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序論:在您撰寫勘察工程論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
1.1雜填土以及膨脹土
雜填土按照成分可以分為建筑垃圾土、工業垃圾土以及生活垃圾土。雜填土是由于人們活動造成的無規律積累物形成的,它具有厚薄不一、成分多樣、顆粒不均勻、孔隙較大松散的顯著特點。膨脹土具有失去水后收縮、遇到水變膨脹的特性,屬于黏土。具有高度的塑造性,是部分地質工程勘察中的地基方案選擇。
1.2飽和粉土和飽和粉細砂
飽和粉土和飽和粉細砂的特點有:結構松散,在靜載作用力下能夠保持較高的強度,但是在地震力或是振動力的作用下超孔隙水壓增大,顆粒之間的作用力降低,土中排水不暢時可以使土懸浮,產生液化沉陷導致土的承載能力下降或地基發生失穩狀態。應對于飽和粉細砂以及飽和粉土的液化程度和液化層分布范圍進行查明。
1.3軟弱黏性土
軟弱粘性土是湖沼相和相泄湖海相三角洲的結合沉淀物,它在第四紀后期形成的軟弱性土具有孔隙比大天然含水量高壓縮性高抗剪強度低承載力低滲透性弱以及沉降穩定時間長的顯著特點。
2地基基礎方案的選擇
地基方案選擇的主要目的是為了提高軟弱地基的承載能力、消除地基土的振動液化沉陷影響、減輕膨脹土的脹縮性、消除黃土的濕陷性、防止沉降量過大及不均勻沉降的產生、防止剪切破壞使地基失穩、滿足上部結構對地基的要求。
2.1雜填土和膨脹土
雜填土一般是由建筑垃圾、生活垃圾、原土壓實。雜填土一般不宜采用天然地基,但在填筑年代超過5年后,性能穩定的工業垃圾和建筑垃圾均會達到一定的密實度。此類地基在采取上部結構剛度的措施和加強基礎措施后,可作為一般建筑物的天然地基持力層,但其地基承載力應根據其它原位測試手段或載荷試驗取得。對于局部厚度較小的雜填土,可采用表層壓實法、重錘夯實法、換土墊層法或將填土挖除,將基礎直接置于穩定的土層上。對于深度較大的雜填土,可采用復合地基處理或強夯法處理。對于有機質含量較多的生活垃圾當厚度不大時可挖除回填好土,對于厚度較大的生活垃圾不宜采用強夯法、表層壓、換土墊層,應當采用樁基礎。由于膨脹土質具有失去水后收縮,遇到水變膨脹的特性,因此影響膨脹土質的重要因素即是含水量。對于膨脹土質需要調查當地的區域水質條件和氣候條件,分析土質的含水量不同壓力作用下土質的自由膨脹率和土質的膨脹率,最后確定地基土的膨脹等級。根據當地的區域水質條件、氣候條件的實際情況,處理地基的膨脹力,保持地基不受變形的影響。對需要處理的膨脹土,要考慮到地下水位以及濕陷程度對膨脹土的影響。在地下水位深、膨脹土較厚的情況下,可以利用地基土的上部,對基礎進行淺埋工作,減小地基土的膨脹變形量。當膨脹土的厚度在2m~1m,膨脹土處于地表3m~2m之間時,可以采用全部挖出膨脹土的方法,挖出膨脹土后進行砂土或者灰土黏性土的替換。當膨脹土埋藏很深并且土質的承載能力不能滿足高層建筑物的要求時,使用樁基礎的方法解決。換土墊層方法用來處理膨脹土埋藏較淺并且土質厚度很大的情況。
2.2飽和粉細砂以及飽和粉土
當處理飽和粉細砂以及飽和粉土的液化地基土時,要根據飽和粉細砂以及飽和粉土的液化等級以及建筑物的特性進行綜合確定分析,不能一接觸液化場就消除液化沉陷的影響比如,可以不采取任何消除液化措施的是丁類建筑物的輕微液化場地和丁類建筑物的中等液化場地,對于丁類建筑物的嚴重液化場地需要進行上部結構和基礎結構的處理,對于丙類建筑物的輕微液化場地和丁類建筑物的中等液化場地也需要進行加強上部結構和基礎結構的處理,對于丙類建筑物的嚴重液化場地需要進行全部消除或部分消除液化沉陷的影響,此外也需要進行加強上部結構和基礎結構的處理,對于乙類建筑物的輕微液化場地需要進行部分消除液化沉陷的影響或進行加強上部結構和基礎結構的處理。對于那些全部需要消除液化沉陷的場地,在處理深度時要保持處理深度高于液化深度的下限,通過改善排水條件或增加土地的密實程度,可以有效的處理液化的地基對碎石樁進行振沖擠密或振沖置換時消除超孔隙水壓以及增加土地密實程度的有力措施,還可以選用強夯法灌漿法對土地密實程度進行加大處理,在使用樁基礎時可以將樁端降到液化程度以下來穩定土層。
2.3軟弱黏性土
面積不大的或是埋藏不深的軟弱粘性土可以進行挖掘處理或是采用基礎加深的措施。對于厚度很大的軟弱粘性土可以采用灰土樁墊層換土法,對于寬度小的基礎可以選用條形地梁跨越。排水固結法可以作用于不含水砂層的軟弱粘性土。
2.4天然地基
天然地基是地質工程建設中最優選用的地基種類。在地質工程建設中遇到天然地基時,需要結合基礎形式以及地基的上部結構進行綜合處理分析。天然地基的每層土層的地基承載能力以及物理力學指標有很大的差異,天然地基的土質都是經過沉積循環后成層出現的,首先要做到把上部承載能力強的土層當成天然地基的支持力層,然后對其下部臥層土層的承載能力進行驗算,看看能否滿足承載力的要求。當天然地基下部臥層土層的承載能力不能保證承載力的要求時,為了加大厚度,需要對基礎進行淺埋處理,在這個過程中要保持凍土的深度小于支持力層土層的厚度。對基礎進行加寬處理可減少上部結構的天然地基單位承載能力需求。地基的邊坡穩定性、地基的變形程度、地基的承載能力是選擇天然地基的三個必要條件。在地基土的質地比較均勻、地基土的壓縮性小、地基土的承載能力高時,在保證地基承載能力的同時就可以保證地基的邊坡穩定性以及地基的變形程度。
3結論
(1)等級確定:巖土工程勘察應依據工程形成,按照干巖土工程勘察規范在對地基復雜程度、地基設計、現場場地復雜狀況分析的基礎上,與工程實踐相結合開展等級劃分,如若某軟土工程依照規范設定為二級,則場地等級與復雜程度等都應依據二級標準,也就是場地中包含灰色粉質土、雜填土、中粗砂、粉質土、粉質粘土及細砂等土質成分,所以工程勘察等級定為乙級。(2)工作量與勘察手段確定:工程勘察前應先估算工作量,初步確定需用的勘察技術手段;如對建筑周圍的勘察點不知,孔深與間距確定及鉆孔數量計算,由此整理匯總為整體工程所需的工程量及總采樣數量;整理完成后制定恰當的工程流程并選用有效勘察手段。(3)取樣數量:在前期土壤勘察基礎上可相應的制定試驗取樣位置與數量,以保證在標準時間內完成樣品檢測;取樣數量的設定還要以工程量為依據,明確勘察試驗的具體時間流程,以確保試驗充分。(4)工程水文狀況:勘察過程中應及時了解工程周圍的水文狀況,如掌握地下水的排泄、徑流情況等。由于地下水對軟土地基影響較大,地下水的波動可能會造成勘察失誤,所以應根據地下水狀況實行有效的勘察及試驗手段,以防止周期性地下水波動干擾勘察試驗結果。
2軟土地基工程勘察技術要點
2.1調查測繪
調查測繪中需注意的要點包括:軟土層厚度、埋深與層間性質類型;軟土分布范圍、形成方式與基地低層類型;地下水排泄與補給狀況及其與地表水的水利聯系;軟土內砂夾層的顆粒成分、厚度及透水性能;軟土地基上已完成建筑對于地基變形及強度的影響;軟土地基分布路段的地貌、地形及第四紀地層沉積聯系。
2.2勘探點布置及深度
(1)勘探點應以建筑周邊線及角點為依據進行布置,對于地基的主要受力層或下臥層起伏過大的部位應加設勘探點以探測其變化過程;對于單棟高層建筑,需符合地基均勻性評價標準,勘探點布置應在4個以上;對于建筑密集區域,勘探點可適當減少,但應保證各棟建筑含有1個控制性勘探點;(2)勘探孔深度應能控制地基主要受力層,若基礎底面寬度在5m以下時,勘探孔的深度對獨立柱基礎應大于基礎底面寬度的1.5倍,對條形基礎應大于基礎底面寬度的3倍,且均應在5m以上;當存在大面積軟弱下臥層或地面堆載時需適當調整控制性勘探孔深度;高層建筑的一般性勘探孔深度應為基底下基礎寬度的0.5~1倍,且應深入至穩定地層。
2.3鉆探
鉆探是進行巖土工程土層劃分的關鍵環節,其主要用于探測軟土顏色、厚度、層位、狀態,掌握地下水的排泄條件、徑流方式及埋入深度,了解巖土層的基本物理學性質指標等。鉆探技術要點包括:(1)對于軟土的取樣應盡量使用薄壁取土器靜壓法,由取樣到試驗的整體過程都應采取有效保護措施,以避免樣品收到水分流失、變形及擾動等外界環境條件影響;(2)對于鐵路或高速公路軟土地基巖土工程的勘察,為防止軟粘土收到擾動和地層性質受到破壞,通常采用干鉆法;若需選用泥漿護壁回轉鉆進時,應采取保護措施以保證軟土地基結構變化不會對土層原始物理力學性質造成影響;(3)鉆孔數量與質量應符合施工方案標準,鉆孔深度需滿足變形與應力設計計算要求;鉆探時各項深度數據都通過丈量采集,累積測量誤差應控制在5cm以下。
2.4測試
(1)原位測試:①剪切波速測試應在沿線選取具有樣本代表性的地段開展,以保證軟土震陷評價的有效性和地基剛度、巖土動力學參數、阻尼比計算的準確性;合理劃分建筑場地搞震設計類別,對于場地地基的卓越周期計算要以樣品性質為依據;②十字板剪切測試應選取代表性路段沿深度方向對地基穩定性存在不同程度影響的軟土層進行測定,勘察在無排泄條件下土層的參與抗剪強度、抗剪強度及靈敏性指標;準確計算地基承載力以確定軟土地基臨界高度,分析軟土固結歷史;測試點的安設間距應符合各代表性路段的每段軟土低層內都存在大于兩組的有效現場剪切標準;③靜力觸探可利用貫入阻力的變化探查軟土在垂直和水平方向上的狀況,并可依據勘探資料和土層劃分狀況,分析軟土的變形模量、承載力、類別等其他力學性能指標;其觸點間距可依據場地環境類型進行確定。(2)軟土剪切試驗:若軟土的卸載和加載頻率過高,其內部水產生的空隙水壓消散速率同時出現變化,此時應選用自重壓力預固結德爾不固結排水三軸剪切試驗;對于透水性能較差的粘性土質可選用無側限的壓強度試驗或十字板剪切試驗;對于可能出現較大突變項目的土體在探測其殘余剪切強度時可采用動態扭剪切試驗、蠕變試驗和動態三軸試驗;對于軟土排水速率快但施工精度較慢可采用直接剪切試驗或固結不排水三軸剪切試驗。(3)室內測試:為有效評估地下水對建筑材料的腐蝕影響,應對地下水開展水質化學分析試驗;對于力學試驗中的加荷標準與級別、應力及路徑條件、試驗邊界條件確定等應以工程現場地質環境作為主要參考,并結合運營期、預壓期、施工工期等進行綜合分析判定;試驗項目也能夠包含前期固結壓力、酸堿度、有機物含量、天然快剪、壓縮系數、液限、粒徑成分、天然密度、固結快剪、天然含水量等。
3結束語
隨著建設項目規模的增大,面對的工程地質問題越來越復雜且極具挑戰性。經過不斷探索、實踐和提高,我們在諸多領域具備了很強的技術實力,如:工程巖質高邊坡的工程地質勘察研究、高壩大庫場地的工程地質勘察研究、大型地下洞室群的工程地質勘察研究、喀斯特地區水文地質勘察研究、高地震烈度地區高壩大庫水庫誘發地震監測預警系統研究等領域。地質分析的手段和方法也得到不斷發展。
1.1.我國工程地質研究部門引進和開發實用軟件。引進邊坡穩定計算程序用于滑坡、塌岸穩定分析,提高勘察成果的定量化判識水平;引進開發了勘探圖件、地質剖面制作程序及三維成像技術,開發并進一步完善“工程地質軟件包程序”,較好地解決了鉆孔成圖中的很多難題,也為地質平面及剖面圖的繪制起到了較好的輔助設計作用,取得了較好的效果。
1.2.結合工程實踐研究和開發新技術。我國工程地質研究部門開發邊坡斜面攝影成像技術用于工程實踐,提高了地質編錄工作效率,獲得了大量的工程地質數字信息;開發水電站樞紐區工程地質三維可視化建模與分析研究系統,已應用于生產之中。
1.3.積極引進并應用新的地質勘察和分析手段。在水電站勘察過程中,根據地質分析的需要,在右岸構造軟弱巖帶勘察中,使用了地震波CT測試技術;采用模型洞原位變形觀測分析地下洞室穩定性;在右岸構造軟弱巖帶穩定性分析、左岸地下洞室圍巖穩定性分析及溢洪道邊坡穩定性分析均采用了目前比較先進的三維彈塑性有限法分析和三維流形元分析方法,為穩定性評價和工程施工設計提供了可靠的基礎資料和參考依據。
1.4.其他新方法新技術的引進和應用。地下洞室圍巖分類、壩基巖體質量分類、邊坡巖體質量分類、邊坡穩定分析、巖體彈塑性理論、地質力學模型、巖(土)體物理力學性試驗方法的發展應用;電腦與工程地質軟件包的開發應用;勘測手段及鉆進取芯技術的提高、物探各種測試手段的廣泛應用強有力地促進了工程地質勘察中獲取工程地質資料周期的縮短和工程地質條件快速分析評價;充分利用網絡技術,進一步提高了地質專業勞動生產率。
近幾年,我國從生產需要出發,新技術新工藝得到很好地推廣應用:選取適合各類地層(的金剛石鉆頭,提高鉆進效率,降低生產成本;繼續完善大壩灌漿變形觀測和抬動觀測技術,確保壩體安全和工程質量滿足要求;在河床沖積層勘探中,采用了SM膠取芯技術,保證了試驗樣品的原始狀態,為沖積層特性研究提供了真實可靠的材料。.5水文勘測開發的電波流速儀,在電站簡易測流中投入使用,達到了預期的效果。近年,又開發出水情自動測報系統,現已逐步應用于大型水電站的測報中;為改善以往在水情測報中一直采用的點測量及測流時間過長等問題,水文勘測技術人員正著手對聲學“多普勒剖面流速儀(簡稱ADCD)”技術進行論證和調研,并逐步將此技術運用在對西部山區性河流的水情預報中,計劃通過不斷實踐和探索,最終實現水情的“瞬時”測量預報。
1.6工程物探在水電站開展了大范圍的河床沖積層地震波探測;應用聲波垂直反射波法、聲波CT法及紅外線熱成像三種相結合的方法,準確地探測到了壩體面板脫空等工程質量問題;在多項水利工程和多個水電站勘察中,應用高密度電法勘探方法,解決了水庫漏水問題和斷層構造發育范圍及深厚覆蓋層地質問題,且成效顯著。研究并應用“隧洞施工監控量測一體化”,“壩基巖體質量測試的空間分析”,“數字式全景鉆孔攝像系統”,“堆積體的綜合物理探測技術”,“大壩面板脫空綜合物理探測技術”,“小波變換在水電工程地球物理中的應用”等新方法新技術,拓展了物探的應用領域,提高了物探的探測精度。
2.勘察專題研究成果應用
2.1大型水庫庫岸穩定工程地質勘察成果應用20世紀80年代以來,采用了航空遙感技術與實地驗證相結合的方法,相繼對一批大型水電站進行了庫岸穩定性研究,為快速、高質量地評價庫岸穩定性及其他水庫工程地質問題發揮了良好的作用。形成了一套較完整的勘察、研究、評價、預測水庫區天然狀況和蓄水運行條件下庫岸穩定性問題的思路和工作方法,包括岸坡類型劃分及其變形破壞機制、庫岸再造及滑坡穩定性分析評價及預測、岸坡失穩及水庫誘發地震災害調查與分析預測、移民安置選點與處理措施建議等。該項目成果在后來開工建設的大、中型水電工程水庫庫岸穩定性地質調查中得到廣泛應用,提高了水庫庫岸穩定與移(居)民點調查地質工作效率及成果質量。
2.2大壩面板脫空無損探測研究與應用“大壩面板脫空無損探測研究與應用”是通過試驗比較論證提出了采用3種物探方法(聲波垂直反射法、遠紅外熱成像法、地質雷達法)進行綜合評價的方法。為消除大壩病害,采取相應的處理措施,提高大壩的安全性提供了重要的依據。與傳統的單一物探方法相比,本項研究成果具有多種方法互為驗證、利用了不同的物性差異特征﹑探測成果準確可靠的優點。大壩面板脫空的處理質量,節約了處理成本,而且具有廣闊的推廣應用前景,具有較高的經濟效益和社會效益。
2.3采用EH4進行深厚堆積體厚度探測應用該方法測量深度大,野外勞動強度小,生產效率高,現場測量直接成像,能十分清楚地辨別地下二度體的異常。該項新技術即EH4電導率成像探測非常實用。而該方法不受這些因素影響,較準確地探測出了堆積體厚度。研究成果及時運用于工程中,減少了工程量,節約了工程投資,節省了時間,經濟效益顯著。
2.4軟弱巖帶的工程地質特性研究成果應用:對壩址右岸構造軟弱巖帶的分布范圍和工程地質特性進行了大量有針對性的勘探以及室內和現場試驗工作,并完成了現場高壓固結灌漿試驗和現場滲透變形試驗,針對軟弱巖帶的工程特性、成因進行了系統的分析論證,對工程適宜性進行了分析評價,并提出了切實可行的基礎處理措施。該專題成果為可行性研究的經濟技術分析論證提供了堅實的基礎,對國內外同類工程的地質勘察和設計工作具有很好的參考價值。.5“深挖高邊坡快速地質編錄成圖技術”在高陡邊坡地質資料收集應用中取得了較好的效果。引進該項技術用于水電站具有針對性強、收效高、安全快速等良好作用。該技術運用攝影測量的原理,通過計算機軟件技術,完成高陡邊坡影像的正射、線畫圖的生成,從而完成了地質編錄工作。其技術特點:①在地質編錄生產中高效、實時;②減少現場工作量,提高工作效率;③利用無站標測量技術和手段可完成傳統方法無法完成的任務;④高邊坡計算機快速編錄成圖還可以不斷地積累邊坡數字化的編錄數據,為以后建立工程地質數據庫提供良好的數據源。該技術在小灣主體工程邊坡及壩基開挖中均有應用,可實現安全、高效、準確地進行地質編錄,通過軟件功能還可在圖像上對地質現象進行較精確的定位,這是傳統的地質編錄所難以做到的。
3.今后工程勘察技術在實踐中應用的總體思路
近幾年來,我國在高邊坡系統排水、錨索加固、復合支護、變形監測、標準化與動態設計方面有所創新和突破,網絡技術、數據庫技術、數字可視化技術、地理信息技術等不斷地被應用到勘察各專業,取得了一定的效果。在計算機建設上已實現局域網共享資源;基本實現計算機輔助工程勘察,達到信息化初始階段目標;由于工程勘察專業具有多樣性、復雜性、隨機性和數據海量性等特點,信息化水平還有待進一步提高。要密切關注、跟蹤、研究國內一流的工程勘察企業的技術水平和發展動態,通過加強行業協作及與國內高校、科研院所的密切合作,在引進、消化、吸收國內外先進技術的基礎上,進行技術創新。今后技術發展總體思路如下:(1)注重研究復雜壩基、高邊坡及大型地下洞室群巖體(圍巖)穩定性量化分析及三維地質數字模型軟件與三維成像技術,并對復雜巖體(包括軟弱蝕變巖體、大型松散堆積體、卸荷松動巖體、高地應力區巖體)成因機制、工程地質性狀、工程適應性進行科學試驗研究;同時開展區域構造地質科學研究及對水電工程開發、建設的影響。(2)重點研究水電水利工程地質綜合勘察技術,開展巖土工程和環境工程地質方面的研究并向深度拓展;開展地質災害勘察、防治與治理,地質災害險性評估方面的實踐與研究。(3)完善和提高目前使用的常規物探方法,使其應用技術水平達到或超過本行業平均水平,積極開展新技術、新方法的引進應用工作,結合目前物探應用技術的發展情況,對新技術、新方法進行重點研究。(4)廣泛應用全站型自動速測儀、全球衛星定位系統(GPS)、遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)于水利水電工程建設;在野外數據采集、處理、存儲、提供等方面逐步完善計算機技術在測繪領域的應用,以提高全數字攝影測量及全野外數字成圖的精度和速度,增加測繪產品的多樣化,滿足市場需求。(5)積極配合新的鉆探規程、抽水試驗規程、壓水試驗規程的貫徹實施。對勘探設備和試驗工器具進行重新整合,盡快開展“自由震蕩法”抽水試驗的研究工作,研制小口徑雙管鉆具軸承儲油密封系統,并研究特殊巖體取芯技術。(6)開發先進的水情自動測報軟硬件技術,自主開發改裝一些較先進適用的水文測驗儀器,特別是泥沙采樣器。加快水文數據庫的建設。
摘要:工程勘察在工程建設中具有重要的作用,如何積極采用新技術、新方法和新工藝,創新發展模式,提高勘察技術水平,縮短勘測周期,是工程勘察行業面臨的共同問題。為此,本文對近年來工程勘察新技術在實踐應用中的情況進行了介紹。
關鍵詞:工程勘察新技術工程建設
隨著我國經濟社會的快速發展工程地質勘察水平也在日益提高,無論是勘察設備、勘察方式、相關儀器以及計算機水平都得到了極大提高,特別是相關勘察人員的專業水平也得到了長足發展。但是隨著勘察工作的不斷推進,傳統的勘察技術和經驗已經不能滿足,這就需要工作人員不斷總結,不斷創新,尋找更有效的方式。這樣才能進一步促進我國巖石勘察工作的發展,降低勘察成本。在巖石勘察過程中主要的目的是為了了解工程現場的具體狀況,并且結合這些內容為設計和施工提供相關參數。所以巖石勘察工作在工程建設和成本控制過程中發揮極為重要的作用。工程勘察質量對整個工程的安全都會產生巨大影響。尤其是基礎地質巖石測試參數會影響到工程基礎設計,一旦這一參數存在問題就會造成基礎設計的安全問題,增加設計成本。一般巖土工程勘察工作包括原狀土取樣、現場鉆探、試驗以及現場原位測試等工作,在執行過程中每一項都要嚴格按照國家規定的標準進行,要提高測試結果的準確性。
2幾個重要工程技術存在的缺陷
2.1由于地質形態造成的問題:通常包括確定不明的地下物體、地下空洞以及巖石的分布形態和相關位置等。
2.2巖土參數的相關問題:需要對一些難以取到原裝的巖石以及難于在室內進行實驗的粗顆粒土、風化石以及殘積土等。這些巖石的參數是比較難確定的。
2.3技術素質的問題:工作人員的專業素養和知識水平也會對巖石勘察工作產生巨大影響,一些工作人員缺乏基本的專業素質或者是技術交流能力,也是造成巖石勘察工作問題的重要原因。
3提高勘察水平的解決方法
3.1隨著電子、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數據適時采集處理,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、成本低、信息量大等特點??梢岳霉こ涛锾娇蛇B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,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、費用且勘探精度高等特點。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,物探條件的適用性越強,解決問題的可靠的性越大,因此,為了有效地解決某些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。
3.2加強室內、外測試新技術和施工檢測、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,建立它們之間的經驗關系,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,土體與結構物之間的相互作用;了解動力工程、砂土液化、單樁和群樁在水平動荷載作用下的性狀。
4針對我國巖土工程勘察提出的建議和對策
雖然我國巖石工程勘察技術得到一定發展但是仍然不能滿足我國發展的需要,而造成這一問題的因素比較多,我國必須要結合自身發展實際選擇正確的方式解決,主要從以下幾個方面入手:
4.1要不斷加強對巖土工程技術人員的培訓,提高勘察人員整體素質;巖土工程勘察是一項專業技術工作,集多種學科于一體,近年來,隨著勘察工藝和技術的不斷發展,各種新的規范和標準不斷更新,因此,巖土工程勘察人員必須與時俱進,提高自身的專業素質,以適應新時代的巖土工程勘察要求。在推行土木工程師準入制度的同時,要不斷加強對勘察人員的培訓,以全面提高其技術水平和專業素質。此外,還應該不斷加強勘察市場的監管,推行勘察監理體制。
4.2要不斷加強勘察質量的認證,健全勘察質量管理體系。建立專業的質量管理體系,設置以過程模式作為勘察標準的結構。而且要明確勘察工作的質量標準,通過過程方法對巖土工程實施PDCA的勘察管理方式,以全面提高勘察工作的質量及作用。
4.3對建設程序、市場勘察進行嚴格的規范,科學的建設程序應該嚴格堅持先勘察、再設計、后施工的流程。對于投資決策的工程,如沒有科學的地質勘察資料,則不予報建。對于未按照地質勘察規范進行勘察的的工程不予報建。此外,還應該建立高效的市場約束體系。一方面加強國家和政府法律法規的監管,通過項目招投標制度和實際過程中對行為主體進行有效的監管;另一方面應該實行工程建設全程監理制,通過事前、事中、事后全程勘察的地質控制辦法,以最大限度的避免建設過程中的地質問題,從而確??辈煊行?,使建設投資效益最大化。
4.4定期進行勘察設備的維護和保養。隨時掌握各種室外勘察設備和室內試驗設備的完好性能,這是確??辈旃ぷ饔行нM行的基礎。對于現有的儀器設備應該定期進行檢測,以確保其工作性能和狀態,對于老化陳舊的設備儀器要及時更新換代。
5結束語
水文地質與工程地質有著緊密的關系,沿途的主要組成結構就是地下水,所以它對巖土體工程有著重要的影響,同時也會影響基礎工程的建設,從而影響到建筑的安全性和穩定性。工程地質效果在很大程度上是受地下水位影響的,工程地質土質發生轉變的原因是由于水位的升降變化。地下水位對工程地質的影響主要表現在以下四個方面。
1)地下水位上升引起的工程危害。巖土工程所出現土壤沼澤化、鹽漬化等現象及其所導致的成巖土工程質量下降是由水位上升引起的,地下水位上升對于建筑物的腐蝕會造成更加嚴重的影響,建筑物更容易壞掉,不能長久的使用,導致人力,物力,財力的大量浪費,給國家經濟造成不利影響。部分水位上升還是引起巖土結構破壞的主要因素,同時會造成巖土層結構強度降低而出現流砂、管涌等現象。在實際地質工程中,大量降雨、溫度上升、含水層結構及總體巖土性質改變等是導致水位上升的主要因素。
2)地下水位下降引起的工程危害。地下水位降低可以導致地面下降,工程地面出現塌陷,整個建筑物會坍塌,不僅造成財力的浪費,還可能會造成人員傷亡,后果不可想象。地下水位的惡化主要就是地下水的枯竭造成的,會影響到工程地質的穩定性和安全性。導致正常地質地下水位下降的主要的原因包括采礦人員采礦活動、建筑水庫補給、地下水大量抽取等一些人為因素。
3)地下水位頻繁升降造成的工程危害。頻繁升降的現象有時候會在地下水中出現。巖土層膨脹以及巖土出現不均勻脹縮都是由地下水位頻繁升降導致的,巖土層出現變形往復所導致的地下巖土層中的鋁、鐵等物質喪失的主要原因就是膨脹收縮。進而出現上層土層失去膠結物以及巖土層表面出現松動的現象,降低了整體的巖土層效果降低??梢姷叵滤活l繁升降造成的后果也是十分嚴重的。
4)地下水動壓力作用引起的工程危害。地下水天然動力平衡效果降低導致的移動水壓的改變在很大程度上是由地下水動壓力改變引起的,同時巖土層所出現的流砂、管涌、基坑突涌等導致的水文地質整體狀況大幅降低的現象也是巖土工程地下水動壓力改變引起的。除此之外,地下水動壓力作用還可以導致地下水天然動力平衡的條件發生轉變。
2解決水文地質問題的有效措施
水文地質對于地質勘查越來越重要,采取切實有效的方法對水文地質的各種有關參數進行測定對于提高工程施工的安全性。保證建筑的穩定性以及避免人為誘發水文地質災害的發生有著非常重要的作用,應當對其進行正確客觀的評價。為了充分發揮水文地質在工程地質勘察中的積極作用就要做好水文地質勘察工作,那么,面對以上水文地質問題,我們該采取哪些措施去有效防治呢?
1)詳細的水文地質評價內容。巖土工程勘察報告是展示工程地質勘察的最終成果的主要方式,建筑工程地基基礎設計及施工都是以巖土工程勘察報告為主要科學依據的。全面可靠的報告內容能夠保證后期工程設計施工的安全性,報告內容的錯誤會造成非常嚴重的后果,一點點的差錯就會引發不可想象的后果,因此要求技術人員必須要有耐心與責任心。在水文地質評價的報告中除了要將下水類型,含水層的埋深以及具體的分布狀況、巖土類型、巖土厚度,靜止水位、涌水量、地下水流向以及水力坡度內容包括在內以外,還應該包括各個含水層間的水力聯系以及含水層與地表水體間的水力聯系;地下水的補給和排泄情況等
2)調查準確的工程地質條件。應該將地形地貌、水文地質、巖土的物理力學性質,地質現象等條件作為工程地質勘察中的工程地質條件。在調查這些工程地質條件時,要做到準確詳細。為確保建筑的安全防護措施提供相關科學準確的依據。為了預測工程地質作用會帶來什么樣的影響應當給出正確的客觀的評價,應當查明工程地質條件并結合項目的具體特點,確保對建筑實施具有科學準確性的安全措施。
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關鍵詞:巖土工程勘察措施手段
引言
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。只有這樣,巖土工程勘察才能提高勘察成果質量,才能有較大的市場。
一、巖土工程勘察的方法
1.1工程地質測繪。工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質是運用地質、工程地質理論,對地面的地質現象進行觀察和描述,分析其性質和規律,并藉以推斷地下地質情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據。在地形地貌和地質條件較復雜的場地,必須進行工程地質測繪但對地形平坦、地質條件簡單且較狹小的場地,則可采用調查代替工程地質繪。工程地質測繪是認識場地工程地質條件最經濟、最有效的方法,高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況,起到有效地指導其他勘察方法的作用。
1.2勘探與取樣??碧焦ぷ靼ㄎ锾健@探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監測。應根據勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段,它的優點是較之鉆探和坑探輕便、經濟而迅速,能夠及時解決工程地質測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質情況,所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是,物探成果判釋往往具多解性,方法的使用又受地形條件等的限制,其成果需用勘探工程來驗證。鉆探和坑探也稱勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地質情況,在巖土工程勘察中是必不可少的。其中鉆探工作使用最為廣泛,可根據地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質情況時,可采用坑探方法??犹焦こ痰念愋洼^多,應根據勘察要求選用??碧焦こ桃话愣夹枰獎佑脵C械和動力設備,耗費人力、物力較多,有些勘探工程施工周期又較長,而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時應具有經濟觀點,布置勘探工程需要以工程地質測繪和物探成果為依據,切避盲目性和隨意性。
1.3原位測試與室內試驗。原位測試與室內試驗的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數,包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優點是試樣不脫離原來的環境,基本上在原位應力條件下進行試驗所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結構對巖土性質的影響,代表性好。試驗周期較短,效率高尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質。缺點是試驗時的應力路徑難以控制、邊界條件也較復雜有些試驗耗費人力、物力較多,不可能大量進行。室內試驗的優點是試驗條件比較容易控制邊界條件明確,應力應變條件可以控制等入可以大量取樣。
1.4現場檢驗與監側。現場檢驗與監測的主要目的在于保證工程質量和安全,提高工程效益?,F場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監理和質量控制?,F場監朋則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中的結構物監測和對環境影響的監測等方面。檢驗與監測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術參數,井以此為依據及時修正設計,使之在技術和經濟方面優化。
二、巖土工程勘察常見的問題
2.1勘察質量不高。目前許多勘察單位已實行企業化,由原來的行政撥款改為自負盈虧,勘察任務也由原來的上級下達改為單位自找。于是,有的勘察單位為了眼前利益,放松了對勘察質量的管理,造成勘察成果質量下降。主要表現有:第一,由于勘察工作量不足,為了能爭取任務,只好壓低預算價,但又要利潤,就減少工作量,該做的項目不做或者少做;其次,是鉆探、測試及取樣不符合規范要求,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,如薄的軟弱透鏡體,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。更有甚的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。
2.2勘察綱要編制不完整。部分單位勘察綱要內容不完整,甚至未經審核審定就施工。也沒有勘探點平面布置圖。個別單位甚至無勘察綱要。責任人簽名或儀器編號填寫不全。如室內土工試驗、野外施工記錄、靜探試驗記錄缺責任者簽名及試驗日期,缺乏可追溯性,部分漏簽、部分自動記錄靜探數據無責任人簽名。不少單位對勘察原始資料的校審未真正落到實處少數單位原始資料歸檔制度不完善,有的原始資料缺失。
2.3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?;娱_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。
三、強化巖土工程勘察的措施
3.1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。
3.2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。
3.3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??辈煸O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。:
3.4采用先進的巖土工程勘察技術在巖土工程勘測中,為了避免勘探點布置的隨意性,可使用克里格法。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。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。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。
參考文獻:
[1]袁明.淺談巖土工程勘察方案的優化設計[J].巖土工程界.2007.(04).
1市政工程勘察的特點
1)勘察項目種類繁多,勘察工作者需具備較強的綜合素質和業務能力。隨著各地城市化進程的不斷加快,市政工程包含的范圍越來越廣,除了傳統的市政道路、橋涵、堤岸、管道和廣場工程外,還出現了地鐵、垃圾填埋或焚燒廠、地下空間開發利用、污水廠、舊橋舊路舊廠區的改造、航空港、工業產業園和河道綜合治理等為適應城市發展而產生的一些新的工程類型。這些市政工程,不僅建筑風格迥異,而且結構和功能也復雜多變,因此勘察工作涉及的項目種類十分繁雜,這就要求相關勘察技術人員必須具有較強的綜合素質以及一定廣度和深度的專業知識,尤其是對項目特性和設計意圖要有充分的了解,并在市政工程勘察規范的基礎上靈活結合建筑、公路、道橋、水利、堤防、垃圾填埋和地鐵等不同行業的勘察規范[1],綜合考慮場地巖土特征、可能出現的不良地質情況以及場地條件等各方面因素,進而制定出滿足規范和設計要求且經濟合理的勘察方案。
2)地區勘察經驗影響勘察效果。我國地域遼闊,巖土類別多且分布范圍廣,同一類巖土常會在不同的地區出現。這些巖土體雖有一定的共性,但由于地質作用過程和成因等差別,不同地區甚至同一城市內不同區域的同類巖土個性上都可能存在很大的不同[2]。而這些個性上的差異,對工程建設的影響十分巨大。市政工程勘察的場地范圍相對于其他工程而言,常常集中在城區及其周邊,因此對同一地區不同區域、類別的巖土個性進行總結,充分積累地區經驗就顯得尤為重要。以巖溶區為例,有些白堊系地層中發育有巖溶,其成因是碎屑巖中存在可溶巖物源區,這類巖溶一般發育不均勻,規模不大,層數少。此外,同為上古生界灰巖,不同地區巖溶發育的程度與巖性的純度、是否夾有不可溶巖、地下水的運移情況及斷層破碎帶發育狀況都有密切的關系。同為淤泥,不同的地區會因為成因、形成時間、分布區域、土的成分、夾層發育和有機質含量情況的不同而在巖土特性方面存在很大的區別。所以,在進行市政工程勘察時需特別注意對以往工程進行總結,只有充分考慮了該地區巖土特性及物理力學性質的差別,才能制定出有針對性的且經濟合理的勘察方案,才能取得較好的勘察效果。
3)協調工作日趨重要。隨著城市開發的日漸深入,市政工程所在場地的地貌也越來越復雜,常常位于道路、山邊坡地、果園、菜地、江河、涌溝、民宅、廠房及綠化帶等場地內,因此勘察工作的進場就牽涉到園林、交通、城管、海事、航道、水利(堤防)、電力、電信、煤氣、地鐵、人防、石油、供水、排水、部隊、用地單位、村委會以至村民等眾多部門或個人。由于市政工程一般工期較緊,勘察時往往未完成征地工作,勘察單位進場作業時不僅需要申請報批,而且常常需要多方聯系談判。這也決定了市政工程勘察是一項系統性比較強的復雜的組織工作,必須進行大量的協調工作,包括與業主、設計和政府等各管理部門的溝通協調,以及作業過程中與城市管理部門、土地權屬部門甚至是個人的協調等。這些協調工作是現場工作的重要組成部分,必需有相應的組織架構來保證實施。只有這些協調工作完成后,勘察人員才能進場亮證施工,并設立、公示項目部的投訴電話,對影響市民出入或短時間內造成交通影響的情況進行解釋說明,爭取市民的理解。
4)場地條件通常較為復雜。地下管線是城市基礎設施的重要組成部分。近20多年來,隨著城市現代化建設的迅速發展,市政管網不僅鋪設長度激增,而且已由過去的形式單一發展到了包括給水、排水、電力、電訊、燃氣和工業等多類別與多權屬管理布局的復雜管網系統。按照規定,管線埋設于地下的覆土厚度最小不能小于0.5m,某些管線甚至要求埋深達10m。探查這些管線,如果沒有儀器,僅靠地面標志是非常困難的。而這些管線中,除了近年鋪設的市政、電力和通訊等管線有一定的標志符號外,其他管線大都主要靠檢查井來探查。但在現有城市管網中,除了污水、雨水、通訊和電力等管線具有規律分布的檢查井,探查可以相對準確外,其他給水、熱力和燃氣等管線因檢查井設置距離過長,很難進行詳細探查。同時,在市區道路下的市政管線往往并排敷設多根或重疊多層,甚至存在多種管線共溝敷設現象,其種類識別也存在一定的難度。因此,勘察場地前應事先收集地下管線資料,提前與管線所屬部門協調,并通過人工開挖、地質雷達探測等手段預先對地下管線狀況進行了解,以最大程度地規避鉆穿管線的風險。在市內路面及兩側鉆探時,一般0~5m內需人工開孔,管線密集的地段,常常需多次開孔,甚至可能因多次開孔不得而放棄。這樣,不僅耗時、費力,而且還要支付較多的人力成本。此外,市政工程勘察需特別注意對空中各種高架電纜、通信線路的避讓,并針對不同的電線電壓,保持不同的垂直和水平安全距離。
5)施工現場的作業要求更加嚴格規范。市政工程的勘察工作經常是在車流和人員密集的地區進行,存在一定的安全隱患,因此施工時必須采取措施,預防事故發生。這些措施包括:①路面施工時需設置圍蔽屏障,并設置標示物提醒行人及過往車輛繞行。②鉆探人員應穿反光服,晚間應設標志燈,且操作時注意觀察車輛和行人動態,以確保各方人員的人身及機械安全。③在農田、綠地和苗圃等場地進行施工時,還需鋪設塑料彩條布,以減少鉆探施工造成的環境污染及對綠地的破壞。④鉆探結束后,必須按市政工程施工管理辦法的要求進行余泥、余漿的清運和施工環境的維護。⑤重視鉆探孔、觀測孔和測試孔的回填工作,以防因沒有及時回填而引發事故和災害。
6)注重人類活動對場區地質條件的影響。由于用地緊缺,許多城市的新建建筑物往往是建筑在舊有建筑的基礎上或是建筑在由建筑、生活和工業垃圾所形成的城市雜填土上。城市雜填土的主要特點是無規劃堆積、成分復雜、性質各異、厚薄不均和規律性差,這也導致同一場地土質的壓縮性和強度差異明顯。使用這類土作為地基,建筑物易發生不均勻沉降,因此通常需要進行預先處理。使用這種雜填土做為工程開挖或支護穿越的土層,其成分、硬質物含量及塊徑大小等都會對工程施工造成一定的影響。因此勘察過程中尤其需慎重對待,必要時應增大勘探孔密度,查清其分布范圍及埋深等。此外,在城市改造過程中,有些市政工程的場區位于原化工廠或工礦區等有污染的地段。在該處進行勘察時,必須有針對性地采集地下水樣及土樣,并加強場區地下水及土壤的腐蝕性評價,以切實為設計和施工提供真實有效的依據。
7)即有資料可重復利用。市政工程勘察主要集中在城區及其周邊。經過多年的城市建設,這些地方大多已經積累了大量的巖土工程勘察數據。這些巖土工程信息,至少是第四紀以來在長期的地質歷史過程中形成的固有的巖土工程特征,一般情況下不會發生變化,因此具有十分寶貴的可重復利用價值。但是,既有資料在重復利用時尚需考慮2個方面的因素:①真實性和可靠性。由于種種原因,導致現有的勘察資料質量參差不齊,因此在利用這些數據時,必須通過抽驗或利用其他方法對資料的可靠性和真實性進行判別。②知識產權。在利用既有資料前,必須依據現行的數據產權保護法規及信息服務收費的配套政策與標準合法地獲得該資料的使用授權。
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