摘要:岩土工程勘察是服务于工程建设全过程的一项工作,不仅正确规划、设计、施工、使用工程建筑所需的地质资料是由此得到,而且对场地地基岩土体的整治、改造利用也要在勘察报告中得到分析论证。本文通过对岩土工程勘察过程的研究,分析勘察主要内容的要点及易出现的问题,对设计工程基础方案提出合理化的建议。
关键词:岩土工程 勘察 基础方案 建筑场地
1.岩土工程勘察的目的和任务
岩土工程勘察需要通过综合运用各种勘察手段和技术方法来查明建筑场地的工程地质条件,对建筑场地可能出现的岩土工程问题进行分析评价,并进一步评价场地地基的稳定性和适宜性,为工程建设规划、设计、施工和正常使用提供有关参数,对岩土工程施工提出指导性意见,为解决岩土工程问题提出决策性具体建议。
1.1岩土工程勘察的目的
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中指出:岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求,正确反映工程地质条件,查明不良地质作用和地质灾害,精心分析提出资料完整、评价正确的勘察报告。
1.2岩土工程勘察的任务
岩土工程勘察的基本任务,就是按照建筑物或构筑物在不同勘察阶段的要求,为工程的设计、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供地质材料和必要的技术参数,对有关的岩土工程问题作出论证、评价。其具体任务归纳如下:
(1)对场地内建筑总平面布置、岩土体加固处理、各类岩土工程设计、不良地质作用整治等具体方案作出论证及建议。
(2)阐述建筑场地的工程地质条件,评价场地的适宜性和稳定性,指出场地内不良地质作用的发育情况及其对工程建设的影响。
(3)阐述工程范围内地下水活动条件和岩土体的分布、性状,为设计、施工和整治提供所需的地质材料和岩土技术参数。
(4)对工程施工和运行过程中对周围建筑物和地质环境的影响进行预测,并提出保护措施的建议。
2.进行岩土工程勘察的主要内容
2.1对地层岩性的勘察
因为岩土工程地质条件最基本的要素和研究各项地质现象的基础是地层岩性,所以这是岩土工程勘察最主要的研究内容。
岩土工程勘察对地层岩性研究的内容包括:(1)确定地层的时代和填图单位;(2)分析各类岩土层的分布、岩性、岩相及成因类型;(3)分析岩土的工程性质;(4)掌握岩土层的正常层序、接触关系、厚度、及其变化规律等。
另外,对于各类岩土层的研究还应着重分析以下内容:
(1)岩浆岩类:侵入岩的边缘接触面,软弱矿物富集带,风化壳的分布、厚度及分带情况等;喷出岩的喷发间断面,凝灰岩分布及其泥化情况,玄武岩中的柱状节理、气孔等。
(2)沉积岩类:软弱岩层和次生夹泥层的分布、厚度、接触关系和性状等;泥质岩类的泥化和崩解特性;碳酸盐岩及其他可溶岩类的岩溶现象。
(3)变质岩类:片麻岩类的风化,其中软弱变质岩带或夹层以及岩脉的特性;软弱矿物及泥质片岩类、千枚岩、板岩的风化、软化和泥化情况等。
2.2对不良地质现象的勘察
不良地质现象会直接影响建筑物的安全、经济和正常使用,所以必须对不良地质现象进行研究。主要勘察内容包括:对各种不良地质现象的分布、形态、类型、规模和发育程度进行分析,并研究其形成机制和发展演化趋势,预测其对工程建设的影响。
2.3对地质构造的勘察
地质构造不仅控制着水文地质条件、地形地貌和不良地质现象的发育和分布,而且对建设区域的地壳稳定性、建筑场地稳定性和工程岩土体稳定性都有很重要的影响。勘察的主要内容包括:
(1)岩土层各种接触面及各类构造岩的工程特性;
(2)软弱结构面的产状及其性质,包括断层的位置、类型、产状、断距、破碎带宽度及充填胶结情况;
(3)岩层各种构造型式的分布、形态和规模哦;
(4)挽近期构造活动的形迹、特点及与地震活动的关系等。
2.4对地貌的勘察
为了判断岩性、地质构造及新构造运动的性质和规模,了解各种不良地质现象的分布和发展演化历史、合流发育史等,岩土工程勘察过程中必须对地貌进行研究。主要勘察内容有:
(1)进行地貌单元划分,分析地貌单元形成与岩性、地质构造及不良地质现象等的关系;
(2)分析地貌形态的特征、分布及成因;
(3)对各种地貌形态和地貌单元的发展演化历史进行分析研究。
2.5对水文地质的勘察
勘察应结合地质构造、地层岩性和地下水露头的分布、类型水量、水质等内容,勘察测区内地下水的类型、分布情况和埋藏条件等。另外,地下水与地表水之间的补、排关系;地下水的补给、径流、排泄条件及动态变化等也是勘察的重点,要在此基础上对水文地质对岩土工程实践的影响进行细化分析。
2.6对已有建筑物的勘察
在同一地质环境内,对于拟建的建筑物来说,已经兴建的建筑物应该被看做是一项重要的原型试验,从这里得到的数据及理论材料都是极有价值的。
2.7人类活动对场地稳定性的影响
影响建筑场地稳定性的因素,还包括测区内或测区附近人类的某些工程,或者说是经济活动。应该重点调查地下采空、大挖大填、抽(排)水、人工洞穴和水库蓄水引起的地面沉降、地表塌陷、渠道渗漏引起的斜坡失稳等现象,因为这些会严重影响场地的稳定。
3.岩土工程勘察对基础方案合理化的建议
针对岩土勘察过程的主要内容和易发现、常出现的问题,对基础方案作出以下建议:
3.1基于不同地层岩性的工程方案的建议
滑坡主要发生在易亲水软化的地层中和一些软岩中,例如黏质土、黄土、黄土类土、风化岩、山坡堆积以及遇水易膨胀和软化的土层。如果岩层组成是“易滑地层”,如砂泥岩互层、灰岩与页岩互层、板岩、粘土层、软弱片岩及凝灰岩等,在设计基础方案时就应考虑到该地层的易滑性,要防止其处于顺滑坡的条件下。
3.2基于地质构造及不良地质现象的基础方案建议
对地质构造勘察后,如果工程场地处在一些断层破裂带,尤其是近期强烈活动的断裂带时,要注意防止发生崩塌、滑坡等灾害性事件。这是因为地震会引发其他的地质灾害同时发生,地震会将斜坡岩土体结构破坏,可使粉砂层液化,降低岩土体抗剪强度,地震波在岩土体传递的过程中,会使岩土体承受地震惯性力,滑坡体下滑力增加,滑坡发生率增高。
因此,选择场地时应注意以下几点:
(1)场地或地基要尽可能避开强烈振动效应和地面效应的地段(淤泥土层、饱水粉细砂层、厚填土层以及可能产生不均匀沉降的地基等);
(2)避开不稳定的斜坡或可能会产生斜坡效应的地段(已有滑坡、崩塌分布的地段、陡山坡、河坎旁等);
(3)建筑场地应尽可能避开地下水位埋深过浅的地段;
(4)不宜将存在浅埋大溶洞的岩溶地区作为建筑场地;
(5)建筑场地尽量避免规模较大的滑坡以及滑坡群(黄土滑坡、堆积层滑坡、基岩滑坡等);
(6)避开活动性断裂带和与活断裂有联系的断层,尽可能避免开胶结较差的大断裂破碎带。
3.3基于水文地质的工程方案的建议
地下水对岩土体有着多种作用:对水位以下的岩土体有静水压力的作用;在粉细沙、粉土地层中有潜蚀作用以及水饱合后产生的流砂现象;基坑下部的承压水层造成的基坑突涌等。
3.4基于地貌的工程方案的建议
在山麓地带、平原区、山间盆地以及有松散沉积物覆盖的丘陵区进行岩土勘察时,要着重进行地貌研究。山前地段和山间盆地边缘容易发育洪积扇地貌。在洪积扇地貌区,一般分为三个区段,各区段因地质结构和水文地质条件不同而使得建筑适应性不同。其上部强度高而压缩性小,是房屋建筑和构筑物的良好地基,但因其渗透性强易产生严重渗漏,不宜建水工建筑物;中部因承载力低且压缩性大而不宜作为一般房屋建筑物地基;下部一般地形平缓、地下水埋藏较浅,如果土体形成时代较早,一般可作为房屋建筑的天然地基。
3.5基于已有建筑物的工程方案的建议
要选择不同的地质环境(良好的、不良的)中不同类型、结构的建筑物,调查其有无变形、破坏的标志,分析其原因,以判断建筑物对地质环境的适应性。在不良地质环境或特殊性岩土的建筑场地,应充分调查当地的建筑经验(包括基础方案、建筑结构、地基处理和场地整治等方面的经验),这比用勘探、测试手段所取得的资料更为宝贵。
3.6对设计、施工的建议
勘察报告中关于基础处理形式及施工方案方面的建议相当重要,虽然勘察和设计隶属不同部门,但勘察部门与设计部门的互动要贯穿于整个过程,以充分重视地基处理情况以及合理分析岩土情况。
参考文献:
[1] 戴一鸣.探讨解决岩土工程勘察中存在的技术问题[J].福建建设科技,2005,(1).
[2] 顾宝和,高大钊等.中华人民共和国国家标准,岩土工程勘察规范(GB50021-2001).北京:中国建筑工业出版社,2002.
[3] 黄慧敏.谈岩土工程勘察成果在工程实践中的作用[J].安徽建筑出版社,2005.
[4] 林宗元等.岩土工程勘察设计手册.吉林:辽宁科学技术出版社,1992.
[5]曾添华.浅谈岩土工程中常见问题及改进措施[J].科技信息(学术研究),2007(24):12-24.
关键词:岩土工程 勘察 基础方案 建筑场地
1.岩土工程勘察的目的和任务
岩土工程勘察需要通过综合运用各种勘察手段和技术方法来查明建筑场地的工程地质条件,对建筑场地可能出现的岩土工程问题进行分析评价,并进一步评价场地地基的稳定性和适宜性,为工程建设规划、设计、施工和正常使用提供有关参数,对岩土工程施工提出指导性意见,为解决岩土工程问题提出决策性具体建议。
1.1岩土工程勘察的目的
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中指出:岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求,正确反映工程地质条件,查明不良地质作用和地质灾害,精心分析提出资料完整、评价正确的勘察报告。
1.2岩土工程勘察的任务
岩土工程勘察的基本任务,就是按照建筑物或构筑物在不同勘察阶段的要求,为工程的设计、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供地质材料和必要的技术参数,对有关的岩土工程问题作出论证、评价。其具体任务归纳如下:
(1)对场地内建筑总平面布置、岩土体加固处理、各类岩土工程设计、不良地质作用整治等具体方案作出论证及建议。
(2)阐述建筑场地的工程地质条件,评价场地的适宜性和稳定性,指出场地内不良地质作用的发育情况及其对工程建设的影响。
(3)阐述工程范围内地下水活动条件和岩土体的分布、性状,为设计、施工和整治提供所需的地质材料和岩土技术参数。
(4)对工程施工和运行过程中对周围建筑物和地质环境的影响进行预测,并提出保护措施的建议。
2.进行岩土工程勘察的主要内容
2.1对地层岩性的勘察
因为岩土工程地质条件最基本的要素和研究各项地质现象的基础是地层岩性,所以这是岩土工程勘察最主要的研究内容。
岩土工程勘察对地层岩性研究的内容包括:(1)确定地层的时代和填图单位;(2)分析各类岩土层的分布、岩性、岩相及成因类型;(3)分析岩土的工程性质;(4)掌握岩土层的正常层序、接触关系、厚度、及其变化规律等。
另外,对于各类岩土层的研究还应着重分析以下内容:
(1)岩浆岩类:侵入岩的边缘接触面,软弱矿物富集带,风化壳的分布、厚度及分带情况等;喷出岩的喷发间断面,凝灰岩分布及其泥化情况,玄武岩中的柱状节理、气孔等。
(2)沉积岩类:软弱岩层和次生夹泥层的分布、厚度、接触关系和性状等;泥质岩类的泥化和崩解特性;碳酸盐岩及其他可溶岩类的岩溶现象。
(3)变质岩类:片麻岩类的风化,其中软弱变质岩带或夹层以及岩脉的特性;软弱矿物及泥质片岩类、千枚岩、板岩的风化、软化和泥化情况等。
2.2对不良地质现象的勘察
不良地质现象会直接影响建筑物的安全、经济和正常使用,所以必须对不良地质现象进行研究。主要勘察内容包括:对各种不良地质现象的分布、形态、类型、规模和发育程度进行分析,并研究其形成机制和发展演化趋势,预测其对工程建设的影响。
2.3对地质构造的勘察
地质构造不仅控制着水文地质条件、地形地貌和不良地质现象的发育和分布,而且对建设区域的地壳稳定性、建筑场地稳定性和工程岩土体稳定性都有很重要的影响。勘察的主要内容包括:
(1)岩土层各种接触面及各类构造岩的工程特性;
(2)软弱结构面的产状及其性质,包括断层的位置、类型、产状、断距、破碎带宽度及充填胶结情况;
(3)岩层各种构造型式的分布、形态和规模哦;
(4)挽近期构造活动的形迹、特点及与地震活动的关系等。
2.4对地貌的勘察
为了判断岩性、地质构造及新构造运动的性质和规模,了解各种不良地质现象的分布和发展演化历史、合流发育史等,岩土工程勘察过程中必须对地貌进行研究。主要勘察内容有:
(1)进行地貌单元划分,分析地貌单元形成与岩性、地质构造及不良地质现象等的关系;
(2)分析地貌形态的特征、分布及成因;
(3)对各种地貌形态和地貌单元的发展演化历史进行分析研究。
2.5对水文地质的勘察
勘察应结合地质构造、地层岩性和地下水露头的分布、类型水量、水质等内容,勘察测区内地下水的类型、分布情况和埋藏条件等。另外,地下水与地表水之间的补、排关系;地下水的补给、径流、排泄条件及动态变化等也是勘察的重点,要在此基础上对水文地质对岩土工程实践的影响进行细化分析。
2.6对已有建筑物的勘察
在同一地质环境内,对于拟建的建筑物来说,已经兴建的建筑物应该被看做是一项重要的原型试验,从这里得到的数据及理论材料都是极有价值的。
2.7人类活动对场地稳定性的影响
影响建筑场地稳定性的因素,还包括测区内或测区附近人类的某些工程,或者说是经济活动。应该重点调查地下采空、大挖大填、抽(排)水、人工洞穴和水库蓄水引起的地面沉降、地表塌陷、渠道渗漏引起的斜坡失稳等现象,因为这些会严重影响场地的稳定。
3.岩土工程勘察对基础方案合理化的建议
针对岩土勘察过程的主要内容和易发现、常出现的问题,对基础方案作出以下建议:
3.1基于不同地层岩性的工程方案的建议
滑坡主要发生在易亲水软化的地层中和一些软岩中,例如黏质土、黄土、黄土类土、风化岩、山坡堆积以及遇水易膨胀和软化的土层。如果岩层组成是“易滑地层”,如砂泥岩互层、灰岩与页岩互层、板岩、粘土层、软弱片岩及凝灰岩等,在设计基础方案时就应考虑到该地层的易滑性,要防止其处于顺滑坡的条件下。
3.2基于地质构造及不良地质现象的基础方案建议
对地质构造勘察后,如果工程场地处在一些断层破裂带,尤其是近期强烈活动的断裂带时,要注意防止发生崩塌、滑坡等灾害性事件。这是因为地震会引发其他的地质灾害同时发生,地震会将斜坡岩土体结构破坏,可使粉砂层液化,降低岩土体抗剪强度,地震波在岩土体传递的过程中,会使岩土体承受地震惯性力,滑坡体下滑力增加,滑坡发生率增高。
因此,选择场地时应注意以下几点:
(1)场地或地基要尽可能避开强烈振动效应和地面效应的地段(淤泥土层、饱水粉细砂层、厚填土层以及可能产生不均匀沉降的地基等);
(2)避开不稳定的斜坡或可能会产生斜坡效应的地段(已有滑坡、崩塌分布的地段、陡山坡、河坎旁等);
(3)建筑场地应尽可能避开地下水位埋深过浅的地段;
(4)不宜将存在浅埋大溶洞的岩溶地区作为建筑场地;
(5)建筑场地尽量避免规模较大的滑坡以及滑坡群(黄土滑坡、堆积层滑坡、基岩滑坡等);
(6)避开活动性断裂带和与活断裂有联系的断层,尽可能避免开胶结较差的大断裂破碎带。
3.3基于水文地质的工程方案的建议
地下水对岩土体有着多种作用:对水位以下的岩土体有静水压力的作用;在粉细沙、粉土地层中有潜蚀作用以及水饱合后产生的流砂现象;基坑下部的承压水层造成的基坑突涌等。
3.4基于地貌的工程方案的建议
在山麓地带、平原区、山间盆地以及有松散沉积物覆盖的丘陵区进行岩土勘察时,要着重进行地貌研究。山前地段和山间盆地边缘容易发育洪积扇地貌。在洪积扇地貌区,一般分为三个区段,各区段因地质结构和水文地质条件不同而使得建筑适应性不同。其上部强度高而压缩性小,是房屋建筑和构筑物的良好地基,但因其渗透性强易产生严重渗漏,不宜建水工建筑物;中部因承载力低且压缩性大而不宜作为一般房屋建筑物地基;下部一般地形平缓、地下水埋藏较浅,如果土体形成时代较早,一般可作为房屋建筑的天然地基。
3.5基于已有建筑物的工程方案的建议
要选择不同的地质环境(良好的、不良的)中不同类型、结构的建筑物,调查其有无变形、破坏的标志,分析其原因,以判断建筑物对地质环境的适应性。在不良地质环境或特殊性岩土的建筑场地,应充分调查当地的建筑经验(包括基础方案、建筑结构、地基处理和场地整治等方面的经验),这比用勘探、测试手段所取得的资料更为宝贵。
3.6对设计、施工的建议
勘察报告中关于基础处理形式及施工方案方面的建议相当重要,虽然勘察和设计隶属不同部门,但勘察部门与设计部门的互动要贯穿于整个过程,以充分重视地基处理情况以及合理分析岩土情况。
参考文献:
[1] 戴一鸣.探讨解决岩土工程勘察中存在的技术问题[J].福建建设科技,2005,(1).
[2] 顾宝和,高大钊等.中华人民共和国国家标准,岩土工程勘察规范(GB50021-2001).北京:中国建筑工业出版社,2002.
[3] 黄慧敏.谈岩土工程勘察成果在工程实践中的作用[J].安徽建筑出版社,2005.
[4] 林宗元等.岩土工程勘察设计手册.吉林:辽宁科学技术出版社,1992.
[5]曾添华.浅谈岩土工程中常见问题及改进措施[J].科技信息(学术研究),2007(24):12-24.
