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摘要:巖土工程的勘查工作帶有一定的綜合性特點,屬于地質調查的范疇,主要目的是借助相應的探查測試手段,掌握巖土工程的自然環境、地質情況,為后續的巖土工程項目實施提供可靠的地質材料及技術指導。本文從設計的視角分析巖土工程勘查中存在的關鍵問題,以期為相關工作人員提供有價值的參考。
關鍵詞:巖土工程;設計;工程勘查;問題分析
1從設計視角分析巖土工程勘查中應注意的問題
1.1建筑的抗震級別劃分
我國“建筑抗震設計規則”中指出了巖土工程勘查中,應結合實際情況,對建筑項目劃分有利、不利、危險地段,且給出了詳細的劃分方法。然而,有的工作人員在巖土工程勘查過程中,未嚴格遵循該規范標準,例如:在某個擋土墻加固項目中,建筑高度8.5m,為漿砌片石構造,四周有很多建筑。充分考慮擋土墻可能年代久遠,修繕不足,為了讓工程更加安全,需要采取加固措施。在現場勘查中,未見崩塌、滑坡、等痕跡,但相關報告卻將其劃成“危險地段”。經分析,發現將該擋土墻定為“危險地段”有所不妥,理由在于與我國相關的抗震規范中提出的“危險地段”的概念存在偏差。該區域的抗震設防,其烈度是7度,地震的加速度設為0.1g,同時,經過查閱相關的歷史報告,其中未注明在本地有過大型、破壞性的地震發生,其構造條件也不滿足5級以上地震標準。所以,該擋土墻不可能由于地震,而引發滑坡、崩塌等地質災害,結合現場的陡坎,可劃為“不利地段”。
1.2巖體完整度的判定
在灌注樁的基礎工程中,一般以風化巖石為樁端的持力層,一是要對巖體的堅硬程度進行判斷,二是判斷巖體的完整度。關于巖體的完整度,現階段,需要參考“巖土工程勘查標準”,采取定性的判定方法,通常的結果會存在一定的偏差。可參考“完整性指數”,做定量分析。例如:在某個路橋工程中,主橋建筑規格:長度:190m,寬度:24m,為雙向的四車道構造。橋墩是大直徑的樁基,持力層有兩種巖性,一側為微風化板巖,單軸的抗壓強度極限是56.4MPa,巖體、巖塊的壓縮波,其波速依次為2495m/s、3540m/s;另一側為微風化花崗巖,單軸抗壓的強度是62.2MPa,巖體、巖塊的壓縮波,其波速依次為2730m/s、3315m/s。經過相應的指數計算,微風化板巖為0.496,在“較破碎”范疇內。巖體質量等級基本為IV類。微風化花崗巖為0.677,在“較完整”范疇內;巖體質量等級II類。
1.3確定抗剪強度的參數
在驗算穩定性過程中,一般涉及抗隆起、抗滑移等指標,均與土體的抗剪強度有關。之所有需要對土體穩定性產生的影響進行分析,關鍵在于基底處的軟粘土不同,在快速開挖、卸載時,土體的剪應力會增大,影響了粘性土體的固結。為此,可選擇三軸不固結直剪法。相關規范要求:關于驗算基底處抗隆起的穩定性,可做十字板試驗。例如:對于某個基坑項目,在確定土體壓力系數的時候,c,ψ取值可參考直剪固結快剪等指標。但若土體滲透性能差,則應參考天然快剪、不固結不排水的強度,且ψ角為O。在三軸不排水不固結的試驗中,向四面施予壓力,都不排水,此時壓力一般由孔隙水承擔,故壓力值不會對摩爾圓的直徑造成影響,即ψu=0。若靜止土體壓力系數k0=1-sinψ′,則進行土壓力計算的時候,應參考有效強度ψ′。由于該試驗對人員、設備及技術均提出較高的要求,萬一失誤,易使樣品的回彈松弛,強度測量失真,上交的勘查報告中,飽和粘土試驗的ψ>0。對此,若試樣達不到“不回彈、不擾動”的標準,可在原位壓力作用下固結。可是,自重壓力不可根據每一深度的自重應力固結。目前,在基坑工程的勘查報告給出的抗剪強度,參數不完整,所以,應盡量地控制試驗次數,提升試驗精準度,關鍵在對土層進行取樣時,各層應至少六件。抗剪強度的設定,計算穩定性最好告知三軸不固結不排水的試驗,cuu,ψuu值。
2巖土工程勘查質量提升策略
2.1充分地做好前期準備
(1)有效地把握工程特點、規模、結構、地基種類、四周建筑等內容,對勘查工作的等級加以確定。(2)明確設計目標,不同的建筑,其功能、建筑載荷、巖土參數、結構也不一樣。制定勘查方案時,要充分地整合地質資料,增強方案的針對性、目的性。(3)在勘查現場,應基本掌握工程四周的地質狀況,為勘查活動提供安全的環境。
2.2嚴格控制勘查質量
①做好技術交底工作。由于工作人員的素質、經驗各不相同,在巖土工程勘查中,應充分地結合工程特點,對技術要求、地質條件、安全規范等予以交底,提高勘查的專業性。②增強勘查作業的規范性。在工程勘查期間,工作人員應主動分析、思考,對于復雜的地形、巖土結構,勘查方案與實際必然存在偏差。所以,不可直接采用預先制定的勘查方案,而應學會變通,對勘查方案進行一定的調整、優化,從而達到實際的地質條件。③樣品質量檢驗。在對鉆孔取樣的時候,土樣質量直接影響檢測結果。一般分四個等級。樣品等級不同,實驗擾動性也存在差異,應以地質特點為基準,先判定土樣的受擾動情況,再做試驗。
2.3優化分析報告
對巖土工程的勘查報告進行編制時,應從充分地根據原始資料,進行梳理、檢查、分析,既要考慮工程特點、類型、荷載;又要考慮外界因素的影響。具體需要堅持以下三個原則:即有理、有據、有序。①編寫勘查報告必須有相關的巖土工程理論為指導,確保思路清晰、銜接得當、內容完善。②以數據為支持,應達到相關制度規范的要求,以提升工程安全性、施工質量。③勘查報告必須強調重點,主次分明,適當借用圖表予以說明,增強報告的使用價值。
2.4改進技術設備
隨著科技的不斷進步,使得各類勘查技術、設備日益更新,有利于提升巖土工程勘查的質量、效率。例如:關于鉆探技術,在對鉆進方式進行選擇時,應預先做好現場調研,結合設備本身的性能,對以往的鉆探技術加以彌補。同時,加強設備的智能控制,提升測量結果的精度。此外,應有效地運用鉆探、物探、坑探等勘查技術,提升技術的適用性,縮小外界因素帶來的影響。總之,本文從設計角度對巖土工程勘查中巖體完整度、建筑抗震等級、抗剪強度參數等值得關注的問題做出了分析。相關工作人員在實際展開勘查作業時,應充分地做好準備工作,根據工程實際情況,編制科學的分析報告,加強對每一個勘查環節的控制,有效地利用新的勘查技術,為巖土工程的施工提供安全的環境。
作者:李振生 單位:山東省魯南地質工程勘察院