復(fù)雜巖土條件下巖土工程勘察探討

時(shí)間:2022-08-12 11:14:02

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復(fù)雜巖土條件下巖土工程勘察探討

摘要:巖土工程勘察工作需要綜合應(yīng)用巖土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等的知識,同時(shí)具體勘察期間要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際狀況,合理選用勘察設(shè)備與技術(shù),以提高勘察工作的質(zhì)量與效率。文章結(jié)合鄞州新城區(qū)南部商務(wù)區(qū)三期B地塊項(xiàng)目,采用鉆探取樣、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型動力觸探試驗(yàn)、鉆孔波速試驗(yàn)等方法,分析了復(fù)雜巖土條件下巖土工程勘察工作要點(diǎn),發(fā)現(xiàn)擬建場地區(qū)域有著良好的穩(wěn)定性,擬建構(gòu)筑物可根據(jù)設(shè)計(jì)的荷載大小合理選擇天然地基基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ);此外,基坑圍護(hù)方案宜采用排樁加內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)體系形式,抗浮設(shè)防水位可以取黃海高程2.80m。

關(guān)鍵詞:復(fù)雜巖土條件;巖土工程勘察;工程地質(zhì)

在工程項(xiàng)目建設(shè)期間,如果現(xiàn)場巖體相對堅(jiān)硬、緊密,有著良好的穩(wěn)定性,那么將為施工建設(shè)工作提供一定的便利。但是,對于復(fù)雜多變的特殊地質(zhì)區(qū)域,工程施工前就要全面搜集、整理工程所在地區(qū)的地質(zhì)、水文等資料,并切實(shí)做好巖土工程勘察工作,全面掌握施工現(xiàn)場的土質(zhì)構(gòu)成、土層性質(zhì)、地下水狀況等信息,進(jìn)而為后續(xù)建設(shè)工作提供依據(jù)。

1巖土工程勘察技術(shù)分析

對于復(fù)雜地質(zhì)條件下的勘察工作而言,所選用的巖土工程勘察技術(shù)要具有一定的實(shí)用性、針對性。這樣一來,才能對施工現(xiàn)場的巖土層作出精確的測量與評價(jià),勘察工作得出的相關(guān)參數(shù)也將為施工設(shè)計(jì)方案的編制提供參考。當(dāng)前,巖土工程勘察工作中經(jīng)常用到以下幾種技術(shù)。1.1地質(zhì)測繪技術(shù)勘察過程中,如果需要對工程所在區(qū)域的地形狀況進(jìn)行細(xì)致的分析與調(diào)查,通常會用到地質(zhì)測繪技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用能夠準(zhǔn)確獲取工程所在區(qū)域的地貌特點(diǎn)、地質(zhì)構(gòu)造狀況等信息。尤其在進(jìn)行不良地質(zhì)狀況的深入研究期間,借助地質(zhì)測繪技術(shù)可以準(zhǔn)確獲取復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域的巖土性質(zhì)、地貌狀況、地質(zhì)成因等,進(jìn)而可以為巖土層風(fēng)化程度的判斷提供依據(jù)。1.2巖層鉆探技術(shù)根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際狀況的不同,巖層鉆探期間需要用到各類型號的鉆機(jī)等設(shè)備。一般來說,對于砂土層、黏土層的巖芯取樣工作,巖芯采取率要分別超過75%、90%。通過采樣分析,可以對不同土層的宏觀性質(zhì)與特點(diǎn)作出相應(yīng)的描述。此外,為了解施工現(xiàn)場底層結(jié)構(gòu)的分布狀況,勘察期間還需要對不同深度位置處的底層進(jìn)行采樣。不同地質(zhì)等級下的探點(diǎn)深度要求如表1所示??辈旃ぷ髦锌筛鶕?jù)現(xiàn)場條件對探點(diǎn)深度作出適當(dāng)調(diào)整。1.3原位測試試驗(yàn)在借助靜力觸探試驗(yàn)進(jìn)行勘察工作時(shí),需使用原裝液壓靜力觸探裝置,該裝置能夠?qū)⒉杉降男畔⒓皶r(shí)地傳輸?shù)诫娔X,進(jìn)而完成數(shù)據(jù)的分析、整理。此外,也可利用標(biāo)準(zhǔn)落錘自由落體的方法開展標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。需要注意的是,進(jìn)行該試驗(yàn)之前應(yīng)做好清孔工作,并將錘擊速率控制在20次/min左右。另外,也可采用動力觸探法勘察,該方法的應(yīng)用可以準(zhǔn)確獲取到基巖物理力學(xué)等相關(guān)指標(biāo)。1.4室內(nèi)測試試驗(yàn)通過在室內(nèi)環(huán)境下開展模擬試驗(yàn),可以對工程現(xiàn)場可能存在的巖土問題進(jìn)行有效的模擬。此外,在室內(nèi)環(huán)境下開展有針對性的試驗(yàn),還能對工程現(xiàn)場巖土性質(zhì)與各項(xiàng)指標(biāo)做出一定的判斷。比如,為了了解現(xiàn)場巖土物理指標(biāo),可在室內(nèi)采取壓縮、土層物理性質(zhì)測定等試驗(yàn)。

2案例分析

2.1工程概況。擬建鄞州新城區(qū)南部商務(wù)區(qū)三期B地塊項(xiàng)目位于寧波市鄞州南部商務(wù)區(qū),擬建工程項(xiàng)目總用地面積為38339.00m2,總建筑面積為226535.37m2,其中地上建筑面積為141652.37m2,地下建筑面積為84883.00m2。擬建主要建筑物有B1-1地塊商業(yè)、辦公綜合體1幢,主體為18層,裙房2層,最大高度為80m,±0.00相對于國家1985黃海高程為3.85m;B1-2地塊辦公樓1幢,主體為20層,裙房3層,最大高度為99.85m,±0.00相對于國家1985黃海高程為4.00m;B2地塊4幢建筑物,室外設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高為國家1985黃海高程3.70m;B3地塊商業(yè)、辦公綜合體1幢,主體為19層,裙房3層,最大高度80m,±0.00相對于國家1985黃海高程為3.85m;B4地塊商業(yè)、辦公綜合體1幢,主體為14層,裙房2層,最大高度為80m,±0.00相對于國家1985黃海高程為4.15m;B5地塊商業(yè)、辦公、影視創(chuàng)作中心等綜合體1幢,主樓為21層,副樓為1~3層,最大高度為80m,±0.00相對于國家1985黃海高程為3.80m。擬建工程最大設(shè)計(jì)單柱荷載標(biāo)準(zhǔn)值約8000kN。高層商業(yè)、辦公樓地基變形整體傾斜允許值為0.0025,多層樓房地基變形整體傾斜允許值為0.003。工程設(shè)計(jì)期間,擬使用框架剪力墻結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)形式采用樁基礎(chǔ)。該次勘測2條規(guī)劃配套道路及1座空中連廊橋,道路北起泰康中路,南至天高巷,道路全長分別為184.0m及154.0m,標(biāo)準(zhǔn)斷面寬16.0m,為一般塘渣路基。道路等級屬于城次干道,設(shè)計(jì)車速為40km/h。擬建道路為人工地基基礎(chǔ),位于地下室頂板之上,回填材料采用輕質(zhì)混凝土,原場地土全部清除;管道為架空鋪設(shè),雨水主管采用DN1000~DN1200鋼筋混凝土管??罩羞B廊橋長約10.0m,橋梁寬約4.0m,橋梁結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)梁人行橋。2.2勘察方法。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定,結(jié)合該次勘察工作的目的、任務(wù)及要求,對附近現(xiàn)有工程的地質(zhì)資料進(jìn)行了收集整理,并在此基礎(chǔ)上采用鉆探與取樣、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型動力觸探試驗(yàn)、鉆孔波速試驗(yàn)、室內(nèi)土工試驗(yàn)相結(jié)合的方式進(jìn)行巖土工程勘察工作。(1)鉆探、取樣與封孔。在鉆探過程中,使用的鉆孔取樣設(shè)備是XY-1型百米巖芯鉆機(jī)。具體試驗(yàn)期間,將開孔孔徑控制在150mm,終孔孔徑達(dá)到了110mm,全孔采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)。(2)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)貫入原位測試和野外鉆探同時(shí)進(jìn)行。試驗(yàn)過程中,使用自動落錘的試驗(yàn)方式,對于錘重以及落距、貫入器規(guī)格等方面進(jìn)行嚴(yán)格的控制,并確保滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。具體試驗(yàn)期間,每次貫入量30cm為一測點(diǎn)。試驗(yàn)時(shí)嚴(yán)格確保探桿的垂直性,錘擊過程保持勻速,記錄30cm長度的錘擊數(shù)。(3)重型動力觸探試驗(yàn)。重型動力觸探測試和野外鉆探同時(shí)進(jìn)行。測試時(shí),使觸探頭抵達(dá)巖土層進(jìn)行試驗(yàn),記錄每10cm長度的錘擊數(shù)。(4)鉆孔波速試驗(yàn)。在此次勘察工作中,鉆孔波速測試使用的是單孔檢層法,試驗(yàn)設(shè)備包括振源、井下檢波器、觸發(fā)器、記錄儀。采用地面激振,用鐵錘敲擊在上部壓有重物的木板,木板上安裝觸發(fā)器,井下采用CJ-2000型檢波器,地震波接收系統(tǒng)使用RS-1616K(P)多功能便攜式動測儀。(5)室內(nèi)土工試驗(yàn)。該工程勘探點(diǎn)按建筑物輪廓線、角點(diǎn)及基坑范圍線布置。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)人員調(diào)整、確認(rèn)后實(shí)施。實(shí)際共布置勘探孔101個(gè),其中取土孔34個(gè),原位測試孔(標(biāo)貫+動探孔)33個(gè),一般鉆孔34個(gè)。具體勘探孔類型、孔位及深度等詳見“勘探點(diǎn)平面位置圖”。勘探點(diǎn)放樣依據(jù)業(yè)主提供的平面布置圖(電子版)圖解各勘探點(diǎn)理論坐標(biāo),現(xiàn)場采用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行放樣,實(shí)測各勘探點(diǎn)孔口坐標(biāo)及其孔口高程。此次勘探孔放樣參照的控制點(diǎn)編號及數(shù)據(jù)為A1(X=99079.136,Y=603546.500,H=2.47)、A2(X=98925.478,Y=603442.035,H=3.18)。2.3勘察結(jié)論。(1)通過勘察,發(fā)現(xiàn)擬建場地區(qū)域有著良好的穩(wěn)定性,有利于后續(xù)工程建設(shè)。(2)在詳細(xì)勘察工作中,勘察方案按照現(xiàn)行規(guī)范,勘探孔主要沿?cái)M建構(gòu)筑物的角點(diǎn)、輪廓線和地下室范圍分布,經(jīng)業(yè)主及設(shè)計(jì)人員調(diào)整、確認(rèn)后實(shí)施,滿足規(guī)范、設(shè)計(jì)要求,可供設(shè)計(jì)人員使用。查閱資料發(fā)現(xiàn),擬建場地所屬區(qū)域的抗震設(shè)防烈度達(dá)到了7度,并且在設(shè)計(jì)地震基本加速度值方面,數(shù)值是0.10g,地震設(shè)計(jì)特征周期為0.45s。此外,勘察發(fā)現(xiàn)擬建工程所處區(qū)域的土質(zhì)類型是軟弱土,工程場地的類別屬于Ⅲ類,因而擬建工程地處抗震不利地段,施工設(shè)計(jì)期間應(yīng)予以重視。擬建場地在受到地震作用時(shí),場地巖土地震穩(wěn)定性較好,不會出現(xiàn)滑坡、崩塌、液化以及震陷等地質(zhì)問題。另外,通過此次巖土工程勘察工作發(fā)現(xiàn),擬建工程所處區(qū)域沒有巖溶、土洞以及塌陷等不良地質(zhì)問題。同時(shí),勘察結(jié)果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場土層中沒有河道、溝濱以及防空洞等設(shè)施的分布。因而,現(xiàn)場不存在液化土層,也無須考慮軟土的震陷。(3)在對擬建場地進(jìn)行水文勘察工作時(shí),發(fā)現(xiàn)工程所處區(qū)域的地下水、河水能夠?qū)炷两Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生輕微的腐蝕作用。如果項(xiàng)目施工使用期間鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋等材料長期地浸泡在水中,將對結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。同時(shí),在受到干濕季節(jié)交替變化的作用下,也會對鋼筋等材料產(chǎn)生輕微的腐蝕作用。上述巖土工程勘察工作表明,擬建構(gòu)筑物可根據(jù)設(shè)計(jì)的荷載大小合理選擇天然地基基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ);樁基類型可采用預(yù)應(yīng)力管樁、灌注樁和靜鉆根植樁等方案;通過對擬建構(gòu)筑工程荷載情況以及現(xiàn)場巖土層分布情況做出分析發(fā)現(xiàn),工程建設(shè)期間需要選擇合適的巖土層作為樁端持力層。在基坑圍護(hù)方案設(shè)計(jì)時(shí),可以使用排樁加內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)體系形式,在靠近河道的東側(cè)和南側(cè)做止水帷幕。根據(jù)規(guī)范及條文說明,參考擬建場地周邊已有道路標(biāo)高,對于抗浮設(shè)防水位可取黃海高程2.80m。

3結(jié)束語

復(fù)雜地質(zhì)條件對于工程建設(shè)的安全性、耐久性有著重要的影響,在開展巖土工程勘察工作時(shí),要合理選用勘察方法與技術(shù),進(jìn)而為后續(xù)地基處理等工作提供依據(jù)。

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作者:馬致斌 單位:中化地質(zhì)礦山總局浙江地質(zhì)勘查院