探讨建筑工程地质勘察
来源:用户上传
作者:
摘要：工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作，其任务从总体上来说是为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据，以充分利用有利的自然和地质条件，避开或改造不利的地质因素，保证建筑物的安全和正常使用。本文结合某工程实例，就工程地质勘察有关问题进行了分析阐述，与同行交流讨论。
关键词：建筑工程；地质勘察
工程地质勘察的目的是为调查建筑工程地质的研究并给出工程地质构造、地貌以及水文地质条件等，给出工程地质条件报告，结合建筑物设计和施工特点，给出工程建筑物与地质环境相互作用（即工程地质作用）的预测，并提出准确评价，为建筑物的稳定施工和正常使用提供依据。
1工程地质测绘分析
工程地质测绘是工程地质勘察中一项最重要最基本的勘察方法，也是诸勘察工作中走在前面的一项勘察工作。它是运用地质、工程地质理论对与工程建设有关的各种地质现象进行详细观察和描述，以查明拟定建筑区内工程地质条件的空间分布和各要素之间的内在联系，并按照精度要求将它们如实地反映在一定比例尺的地形设计图上。配合工程地质勘探、试验等所取得的资料编制成工程地质图。
在切割强烈的基岩裸露山区，很好地进行工程地质测绘，就有可能较全面地阐明该区的工程地质条件，得到岩土工程地质性质的形成和空间变化的初步概念，判明物理地质现象和工程地质现象的空间分布、形成条件和发育规律。即使在为第四系覆盖的平原区，工程地质测绘也仍然有着不可忽视的作用，只不过这时的测绘工作重点应放在研究地貌和松软土上。由于工程地质测绘能够在较短时间内查明广大地区的工程地质条件而费资不多，在区域性预测和对比评价中能够发挥重大作用，在其它工作配合下能够顺利地解决建筑区的选择和建筑物的合理配置等问题，所以在工程设计的初期阶段，它往往是工程地质勘察的主要手段。 通过工程地质测绘对地面地质情况有了深入了解、对地下地质情况有了较准确的判断，初步掌握了某些地质规律和需要研究的问题，这就为进行其它类型的勘察工作奠定了基础，使进行这些工作的范围更集中、目的更明确，从而必然会节省勘察工作量、提高勘察工作的效率。
工程地质测绘所需调研的内容有地层岩性、地质构造、地貌及第四纪地质、水文地质条件、天然建筑材料、自然（物理）地质现象及工程地质现象。对所有地质条件的研究，都必须以论证或预测工程活动与地质条件的相互作用或相互制约为目的，紧密结合该项工程活动的特点。当露头不好或这些条件在深部分布不明时，需配合以试坑、探槽、钻孔、平洞、竖井等勘探工作进行必要的揭露。工程地质测绘通常是以一定比例尺的地形图为底图，以仪器测量方法来测制。采用卫星像片、航空像片和陆地摄影像片，通过室内判读调绘成草图，到现场有目的地复查，与进一步的照片判读反复验证，可以测制出更精确的工程地质图。并可提高测绘的精度和效率，减少地面调查的工作量。
2工程地质勘察方法
2.1工程勘察技术中存在主要问题
地质界面的划分，主要根据岩土体和岩石风化程度来进行，分为不良地质体的地质界面以及软弱结构面的判定等。地质的形态，主要由空洞、不明的地下物体和分布的状况、埋藏的位置深度的确定。岩土的参数，主要是些难于取到原状岩土样和难于进行室、内外试验的岩土层即风化岩、残积土和粗颗粒土等。综合能力，主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨别真伪、归纳总结的能力，缺乏建筑、结构设计方面的知识，常造成勘察的目的不明确，所提供的资料不能满足设计的需要。
2.2岩土工程的主要特点
岩石和土区别于混凝土、钢材等人工材料的主要表现在岩石的裂隙性和土的孔隙性的不同特征。一般将岩石和裂隙视为一个整体称为“岩体”， 将裂隙概化为“结构面”。弄清结构面的产状、参数和分布，是岩土工程勘察设计的重难点。土是一种散体材料，存在孔隙。对于饱和土是固、液两相；对于非饱和土，是固、液、气三相。在饱和土中，由于孔隙水压力的增长和消散，不同的加荷速率地基承载力不同。饱和土中的超静水压力可导致挤土效应，使桩被挤断、挤歪和上浮；非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力，基质吸力随着土中含水量的增加而降低，因而不稳定。总而言之，把握好孔隙压力是岩土工程的重要关键。
2.3高层建筑对岩土勘察的要求
高层建筑的特点是荷载大，基础埋深大，且一般基础宽度大，多用筏基、筏基+桩基、桩基。这些特点决定了勘察工作量大，内容广，要求提供的参数杂，岩土工程评价面广且要有深度。加上由于商业用地的紧张造成对地下空间使用需求的日益增长，如利用建筑地下部分作为停车场、商场等，高层建筑的基础埋深有不断加深的趋势，基础埋置深度加大带来最突出的岩土工程问题是基坑支护和施工降水问题，加之城市建筑密集，这些都为岩土工程勘察提出的新的更高要求。
2.4常用岩土工程勘察方法弊端分析
岩土工程勘察是一项综合性的工程地质调查工作，是运用各种勘察测试手段和方法，对建筑场地进行调查研究，分析判断修建各种工程建筑物的地质条件以及建设对自然地质环境的影响，岩土工程勘察的目的是为设计、施工提供地质勘察成果及各项岩土工程参数。传统的岩土工程勘察大多依赖于地质勘察部门，导致勘察资料过分倾向于地质化。由于部门间的条块分割，勘察与设计环节缺乏必要的沟通与衔接，导致岩土工程设计与勘察之间出现脱钩，造成勘察成果得不到有效的运用，造成一定程度的浪费。同时，数字化地图与数字化设计系统不十分匹配，导致岩土工程勘察信息数字化程度较低，不利于岩土勘察信息的处理、传递与利用，进而会影响到相关建筑的建设质量。岩土工程地质勘察是工程设计的先决条件，但传统的岩土工程地质勘察资料一般都局限于二维、静态的表达，这种表达不能直观地描述场地地质空间构造的起伏变化，很难使人们能够直接、准确、完整的理解和感受场地土的物理力学性质变化情况，不能满足岩土工程的空间分析要求，探索新的岩土工程勘察方法和途径，对提高工程设计与建设质量和水平具有十分重要现实意义。
3工程实际
3.1工程简况
某建筑厂房主体结构为框架钢筋混凝土，高49米，层高5，建筑面积12872m2，工程勘察设计委托专业人员进行，提出岩土技术参数和分析评价，对不良基础设计的现象提出建议和意见。地质勘察单位提供的场地资料主要包括：土层分布（杂填土、粘土、粉质粘土、强风化页岩，中风化页岩层等）、建筑周边地质状况分析（地基上层滞水但水量不大）。
建筑厂房位置地基构造区域处于平原与斜坡地带，西部为平原地带但有两处断裂带，东部处于低山丘陵地带，南北处于断裂带，但处于稳定状态。通过勘察专业委员会勘察后，提出了如下结论：该厂房地层分布稳定，场地稳定，无断裂通过无不良地质作用，适宜建筑。
3.2现场桩基施工现状
本工程在施工1月后，发现一根桩基在开挖时出现涌水现象，其后另外一根桩基出现大量涌水，在3~4天后共有 l6根桩陆续出现大量涌水。其中16号桩日涌水量达1800m3以上，对涌水处利用水泵排水，但效果较差，无法排干。在经过专业人员测量后，涌水水位标高大部分在-19m~-20m左右，其桩底离中风化岩面还有4m左右。根据前期的详勘报告，地下水量不大，但现实情况现实，这与实际情况不符。另外，从17号桩处也发现岩性异常，有灰岩出现，但勘察报告显示为页岩。由于地质情况发生变化，整个挖孔桩工程全面停工。根据施工现场所反映的情况，设计单位对现场情况进行了详细分析，由于出现地下涌水和灰岩岩性，工程地质实际情况与原详勘报告不符合，采用排水疏干的办法难以奏效而机械钻孔受设备能力限制，难以实施，故拟采用桩筏基础。
3.3重新补充勘察结果
由于施工中出现了预想不到的情况，因此对场地周边地基进行了补充勘察，勘察工作仍然由专业勘察单位进行，除进行基本的钻探勘察外，还对基础进行了井探和物探工作，经过补充勘察后，得出勘察结果如下：地基下5层粘土压缩模量原勘察值为Es=7.8MPa，实际为Es-7.5MPa；基岩性质较原详勘报告有较大差别，为寒武系页岩和灰岩交互层(以灰岩为主)。局部出现20~60cm深度不等的溶洞，但其下部均控制有 3m厚的完整岩石。3.水文地质情况:场地赋存有地下水，第四层上层滞水水位23.5m左右，岩溶裂隙水承压水位 17m左右，证明下部有裂隙存在，地下水对检无腐蚀性。
3.4恢复施工及后果
通过详细的勘察计算后，施工单位决定对基础采用桩筏混合方案，其中桩为摩擦桩，对有水桩采用碎石挤密充填办法。要求桩底达到层土的承载力标准，承载力为250kPa，压缩模量 6.5Ma。后在施工过程中，因受到施工场地和施工机具限制，只能用 1t左右的锤夯实，同时，对桩底进行动力触探检测，经验证，难以达到承载力要求，且对桩土周围影响较大，不利于下步检灌注施工。经研究决定，设计重新采用增加扩大头的方法。
4结束语
合理地选择、运用工程物探技术与传统的勘探技术相结合，无疑是解决岩土工程勘察技术问题的最佳途径. 但是，任何的技术都有其局限性和适用性，要有效地解决某些复杂的岩土工程勘察技术问题，必须采用多种勘察手段联合使用，互相补充的方法。地质勘察是建筑工程设计和施工中的重要基础环节，加强建筑工程科学有效的地质勘察非常必要。地质勘察减少了不必要的损失，提高了建筑的安全性。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-592039.htm
