岩土工程特点(6篇)
时间:2024-10-20
时间:2024-10-20
关键词:岩土工程;建筑工程;地质勘察;对比分析
Abstract:Nowadays,withtherapiddevelopmentofthenationaleconomy,advancedscienceandtechnologyhavebeenintroduced,China'sdevelopmentandutilizationofvariousresourcesrateisalsorising.Withthenewtechnologyandnewprocess,theemergenceofChinaGeologicalSurveycapabilityandaccuracyofthedoublesecuritytechnologyandmaterial.Atthesametime,thedevelopmentoftheconstructionindustryhasenteredahigherstage.Basedonthegeotechnicalengineeringandbuildingengineeringingeologicalprospectingstagemaincontentandotheraspectsofthebriefcomparison,isintendedtoexplainthemeaningofthetwo.
Keywords:geotechnicalengineering;construction;geologicalsurvey;comparativeanalysis
中图分类号:[TU761.4]文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
岩土工程地质勘查主要针对岩体和土体以及地下水作为勘察对象,通过对岩土的各种特征以及参数的测试,研究不同地区的不同类型的岩土的结构特点、形成过程、地质运动作用等方面。另外,通过对岩石以及土质的判断分析,可以用来寻找矿藏资源等用途。岩土工程地质勘察是一项多用途、综合性的工程技术。
建筑工程地质勘查是工程建设前期的一项工作,是运用地质、工程地质和其他有关学科的知识、技术,对建筑场地和附近的区域进行调查研究,从而为工程建设提供建设依据,保证建筑工程能够顺利的实施,确保建筑工程地基基础的质量,以及环境资源的有效利用而进行的工程施工的重要环节。
1.岩土工程勘察与建筑工程勘察目的与内容对比
岩土工程是土木工程的一个分支,主要运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题。岩土勘察常常研究地质的结构、地应力场环境,各地质时期各地区的风、水和冰川的侵蚀和搬运等作用形式。
岩土工程勘察研究主要方式有:工程地质调查和测绘、勘探和取土测试、原位测试、室内试验、现场检验和检测,并根据以上几种方法,对建筑工程地质条件进行定性或定量分析,编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
建筑工程地质勘察的任务主要探察工程项目建设地点的地形地貌、地层土壤性质、地质结构和水文条件等性质从而为科学规划、施工建设提供依据。
建筑工程地质勘察的内容以工程测量、水文地质勘察和工程地质勘察为主。工程测量主要为平面测量、高程测量、地形地貌测量等。水文地质勘察主要以水文地质的测绘、地质勘探、钻探、抽水等过程,此过程可以分为初勘和详勘两个阶段。初勘查明水文条件,评价地下水的位置、深度等情况。详勘则进一步勘查,提供工程相应的方案,结合数据设计、选择合理的施工方法。
2.岩土工程勘察与建筑工程勘察特点对比
岩土工程勘察与建筑工程勘察都时对地质结构等因素进行勘察,同时对区域范围内的地质结构进行分析、判断,对该区域内的整个地质特点进行总结。并为该区域的未来的规划提供依据。
但二者也有着截然不同的特点:
岩土工程的特点是针对地质结构的分布研究,研究范围广阔,深度也很大。小范围的勘察不足以得出准确的结论,需要大量的调察研究综合分析。例如岩土工程勘察报告研究我国长江中下游的矿层、云母、重金属等分布特点,也有介绍附件石英砂的变形特性、强度特性等实验结果。
而建筑工程勘察的特点是小范围内的,针对建筑项目工程的规划要求,而进行的具体因素进行的勘察,更多的是为建筑工程施工建设的要求服务,保证建筑的稳定性、功能性等一系列特点,因此具有较强的针对性。
3.岩土工程勘察方法和建筑工程勘察方法
岩土工程的勘察方法试验技术、原位试验技术、现场检测技术、虚拟测试技术等。原位测试技术主要针对地质结构表面的土压力测试、应力场测试等。现场检测技术则是利用勘探设备进行较深层的地质结构研究,其探测的深度可达到几百米。室内试验技术主要是对采集的样本在实验室通过进行试验,对实验数据进行分析而得到地质条件的方法。另外健全规范的勘察市场对达到一定规模的勘察项目进行公开招标。在招标的过程中,不鼓励一味的低价中标,而是注重投标单位的实力,投标方案的完善程度、性价比和可行性;同时,要注意防止恶意压价的行为,可以根据各地区各省市的实际情况,规定有效标书的最低的投标价格不低于现行勘察收费标准的某一个百分比,否则为废标;再就是防止建设单位与勘察单位的不法行为,严查现阶段经常出现的“阴阳合同”、“假合同”等现象。各地政府和建设主管部门一定要加大勘察市场的管理力度和规范度,对不规范和不法行为进行严肃的处理。虚拟测试技术是采用先进的光电设备、磁声设备等等仪器对区域地质进行测试,随着测试技术的不断提高,越来越多的传统测试方法将会被高科技的设备所取代,现代测试技术中,虚拟测试技术在岩土测试技术中也得到了广泛的应用。
建筑工程地质勘查是针对建筑工程规划建设而进行的勘察,因此建筑工程地质勘查的方法也更加的具体。其主要方法有工程地质测绘、工程地质勘探、工程地质的试验、工程地质的长期观测等,其中工程地质勘探又包括物探、钻探、和坑探等。建筑工程地质勘察重点勘查地质结构形式以及地下水的相关参数。例如地下水位高度、深度等因素。同时针对相关的数据进行分析,分析的重点也是在地质结构和地下水位可能对规划、对建筑产生的影响,应如何的解决,以及在施工过程中的影响等。
4.总结
岩土工程地质勘察是与资源开发、工程建设紧密结合的工作,主要应用岩土工程的技术和方法对地域内的岩土情况进行勘察。目的主要是确定该区域的地质结构、岩土的性质、特点、应力趋势等,同时根据岩土勘察的情况,对自然资源的开发利用形成详细的说明。因此,岩土工程地质勘察则更注重宏观的地质勘探,以及未来相当长的一段时间内该区域的变化趋势等。
建筑工程地质勘察则更针对于建筑工程本身,通过对规划建筑的现场实地勘察而了解到相关地形地貌、地质结构特点、建筑对地质结构的影响等一系列的参数,从而对建筑本身的稳定性分析、施工方案的确定等有一个全面综合的确定。
参考文献:
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[4].钟文桂.建筑岩土工程地质勘查的分析与评价[J].广东建材,2009(7),32-33
[关键词]岩土工程勘查技术发展趋势
[中图分类号]P624[文献码]B[文章编号]1000-405X(2015)-2-192-1
1岩土工程勘察取得的特点
回顾我国推行岩土工程的十多年来,已经取得的巨大进展表现在以下几方面:
(1)我国已经能够解决技术要求高、地质条件复杂的岩土工程问题。相应的规范、规程的编制,标志着我国这方面已经积累的经验达到的水平。
(2)勘察工作已从单一的钻探、取样、试验、提报告模式发展为多种测试手段、综合评价的模式。多功能静力触探、超重型动力触探、预钻式和自钻式旁压试验、螺旋板载荷试验、孔隙水压力测试、波速试验等新技术的迅猛发展,大大提高了地基评价的水平。室内土工试验中高压固结试验和三轴压缩(剪切)试验的普遍应用,使土力学理论更进一步应用到勘察生产实践中。另外,土的动力性质的试验也日益增多;桩的动力测试已经列入有关规范、规程和手册中;表面波速法也开始在工程中得到应用;岩土测试的重要性已经越来越显示出来。
(3)勘察与设计、施工密切结合,初步形成了从勘察到设计、施工、监测,贯穿各个阶段的认识、实践、改造全过程。
(4)地基处理技术水平的大幅度提高。十多年来为了满足工程建设的需要,引进、发展了多种地基处理技术,积累了相当丰富的经验。对第四纪松散地层、湿陷性黄土、膨胀土、软土、填土、饱和松散粉细砂等各种不良地基,开发和应用了许多新的地基处理技术,已成为岩土工程中一项重要内容。
工程勘察体制发生了根本性的转变后,勘察结果形成的文件要包括以下重要的技术内容:
(1)场地稳定性的评价,对建筑场地拟建的建筑作出适宜性的技术论证;(2)为工程设计提供场地各岩土分层、地下水的埋藏条件及其对工程的影响,以及岩土体工程设计参数;(3)对工程施工过程中可能出现的各种岩土工程问题(如开挖、降水、沉桩等)作出预测,并提出相应的防治措施和合理施工方法的建议;(4)对拟建场地作出岩土工程评价。对岩土加固(基坑支护)与改良方案或其他人工地基设计方案进行论证和提出建议,并根据设计图纸在岩土工程施工中监控施工质量;(5)预测由于场地及临近自然环境的变化对建设场地环境和临近建筑物可能产生的变化及其对工程建造的影响;(6)为已有工程的安全性进行预测性的评定,对拟建工程可能会造成已有工程的不良影响和事故调查分析提供依据;(7)指导岩土工程在建筑物运营、使用过程中的长期观测如建筑物的沉降和变形观测等工作。
显而易见,新的岩土勘察体制下形成的文件――岩土工程勘察报告对设计、施工都是极其重要的技术保障文件,它服务于工程建设的全过程。是重要的建设工程程序性文件。但是在新的工程勘察体制创建后的相当长时期内,岩土工程勘察报告在设计和施工企业中未受到应有的重视,特别是在施工企业中不重视运用岩土工程地质勘察报告指导施工的现象显得尤为严重。
岩土工程勘察热点:
当前,特殊条件下的岩土工程评价仍然是岩土勘察工程中最普遍最大的热点。特殊条件指的是:
(1)特殊土。包括湿陷性黄土、软土、膨胀土、盐渍土等。在特殊土地基上进行工程建设时,必须充分考虑到它们所具有的特殊物理力学化学性质。
(2)特殊工程地质条件。包括岩溶、斜坡与滑坡、泥石流、采空区、地面沉降、地震效应等。其中强震区的砂土液化、断裂、震陷等问题是岩土工程勘察中经常遇见的。
(3)特殊工程。包括高层建筑、动力机器基础、地下工程、水上工程、核电站、道路桥梁、机场跑到、水坝、尾矿坝等。大型建筑地基勘察与评价仍是当前最热门的话题,对可能产生不均匀沉降的预测及对策以及地震效应的抗震设计参数等问题
2岩土工程勘察技术及优化
针对上述岩土工程勘察工作中存在的主要技术问题,可以考虑从以下几个方面着手:
2.1明确勘察目的及勘察方法的综合应用
依据岩土工程特性分析的目的,就是明确勘察目的,以指导勘察技术工作方向。目前我国岩土工程勘察的方法或技术手段很多,主要有以下几种:(1)工程地质测绘。(2)勘探与取样。(3)原位测试与室内试验。(4)现场检验与监测。
勘察工作可以根据各种勘察方法的优点综合使用。比如,若勘探深度不大,且地下水位埋深较大时,应首选探井法;对于需划分岩土分区界线的勘探点位,探槽法是应考虑的。触探法方便快捷,很快就能够知道地基土层的承载力或其他指标。
2.2注重新技术的运用
加强室内、外测试新技术(如多功能静力触探头、标准贯入试验、波速测试、静载荷试验等)和施工检测、监测技术的使用,通过其所获得的数据和资料,经过分析、对比,建立它们之间的经验关系,并通过工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据,确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性,并达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数(如粗颗粒土、花岗岩残积土、风化岩的承载力、变形指标)等问题。此外,还可以利用土工离心模拟技术检查工程安全的可靠性;验证堤坝、边坡的变形和稳定性;解决建筑物浅基础的地基变形特征、破坏模式及极限承载力,桩基础的承载力和施工工艺对桩基础承载力及变形的影响:解决挡土结构的变形及破坏机理,土体与结构物之间的相互作用;了解动力工程、砂土液化、单桩和群桩在水平动荷载作用下的性状。
3岩土工程勘察技术的发展趋势
随着计算机的迅速发展及高新科技的不断发展,岩土工程勘察技术未来的发展方向是全面走向数字化,岩土工程数字化勘察技术是指运用现代的数据库技术、网络通信技术、测绘技术、计算机技术及CAD技术,通过计算机软件将有关的信息进行集成,从而使勘察技术从传统的手工采集箱现代数字化技术转化,使整个岩土工程勘察技术的数据采集信息化、硬件系统网络化、资料处理的数字化及图文处理的自动化,并且数字化勘察技术对于勘察结果的反应更直观明确。相对于传统的岩土工程勘察技术浩瀚的岩土信息来说,数字化勘察技术有着明显的优点所在。
参考文献
【关键词】武汉地铁;地貌单元;测试试验;勘察特点
0引言
武汉是我国内陆腹地重镇,“中部崛起”战略给武汉市的发展建设带来极大的机会,武汉市轨道交通二号线一期工程是武汉市轨道交通网规划建设中最重要的交通干线,全线长约27km,全部为地下线,近于南北转东西走向,连接武汉市最繁华的地带,北起常青花园北端的金银潭站,跨过张公堤,途经汉口火车站、青年路、解放大道、江汉路,在武汉关下穿长江至武昌积玉桥,沿和平大道、中山路、穿小龟山到洪山广场、中南路,沿武珞路、杨家湾到光谷广场。
武汉市轨道交通二号线一期工程岩土工程勘察工作正在紧张进行,根据现场踏勘表明,沿线交通干道纵横交错,地面交通流量大,高层建筑鳞次栉比,古建筑及需要保护的文物建筑众多,地下管线错综复杂,沿江一带水利、堤防及码头设施生产和施工建设繁忙,给岩土工程勘察施工带来了极大的困难,由于本工程贯穿长江南北,第四系地层分布复杂,具有多种地貌单元,地质构造条件、地层岩性组合、土体成因类型、水文地质条件等均有明显差异,使本次地铁勘察比一般的工业与民用建筑勘察更复杂。
1沿线工程地质特点
1.1区域地质构造特点
武汉市区内经历了大别、扬子、加里东、华里西—印支、燕山—喜马拉雅等多次构造运动,主要有褶皱和断裂两种构造形式,武汉台褶皱束由古生界及早三叠系组成的一系列北西西向或近东西向复式褶皱组成,并伴有与轴线平行或近于的走向断层及北西向、北东向、北北东或近南北向的断层。
地铁勘察要注意靠近长江西岸和中南路的断裂,该部位基岩较深,但钻探表明,断层部位第四系覆盖层没有明显的软弱土体,与地铁相关的地基土和围岩具有较好的工程性质。
1.2地形地貌特点
武汉市区总的地势是东高西低,南高北低,以丘陵与平原相间的波状起伏地形为主,长江两岸第四系地层较厚,南至武昌小龟山则基岩出露,总体属于丘陵—平原地貌类型。
武汉市轨道交通二号线一期工程沿线通过地段可划分为五个地貌单元区①:
Ⅰ长江河床河道区
Ⅱ长江一级阶地区
Ⅲ长江二级阶地区
Ⅳ长江三级阶地区
关键词:岩土工程勘察;重点;难点
1概述
广州市为了满足城市经济和社会快速、持续发展的需要,按照“东进、西联、南拓、北优”的城市发展格局对轨道交通工程进行规划,到2010年广州市将拥有9条城市轨道交通线路,线路总长255km,车站总数164座。大规模的地铁工程建设带来了大规模的岩土工程勘察工作。本文从地铁工程的特点出发,结合广州地区特定的地质条件,探讨广州地铁岩土工程勘察的重点、难点问题。
地铁工程按线路敷设方式可分为地下线、地面线和高架线;按功能可分为车站、区间、车辆段、停车场、变电站、控制中心等;按施工方法可分为盾构法、矿山法、明挖法、盖挖法和沉管法等。地铁线路敷设方式和施工方法的多样性,导致地铁工程基础类型和结构形式的多样性(如桩、连续墙、支撑、锚杆、复合地基等),因此,地铁岩土工程勘察兼有铁路隧道、城市高层建筑、深基坑、水文地质勘察的特点。不同的线路敷设方式、工法和结构形式对岩土工程勘察提出不同的要求和侧重点。
2广州地区工程地质、水文地质条件
广州大地构造处于华南褶皱系中的粤中拗陷构造单元,受加里东、印支、燕山及喜马拉雅等构造旋迴的作用,范围内发育了不同规模的褶皱和断裂,并发育了沉积岩、岩浆岩和变质岩。其中,北东向的广从断裂和东西向的瘦狗岭断裂将广州划分为三个构造区,并控制各区的第四纪沉积及沉积中心的展布。
2.1广从断裂以西构造区
位于北东向的广花凹陷的南西部,主体构造是北东向,由上古生界及其褶皱和伴生的断裂以及二迭系和第三系向斜盆地构成。白云区西部位于本构造区范围。本区第四系地层主要由上更新统和全新统人工填土、冲洪积砂层、冲洪坡积土层和残积层组成,下伏基岩主要为石炭系、二迭系、三迭系和第三系碎屑岩和碳酸盐岩,岩性有灰岩、泥灰岩、炭质灰岩、炭质泥岩或页岩、砂岩、泥岩、砾岩、灰质砾岩等。本构造区内不良地质作用主要有岩溶、煤矿采空区、断裂和风化深槽。
2.2广从断裂以东、瘦狗岭断裂以北构造区
位于增城凸起的西部,白云区东部、萝岗区主要位于该构造范围。本区第四系主要由上更新统和全新统人工填土、冲洪积土层、冲洪积砂层、河湖相沉积土层和残积层组成,下伏基岩主要为燕山期侵入岩。本构造区内不良地质和特殊性土主要有花岗岩风化残积土、球状风化、风化深槽、砂土液化等。
2.3广从断裂以东、瘦狗岭断裂以南的构造区
位于三水断陷盆地东部,是由中生界白垩系构成的东西向比较宽阔的褶皱和燕山晚期及喜马拉雅期形成的一系列北西向断层构成的继承性构造。越秀、荔湾、天河、芳村、海珠、黄埔及番禺等大部分位于该构造区范围。第四系主要由全新统和上更新统人工填土、海陆交互相沉积层、冲洪坡积层和残积层组成,下伏基岩为白垩系沉积岩和震旦系变质岩。本构造区内地铁工程面临的典型不良地质作用主要有砂土液化、软土、白垩系残积层和风化带遇水软化等。
广州市地处珠江三角洲,河流纵横,地下水丰富,埋深较浅。地下水按赋存方式可分为第四系孔隙水、基岩风化裂隙水及碳酸盐岩岩溶裂隙水。地下水位受季节、潮汐影响明显。第四系孔隙水局部具有承压性,隐伏岩溶中的岩溶裂隙水多具有承压性。另外,广州发育多个褶皱、断裂构造,受构造裂隙和断裂破碎带的影响,水文地质条件复杂。
3地铁工程对岩土工程勘察的要求
地铁岩土工程勘察按阶段分为工可勘察、初勘、详勘及施工勘察,另外必要时可在某阶段补充水文专题勘察、断裂专题勘察、软土专题勘察、物探等。不同勘察阶段有着不同的勘察精度和要求,以详勘为例,广州地铁详勘阶段岩土工程勘察的主要目的和要求归结如下:
(1)在初勘基础上,详细查明场地的工程地质及水文地质条件,对于复杂地段或有特殊要求的地段,进行重点勘察。
(2)详细查明不良地质条件及特殊性岩土的分布特征。
4广州地铁岩土工程勘察的重点和难点
4.1重点
4.1.1勘察应满足结构设计和工法需要
对于明挖法和盖挖法,勘探孔一般布置于结构边线外2m左右,明挖通道、风道等钻孔可沿其中心线布置;结构外侧1倍开挖深度范围宜布置钻孔。岩土工程勘察需查明岩土分层及厚度;查明基岩产状、起伏及坡度情况;查明不良地质;查明地下水类型、水位、水量、补给来源、渗透性、对混凝土及钢结构的腐蚀性;判断管涌、浮托破坏的可能性;判断砂层的液化特征;判断基坑降水的可能性;进行土石可挖性分级;评价环境对基坑开挖施工的承受能力;提供围护结构(桩、墙、土钉、锚杆)及永久性桩基设计所需的岩土参数(如重度、抗剪强度、泊松比、无侧限抗压强度、静止侧压力系数、基床系数、桩基承载力特征值、岩土与锚固体的黏结强度等);提供工程地质纵横断面等。
对于盾构法,勘探孔沿线路两侧交错布置于隧道外3~5m。岩土工程勘察需查明地层构造、层序以及地层中洞穴、透镜体和障碍物分布。对于软土、松散砂层、含漂石、卵石地层、高粉粘粒含量地层、掌子面软硬不均地层及硬岩地层等对盾构机具选择和施工有重大影响的地层,应重点勘察。查明硬岩的节理发育情况和岩体基本质量分级;查明地下水位、渗透系数、腐蚀性,估算掌子面涌水量(作为衡量隧道失稳后破坏后果的一个参考指标);提供力学计算和盾构机、刀具选型所需的岩土物理、力学参数;进行土石可挖性分级并提供工程地质纵横断面。
对于矿山法,勘察孔尽量布置在开挖范围外侧3~5m。岩土工程勘察最首要的任务是进行准确的隧道围岩分级。另外,勘察还应着重查明水文地质条件,估算隧道单位长度(可按1m或10m)的涌水量;查明构造破碎带、含水松散围岩、膨胀性围岩、岩溶、遇水软化崩解围岩以及可能产生岩爆的围岩;进行土石可挖性分级并提供工程地质纵横断面。对于冻结法施工,另需提供地层含水量、地下水流速、开挖范围岩土层温度及热物理指标等。
4.1.2勘察应着重查明不良地质及特殊性岩土
广州地区地质条件复杂,影响地铁工程的不良地质作用较多,如断裂、岩溶(含白垩系红层溶蚀及空洞)、采空区、花岗岩残积层及风化带、球状风化、风化深槽、软土、硬岩等。
断裂带岩体破碎,桩基设计时应尽量绕避,无法绕避时应穿过断裂带;由于断裂带地下水活动复杂,对地下隧道施工威胁较大,勘察阶段应予以查明断裂带的范围、产状、构造破碎情况及富水性。断裂的活动性对地铁工程可能会造成一定程度的影响,必要时应进行断裂专题勘察,为设计考虑是否需对结构进行特殊处理提供资料。
广州地铁二、三、五、六号线均通过岩溶发育区,珠江新城至赤岗塔过江段、如意坊、水荫路等地岩土工程勘察中,还在白垩系红层中揭示到洞穴。岩溶及红层洞穴对地下线、高架线均带来较大的不良影响。对地下线而言,可能造成盾构机跌落事故,明挖或矿山法施工时岩溶承压水可能击穿隔水底板或者揭露到岩溶含水层,造成岩溶水突涌;对高架线来说岩溶及洞穴导致持力层选择困难、桩基施工卡钻、漏浆、造成地面塌陷并影响地面建筑和地下管线安全;桩基及隧道下如有隐伏岩溶,受加载影响有可能导致结构下沉;岩溶(尤其是土洞)的发展对地铁的运营也带来不利影响,如土洞发展有可能造成结构沉降,影响地铁工程及环境安全。岩土工程勘察应力求查明溶洞和土洞的分布及水文地质条件。由于钻探具有一孔之鉴的局限性,以及岩溶发育的局部无规律性,必要时钻探应结合物探方法进行综合探查。
采空区对地铁工程的不利影响主要表现在采空区垮塌引起地面塌陷和开裂,以及采空区上部岩体产生破坏和变形,引起地铁隧道下沉和断裂。广州北郊(三元里至嘉禾)二迭系地层中含煤,该煤层自清代开始开采至今已形成大片采空区和错综复杂的采煤巷道,由于采空区的平面位置及空间状况对北部线路在线路敷设方案及工法选择上有着极大的影响,应通过调查、勘察等手段查明采空区的范围和深度,分析煤矿采空区对地铁线路的影响程度,为北部线路的设计和施工提供依据。
硬岩对盾构机的选型及工法有重大影响。一般在岩石天然单轴抗压强度高于80MPa时宜选用单刃盘型滚刀,同时结合岩石强度和节理裂隙发育情况设计滚刀间距。盾构机在硬岩地层中掘进时,刀具磨损严重,有时甚至损坏刀具和磨损刀盘,掘进效率极低,此时宜选用矿山法(钻爆法)施工。由此可见,查明硬岩的分布、强度、石英含量(研磨性)、裂隙发育情况是很有必要的。广州发育有花岗岩、灰岩、石英岩、辉绿岩等硬岩,岩土工程勘察中应着重查明。
花岗岩残积土及全强风化带,石英及粘粒含量均较高,具有遇水软化及崩解特性。采用矿山法时隧道极易失稳跨塌,采用盾构法时易结泥饼、极大地降低掘进效率。花岗岩残积土及全强风化带若夹有球状风化物,由于风化球周围岩体与球状风化岩体本身强度存在较大差距,易造成刀具损坏,甚至会导致刀盘变形乃至使整个盾构机瘫痪。岩土工程勘察应详细查明风化带的厚度、分布、球状风化体的规模、抗压强度等,并进行有必要的颗分试验,为盾构机设计和选型、泥浆配制等提供依据。
海陆交互相沉积、海相冲积、陆相冲洪积砂层在广州各区广泛分布。饱和砂土在在急剧变化的周期性地震力作用下可能液化。砂土液化时,土体失去抗剪强度,地基土丧失承载力,从而使地下结构失稳破坏,使地面结构倾斜、开裂、倾倒、下沉等。根据建筑抗震设计规范,晚更新世(Q3)及其以前的砂土、粉土在7、8度时可不进行液化判定,但广州地区的冲洪积粉细砂、中粗砂时代较难划分,为慎重起见,广州地铁岩土工程勘察中,对饱和的冲洪积粉细砂、中粗砂均进行液化判定。
软土强度低,易扰动,易诱发基坑变形和不均匀沉降,岩土工程勘察应进行详细勘察和评价,为基坑支护结构设计、桩基设计和地基处理设计提供依据。当软土分布规模较大,必要时还需进行软土专题勘察。
4.1.3应提供合理的岩土参数和工程措施建议
不同的结构与工法,不同功能的建(构)筑物对岩土工程勘察的要求也不同,这种不同在岩土参数和工程措施建议上也应有所体现。如对于明挖车站,重点岩土参数有地下水位、各岩土密度、抗剪强度指标、侧压力系数、桩端(侧)阻力特征值等;对于盾构法,重要的岩土参数主要是隧道范围内各岩土层天然抗压强度;对于高架结构,重要的岩土参数主要有基岩埋深、桩端(侧)阻力特征值、岩石抗压强度等。岩土工程勘察提供岩土参数和建议时,应有的放矢,结合工法和设计的需要,这样做也使岩土测试抓住重点,避免不必要的工作,节省勘察投入。
4.2难点
4.2.1地铁岩土工程勘察施工受环境制约明显
地铁线路设计要考虑吸收和引导客流,线路多穿过密集的商业区和居民区,地面建筑、交通、地下管线等成为制约勘察施工的明显因素。由于岩土工程勘察可能存在妨碍地面交通、损坏地下管线、造成环境污染等问题,交通、园林等部门对勘察施工审批程序严格,由此可能造成两方面后果,一是部分钻孔无法施工导致影响勘察成果的质量,二是影响勘察工期继而影响地铁设计和施工工期。
4.2.2岩溶等不良地质勘察技术不足或成本过高
广州部分地区岩溶强烈发育,对地铁工程影响重大。岩溶勘察一直是岩土工程界的难题:钻探仅能揭示某点的情况,而且勘察施工易遭遇漏浆、垮塌、埋钻等事故,物探解释结果具有多解性,准确性较高的跨孔CT法成本过高,如车辆段跨孔CT费用过亿。花岗岩全强风化带中的球状风化孤石在地层中的分布无明显规律,勘察中存在类似难题。
5建议
(1)应避免岩土工程勘察引发环境问题。地铁岩土工程勘察多在市区进行,工程勘察可能引发两类环境问题:一是勘察对周边环境造成不良影响,如施工影响交通,泥浆、噪声污染环境,钻探破坏地下管线等;二是勘察施工引起环境改变妨碍地铁后期施工,如终孔后封孔不良导致地下水沿钻孔渗入地下施工作业通道并可能诱发地面变形。这两类环境问题都会造成不良后果,应加以避免。勘察方案设计过程中,在满足设计要求的前提下,勘察孔应绕避对交通、管线等造成不利影响的地段。勘察施工过程中,应完善、严格工作流程,对管线进行探查,在确保安全的情况下继续钻进。钻孔终孔后,做好回填、封孔等工作,以绝后患。
目前,广州地铁岩土工程勘察实行勘察总体管理制度,市区钻探采用全围蔽施工,对钻探用水、泥浆统一处理,开钻前严格执行管线调查、探测程序,终孔对封孔进行旁站验收,在避免勘察引发的环境问题方面起到了较好效果。
(2)应重视综合勘察技术手段的应用与配合。查明岩溶的分布及特征是地铁工程勘察的重点,同时也是难点。“钻探+物探”相结合的综合勘察技术,能够做到点面结合,很大程度上克服了常规钻探的局限性。物探手段多样,不同的方法、不同的仪器揭示精度和成本差异明显,需要结合设计对勘察的要求及地质条件,选择既满足设计要求又经济可行的方法。如有可能,可进行不同的物探方法比较,结合钻探验证不同方法探测效果,在勘察效果和经济成本之间寻求最佳结合。目前,《广州市轨道交通线网岩土工程勘察总体技术要求》中物探方面内容比较欠缺,综合勘察技术方面有待进一步探索和完善。
(3)土工试验项目可更紧密围绕工法进行精简。工可及初勘阶段,为了提供方案、工法比选需要,以及防止工法重大变动,土工试验项目及岩土参数内容宜全面,但详勘及施工阶段,线路和工法趋于稳定。笔者认为,详勘阶段土工试验项目及岩土参数可紧扣工法进行精简、优化,如暗挖法施工中,盾构管片规格已标准化,矿山法隧道设计主要依靠工程类比法,现勘察报告中的许多参数并不被关心。在这种现状下,详勘阶段如果“全面”地进行岩土测试,并“全面”地提供岩土参数,在一定程度上会造成浪费。
(4)应重视既有勘察成果、经验的总结和利用。广州地铁岩土工程勘察工作覆盖了广州各区,至今已积累上万个钻孔资料。这些资料可为本地区其它工程利用,在完善区域地质资料方面也能起到一定的作用。应尽快建立广州地铁岩土工程勘察数据库系统,以方便对既有勘察成果的查询和利用。
参考文献
[关键词]岩土工程测试检测技术内容应用
[中图分类号]N945[文献码]B[文章编号]1000-405X(2014)-1-110-2
1岩土工程施工的特点
1.1岩土工程的操作的区域性特点
所谓的区域性,也就说岩土工程中应用的测试技术会因为工程施工的区域不同而产生不同的应用效果。鉴于不同地区的自然条件都不尽相同,工程中的岩土性质也会有很大的差异,由于土质的理化参数的不同也就给岩土工程的测试技术提出了更高的要求。测试技术的相关指标要求也会更加严格,同时在对于土质中的抗剪切强度评估、工程采取的工艺条件、具体施工设计参数等也都会有一定的差异和不同,需要特别注意。
1.2岩土工程施工的隐蔽性特点
岩土工程中诸如:对于地基的处理工作、桩基设计和施工以及地下防护措施等工程施工都属于隐蔽性工程的范畴。这些施工都是在相对隐蔽的情况下进行的,即使日后发现问题也比较难处理,相对也比较难发现问题的本质。所以这类岩土工程中的隐蔽性施工过程最好采用一系列的连续跟踪检测技术,从而实现全程的监护,确保不会因为岩土处理和测试过程不严谨而出现的质量方面的问题
1.3岩土工程测试的不确定性特点
所谓的岩土工程测试的不确定性主要是指:因为我国地域辽阔,不是所有岩土工程测试的勘察分析报告中都会体现出所有岩土测试的结果,并且我们还要考虑到某些岩土的性质可能会随着环境和气候的变化而改变某方面的特性的情况;施工过程中对于岩土环境的改变是否会造成岩土相关特性的改变;对于这种无法避免的情况,我们首先要做好对于原土的测试工作,然后在施工过程中在进行现场相关信息的采集和分析,从结果中得出相关指导性的建议。
2岩土工程测试中存在的问题
(1)检测手段单一性。工程中岩土的检测和测试是获取实际工程施工环境下地基组成土质相关科学参数的重要手段之一。由于我国岩土工程项目繁多,对于不同的岩土工程同样的测试技术可能会有不同的适应性,这就要求施工测试单位结合工程的复杂程度、综合自然环境和气候等因素,充分进行相关检测技术的对比测试,从而得出合理的测试手段,完成对岩土工程参数的科学检测。
(2)测试人员的专业水平有限。在岩土测试方面的相关工作人员,对于检测技术的掌握程度不够熟练,缺乏相关理论知识的基础。实际的岩土测试需要较高的技术专业性,良好的工作责任心和严谨的工作态度,鉴于人才方面的原因,能满足这些条件的人才只有屈指可数的几个人,有些甚至会用民工来进行岩土工程的测试工作,其结果准确度可想而知。
(3)相关检测规章制度不完善。相关工程岩土测试管理制度不完善是限制岩土测试技术的发展及岩土工程测试严谨性的关键所在。相关技术人员对于制定的规范熟视无睹,仅仅凭个人经验就盲目对岩土工程进行测试,没有计划的指导往往也会导致测试工作中相关重要参数的遗漏;同时,工程单位也是一味追求高利润,不按规定进行的操作屡见不鲜。
3针对岩土工程测试与检测技术的内容及其应用
3.1岩土工程测试中的附加质量法测试技术的内容及应用
3.1.1附加质量法的理论原理
所谓的附加质量法检测技术是以振动理论结合现代科学电子技术为基本构成一系列检测方法。具体结构形式和理论基础见右图:
3.1.2附加质量法的特点及应用
由于附加质量法检测技术具有检测速度快、结果分析效率高、且检测过程只需要在粗粒料填筑的表面进行测试,故这种检测技术广泛应用于对填筑层中无损检测的岩土工程测试中。也是就目前情况而言,具有较高技术水平的无损检测技术。
3.2岩土工程测试中声波测试技术的内容及应用
岩土工程测试中的声波测试技术因为具有测试速度快、分辨能力高、检测过程完全无损的优点,为广大技术人员所采用。其测试原理和内容具体如下:
3.2.1工程岩土参数的(弹性系数及性能等)评估
依据波速和弹性性能参数的关系,可以利用下面的公式进行波速的测试以及对弹性参数的确定:
式中的Ed和μd分别代表岩土体的动弹性模量和动泊松比;Vp、Vs则分别代表岩土体实际的纵、横波速;ρ表示为岩土体的密度。
通常情况下,对于采用这种检测技术的工程而言,声波传播速度越快则表明工程的岩体密度越大、硬度越强、相关风化程度较低;而声波传递速度较慢的情况则与此相反,岩土组成松软、稀疏、存在裂缝以及风化程度较高的情况。所以,可以利用声波进行对岩土工程的相关情况进行测试。
4岩土工程测试与检测技术的应用
4.1检测技术对围岩松动层相关参数的测试和确定
因为在岩土工程具体的施工过程中,对于岩体的开挖会扰动岩体围岩的最初始应力分布形式,导致相关应力的释放,会使岩土层的表面出现一个松弛且会向其中一个方向汇集的层带状分布形式,也就是我们常讲的松散层或松动圈。松散层的薄厚程度会直接影响到岩土层的稳定性,因此,必须对其进行定量的测定。采用波速测试的方法就可以很好的解决这种问题。声波测试松动层的具体内容主要是基于岩体层状结构的力学特性、声波在岩层中传播的规律和岩层裂缝不同传播的声波的分布特征三方面情况进行综合评价得出的结果。
4.2岩土工程中对于岩体注浆加固的综合评价
通常情况下,在岩土工程中都会采取对岩体进行不同程度的灌浆、填充等处理,从而提高岩体的弹性参数模量;减少岩体渗透率,提高岩体的防水性能和岩体的整体稳定性能。具体的相关的参数以及测量可以通过附加质量以及声波测试的检测技术进行实现。
4.3对于岩土工程测试实现无损检测
伴随着岩土工程形式的不断多样化,对于检测技术的要求也是越来越高,尤其近年来,无损检测技术的应用得到了广大技术人员的青睐。以上介绍的两种测试方法由于都是能够通过岩土表面就能进行的检测技术,故对于岩土工程建设中相关封闭结构的检测以及钢筋混凝土工程中的检测可以实现快速且不损坏岩土工程结构的测试。
5结语
综上所述,岩土工程测试过程中我们会遇到各种各样的问题,在保证工程质量的前提下,如何有效的避免或者解决问题,是需要我们不断进行深入研究的课题。同时,在岩土工程中运用的相关的先进的检测技术也可以有效解决部分问题,但是,在不同的岩土工程中,我们还是要综合工程实际岩土情况,进行准确的评价后,选择适宜的检测方法最终确定岩土的相关特性,为后面工程施工的设计和开展提供良好的支持和参考。
参考文献
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[3]贾素勤,王仙伟,郭哲峰.岩土工程施工技术探讨[J];科技向导,2011(30):234-271.
关键词:岩土工程;建筑工程;勘查对比
中图分类号:TB21文献标识码:A文章编号:
Abstract:withtherapiddevelopmentoftheeconomyhasbeentothecountryofthedevelopmentandutilizationoftheresourcesisalsoinconstantdeepening,allkindsofscienceandtechnologyequipmentconstantlyupdate,appear,alsotostrengthenthegeologicalsurveyfortheabilityandtheaccuratedegreeprovidesstrongtechnologyandmaterialguarantee.Atthesametime,thevariousbuildingcontinuousplanningandconstruction,thegeologicalsurveyfortheneedofmoreandmorebig,alsoforgeologyexplorationwithgreatresearchneedsandresearchconditions,topromotethedevelopmentofthegeologicalsurvey.Thisarticleinviewofthegeotechnicalengineeringexplorationandbuildingengineeringgeologicalcharacteristics,contents,methodsandcomparedthis,thedetailsoftherelationshipandthedifference,objectivethroughthenarrativetoillustratetheroleofbothandrealisticsignificance.
Keywords:geotechnicalengineering;Buildingengineering;Explorationcontrast
岩土工程地质勘查主要针对岩体和土体以及地下水作为勘察对象,通过对岩土的各种特征以及参数的测试,研究不同地区的不同类型的岩土的结构特点、形成过程、地质运动作用等方面。另外,通过对岩石以及土质的判断分析,可以用来寻找矿藏资源等用途。岩土工程地质勘察是一项多用途、综合性的工程技术。
建筑工程地质勘查是工程建设前期的一项工作,是运用地质、工程地质和其他有关学科的知识、技术,对建筑场地和附近的区域进行调查研究,从而为工程建设提供建设依据,保证建筑工程能够顺利的实施,确保建筑工程地基基础的质量,以及环境资源的有效利用而进行的工程施工的重要环节。
1.岩土工程勘察与建筑工程勘察目的与内容对比
岩土工程是土木工程的一个分支,主要运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题。岩土勘察常常研究地质的结构、地应力场环境,各地质时期各地区的风、水和冰川的侵蚀和搬运等作用形式。
岩土工程勘察研究主要方式有:工程地质调查和测绘、勘探和取土测试、原位测试、室内试验、现场检验和检测,并根据以上几种方法,对建筑工程地质条件进行定性或定量分析,编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
建筑工程地质勘察的任务主要探察工程项目建设地点的地形地貌、地层土壤性质、地质结构和水文条件等性质从而为科学规划、施工建设提供依据。
建筑工程地质勘察的内容以工程测量、水文地质勘察和工程地质勘察为主。工程测量主要为平面测量、高程测量、地形地貌测量等。水文地质勘察主要以水文地质的测绘、地质勘探、钻探、抽水等过程,此过程可以分为初勘和详勘两个阶段。初勘查明水文条件,评价地下水的位置、深度等情况。详勘则进一步勘查,提供工程相应的方案,结合数据设计、选择合理的施工方法。
2.岩土工程勘察与建筑工程勘察特点对比
岩土工程勘察与建筑工程勘察都时对地质结构等因素进行勘察,同时对区域范围内的地质结构进行分析、判断,对该区域内的整个地质特点进行总结。并为该区域的未来的规划提供依据。
但二者也有着截然不同的特点:
岩土工程的特点是针对地质结构的分布研究,研究范围广阔,深度也很大。小范围的勘察不足以得出准确的结论,需要大量的调察研究综合分析。例如岩土工程勘察报告研究我国长江中下游的矿层、云母、重金属等分布特点,也有介绍附件石英砂的变形特性、强度特性等实验结果。
而建筑工程勘察的特点是小范围内的,针对建筑项目工程的规划要求,而进行的具体因素进行的勘察,更多的是为建筑工程施工建设的要求服务,保证建筑的稳定性、功能性等一系列特点,因此具有较强的针对性。
3.岩土工程勘察方法和建筑工程勘察方法
岩土工程的勘察方法试验技术、原位试验技术、现场检测技术、虚拟测试技术等。原位测试技术主要针对地质结构表面的土压力测试、应力场测试等。现场检测技术则是利用勘探设备进行较深层的地质结构研究,其探测的深度可达到几百米。室内试验技术主要是对采集的样本在实验室通过进行试验,对实验数据进行分析而得到地质条件的方法。虚拟测试技术是采用先进的光电设备、磁声设备等等仪器对区域地质进行测试,随着测试技术的不断提高,越来越多的传统测试方法将会被高科技的设备所取代,现代测试技术中,虚拟测试技术在岩土测试技术中也得到了广泛的应用。
建筑工程地质勘查是针对建筑工程规划建设而进行的勘察,因此建筑工程地质勘查的方法也更加的具体。其主要方法有工程地质测绘、工程地质勘探、工程地质的试验、工程地质的长期观测等,其中工程地质勘探又包括物探、钻探、和坑探等。建筑工程地质勘察重点勘查地质结构形式以及地下水的相关参数。例如地下水位高度、深度等因素。同时针对相关的数据进行分析,分析的重点也是在地质结构和地下水位可能对规划、对建筑产生的影响,应如何的解决,以及在施工过程中的影响等。
总结
岩土工程地质勘察是与资源开发、工程建设紧密结合的工作,主要应用岩土工程的技术和方法对地域内的岩土情况进行勘察。目的主要是确定该区域的地质结构、岩土的性质、特点、应力趋势等,同时根据岩土勘察的情况,对自然资源的开发利用形成详细的说明。因此,岩土工程地质勘察则更注重宏观的地质勘探,以及未来相当长的一段时间内该区域的变化趋势等。
建筑工程地质勘察则更针对于建筑工程本身,通过对规划建筑的现场实地勘察而了解到相关地形地貌、地质结构特点、建筑对地质结构的影响等一系列的参数,从而对建筑本身的稳定性分析、施工方案的确定等有一个全面综合的确定。
参考文献
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