擴底樁受力時,樁端巖土層受壓擠密,擴大頭兩側有側擠,端角處發生應力集中而產生局部剪切,樁端擴大頭處土層出現拉應力區,擴大頭斜面上樁土之間出現臨空面,其作用影響范圍在擴大頭以上(2~3)d之間。在人工挖孔樁的上部,其側面土層在施工時受到擾動,有時甚至是先開挖后回填,此部分樁側土不僅不會產生摩阻力,在其沉降穩定的過程中還會產生負摩阻。所以在樁長l
本工程基礎處于一斜坡基巖上,為保證結構的穩定,在設計中要求天然地基基礎嵌巖300mm,墩樁基礎嵌巖500mm。另外,對基礎梁的截面和配筋,都予以了適當加強。
4.結語
通過本工程的設計實踐,對于人工挖孔擴底樁的受力特性和承載力計算,筆者對以下認識有了更深的“認識”。
⑴對非地震區的基礎設計,在持力層統一,沉降均勻的情況下,采用部分樁基,部分天然地基的做法是可行的。
⑵將深淺基礎的界限定為6m,即認為持力層埋深超過6m屬于深基礎范疇是合適的。
⑶對于不太長(6m~15m)的人工挖孔擴底樁,在其受力時,樁端擴大頭處,土層出現拉應力區,擴大頭以上一定范圍內樁土之間出現臨空面,不應計入樁周土摩阻力,此類樁的單樁豎向承載力應按端承樁計算。
參考文獻:
1. 建筑樁基技術規范 JGJ94-2008
2. 建筑地基基礎設計規范 GB50007-2011
篇9
關鍵詞 : 山區高速公路 勘察 設計 施工 運營 工程地質條件 地質病害
一、 概述
由于國民經濟的發展和路網完善的需求,高速公路逐步進入山區。高速公路由于其線形指標高,工程艱巨,投資巨大,對自然環境的破壞也非常嚴重。隨著環境保護理念的日益深入人心,對于山區高速公路的勘察設計、施工運營等方面的環保要求也越來越高。山區公路環境載體主要是自然環境,也是地質環境。山區一般地形地質條件復雜,地質環境脆弱,地質災害多發,高速公路的建設不可避免的要切坡、填溝、打洞(隧道),對地質環境造成嚴重破壞,處理不好還會誘發和加劇各種地質災害,增加公路建設投資,影響工期,甚至給運營階段帶來嚴重的安全隱患。因此山區高速公路的環保主要是地質環境的保護和地質災害的防治。
要建設一條兼顧交通、環保、生態等方面要求的高標準的山區高速公路,應該重視和加強地質工作。地質工作應貫穿于設計、施工和運營的全過程。對地質現象和規律的認識(巖土工程勘察工作)是由面到線、由線到點、由表及里、由粗到細、由宏觀到微觀,逐步深入的,根據不同階段應采取不同的方法和手段。
二、 勘察設計階段
地質條件是客觀存在的,山區高速公路在自然地質環境中穿行,并對地質環境進行改造,應該認識地質規律,尊重地質規律,在設計中充分考慮地質因素,遵循地質原則,從源頭上盡量減少山區高速公路對自然環境的破壞,并且為施工和運營提供良好的條件。
2.1工可階段貫徹地質選線的原則
山區公路地質選線主要受到地形和不良地質現象的制約,主要的不良地質現象有滑坡、泥石流、巖崩、巖溶、巖堆(坡積層)、軟弱土、膨脹土、濕陷性黃土、凍土、水害、采空區以及強震區(高地應力)等。本階段應盡可能詳細地收集區域構造地質、巖石地層、水文地質、工程地質、地震地質、環境地質等方面的資料,利用遙感資料(衛片和航片),編制中比例尺(1:5萬或1:10萬)工程地質圖和地質災害(不良地質現象)分布圖,圖上標注大的地質構造(主要是斷層)、重大的地質病害體,分析區域性的地質災害發生條件,進行初步的地質災害評估,配合路線方案設計,進行必要的現場踏勘和重點路段的調查,反復對比,優選出工程地質條件最好、地質災害最少、工程建設對地質環境的不利影響最小的路線走廊帶,真正貫徹地質選線的原則。對于滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、巖溶、軟土、泥沼等嚴重不良地質地段和沙漠、多年凍土等特殊地區,一般情況下路線應設法繞避。
2.2初設階段突出重大地質病害對路線方案的制約
確定路線方案前應對沿線地質構造帶、斷層、巖石的層理情況、地質病害的分布及范圍等,通過對遙感地質判釋資料以及不同勘測階段的勘探、調查資料的分析,研究路線通過方案并不斷優化。對地質較為復雜地段還應注意在設線后誘發并加劇地質病害的可能性,謹慎的確定路線的線位和采取的工程措施。地質技術人員應配合路線設計師作好地質咨詢工作,可以沿初步擬定的路線線位,進行全線踏勘,對重點工點進行地質調查,得出初擬線位沿線的基本工程地質情況,評估路線方案的可行性,發現重大不良地質地段或預測工后會出現難以治理的地質病害的路段要及時反饋信息,以便盡快調整路線線位。基本確定路線方案后,及時委托有資質的單位進行建設用地地質災害危險性評估工作,并進行大比例尺(1:1萬)的地質遙感解譯及地質災害調查和工程地質調繪工作,編制1:1萬工程地質圖和路線區域地質病害現狀圖。圖件的重點是地質災害和重要工點的工程地質條件,要有針對性,要突出重點,不可以拿1:5萬地質圖放大。現在委托地質部門做的圖件,有些不能稱為工程地質圖,只能稱為基本地質圖(工程地質分區太籠統、工程地質條件的論述太簡略)。地質災害評估工作不能夠代替1:1萬工程地質圖的編制,但二者可結合進行,以節約時間和經費。
很多地質災害(滑坡、泥石流等)由于植被覆蓋、后期人工改造以及觀察角度和范圍有限等原因,在現場難以判斷。通過遙感資料(如航片)可以從宏觀上觀察全貌,合理的解譯,有利于對此類不良地質體的正確認識。
當工作中發現仍有重大的地質病害存在或有潛在的重大地質病害時,必須及時調整線位。對于重大的地質病害應盡量繞避,實在無法繞避的要考慮工程措施的可能性與可靠性,盡量在路線的平縱面優化上下功夫(采用分離式路基、用橋隧構造物通過、從滑坡體上部通過、半路半橋等),避免高填深挖,以減少對地質環境的破壞,提高工程措施的可靠性和安全度。對地質病害應以防為主,以治為輔,能避當避,即使增加工程造價也是值得的。
以安徽省徽杭高速公路為例,該路全長約80km,有四分之三路段位于山區,由于勘測時間較早,對山區高速公路特點認識不足,以投資為主要控制因素,其中有一半左右的路段基本沿區域性的三陽斷裂帶布設。受構造影響,巖體風化破碎嚴重,并且沿線分布有雄村滑坡、朱村滑坡等規模較大的不良地質體。施工開挖后,出現大量的不穩定邊坡,甚至誘發了部分滑坡。對于部分地質病害路段及時調整線位,進行了避讓,而更多的病害段只能采取治理措施,結果造價大幅攀升,嚴重影響了工期,并且治理效果也難以預測。
必要時應增加技術設計階段,對重大地質病害路段進行深入勘察,確定路線可行性。
2.3施工圖設計階段詳查工點地質條件
通過初步設計階段的各種地質工作,已經基本查明路沿線的地質條件,但是工作深度和廣度還不夠。本階段應詳查工點地質(橋位、隧道、深路塹、高填路堤、陡坡路堤、支擋構造物),進行重要工點1:2000地質測繪。采用調查、測繪、槽探、坑探、鉆探、物探等綜合勘察手段。查明場地巖土體組成、性質、分布以及風化層、不良地質、特殊性巖土等工程地質條件在路線縱橫方向的變化。以前對于橋位和隧道等構造物工點地質勘察較為重視,但是對于深路塹和陡路堤、斜坡路堤、支擋構造物等路基方面的工點也必須加強勘察,特別是高邊坡和不良地質體的勘察和預測。另外對于筑路材料料場和棄土場的勘察一定要重視,以前山區公路曾出現過取土、棄土場所不合理,亂挖亂棄,破壞環境,導致水土流失的事例。
除了詳細的地質勘察工作之外,還要貫徹綜合設計原則,在路線設計的各個階段,對工程地質條件要有充分的了解,保證路線方案的科學性。對地質資料要充分利用,橋位、隧道、路線各有一套地質資料,但彼此經常脫節。比如當橋隧相連時,隧道勘察發現有不良地質現象,橋梁設計人員卻不知道,還把橋臺置于其上。因此加強各專業之間的交流溝通,互相學習。從事路線、隧道、橋梁設計的人員要盡量多地掌握一些基本的地質知識,以有利于對地質資料的合理使用。
三、 施工階段遵循信息化施工、補充勘察、動態設計原則
由于地質條件的復雜性和勘察周期的制約,有些復雜場地(巖溶、破碎帶、巖性縱橫向差異大的地區)或地形困難場地(陡坡、魚塘等)在設計階段難以布置充分的勘察工作量,無法查清場地詳細工程地質條件。在施工期間,可以進行補充勘察,如對巖溶發育區或巖性差異大的場地逐樁鉆探,對原進場困難場地通過施工便道進場鉆探。施工中發現新的地質問題也要補充勘察。應該把施工期間的勘察工作視作設計期間勘察工作的重要補充。
另外本階段應遵循信息化施工(施工中監測)、動態設計的原則。隧道的超前預報、邊坡的動態監測都是施工階段必須要進行的工作。施工單位一定要配備過硬的地質技術人員,及時發現問題,不要等到地質病害已經發生才去治理,要有前瞻性、預見性,發現邊坡、隧道等有失穩的趨勢之后要立即反饋業主和設計單位,并及時采取合適的加固措施,避免邊坡、隧洞大面積失穩。應該認識到,設計階段的勘察工作對地質現象和地質規律的認識往往是不全面的,甚至是錯誤的,據此進行的設計只能稱為預設計。在邊坡或隧道斷面開挖以后,很多問題才會發現,此時應有巖土工程技術人員在現場,對照原有的勘察設計方案,發現新的問題之后通過合理工序及時調整設計方案。等到問題已經發生才去采取措施,既多花了錢,又耽誤了工期。
目前施工單位的巖土工程技術人員也是極為缺乏的,有時由于不合理的施工方法導致或加劇了地質病害的發生和發展(如在破碎巖體上放大炮、自下而上開挖邊坡等)
施工期間的巖土工程監理工作目前還較為薄弱的,有豐富理論知識和實踐經驗的巖土監理工程師極為缺乏,使施工期間的地質病害預防工作遠遠達不到要求。
四、 運營階段加強敏感點監測
山區高速公路運營期間也要高度重視地質工作。因為有些地質災害的發生是一個長期的過程,應力釋放或邊坡的蠕變有些需要長達幾年乃至十幾年的時間,一次性治理有時并不能保證長治久安。因此對于一些在施工中出現病害的路段或重要工點要建立數據庫,進行變形、位移和地下水的動態監測,定期巡查,建立防災和預警系統,在雨季或洪水季節要加強對敏感點的監測。通過長期觀測記錄,還可以更深入的認識地質規律,分析地質病害的發生發展機理,預測發展趨勢,發現有不利的趨勢要及時采取措施。
五、 山區公路建設地質工作中存在的問題
5.1前期階段
工可階段對地質工作不夠重視,地質遙感工作不做或精度不夠,不能夠貫徹地質選線的原則,導致選定的路線走廊帶中地質病害多,處理難度大,給后期工作帶來極大難度。
初步設計階段,由于路線方案調整較大,而工期緊張,因此很多勘察工作量作廢,路線地質精度不夠,部分工點缺少地質資料,給設計工作帶來隱患,也使得施工圖設計階段路線方案有時發生較大調整。
施工圖設計階段不做或漏做重要工點的1:2000地質測繪,或雖做了但精度不夠;對一些地質病害研究不深,導致對一些重要工點的勘察深度不夠;對于路線地質調查深度不夠,導致一些地質敏感點遺漏,在施工中出現地質病害。構造物勘察相對較細,而路基方面的勘察則往往較粗略。
目前的山區公路工程勘察還存在許多有待改進的地方。由于現在很多項目的勘察設計工期都非常緊張,如何在很短的時間內達到盡可能高的勘察精度,的確是一個難題。為搶時間,現在地質勘察工作很大一部分外委出去,全線人員設備上了很多,但在施工中仍會暴露出很多地質問題。這一方面是由于地質現象的隱蔽性和地質科學的復雜性,難以全面深入地認識地質現象,另一方面也是由于從事巖土工程的技術人員本身能力有限所致。巖土工程在一定程度上屬于經驗學科,技術人員的經驗非常重要。外委的勘察單位一定要過硬,對于其提供的地質資料要進行審核,去偽存真,對于不能夠滿足規范和設計要求的堅決返工。在其外業和內業階段要進行監督,多溝通。外行業的地勘隊伍往往對公路工程的特點及公路勘察規范了解不夠,不能夠有針對性的進行勘察,資料經常不能滿足設計要求。另外由于工期緊,技術準備不足,勘察手段不合理,經常導致勘察深度不足,如隧道勘探未采用雙管單動鉆進,無法判斷RQD,鉆探工藝和技術不過硬,巖石取心率低,鉆孔水文地質試驗數據不足,對邊坡勘察無法判斷滑動面,無法取得可信的各種力學參數,物探手段與其他勘探手段的互相校核精度不夠等,甚至有個別單位編造資料應付設計。所以不僅要看投入了多少人力物力,還要看投入人員技術水平、職業技能和職業道德素質如何,擬定的勘察方案是否合理,對地質現象的認識是否科學。在實踐中,由于技術人員水平參差不齊,經常會出現錯判、漏判地質病害的現象。因此加強公路巖土工程從業人員的技術水平是非常緊迫的事情。
5.2施工階段
地質技術力量薄弱,巖土工程監測和監理不力,施工工序和方法不對,導致地質病害的加劇,甚至誘發地質病害。對工程地質特點認識不足,不能夠及時預測和反饋地質病害,只能被動地等待地質病害的發生。
5.3運營階段
地質工作目前還基本上是空白,無法保證山區高速公路的安全順暢。
六、 正確認識地質工作的重要性和特殊性
由于巖土體的組成物質差異,更重要的是在巖土體內部分布有大量的不連續界面,把完整的巖土體分割成許多塊體,總體為非均質體,在應力的傳遞上非常復雜,因此巖土工程屬于非線性科學。現有的巖石力學、土力學、巖體力學等均難以準確的描述巖土體實際的力學本構關系。地質災害的發生除了其本身的因素外,還受到許多外界的因素影響,十分復雜。因此,對于巖土工程的分析計算只能是半定量的,在很大程度上受分析者經驗的制約。對于已經存在的滑坡、崩塌、泥石流等地質病害,其周界相對清楚,各種勘察設計技術規范較完備,認識起來相對容易。最難的是對于現狀穩定的高邊坡,預測其人工開挖后的穩定性。對于其地質構造的分析,地質-力學模型的建立,穩定計算分析都十分困難。勘察深度難以保證,穩定性計算方法不夠科學,邊坡設計時也有其不合理之處,如一般都只給出最終的邊坡坡率和邊界,各種邊坡加固設計也是針對最終邊坡的,各種分析計算也是以最終邊坡為約束條件的。這樣即使地質條件清楚,分析計算合理,設計穩妥,施工嚴格遵循規范和設計要求,也往往會出現難以預料的地質病害。其中一個重要原因是未對開挖過程中的各種邊坡條件進行分析計算,雖然按最終邊坡條件計算是穩定的,但不能夠保證任意開挖條件下邊坡都是穩定的。因此對于從事邊坡設計的巖土工程師而言,應該對于邊坡開挖過程中的多種控制性斷面穩定性進行計算,提供合理的開挖步驟和各種穩定的開挖斷面,并對不穩定的中間邊坡提出臨時性的工程加固措施,以保證邊坡的穩定開挖。
七、 展望
技術進步是山區高速公路成功修筑的重要保證。現在采用三維數模,可以很快的得出路線平縱面模型,任意切割縱橫斷面,發現問題之后可以很快的調整線位并重新進行分析,大大提高了工作效率。相信隨著3S技術的發展,今后三維數模會和三維地學模型、巖土工程專家分析系統結合起來,對于重要工點通過現場地質工作,建立地質-力學模型,通過專家分析系統,可以任意模擬邊坡開挖后的形狀及物理力學狀態的變化,迅速分析其穩定性,進行針對性的設計。甚至還可以對邊坡等地質病害通過互聯網進行遠程會診,聚集各方面力量以解決問題。
八、 結束語
篇10
【關鍵詞】地下車站結構;抗浮設計;抗拔樁
引言
地鐵建設在緩解交通壓力方面發揮著重大作用,在地鐵設計中需要結合地質情況,考慮地下水對結構的影響。地下水對地下明挖車站的影響包含兩個方面:
(1)施工階段對明挖基坑的影響;
(2)使用階段對車站主體結構的水壓力和水浮力的影響。施工階段一般會采取降水和止水的方式。使用階段,地下水位會逐漸回到原值。特別是在沿海、沿江地區,地下水位較高,產生巨大的浮力,對地下車站結構極為不利。因此,在車站結構設計中必須進行抗浮驗算。
1 地下抗浮水位的選擇
抗浮設計首先要明確抗浮設防水位。根據《高層建筑巖土工程勘察規范》對抗浮設防水位的定義:地下室抗浮評價計算所需的,保證設防安全和經濟合理的場地地下水位。由此可知,抗浮設防水位的確定要根據區域場地的水文地質條件來確定,而不僅僅限于地下車站站位處;同時,抗浮設防水位要保證結構安全,應取結構的使用年限時段內,場地可能出現的最高水位來做為抗浮水位。因此,對于地勘報告中未提供明確的地下水位的地下車站,也應結合地質和場地條件,進行抗浮驗算。例如重慶地區,地質結構一般為上部覆蓋少量填土,下部為砂巖或砂質泥巖,地下水主要為基巖裂隙水和孔隙水。在基坑開挖時,破壞了地下巖體的完整性,在主體結構施工完成后,對于基坑肥槽一般采用填土回填。在雨水較大的季節,整個基坑周邊為弱透水性的基巖,基坑內積水無法排出,當水位較高時,就會對主體結構產生較大的浮力。對于此類情況,本文認為在主體結構設計時,應當按場地周邊地表最低點進行抗浮驗算,也可對基坑肥槽采用弱透水性的材料回填,如用素混凝土回填,做到封閉基底、原槽澆注。可有效的減小水浮力的影響。
2 地下明挖結構的抗浮方案選擇
地下明挖車站的抗浮方案要根據基坑方案、周邊環境、工程地質條件、主體結構方案等因素綜合考慮。目前,在地下結構施工中,基坑與主體結構的關系主要有以下幾種:①復合墻。指的是在圍護結構和內襯之間設置防水層,有兩種結構形式,一是圍護結構與主體分開;二是圍護結構借助壓頂梁與主體相連;②疊合墻。指的是利用鋼筋將圍護結構和內襯相連,以抵御水土壓力。3基坑與主體分離,如采用放坡開挖或板肋擋墻等。若車站采用圍護結構及主體分離的結構方式,則圍護結構自重及側摩擦力都不用考慮;若采用另外兩種結構方式,在抗浮計算時必須對側摩阻力納入考慮范圍。
目前地下明挖車站的抗浮方案主要有壓重法、側摩阻力、底板排水等:
壓重法最常用的方式是將底板加寬,利用底板上的回填材料來增大抗浮力,由于回填材料也位于地下水位以下,只能采用浮容重;而且采用這種方式會增大基坑開挖范圍,對一般建于城市中心的地鐵車站結構來說,基坑開挖范圍一般受周邊建筑物、道路交通的限制,很難滿足擴大基坑的要求。對于地下水位不高的車站和周邊場地不受限制的車站,可以采用該方法。
采用底板開泄水孔來降低周邊地下水位,底板上的泄水孔容易積污堵塞,影響排水效果,而且降低地下水位有可能帶來周邊地質沉降等問題。
利用側摩阻力抗浮,通常采用抗拔樁或抗拔錨桿。抗拔錨桿耐久性缺乏可靠的技術控制,設置數量較多,間距較小,對于采用整體外包防水的地下車站,防水節點不好處理,影響車站的防水效果,目前在國內地鐵車站的抗浮設計中缺少設計經驗。因此建議優先采用抗拔樁。計算時,抗浮安全系數取為1.15。
3 抗拔樁設計
抗拔樁實質為摩擦樁,因此抗拔樁的布置要滿足《建筑樁基技術規范》中對于摩擦樁的相關要求,間距應大于3倍樁徑。抗拔樁一般布置于地下車站底梁或側墻下,布置于側墻下時,應滿足樁中心距底板邊緣的距離不宜小于樁的直徑或邊長;對于布置于底板上的抗拔樁,應對底板的抗沖切進行驗算。樁的縱向鋼筋錨入結構底板內的長度不應少于鋼筋直徑的45倍。
在計算時,抗拔承載力主要由兩部分計算結果控制:
一是樁土提供的摩擦力及樁身自重之和,按《建筑樁基技術規范》第5.4.5條計算;
二是樁身受拉承載力,按《建筑樁基技術規范》第5.8.7條計算,還應驗算樁身裂縫。
對于側摩阻力較大的地區,抗拔樁的抗拔承載力一般由自身強度和裂縫控制。
4 抗拔樁設計實例
某工程為地下三層明挖車站,寬23.4米,高23.78米,頂板覆土最小為2.3米,抗浮設防水位采用地面以下7.3米,水頭高度為18.78米,基底以下全為中風化砂巖,極限側阻力標準值qsik=260Kpa。取車站橫向每延米進行抗浮驗算:
結構自重標準值G=2922.5KN
頂板覆土自重G土=2.3*20*23.4=1076.4KN
水浮力
F=18.78*23.4*10=4394.5KN>(2922.5+1076.4)=3998.9KN,不滿足抗浮要求。
經過分析,采用Φ1000的鉆孔樁來解決車站的抗浮問題:抗拔樁布置于墻下和底梁下,橫向布置4根,縱向采用8.7米的間距,與柱距相同,樁長取10米。
根據《建筑樁基技術規范》5.4.5條公式,基樁的抗拔承載力:
Nk=0.7*260*3.14*1*10/2+3.14*0.52*25=3053KN
每延米抗拔力為3053*4/8.7=1403KN
驗算抗浮力:(1403+2922.5+1076.4)/4394.5=1.23>1.15,滿足要求。
樁身強度和裂縫驗算:樁身混凝土強度為C40,配27根Φ32的三級鋼,按軸心受拉構件計算,拉力F=3053KN,計算得樁身最大裂縫寬度為0.287mm,鋼筋應力為140.6Mpa,均滿足規范要求。
5 結語
(1)地下明挖車站在設計中要做好抗浮設計,既使在勘測過程中無地下水位時,也應根據具體的地質情況和場地情況,選取合理的抗浮設計水位,進行抗浮驗算。
(2)地下車站的抗浮措施工結合基坑方案、周邊環境、工程地質條件、主體結構方案等因素綜合考慮。
(3)抗拔樁設計時,應根據側摩阻力值來選擇合適的抗拔樁直徑、樁長和布置方案,并驗算樁身強度和裂縫。
參考文獻:
[1]張曠成,丘建金.關于抗浮設防水位及浮力計算問題的分析討論[J].巖土工程技術,2007,21(1):15-20.