巖土工程勘察范文
時間:2023-04-01 20:51:04
導語:如何才能寫好一篇巖土工程勘察,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
巖土工程勘察是工程設計的先決條件。一般巖土工程信息,包括地形地貌、地層界面、斷層、地下水位、風化層厚度以及各種物探、化探資料,這些資料只是一些離散的數據,巖土工程技術人員較難直接利用它們再去分析場地中工程地質參數的分布規律,更何況傳統的巖土工程資料分析和解釋一般都局限于二維、靜態的表達,這種表達描述空間構造起伏變化的直觀性差,往往不能充分揭示它們空間變化的規律,難以使人們直接、完整、準確地理解,也就越來越不能滿足工程的空間分析要求。
隨著計算機圖形處理技術的完善,已經完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數字化、巖土工程數據庫管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質解釋以及空間分析和預測、地學統計和圖形可視化的一體化系統,繼而發展成為現代化、信息化為一體的巖土工程勘察數字化新體系。本論文就將主要對數字化的巖土工程勘察進行簡單的探討,以期和同行分享。
2巖土工程勘察方法概述
2.1傳統的巖土工程勘察方法存在的問題
(1)勘察資料過于地質化。
由于部門長期的條塊分割,勘察、設計分散作業,加之巖土工程規范制定和新技術、新方法應用的滯后,以及專業設置過細,巖土工程本身的特殊性等原因,設計與勘察之間脫鉤多,使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現,而且勘察也較難參與設計的全過程;設計人員也因知識的局限,很難深層次理解巖土工程勘察信息,因而勘察成果在設計中的轉化率較低,造成許多不應有的浪費和損失
(2)數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。
地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據,由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟,與CAD設計軟件的接口不匹配,很難順利實現對接,設計系統不得不重新將勘察資料數字化,影響了設計系統CAD的推廣應用。
(3)勘察信息數字化程度低。
勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主,內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準確理解,另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。
2.2數字化勘察技術概述
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。該技術體系用系統工程觀點,把勘察、設計的圖紙、圖像、表格、文字等以數字化形式存貯,供各專業設計使用。
3數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術探討
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:
(1)基礎地理數據這些數據主要包括:
①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。
②地形、地貌圖。
該圖反映被研究區域的自然地貌情況。
(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。
結合上述分析,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:
①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。
②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)。
篇2
[關鍵詞]巖土工程;勘察;改進;技術
中圖分類號:P318.4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)36-0118-01
1.巖土工程勘察中存在的主要技術問題
隨著勘察市場競爭越來越激烈,不少勘察單位由于種種原因低價承接勘察業務,許多勘察單位不愿意采用先進手段和先進設備,導致勘察質量和技術進步有停滯不前的趨勢。根據現行《巖土工程勘察規范》要提供準確、合理、經濟的巖土工程勘察報告的任務,認為在巖土工程勘察中存在的技術問題主要有:
1.1 界面劃分問題:不同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。如在某小區基坑開挖時,發現在開挖的深度內出現與地質勘察的資料不相符,地質勘察資料顯示上部開挖的地層應為淤泥土層,而實際開挖出來顯示上部地層為淤泥質砂層。這樣的結果導致了基坑方案的重新設計,同時也給業主帶來了額外的經濟負擔。
1.2 地質形態問題: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。在我們實際勘察的過程中,有時候會出現夾層(強風化夾層或中風化夾層(孤石)),這個時候就必須要重點排查。尤其是當采用嵌巖樁的建筑時(按照規范要求勘探深度應達到預計樁長以下3~5倍樁徑且不得小于3m,對于大直徑樁不得小于5m),當發現這種情況時,必須要鉆穿該層并要反應到地質勘察報告上去,且及時把情況反應到相關部門,使得在以后施工過程中采取相應的措施。
1.3 巖土參數問題:巖土設計參數(承載力、變形指標等)難于確定。有的實驗室對數據的處理不負責,有的工程數據是把以往的做好的工程數據套用上去的,這樣就導致在勘察報告中數據的不準確性。
1.4 技術素質問題:勘察技術人員碰到重大項目和復雜工程時束手無策,不能采用合適的技術方法和手段去解決所碰到的技術難題。如在某大型工程勘察施工過程中出現多種建筑類別(有地下室、軟基地段修筑道路、小型水庫、修建橋梁等),在施工時不能采用單一的施工方法,如果只派一位技術人員,這樣就相當有難度。最后在商討后安排了多個技術人員,通過相互討論、相互協調,工程完成很順利。
2.巖土工程勘察改進的幾點措施
2.1 加強巖土工程勘察的體制化建設和人員培訓
勘察結果的準確性直接取決于勘察作業人員的專業知識和技能,而且工作技術人員也影響著巖土工程的體制完善。所以,對于勘察工作人員需要加強其專業技能。那么,勘察單位對于勘察技術人員的培訓應當實施巖土工程勘察體制化,不斷的增強工作人員的專業知識和專業技能,隨著專業培訓的進行,在后期對于培訓的標準應當適時的得以增強提高,這樣就能更好的提高勘察技術工作的技術水平,而且也可以將勘察的工作效率得以有效提升。
2.2 采用先進的巖土工程勘察技術
對于巖土工程勘察,主要的還是需要使用先進的勘察技術,筆者認為具體采取的勘察技術有以下幾點:①在勘察作業當中,有效控制勘探點布置的隨意性,②在對巖土工程分析評價當中,為了有效的提高精確度,可以使用多瞬態波勘探技術和高密度點發;③在勘察作業當中,對于地基承載力特征值的準確確定,可以使用回歸分析;④在整理勘察資料的時候,為了能夠保證成果的正確性,應當使用計算機進行。
2.3 完善勘察管理體制,加強市場規范化
在巖土勘察作業過程當中,應當全面加強勘察市場監督和檢查,而且還需要將勘察環節的管理體制進一步加強完善,以防勘察單位出現不合理以及造假的現象發生。這樣,在一定程度上能夠有力的加強市場規范。
3.巖土工程勘探
3.1 勘探方法
3.1.1 鉆探
鉆探方法比較常見的四種方法是回轉鉆探、振動鉆探、沖擊鉆探和沖洗鉆探,本文主要介紹回轉鉆探。孔徑應滿足取樣、各種必要的原位測試的需要,勘探孔深度應根據工程實際要求確定:(1)對于天然地基,勘探深度應能控制主要受力層,但不應小于5m,或應滿足變形計算要求;(2)對于樁基礎,一般應達到預計樁長以下3~5倍樁徑且不得小于3m,對于大直徑樁不得小于5m,但必須滿足變形計算要求;(3)對于灰巖地區,如有溶洞,應根據設計要求及工程實際確定勘探深度。勘探深度量測精度累計誤差為±5cm。根據要求,采取巖樣、土樣、水樣和進行原位測試試驗。持力層取樣和原位測試試驗距離為1m~2m,也可根據工程實際需要或設計要求確定其間距;各主要土層的原狀土樣或原位試驗數據不得少于6件。現場編錄人員應及時編錄,確保巖土原位測試和實驗結果與實際相符。
3.1.2 井探、槽探和洞探
當鉆探方法難以準確識別地下情況時,可采用探井、探槽進行勘探。在壩址、地下工程、大型邊坡等勘察中,當需詳細查明深部巖層性質、構造特征時,可采用豎井或平洞。探井的深度不得超過地下水位,豎井和平洞的深度、長度、斷面按工程要求確定。
3.1.3 地球物理勘探
地球物理勘探作為原位測試手段,可以測定巖土體的波速、動彈性模量、動剪切模量、卓越周期、電阻率、放射性輻射參數、土對金屬的腐蝕性等。
3.2 原位測試
常用的原位測試方法:載荷試驗、靜力觸探試驗、圓錐動力觸探試驗、標準貫入試驗、十字板剪切試驗和波速測試等。原位測試方法應根據巖土條件、設計對參數的要求、地區經驗和測試方法的適用性等因素選用。利用原位測試成果時,應與室內試驗和工程換算參數作對比。原位測試的優點是試樣不脫離原來的環境,可以反映出宏觀結構的巖石和土壤性質,試驗周期短,效率高。缺點是試驗應力路徑難以控制,邊界條件復雜。
4.解決問題的措施
4.1 隨著科技的發展,勘探方法的理性選擇、工程物探技術的應用、遙感和地理信息系統的應用,極大地提高了巖土工程勘察的精度,巖土工程勘察結果能較充分的反映現場調查的各種地質體形態、界面、力學特征及其相互關系。
4.2 加強勘察技術人才的繼續教育和技術培訓,促進知識的更新。
4.3 加強土工試驗和原位測試新技術的應用,加強施工檢驗和監測,保證提供的設計和施工參數的可靠性。
4.4 加強勘察現場巖石和土的采樣和測試工作。巖石和土壤的取樣、原位測試結果,這些重要的數據來源也是解決勘察技術問題的關鍵。
4.5 加強測試數據分析評價。巖土工程設計計算的準確性和可靠性取決于計算模型和計算參數。
4.6 重視地質鉆探過程控制。巖土工程勘察地質鉆探仍然是主要的、最有效的勘察手段之一,所以在巖土工程地質鉆探過程中應根據不同的巖石、形成條件和取樣、測試要求進行鉆井布設和控制,以達到既能滿足技術要求又能提高經濟效益的目的。
5.結語
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。不斷提高技術水平才能有效地開展巖土工程勘察工作,更好地為工程建設工作服務。
參考文獻
[1] 丁志強.地籍測量中測繪技術的應用[J].中國新技術新產品,2011,(14):142-143.
篇3
關鍵詞:巖土工程;勘察技術
引言
巖土工程勘察主要是為建(構)筑物基礎設計、地叢處理和施工提供詳細的工程地質資料和巖土的技術參數。巖土工程勘察報告是否正確反映工程地質條件和巖土工程特點,關系到工程設汁和建筑施工能否安全可靠、措施得當、經濟合理,所以其質量直接影響到結構設計的質量。建筑結構設計人員都希望勘察資料數據準確、結論可靠,符合工程及現行巖土工程勘察規范的要求。有鑒于此,巖土工程勘察必須重視每一個技術環節,應嚴格按照有關規范、規程執行,同時結合地區經驗,才能保證勘察結果的準確性。
1現場試驗要點
現場試驗是確定巖土物理力學性質的可靠方法。某地區最常用的巖土現場試驗有標準貫入、動力觸探等。由于地方規范查承載力,主要是由原位測試的標準值所給出的,則原位測試的準確與否,直接關系到報告質量好壞。因此,在做測試時,應力求按操作規程執行。
標準貫入試驗適用于黏性土、粉土 、粉、細、中、祠{砂層。而在黏性土、粉土中做試驗時,應避免加水(現在的鉆機在鉆進時加少最的水),否則,其測試擊數將減少, 能真正的映地層的情況,而在做粉細砂時,應力求不做擾動, 水下做測試時,應能甄別異常值。
動力觸探試驗,在某地區適用于粉、細、中、粗、礫砂及碎石類土,有時粉細砂層的實際物理力學性質只能由動力觸探真實反映,由于粉細砂的返沙,標貫試驗無法判定其何時打在未擾動砂層中,故在野外鉆探,應保證在砂類土中有兩種測試方法。有時,為了分層的必要,在黏性土層中.也打一部分動力觸探,可以做為分層的需要,因為肉眼是無法準確分軟塑與可塑土的界限的,需動探數據卻很清晰。
2編錄工作
鉆探編錄則是工程勘察質量保證的基礎。工程地質野外編錄應力求簡明準確,抓住密實度、稠度、風化程度等主要特征,準確地描述,并劃分層位。野外編錄首先應抓住分層的關鍵點,即“顏色變了必分層,巖性變了必分層,狀態變了必分層”。顏色是判定沉 環境的重要因素,淺色的如褐黃色,黃褐色,是氧化環境形成的,而深色的,如灰色,黑色等,是有水覆蓋情況的還原環境下形成的,并且,褐黃色,紅褐色,往往是Q3的地層,而深顏色的,往往足Q4的地層,所以,顏色是很重要的一個要素。
巖性是野外編錄分層的重要依據,而有的勘察人,在編錄時,總喜歡合層,比如定名中粗砂,粉細砂層等,其時一個好的編錄人員應該把它分開的,如到互層出現,就應該定名為中粗砂互層,不能在野外把它合在一起,只能在室內資料整理的時候,根據需要,可以合理.而在野外,應盡可能的詳細。狀態(稠度,密實度)是資料整理分層的一個重要依據。黏性土是根據其稠度分層,其分層雖然可以參考室內土工試驗,但也應該參照野外的實際觀測,而砂類土,就全部參照野外記錄來分層了。其次,野外編錄人員是綱要的執行者,如何正確的貫徹綱要的思路,這又是一個關鍵點,雖然綱要編制時,把每個鉆孔的類型已確定了,但在執行時,應結合實際,在砂類土中,應保證標貫,動探都有。且能滿足統計的需要,而在黏性土取樣.不能因為這個鉆孔不是取樣孔,而就不取樣,應結合實際,保證取樣夠6 的倍數。這樣.才能保證室內資料整理時,不因缺少數據而無法整理資料。由上可知,野外編錄是一個多么重要環節。
3土工試驗應注意的重點問題
3.1土的固結試驗
固結試驗是測定土體在壓力作用下的壓縮特性。在實際工程中,由于土層的壓縮,致使其上部建筑物或構筑物沿重力方向產生沉降。如上下土層的壓縮性不等,或上部建筑物荷載不一,皆可促成同一平面上的不均勻沉降。在天然地基設計中,常需根據設計的要求,控制建筑物的沉降量;或其它各部的沉降差在某一允許范圍之內,以滿足使用上的要求及建筑物的安全條件。因此,要測定土的壓縮性借以計算建筑物或構筑物的沉降量,作為設計的控制數據。除一些特殊工程要在現場做測試外,大多數試驗是在室內進行的。影響成果準確度的因素也很多,有一些是比較容易找到原因的,如:在開土取土的過程中,感到土是較軟的或測出的液性指數較高而測出的壓縮系數小,這說明實驗操作有誤或記錄有誤,要檢查各個環節,實在找不出原因,就應重新取土測試。
3.2粉土的劃分
對粉土捕述不規范.報告不提及搖震反應、光澤反應、韌性、干強度,其實粉土無塑性。粉土為粒徑大于0.075mm的顆粒質量不超過總質量的50%,且塑性指數等于或小于l0的土。但在實際應用中,由于顆分試驗較復雜,存在僅按塑性指數≤ l 0來劃定粉土的做法,而粉砂有時也可測定一定的塑性指數,所以若僅按塑性指數劃分粉土必然會造成一些錯誤的判斷;另外,按規范規定粉土承載力特征值深寬修正及按規范進行液化判別均須根據其粘粒含量數值來進行計算,有些地方存在由于地震烈度小于或等于6度,且粉土非基礎持力層不必進行承載力特征值深寬修正,只以塑性指數判定粉土的情況。
4勘察測試手段和方法的選擇
不同的勘探方法具有不同的優缺點和適宜性,對勘探裝備、勘探手段、取樣方法的適宜性和合理性要充分了解。現在有不少勘察企業為了降低成木,大 地枷 靜探孔,甚至于全靜探。在沿海地區的湖沼相和海相沖沉積平原中多分布有淤泥、淤泥質軟土、填土,地下水位埋藏較淺,靜力觸探 這種場地條件下應用效果較好,既能幫助準確分層,又能客觀準確地反映地基土的強度性質:而在一些山前沖洪積地層中。由于地層土一般顆粒較粗,地下水位埋藏較深,不適宜靜探,甚至在河床河漫灘相的沉積地層中,靜探的測試結果也不能準確反映地層的實際情況。一般得出的強度變形指標偏高,所以應用時要適當考慮。
標準貫入試驗適用于砂土、粉土和一般粘性土,而不適用于碎石土。淤泥、淤泥質軟土中也要酌情使用,因為軟土的靈敏度高.鉆孔時存在擾動影響,同時標貫擊數的精確度對評判地基士的強度性質影響也較大。所以勘察施工中,應當針對地基土的性質,用適宜的測試手段和方法對其進行勘探,以確保勘察結果的準確性。
5土工試驗及巖土工程參數的選擇
土工試驗是巖土工程勘察的一項重要內容,自《建筑地基基礎設計規范》(GB50007―2002)實施以后,土工試驗的重要性被推向新的高度。由于巖土的不均勻件和符向異性,試樣采取、運輸、加工擾動等因素的不確定性、試驗儀器和操作方法的差異性及試驗人員自身的素質問題,測試失真難以避免。所以加強土工試驗和試驗結果的綜合分析必不可少,這樣才能避免相關指標問的矛盾,更好地了解巖土的差異性。客觀地評價地基土的強度變形特性。
首先,對于土樣的級別要明確。土樣的質量等級根據擾動程度不同可分為四級,不同級別的土樣可做的試驗內容不同,所以在實驗室中開土時光應鑒定土樣的級別,明確此土樣可做哪些試驗,不可做哪些試驗,以避免出現一些不能反映地基土真實性質的數據,合理評定地基土的性質,給出準確、合理的巖土工程性質指標。
其次,土工試驗的一些項目要有的放矢的去做,如壓縮試驗中荷載壓力大小、粉土的顆分等。
壓縮摸量足地基土的主要變形參數,在估算地基沉降中非常重要,所以工程 上都要求土工試驗中做壓縮試驗術測定計算地基土的壓縮系數和壓縮模量,但對同類地基上而言壓縮系數和壓縮模量也不是定值,它因荷載壓力的大小而異,通常的壓縮試驗給出的足荷載壓力從100KPa至200KPa時的壓縮系數a 1―2和壓縮模最Esl-2;在進行地基土沉降估算中,壓縮模量一定要選剛與實際應力環境相對應荷載壓力級別下的壓縮模量。如果工程荷載較大,或采用樁基礎的工程壓縮層計算較深,則壓縮層下部土層的荷找壓力較大,在壓縮試驗時就需要測定計算相對應荷載壓力下的壓縮系數a和壓縮模量E S。以便進行沉降估算。所以,試驗前應明確工程竣工后地基土不同土層的應力環境或荷載壓力大小,做到有的放矢。粉土是塑性指數IP ≤ l 0且粒徑>0.075 mm的顆粒含量不超過全重50%的土,是從兩個方面來定義的。這就要求根據土的界限含水量液限、塑限計算土的塑性指數的同時,還要進行顆粒分析,如果試驗目的只為粉土的定名,顆分試驗只區分>0.075 mm的顆粒含量和
6加強室內、外測試新技術(如多功能靜力觸探頭、標準貫入試驗、波速測試、靜載荷試驗等)和施工檢測、監測技術的使用
通過其所獲得的數據和資料,經過分析、對比,建立它們之問的經驗關系,并通過工程施工檢測、監測所獲取的實測資料反算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。并達到解決那些采用傳統勘探手段難于獲取可靠的巖土工程設計參數(如和顆粒土:、花崗巖殘積土、風化巖的承載力、變形指標)等問題。此外,還可以利用土工離心模擬技術檢查工程安全的可靠性驗證堤壩、邊坡的變形和穩定性:解決建筑物淺基礎的地基變形特征、破壞模式及極限承載力,樁基礎的承載力和施工工藝對樁基礎承載力及變形的影響;解決擋土結構的變形及破壞機理;體與結構物之問的相互作用;了解動力工程、砂土液化、單樁在水平動荷載作用下的性狀。
7巖土工程勘察數字化技術的展望
地理信息系統集數據庫、制圖、空間分析功能為一體,它的出現為地質領域繁雜的數據管理、多源的成果表達形式和空問數據分析提供了快速、方便、準確的手段。如今,以地理信息系統技術支持、數字化獲取、管理和應用空間定位信息,數據庫技術存儲、管理海量屬性數據的地質數據庫信息系統己應用于地質學各個領域。隨著現代信息技術的發展,未來巖土工程勘察的發展趨勢就是將巖土工程勘察與地理信息系統(GIS)結合起來,利用地理信息系統強大的數據采集、管理能力和空間查詢、分析能力,解決傳統巖土工程勘察由于勘察數據內容上的復雜性和形式上的多樣性而在數據處理上無能為力的狀況,并且,也由于城市建設速度的加快。不同地塊可能幾年,十幾年就將進行重建,這樣工程地質資料的地理信息系統庫的建立,將能在很大程度上為節省資金,從而利用地理信息系統強大的可視化操作能力為巖土工程勘察提供了一個可視化的操作平臺,相信未來巖土工程勘察必將是數字化的天下。
篇4
【關鍵詞】巖土工程;完善措施 解決方法
前 言
隨著我國經濟改革的進一步深入, 地質工程勘察市場競爭越來越激烈,巖土工程勘察中還存在一些問題,比如不少地質工程勘察單位由于種種原因不愿意購置先進設備;低價中標使許多地質工程勘察單位不愿意采用先進手段和先進設備; 巖土工程勘察技術有停滯不前的趨勢,許多與工程密切相關的問題得不到及時解決。
1 巖土工程勘察取得的特點
回顧我國推行巖土工程的十多年來,已經取得的巨大進展表現在以下幾方面:
1.1 我國已經能夠解決技術要求高、地質條件復雜的巖土工程問題。相應的規范、規程的編制,標志著我國這方面已經積累的經驗達到的水平。
1.2 勘察工作已從單一的鉆探、取樣、試驗、提報告模式發展為多種測試手段、綜合評價的模式。多功能靜力觸探、超重型動力觸探、預鉆式和自鉆式旁壓試驗、螺旋板載荷試驗、孔隙水壓力測試、波速試驗等新技術的迅猛發展,大大提高了地基評價的水平。室內土工試驗中高壓固結試驗和三軸壓縮(剪切)試驗的普遍應用,使土力學理論更進一步應用到勘察生產實踐中。另外,土的動力性質的試驗也日益增多;樁的動力測試已經列入有關規范、規程和手冊中;表面波速法也開始在工程中得到應用;巖土測試的重要性已經越來越顯示出來。
1.3 勘察與設計、施工密切結合,初步形成了從勘察到設計、施工、監測,貫穿各個階段的認識、實踐、改造全過程。
1.4 地基處理技術水平的大幅度提高。十多年來為了滿足工程建設的需要,引進、發展了多種地基處理技術,積累了相當豐富的經驗。對第四紀松散地層、濕陷性黃土、膨脹土、軟土、填土、飽和松散粉細砂等各種不良地基,開發和應用了許多新的地基處理技術,已成為巖土工程中一項重要內容。
工程勘察體制發生了根本性的轉變后,勘察結果形成的文件要包括以下重要的技術內容:
1.4.1 場地穩定性的評價,對建筑場地擬建的建筑作出適宜性的技術論證;
1.4.2 為工程設計提供場地各巖土分層、地下水的埋藏條件及其對工程的影響,以及巖土體工程設計參數;
1.4.3 對工程施工過程中可能出現的各種巖土工程問題(如開挖、降水、沉樁等)作出預測,并提出相應的防治措施和合理施工方法的建議;
1.4.4 對擬建場地作出巖土工程評價。對巖土加固(基坑支護)與改良方案或其他人工地基設計方案進行論證和提出建議,并根據設計圖紙在巖土工程施工中監控施工質量;
1.4.5 預測由于場地及臨近自然環境的變化對建設場地環境和臨近建筑物可能產生的變化及其對工程建造的影響
1.4.6 為已有工程的安全性進行預測性的評定,對擬建工程可能會造成已有工程的不良影響和事故調查分析提供依據;
1.4.7 指導巖土工程在建筑物運營、使用過程中的長期觀測如建筑物的沉降和變形觀測等工作。
顯而易見,新的巖土勘察體制下形成的文件——巖土工程勘察報告對設計、施工都是極其重要的技術保障文件,它服務于工程建設的全過程。是重要的建設工程程序性文件。但是在新的工程勘察體制創建后的相當長時期內,巖土工程勘察報告在設計和施工企業中未受到應有的重視,特別是在施工企業中不重視運用巖土工程地質勘察報告指導施工的現象顯得尤為嚴重。
1.5 巖土工程勘察熱點
當前,特殊條件下的巖土工程評價仍然是巖土勘察工程中最普遍最大的熱點。特殊條件指的是:
1.5.1 特殊土。包括濕陷性黃土、軟土、膨脹土、鹽漬土等。在特殊土地基上進行工程建設時,必須充分考慮到它們所具有的特殊物理力學化學性質。
1.5.2 特殊工程地質條件。包括巖溶、斜坡與滑坡、泥石流、采空區、地面沉降、地震效應等。其中強震區的砂土液化、斷裂、震陷等問題是巖土工程勘察中經常遇見的。
1.5.3 特殊工程。包括高層建筑、動力機器基礎、地下工程、水上工程、核電站、道路橋梁、機場跑到、水壩、尾礦壩等。大型建筑地基勘察與評價仍是當前最熱門的話題,對可能產生不均勻沉降的預測及對策以及地震效應的抗震設計參數等問題
2 當前建筑工程巖土勘察常見的不足
2.1 勘察依據不充分
建筑工程的設計意圖必須明確, 才能有的放矢地合理布置設計工作量, 解決工程設計和施工中的巖土工程問題。《巖土工程勘察規范》(GB50021- 2001)(2009年版)明確規定詳勘時應“搜集附有坐標和地形的建筑總平面圖, 建筑物的性質、規模、荷載、結構特點、基礎形式、埋置深度和地基允許變形等資料”。但目前市場存在一些不規范行為導致有些工程在無設計要求和建筑物荷載等狀況下, 勘察單位僅憑業主的陳述, 按其要求勘察, 導致勘察報告深度和廣度不符合要求。如某汽車制造的廠房, 設備荷載很大, 天然地基承載力遠遠不夠, 需用樁基, 但造成勘探孔深度不夠, 樁基設計參數無從談起, 最終導致補勘。所以施工前一定要弄清勘察設計要求和目的, 尤其是一些特殊要求, 如電阻率測量、基坑支護、地下水滲透性等, 才能在廣度和深度上滿足設計要求。
2.2 第一手資料質量下降
對野外及室內測試分析所收集的分散、零亂的原始資料必須經過理論和實踐經驗進行總結分析, 以便于設計人員結合場地特征有針對性地進行設計, 是巖土工程勘察不可或缺的重要一環。但是當前該環節存在的大量問題:
篇5
關鍵詞:軟土勘察特征內容要點問題
Abstract: The presence of soft soil, to the construction design, construction safety and engineering to bring substantial economic impact, so do the soft soil geotechnical engineering investigation, engineering design and economic, will bring great economic benefits. This article describes the basic characteristics of soft soil and soft soil survey of the content and points of soft soil survey should be noted that the soft soil geotechnical engineering investigation.
Keywords: soft soil survey, features, content, key points, the problem.
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
在高速公路的修建中,時常會遇到物理力學性質差且分布面積較大的第四系軟土類區域。而針對這些區域進行巖土工程勘察,提高勘察效率和質量,以及進行加固處理等問題,已成為擺在巖土工程勘察技術人員面前的一個迫在眉睫的難題。
一、軟土的基本特征
所謂軟土就是指自然狀態下其孔隙比大于或者等于1,且水分含量大于液限值的細粒土,如: 淤泥、泥炭、泥炭質土等. 軟土的主要特性如下:
1、觸變性能: 此種性能是指當軟土受到外部干擾的時候就會出現結構性的破壞,導致其強度出現大幅度降低.軟土地基在受到振動負荷后就會出現側向的滑動或者大幅的沉降或者基礎下擠出的情況.
2、流變性能: 軟土在承載后就會因為壓力而變形,本身的空隙逐漸變小因此本來含有的水分就會排除,同時還會在載荷的作用下出現一種剪切變形,此種情況就是軟土地基的流變性.
3、壓縮性強: 軟土因為空隙比較大因此其壓縮性較大,即壓縮系數很大,所以建筑如果以軟土作為地基則會出現較大幅度的沉降.
4、強度差: 根據實際檢測,軟土在自然狀態下其抗剪的強度往往較低,這就使得軟土地基的承載能力較差,軟土邊坡的穩定性較差,容易因為剪切力而出現破壞失穩.
5、透水性差: 軟土的含水量雖然較高但是其表現出來的透水性較差. 對于地基排水固件是否不利,軟土地基上的建筑物沉降的時間延續期限長,甚至可以達到數年以上.在加載的初期基礎中的會提高空隙水的壓力,從而影響整個地基的強度.
6、不均勻: 因為軟土是形成與沉積的環境,因此自然條件下土質的均勻性較差,因此在實際的施工中容易引發不均勻的沉降
二、軟土勘察的基本內容與要點
1、軟土勘察的內容
軟土勘察主要包括了: 軟土的形成類型、埋藏情況、分布和發展規律、層理特征、滲透性能、立體分布的均勻性、表層硬殼的厚度、地下硬土層的情況等等; 對軟土的固結情況進行勘察,強度、變形特征以及隨著應力改變而變化的規律,并且了解其結構破壞對強度和變形的影響情況; 軟土中存在的地貌形態差異、填土、河道等的分布范圍和深度等;地下水埋藏的情況,分析其對施工材料、安全設置、環境等影響.
2、軟土地基勘察的基本要點
軟土勘察的勘探點布置應根據實際情況進行設計,工程性質、場地形狀、勘察分段、成因類型、復雜情況評價等都應當考慮在內. 當土層出現復雜變化時應對此位置進行加密; 勘察中鉆探取樣的時候應結合原位置測試的結果,去氧應利用薄壁取土裝置,原位測試應采用靜力觸探或者十字板剪切試驗完成.
3、軟土剪切試驗
當軟土的加載和卸載的頻率過高的時候其內部的水分形成的空隙水壓消散速率也會發生改變,此時應采用自重壓力預固結德爾不固結排水三軸剪切試驗,對透水性較低的粘性土質可以采用無側限的壓強度試驗或者十字板剪切試驗來完成測試; 當軟土排水速率快切施工過程緩慢的時候應采用固結不排水三軸剪切試驗或者直接剪切試驗獲得數據; 對土體可能發生大的應變項目因此測定其殘余的剪切強度必要的時候應將蠕變試驗、動態扭剪切試驗、動態三軸試驗等納入到檢測中.
三、軟土勘察應注意的問題
從巖土工程的技術要求出發, 對軟土的勘察應特別注意查明下列問題:
1、除土層的一般成因類型、成層條件、分布規律外, 尤應查明:
(1)對軟土的排水固結條件, 沉降速率、強度增長等起關鍵作用的薄層與夾砂層特征;
(2)土層均勻性, 具體指厚度、土性等水平向、垂直向的變化;
(3)可作為淺基礎、深基礎的持力層) ) ) 硬土層的埋藏條件;
(4)在基礎影響范圍內基巖的埋藏條件、分布與起伏,基巖上部風化程度等。
2、對軟土的力學性質的評定, 查明軟土的固結歷史, 確定是欠固結、正常固結或超固結土, 是十分重要的。先期固結壓力前后變形特性有很大不同, 不同固結歷史的軟土的應力應變關系有不同特征。要很好確定先期固結壓力, 必須保證取樣的質量。另外, 應注意靈敏性粘土受擾動后, 結構破壞對強度變形的影響。
3、軟土地區微地貌特征形態與不同性質的軟土層分布有內在聯系, 查明微地貌、舊堤、堆土場、暗埋的塘、浜、溝、穴等, 有助于查明軟土層的分布。
4、施工活動引起的軟土應力狀態、強度、壓縮性的變化。
5、地區的建筑經驗是最為重要的工程實踐經驗的寶庫, 是軟土評價、設計和施工安全可靠的保證。
四、軟土地基巖土工程勘察分析
1、勘察目的
為優化建筑場地的方案進行地質比選,提供設計所需的地質依據。
2、勘察方法
軟土地基的勘察必須采用綜合勘察手段,即鉆探和原位測試(靜力觸探、十字板、孔隙水壓力測試)和室內試驗(土工、水質)相結合,以獲取軟土的物理、力學、水理和化學性質。
3、勘察技術要求
(1)地面調查測繪重點。軟土地基分布路段的地形、地貌及第四紀地層沉積的關系;軟土的成因類型、分布范圍、基底地層的性質;軟土層內的砂夾層的厚度、顆粒組成及排水性能;軟土層的埋深、厚度及上下層間的性質;地下水類型、埋深、補給與排波情況,以及地下水與地表水的水力聯系;在軟土地基上已建成建筑物在附加應力作用下,對地基強度及變形的影響程度,以及地基處治措施。
(2)勘探與測試
鉆探。鉆探是巖土工程中劃分土層最重要、最關鍵的一環,能揭示軟土的厚度、狀態、顏色以及所處的層位,探明地下水的埋深、徑流與排泄條件,確定巖土層的主要物理力學性質指標等。在高速公路軟土地基巖土工程勘察中,為保證軟粘土不被擾動,地層性質不被破壞,一般以采用干鉆法為宜,當需要采用泥漿護壁回轉鉆進時,必須采取措施,防止軟土地基結構發生變化而改變土的原始物理力學性能。對軟土取樣采用薄壁取土器靜壓法,從取樣至試驗的全過程,必須采取有效的措施,保證樣品不受擾動、變形、水分流失等其它外界因素的影響;對細砂層采用標準貫入器取樣,并選取有代表性的地段采用薄壁取土器采取三件以上的原狀砂樣進行顆粒分析及粘粒含量測定。
靜力觸探。孔位、孔口高程同鉆探孔;孔深:穿過軟土層,進入持力層3m;靜探孔布置原則:布于山前路線縱向、橫向軟土厚度變化較大處;布于軟土內砂夾層的尖滅處,圈定軟土及砂夾層的邊界、厚度、性質;檢驗鉆孔的地層劃分,布于鉆孔附近5m 以內。
4、資料要求
(1)文字說明:應闡述軟土地基的分布范圍、成因類型、厚度、上下層位的土性特征、土的物理力學性質等。必須提供每個路段各層軟土的下列指標。
(2)按層位進行軟土層的物理力學指標統計,并作出各層軟土的e-P、e-logp 曲線圖。
(3)作出各路段工程平面圖和縱剖面圖,每個軟土路段作1~2 個典型的路基橫端面圖(軟土厚度變化較大的山前處應多作橫端面,以作穩定分析用) 。
(4)作鉆孔柱狀圖,靜探孔綜合地質柱狀圖,十字板孔地質柱狀圖。
(5)其它有關圖表(標貫成果N 值圖、試驗成果表、水質分析成果表、無側限抗壓強度應力與應變圖、固結系數與荷載關系圖、孔隙比與荷載關系圖、三軸剪模爾圓圖)
篇6
關鍵字: 巖土工程 數字化勘察 應用方法
巖土工程勘察在快速的發展過程中,不論是在體制還是在勘察方法、 計算機輔助軟件、 勘察報告編制等各方面工作都有了長足的進步, 并且還在在不斷優化中。 巖土工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎以及地下工程的關系。 由于地基土是因地而異的,在接受一項巖土工程勘察任務時, 必須明確該工程的主要技術矛盾是什么, 需要解決哪些主要技術間題。在對設計意圖和設計要求以及建筑物荷載情況了如指掌的情況下,在巖土工程勘察實施過程中, 根據工程的具體情況, 就基礎及地下工程的設計、 施工過程中可能遇到的問題,給以充分的論證和分析, 最終提出經濟合理、 技術可行的解決方案。
1 巖土工程勘察的內容
規范是進行巖土工程勘察工作的依據,對勘察工作的目的、 任
務、 評價等均提出了詳細的、 可操作的要求, 巖土工程技術人員要重視對規范、 規程的學習, 充分了解其要求。 另外規范、 規程中的條文說明, 技術人員也要認真研讀, 條文說明中有豐富的信息,對于提高我們的理論水平及正確理解規范、 規程具有重要作用。
1.1 查明勘察范圍內場地原始地形、 地貌, 巖土層的成因、 類型、深度、 分布、 工程特性和變化規律, 分析評價地基的穩定性和均勻性。查明埋藏的河道、 溝浜、 墓穴、 防空洞、 舊基礎、 孤石等對工程不利的埋藏物及其分布范圍。
1.2 查明影響建筑場地穩定性的不良地質作用和特殊土的類型、
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。查明地下水埋藏情況、 類型、 補給及排泄條件, 地下水位, 水位變化幅度及規律; 評價地下水對建筑材料的腐蝕性。對基坑工程還應查明各土層的滲透性質, 分析評價地下水的靜水壓力、 動水壓力及浮托力的作用和影響; 預估產生基坑突涌、 流沙或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度, 并提出相應的防治措施建議; 提供基坑施工降水的有關技術參數及施工降水方法的建議;提供用于計算地下水浮力的設計水位。
1.3 基坑工程還應查明基坑周邊環境, 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, 適宜選用的支護結構類型及其穩定性, 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。
2 巖土工程勘察的方法
隨著計算機信息技術的不斷發展,巖土工程勘察數字化技術得到廣泛應用。下面就與傳統勘察方法進行對比, 加以論述。
2.1 傳統巖土工程勘察方法研究
勘察資料過于地質化。由于部門長期的條塊分割, 勘察、 設計分散作業, 加之巖土工程規范制定和新技術、 新方法應用的滯后, 以及專業設置過細, 巖土工程本身的特殊性等原因, 設計與勘察之間脫鉤多,使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現,而且勘察也較難參與設計的全過程;設計人員也因知識的局限, 很難深層次理解巖土工程勘察信息, 因而勘察成果在設計中的轉化率較低, 造成許多不應有的浪費和損失數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據,由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟,與 CAD 設計軟件的接口不匹配, 很難順利實現對接, 設計系統不得不重新將勘察資料數字化, 影響了設計系統 CAD 的推廣應用。勘察信息數字化程度低。勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、 表格、 文字等形式為主,內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準
確理解, 另一方面造成對勘察信息處理、 利用上的困難。
2.2 數字化勘察技術研究
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。該技術體系用系統工程觀點, 把勘察、 設計的圖紙、 圖像、 表格、 文字等以數字化形式存貯。
2.3 數字化勘察技術關鍵優勢
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,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。對巖土工程勘察方法實施改進, 逐步過渡到數字化勘察技術, 并推廣其廣泛應用, 這是勘察工程發展的必然趨勢, 但是這其中還有一段很長的路要走,不僅僅是因為其中還有一些關鍵技術問題尚未完全攻克,而且我國目前在數字化勘察、勘探方面的專業人才也很匱乏, 因此, 必須加大數字化巖土工程勘察技術人才的培養, 并加快該技術的研究應用,以真正實現巖土工程的數字化勘察的廣泛應用。
3 數字化勘察技術的應用
我們在進行道路、 橋梁、 隧道的測量設計經常遇到地形復雜交通不便的情況。如線路在丘陵山區,經常是各種樹木生長茂盛、 溝壑縱橫,難以通視,傳統的測量手段很難解決,經常令測量工作人員吃盡了苦頭。傳統的測量手段數據處理往往用手工方法記錄儲存,不僅數據顯得零亂,而且在數據后續處理中,往往手工處理,工作量大,容易出錯,測量數據不易校核。 由于處理枯燥,需要耗費的重復勞動也就相當多,內業處理出錯率較高。
通過調查研究, 在我國大多數單位在公路設計測量工作中采用的方法傳統,速度慢、 精度差,數據不易保存校核,所以難以適用當前推進公路建設自動化、 信息化建設的要求。采用現在傳統的測量方法存在許多弊端,例如測量數據多,易出錯,測量完畢不易校核和保存,采用數字化地形圖可有效解決這一問題。 采用專業數字化地形圖測繪,經過處理后,可以滿足公路規范的需
求,每條公路的地形圖可以形成永久保存的電子檔案,勘測成果在圖上一目了然,可重復利用,并可不斷補充調整。 公路設計引入專業勘測的電子地形圖,勘測效率大大提高,勘測費用降低很多,勘測設計周期會大大縮短,而且數據精確,易于保存,數據直接導入利用,免去人工錄入的繁瑣和失誤,可以重復利用,一舉多的,可以紙上選線、 定線,測量數據可以視實際情況,隨時補充調整。測量成果可以直接與國家控制網轉化,以便與其他測量行業的數據共享。測量完畢或公路施工后能長久保存測量成果,并進行校核,推進公路測量的數字化進程。
4 結束語
對巖土工程勘察方法實施改進, 逐步過渡到數字化勘察技術, 并推廣其廣泛應用, 這是勘察工程發展的必然趨勢, 但是這其中還有一段很長的路要走,不僅僅是因為其中還有一些關鍵技術問題尚未完全攻克,而且我國目前在數字化勘察、勘探方面的專業人才也很匱乏, 因此, 必須加大數字化巖土工程勘察技術人才的培養, 并加快該技術的研究應用,以真正實現巖土工程的數字化勘察的廣泛應用。
篇7
關鍵詞:巖土工程 重要階段成果依據質量 協調質量控制重要性
中圖分類號:P25文獻標識碼:A
巖土工程勘察是指在綜合考慮工程建設實際要求的基礎上,運用工程地質學的理論和方法對工程擬建場地的環境特征、地質、巖土工程條件等級進行勘察分析與評價,進而將勘察結果以勘察報告的形式提供給相關企業的活動。巖土工程勘察是工程建設中必不可少的重要環節,它為規劃設計及施工提供準確的依據及指導,促使工程建設能夠充分利用有利條件,避免不利條件,為工程施工的順利進行提供有力的保障。而工程的質量保證主要取決于基礎的穩定性。因此巖土工程勘察非常重要,它將為設計部門提供真實可靠的設計參數和指標,
一、學習巖土工程設計安全度的重要性1、巖土工程設計專業的需要
巖土工程從業人員研究的主要對象是巖石和土,巖土工程的復雜性已被眾多學者認同,在很大程度上巖土系統是一個不確定的系統,巖土變量是一個隨機變量,建筑物的地基承載力實質上是一個多維隨機變量的函數,這些隨機變量的不確定性包括巖土體結構的不確定性、巖土參數的不確定性、巖土材料孔隙壓力的多邊性、地質作用和地質演化過程的偶然性及多變性、計算模式的相對正確性、理論導向和經驗判斷的特點等多個方面。巖土工程設計的特點。也就是我們之所以需要在理論的指導下進行經驗判斷,就是因為巖土變量具有隨機性的明顯特征。這就要求我們在巖土工程設計安全度方面進行觀念更新, 2、巖土工程與結構工程“你中有我,我中有你”特點的要求
篇8
關鍵詞:巖土工程;勘察;概念;地震效應
Abstract: the purpose of geotechnical engineering investigation is to understand the basic condition of the foundation, and based on the investigation results, get to have in the operating process geotechnical parameter, and then put forward according to these parameters based types Suggestions, design and construction, so as to provide comprehensive, accurate, the specific geological material. This paper discusses some problems of the geotechnical engineering were introduced, and puts forward some methods and Suggestions.
Keywords: geotechnical engineering; Reconnaissance; Concepts; The earthquake effect
中圖分類號:DF793.5 文獻標識碼:A 文章編號:
巖土工程技術是實踐性很強的學科,如何利用這門技術,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是廣大巖土工程師的追求。本文僅就巖土工程勘察存在的問題進行分析,并提出相應的措施,旨在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。在巖土工程勘察實施過程中,根據工程的具體情況,就基礎及地下工程的設計、施工過程中可能遇到的問題,給予充分的論證和分析,最終提出經濟合理、技術可行的解決方案。只有這樣,才能提高巖土工程勘察成果質量。
1 巖土工程勘察概念
巖土工程勘察的主要目的是為設計施工提供各類土的設計參數,其報告質量對工程的安全和造價起到重要作用。勘察成果的質量將直接影響建設項目的工程安全和工程造價。一份高質量的巖土工程勘察報告在滿足相應規范的基礎上,不僅要真實客觀地反映勘察場地的地形、地貌、地層構造、地下水、巖土性質和不良地質現象等問題,更重要的是應該進行正確合理的巖土工程分析評價,提供合理可信的巖土工程參數和建議。
2 野外勘探工作方面
2.1勘探深度及勘探間距
影響勘探深度主要有兩個原因:一是地層工程地質性質不同。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。二是基礎形式及結構形式不同。再者,地基復雜程度不同,勘探點間距不同。在勘探時遇復雜地基情況,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。
2.2野外地層劃分
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二個鉆孔,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。
2.3取樣和原位測試
在采取Ⅰ,Ⅱ級原狀土試樣時不按原狀土取樣技術標準的有關規定操作,對所取試樣也沒有及時貼標簽、封臘,不及時送試驗室進行試驗,導致土樣嚴重失水,致使土工試驗成果中含水量、孔隙比、液性指數、壓縮系數和抗剪強度指標嚴重失真。在標貫和動探試驗時沒有清除孔底殘土就進行試驗,在靜探試驗中不控制貫入速率,造成試驗數據失準。有的勘察單位現場勘察時,為了搶速度,鉆探取樣不執行規范,往往是2~3m才提一次鉆,結果往往造成分層位置不準確,或漏掉一些特殊的地質現象,如薄層軟弱透鏡體,小裂隙等。此外取樣時,有的不用取樣器,而直接從巖芯管中取原狀土樣。更有甚者是個別單位原位測試時,現場只做少量幾個,其余的照此編造了事。
3 室內土工試驗工作方面
3.1室內測試
通常室內測試的問題主要是巖土樣送達試驗室后未及時開樣測試,或不按操作規程要求進行試驗操作。例如對要求飽和的土試樣,未按規范要求達到飽和時間進行測試;固結試驗的壓力值達不到上覆自重應力與附加應力之和的要求,很多測試未按規范要求進行平行測試,提供的巖土報告可靠性差,出現很多與現場矛盾的數據;對于高烈度地區在規定的抗震判斷深度范圍內的粉土未做粉粘性含量測試。導致高粘性含量的粉土也判定為可液化土,造成投資浪費等現象。因此,土工試驗室應及時將送達的土樣進行開樣測試,并嚴格按照操作規程要求進行試驗操作。
3.2內業資料整理
對于野外及室內測試分析所收集的分散、零亂的原始資料必須經過理論和實踐經驗進行總結分析,以便于設計人員結合場地特征有針對性的進行設計,是巖土工程勘察不可或缺的重要一環,當前該環節主要存在的質量問題有以下方面:
(1)對設計概念與理論不明確。在巖土參數的統計和分析中,對異常值不加分析剔除,一律參與統計分析,導致分析誤差過大,標準差、變異系數過大,得出場地分析不合理、不正確的結論。
(2)對巖土參數的取值不理解。對巖土參數的標準值理解片面,不論什么巖土參數均提供標準值。對于工程特性指標(例如標準貫入錘擊數、原位測試所得土的強度指標和室內測試土的強度指標等)必須提供標準值、基本值或特征值,土的一般性物理指標統計其平均值、最大值和最小值就可滿足要求。
巖土層劃分及其物理力學參數的確定是巖土工程勘察的重要成果。勘察人員在錄入試驗數據的過程中既浪費時間,又容易出錯。在勘察報告的編寫過程中,試驗數據及編錄表的錄入約占10~15%的時間,因此實現試驗數據電子版本的通用及野外編錄工作的電腦錄入,可以大大提高勘察報告的編寫速度。
3.3設計、勘察人員的互動
在工程建設中,設計人員往往忽略了勘察報告中在基礎處理形式及施工方案方面的建議。勘察和設計往往隸屬不同的部門,勘察部門在勘察報告提交之后,就萬事大吉;設計部門收到勘察報告時,只看剖面圖、柱狀圖和巖土參數,對地基處理建議等重視不夠。此外,勘察人員由于工作的局限性,偏重于查明巖土情況,勘察報告中的建議往往比較空泛,久而久之,設計人員對勘察建議重視程度降低。這種現象對于具體工程是不利的,也不利于巖土工程勘察技術的發展。作為勘察部門,勘察前應與設計部門進行溝通,因為勘察成果的直接使用者就是設計部門。在進行勘察前,應充分了解設計意圖,弄清楚建筑物工程特性,這樣勘察工作就能做到目標明確,為設計部門提供詳實有效的勘察資料。
4 巖土工程分析方面
4.1天然地基均勻性評價
地基的均勻性評價是巖土工程分析的重要內容之一。《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)和《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)對地基均勻性評價都有明確規定,存在的主要問題是缺乏具體的可操作標準。筆者根據自己多年的實踐經驗,試圖從定性定量方面作一些努力,與同行探討。對天然地基的均勻性評價時應首先確定其平面和深度范圍,根據工程勘察階段和任務的不同,其范圍也有很大區別。在工程可行性研究和選址階段,應首先確定場地所在的工程地質單元,在整個工程和周邊一定范圍內進行評價。而在詳勘階段對建筑地基的均勻性評價時多以建筑物水平投影面積為評價范圍,即常以建筑物角點包絡線所占的面積為評價范圍。其深度評價范圍,首先應明確擬建工程的用途、結構、荷載及發展、地區設防標準等多方面的情況,一般而言,應滿足以下原則:
(1)地基主要受力層:對于條形基礎為基礎底面以下3倍基礎底面寬度,對于獨立基礎為基礎底面以下1.5倍基礎底面寬度,且評價深度不小于5m;
(2)壓縮層深度范圍:對天然地基淺基礎、獨立基礎或條形基礎可按變形比法確定其評價深度;
(3)對于大面積基礎其評價深度范圍應不小于1倍基礎寬度。
4.2關于地震效應的問題
《建筑抗震設計規范》對場地做剪切波速試驗有明確規定,但這個規定沒有區別強地震區和弱地震區,而且地基處理后其剪切波速值也發生了變化,場地地基土類型及場地類別也有可能因此發生變化,這種情況在巖土工程評價及地基設計時有時沒有得到足夠的重視。對于重要的建筑物必須進行剪切波速測試,確定場地覆蓋層厚度的鉆孔應達到覆蓋層一定深度,其直接影響場地類別判定及建筑工程的抗震造價。對于液化判別,目前規范要求以標準貫入試驗為主,以靜力觸探為輔,有經驗的地區可采用剪切波速。嚴格按照規范的要求布置工作量,即可減少標準貫入擊數偶然誤差引起的差異。液化判定時,應對不少于6個液化判別點分別計算,綜合判定;對于薄層有時會出現一層點數不夠的情況,出現該情況時應采用靜力觸探或補充工作量來增加判別點情況,不宜輕易下結論,特別是對于出現一層僅有兩個液化點且液化結論不同的情況,更應補充工作量來增加判別點。
4.3忽視生態環境的論證
一些勘察單位對巖土工程設計、施工論證不足,其結果是導致災難性后果。如建筑場地四面緊鄰高層建筑物或馬路,對于這種建筑場地,巖土工程勘察時,除了按高層建筑巖土工程勘察規定的一般要求進行外,還應重點論證工程施工及運營時對周圍環境的影響,但勘察報告中常常忽略這方面的工作,致使無法滿足巖土工程施工及設計的要求。基坑開挖時使用的很多技術手段很難取得預期效果,反而造成很大的經濟損失。
5 結束語
綜上所述,對當前巖土工程勘察中的常見問題加以歸納、分析,對其產生的根源進行了深層次的探討,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。
參考文獻
[1]顧寶和、高大釗等,《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001),北京.中國建筑工業出版社,2009.
[2]中華人民共和國建設部,《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002).北京.中國建筑工業出版社,2002.
篇9
關鍵詞:巖土工程勘察勘探點 原始資料
巖土工程勘察的對象主要是地面以下的地質體,難以直接觀察和檢查。其復雜性和擬建項目的專業性,決定了巖土工程勘察工作的難度,而且巖土工程是決定整個工程質量的重點,其勘探工作的實施就顯得尤為重要。如果巖土工程勘探不到位,會造成難以補救的損失。因此,對于巖土工程勘探人員必須熟悉工程勘察的技術要求,以獲取最準確的原始資料,為后面的工程建設做鋪墊。
1 熟悉勘察任務
巖土工程勘察的基本任務是:場地的穩定性評價;提供場地地層和地下水分布的幾何參數和巖土體工程性狀參數;對建筑地基做出巖土工程評價,對基礎方案、巖土加固與改良方案或其他人工地基沒計方案進行論證和提出建議,根據設計意圖監督地基施工質量;預測由于場地及鄰近地區自然環境的變化對建筑場地造成的影響,以及工程本身對場地環境可能產生的變化及其對工程的影響;為現有工程安全性的評定、擬建工程對現有工程的影響和事故工程的調查分析提供依據;指導巖土工程在運營和使用期間的長期觀測,如建筑物的沉降和變形觀測等工作。
2 確定勘察工作依據
勘察工作必須服從工程所在地的法律,法規約束及符合行業和業主的各項技術要求。勘察技術工作的依據是在巖土工程特性分析的基礎上,結合建設工程設計或施工要求來收集確定的,包括主要的工作標準和技術工作指導規范、規程等。通常情況下勘察工作應遵循的法規和標準是系列性的和復合性的,鑒于不同標準間界定的差異,勘察工作依據的一系列標準在某一方面的界定往往是一定范圍內的控制值,實際勘察工作執行時必須通過分析研究歸納為某一確定的界定標準,并使之完全符合系列標準限定的范圍,或克服所收集的系列規范中相互矛盾的界定值。
3 布設勘探點
我們認為,勘探點的布置應以滿足基坑側壁穩定性評價、穩定性計算及支護設計為前提。若勘察范圍受到場地狹小限制。那么勘探點的布置宜采取盡可能利用場地條件的原則,并輔以開挖邊界以外的調查研究和資料搜集工作。同時基礎形式及結構形式不同,勘探點深度不同,如橋梁工程中,小型橋梁勘探點深度一般在20m以內;特大橋、大橋如果采用端承樁樁基,勘察深度宜達到預計樁底深度以下2m~3m。勘探點深度也困地層巖性的不同而有很大差異,如小型橋梁,對于碎石上構成的地層,勘探點深度為4m~8m,而對于軟土、松砂等勘探點深度為12m~20m。
4 確定勘探類型
勘探點類型應結合勘探點功用和場地巖土層條件及地層鑒別精度和樣品采取、原位測試要求的數量和技術等級綜合確定。通常鉆探是普遍適用的勘探方法,因此,鉆孔是常見的勘探類型。若勘探深度不大,且地下水位埋深較大時,應首選探井法;對于須劃分巖土分區界線的勘探點位,探槽法是應考慮選擇的方法。確定勘探類型的同時尚應結合勘探點功用確定基本設計參數,如鉆孔口徑等。對于復合功用勘探點位,應按適合全部劃分功用的參數(如最大直徑)設計勘探點基本參數。
5 獲取原始資料
巖土工程勘察一般時間短、任務重,取準、取全原始資料是巖土工程勘察的最基本的工作,任何誤判和假象均會直接影響工程勘察的質量。那么在勘察過程中應嚴格原始資料的獲取。首先是原位測試應嚴格按規范進行。比如靜力觸探試驗時為減少零漂,應定深調零。尤其在氣溫與地溫相差較大的冬天,夏天,觸探指標相差較大,標準貫入試驗應按規定進行桿長和孔深校正,一方面可以保證在縮徑和孔底有殘留時測試位置控制在應測試段,另一方面可以及時發現極軟弱地層標貫自陷,自沉現象,從而確保標貫數據的真實性。其次是加強地下水位的觀測。一方面充分考慮周圍地下水開采因素,另一方面觀測應在最后一個鉆孔施工24h后進行,再者水位觀測宜與鉆孔標高回測相結合。第三是注重土的定性劃分。要對各種土的基本工程地質性質加深理解,掌握各種類型土的區域分布情況。如膨脹上的特征是液限及塑性指數高、具裂隙,而且在50及100 kPa壓力固結試驗時會出現百分表測出的變形量小于同級荷載作用下的儀器變形量的情況,若不注意這些特點。很容易把膨脹土定名為常規的粘性土。另外對粉土進行承載力深寬修正和液化判別時均須根據其粘粒含量數值來進行計算,故粉土的粘粒含量是必做的項目。
6 運用勘察技術手段
勘察技術手段須結合勘探點共用,按全面滿足勘察設計要求,且同時具有可靠性保證的條件設計和布置。復合功用勘探點應結合勘探點布置目的設置相應的勘察技術手段,實際工作中的復合功用勘探點往往同時布置多項勘察技術手段。GIS即地理信息系統(GeographicInformation System,簡稱GIS)萌芽于20世紀60年代初,經過幾十年的發展,已經成為一種采集,存儲、管理.分析與顯示的計算機軟件系統,他是分析和處理海量地理數據的通用技術。GIS在信息時代中計算機技術發展的產物,可以快速、精確、綜合地對復雜地地理系統進行空間定位和過程地動態分析。將GIS技術引入巖土勘察設計領域,可以大大提高工作效率,節省人力物力資源。提高勘察設計結果的準確性。
7 分析評價
篇10
文章從實際經驗與工程理論之間的關系、工程實踐與設計之間的溝通、各種類型的標準等級劃分以及提高工程總體經濟效益等方面出發,探討了巖土工程勘察技術的一下常見的基礎問題,希望能夠對該行業的其他從業人員起到一定的幫助作用。
關鍵詞:
巖土工程;勘察;技術問題
進入新的世紀以來,隨著我國經濟日新月異的發展,我國的巖土工程勘察行業也取得了顯著的進步。目前,我國在這一領域執行著類別眾多的各級巖土工程勘察規范標準。雖然難免會出現同一問題在不同的規范標準之間存在出入的問題現象,但是經過行業內實際經驗與操作的長期磨合之后,我國巖土工程勘察行業內的主要勘察參與主體,基本在主要的技術方面達成了一致的觀點。所以,從事巖土勘察工程的企業想要增強自身的行業競爭力,就必須加強對技術細節上的研究,啟用新的勘察思維模式、優化現有的勘察技術并提升這些現有技術的實用效能。
1巖土工程勘察的意義
巖土工程勘察是一項非常重要的基礎性工作,其為工程項目的相關設計以及后續施工的順利進行提高重要的數控參數,因此必須提高對巖土工程勘察環節的工程質量重視程度。目前,我國在這一領域執行著類別眾多的各級巖土工程勘察規范標準。雖然難免會出現同一問題在不同的規范標準之間存在出入的問題現象,但是經過行業內實際經驗與操作的長期磨合之后,我國巖土工程勘察行業內的主要勘察參與主體,基本在主要的技術方面達成了一致的觀點。所以,從事巖土勘察工程的企業想要增強自身的行業競爭力,就必須加強對技術細節上的研究,啟用新的勘察思維模式、優化現有的勘察技術并提升這些現有技術的實用效能。
2巖土工程勘察環節中基礎性技術問題
(1)加強實際經驗與工程理論相結合的重視程度。工程地質理論、巖土力學等學科都是在進行巖土工程勘察環節過程中經常被使用到的基礎理論技術,但是這些理論技術的特點是都或多或少地出現理論與經驗相互參雜的特征,尤其是其內的眾多運算公式、數據參數等大多來自于現實經驗的提煉與匯總。要想成為一名合格的巖土工程勘察技術人員,不僅要有著足夠豐富的現場勘察經驗,還必須要有著扎實完備的相關基礎技術及理論作為依托。要深入的了解并掌握這些學科中的各條定理規律、各條計算公式的本質內涵、相關背景知識以及使用條件。實際經驗的積累與書本上的理論知識有著密切的聯系,在這里可以用三個步驟來對巖土工程勘察技術人員積累經驗的過程加以概括:①以理論為基礎進行預測分析;②現場實際勘測;③對比分析現場勘測所得數據與預測的偏差,對理論加以完善。所以,巖土工程勘查技術人員在面對基礎理論與實際經驗的時候,要盡量做到“兩手都要抓,兩手都要硬”。但是當前很多從事巖土工程勘察技術的相關人員,只一味地重視實際經驗,而對基礎理論的積累學習相對有所忽視,這樣既會不利于勘查技術行業新人的職業發展,也會對巖土工程勘察行業的整體技術進步產生抑制[1]。
(2)注重勘察與后期設計之間的溝通。在《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)中明確規定了在對房屋建筑工程實施前期詳勘前,所需要搜集的各種資料的類別,其不僅包含施工現場作業區地面的平整標高,以及附有地形及坐標的建筑總平面圖之外,還需要有包含將要開建的建筑物的規模、結構形式、載荷等情況的資料。巖土工程勘察技術人員需要對這些資料進行詳細掌握與理解,并且應這些資料與相關設計人員進行有效的溝通與交流。由于勘察作業的所得數據是為了供相關設計人員所使用,巖土勘察技術人員必須在進行勘察前對建筑物的設計意圖進行充理解,才能是自己所開展的勘察作業更為有針對性,所得的勘察數據才會更具有高效性與實用性。比如,當前比較常見的裙帶式的高層建筑結構,在進行勘察作業前必須對其連接方式以及結構的機場形式進行明確。目前,我國巖土工程勘察技術行業內,部分從業人員并未對勘察與后期設計之間的溝通的重要性有足夠的認識,結果常常會的到針對性不高的勘察數據,延誤工程項目進度甚至使整個項目返工[2]。
(3)明確各種等級的劃分對工作量配置的影響。在進行巖土工程勘察環節的時候,會遇到眾多的等級劃分,比如:低級復雜度等級、勘察等級以及建筑物安全等級等。各種等級的劃分對工作量的配置有著顯著的影響,所以在進行巖土工程勘察作業之前,必須將各種等級依據相關分級規范進行劃分,從而對之后的勘察工作量進行合理、安全、經濟的布置。
(4)提高主觀能動性,增強勘察經濟效益。在如期完成巖土勘察作業的的過程中,每一個相關從業人員還應該多努力思考,如何在切實滿足相關勘察國標的基礎上,提升勘察效率、優化勘查方案、降低勘察成本等相關問題。在此基礎上,不同相關巖土工程勘察企業在同一種勘察任務上,所消耗的勘察成本的高低,也是相應勘察企業綜合勘察技術水平的重要體現。通過對目前中的巖土工程勘察作業的實際調研中,可觀察到很多環節還有很大的成本節約的提升空間。比如,相關巖土勘察相關規范中,對樁基的一般性孔,其深入樁端以下的深度要求有“不得小于3m并且必須同時滿足3~5倍的樁徑,對于大直徑的樁不得小于5m”,但遇到特殊的施工情形時可做適當的調整。再比如,當巖土勘察設計規劃所布置的一般性孔深為60m,但相關控制性的孔深資料規定50m孔深處的具備滿足樁端受力層的條件,并且不違反樁基德設計要求,則相關勘察人員可以在辦完相關審批后,將一般性的孔深從60m縮減為55m,這樣在滿足安全的前提下,相應的施工量會減小,工程造價會降低,工程項目的整體經濟效益會得到提高[3]。
3結束語
巖土工程勘察技術是一門被應用于工程建設的應用型學科,其所要研究的課題就是實際工程建設種所遇到的各種各樣的工程問題。從實際經驗與工程理論之間的關系、工程實踐與設計之間的溝通、各種類型的標準等級劃分以及提高工程總體經濟效益等方面出發,探討了巖土工程勘察技術的一下常見的基礎問題,希望能夠對該行業的其他從業人員起到一定的幫助作用。
參考文獻:
[1]姜天生.試論基礎地質在巖土工程勘察中的應用[J].石化技術,2015,(10):147.
[2]賈純真.巖土工程測試與檢測技術的應用分析[A].《建筑科技與管理》組委會.2015年7月建筑科技與管理學術交流會論文集[C].《建筑科技與管理》組委會,2015:2.