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巖土工程勘察設(shè)計論文
巖土工程勘察是一項綜合性的工程地質(zhì)調(diào)查工作。下面小編為大家愛分享巖土工程勘察設(shè)計論文，歡迎大家參考借鑒。
【摘 要】
勘察設(shè)計是一項工程的生命，尤其是基礎(chǔ)工程一旦出錯鑄成損失就無法挽回。工程地質(zhì)勘察設(shè)計按規(guī)范要求對樁端持力層復(fù)雜地區(qū)(如巖溶地區(qū))是需要逐樁鉆孔勘察或是逐樁多孔進行勘察，概率才能接近準確。在施工過程中。若不是及時發(fā)現(xiàn)存在的不良地質(zhì)問題，以施工勘察進行補救，很有可能在工程建成后造成嚴重的經(jīng)濟損失和不良的社會影響。
【關(guān)鍵詞】
巖土工程;勘察;設(shè)計
引言
巖土工程勘察是一項綜合性的工程地質(zhì)調(diào)查工作。巖土工程勘察的目的是運用各種勘察測試手段和方法，對建筑場地進行調(diào)查研究，分析判斷修建各種工程建筑物的地質(zhì)條件以及建設(shè)對自然地質(zhì)環(huán)境的影響;研究地基和上部結(jié)構(gòu)共同工作時，保證地基強度、穩(wěn)定性以及不致產(chǎn)生過大沉降變形的措施，分析并提出地基的承載能力;提供基礎(chǔ)設(shè)計、施工以及必要時進行地基加固所需要的工程地質(zhì)和巖土工程資料。
1、巖土工程勘察的不確定性
巖土層是在漫長的地質(zhì)年代里自然形成的，土層物質(zhì)來源、搬運物質(zhì)的自然營力的性質(zhì)與規(guī)模、土體沉積以后的成土環(huán)境等都是變化的，基本上是無序的、隨機的。其中巖石的裂隙性和土的孔隙性以及空間分布的不均勻性，是區(qū)別于混凝土、鋼材等人工材料的主要特點。
1.1巖石的裂隙性
巖石總是或稀或密、或?qū)捇蛘�、或長或短地存在著各種各樣的裂隙,這是巖石區(qū)別于混凝土的主要特點。這些裂隙有的粗糙不平,有的光滑;有的平直,有的彎曲;有的充填,有的不充填;有的產(chǎn)狀規(guī)則,有的規(guī)律性很差。裂隙的成因復(fù)雜多樣,有巖漿凝固收縮形成的原生節(jié)理,有沉積間斷形成的層理,有構(gòu)造應(yīng)力形成的構(gòu)造節(jié)理,有表生作用形成的卸荷裂隙和風化裂隙,還有變質(zhì)作用形成的片理、劈理等,在巖石中構(gòu)成極為多樣非常復(fù)雜的裂隙系統(tǒng)。人們將巖石和裂隙視為一個整體稱為“巖體”,將裂隙概化為“結(jié)構(gòu)面”。裂隙的發(fā)育程度直接影響巖體的強度和承載能力,搞清結(jié)構(gòu)面的發(fā)育情況,特別是軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、強度參數(shù)等,是巖土工程勘察設(shè)計的重點和難點。
1.2土的孔隙性
根據(jù)土力學解釋:土是一種散體結(jié)構(gòu)的材料,存在孔隙。對于飽和土是固、液兩相;對于非飽和土,是固、液、氣三相。于是產(chǎn)生了有效壓力和孔隙壓力;孔隙壓力又有孔隙水壓力和孔隙氣壓力。在飽和土中,由于孔隙水壓力的增長和消散,不同的加荷速率地基承載力不同;是否及時支撐,對軟土基坑穩(wěn)定有不同的表現(xiàn);滲透系數(shù)和地層組合的差別,導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降速率的差別等等。飽和土中的超靜水壓力可導(dǎo)致擠土效應(yīng),使樁被擠斷、擠歪和上浮;地震時的超靜水壓力導(dǎo)致砂土和粉土液化。非飽和土的孔隙氣壓力形成基質(zhì)吸力,基質(zhì)吸力隨著土中含水量的增加而降低,因而是不穩(wěn)定的。膨脹土和黃土隨濕度的增加而強度顯著降低,非飽和土基坑雨季容易發(fā)生事故,花崗巖殘積土邊坡暴雨容易發(fā)生淺層滑坡,都和基質(zhì)吸力降低有關(guān)�？傊�,把握好孔隙壓力,特別是地下水的影響,是巖土工程的重要環(huán)節(jié)。
1.3地層空間分布的不均勻性
自然地質(zhì)條件是復(fù)雜的,巖土體是不均勻的,巖土工程勘察工作,需要從地質(zhì)成因和地質(zhì)年代上對巖土層進行區(qū)分。對巖層進行不同風化程度的劃分,對土層還要區(qū)分是沖洪積還是坡殘積，是河漫灘還是階地,是第四紀地層還是老地層,需要針對等等的不均勻性特征,進行地質(zhì)單元的劃分,這就需要用勘探點的間距來控制其平面分布和豎向厚度變化,不同的基礎(chǔ)類型對地層厚度的敏感性不同,因而布孔間距的要求是不同的。特別是對于十分明顯的不均勻地基,例如軟硬不均的地基、部分基巖出露的地基、半挖半填的地基,存在暗浜的地基、巖溶地基等等,必須布置一定數(shù)量的勘探點來查明其空間分布及其工程特性,必要時還需進行施工補充勘察工作。
2、巖土工程設(shè)計模型的不確定性
巖土工程設(shè)計涉及工程地質(zhì)理論、土力學的理論、工程力學理論等,這些工程理論都是一種半科學半經(jīng)驗的理論,很多理論是建立在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上的,如很多公式都是經(jīng)驗公式。巖土工程的理論研究和工程實踐計算應(yīng)用大都離不開模型,采用規(guī)范計算公式也往往需考慮邊界條件,選擇適當?shù)挠嬎隳Ｐ�。因為模型是原型的理想化替代�?它反映原型的主要特征,而略去了次要特征,在巖土工程實踐中,對于各種問題其分析模型并不是唯一的,因此模型的不確定性由此而來,模型選擇不同,分析和計算結(jié)果就不同,甚至有很大差異。由于人們所采用的分析模型,就其實用性和復(fù)雜性來說,是與人們的認識水平和分析能力直接相關(guān)的,巖土工程設(shè)計發(fā)展趨勢是越來越多的考慮實際結(jié)構(gòu)的特點和性能,這就要求使用越來越復(fù)雜的模型,工程實踐中也需要結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗,考慮工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性,必要時需進行補充勘察并進行設(shè)計方案調(diào)整,做到技術(shù)可靠和經(jīng)濟合理。
3、巖土工程實例
3.1工程概況
某大型鋼鐵企業(yè)決定投資2億元建設(shè)1臺360m2大型燒結(jié)機,采用先進技術(shù)和工藝節(jié)能降耗,加強環(huán)境治理,達到國內(nèi)同類型燒結(jié)廠裝備水平,爭取將燒結(jié)工藝和裝備水平邁上一個新臺階,3年半內(nèi)收回投資,獲得良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。其燒結(jié)機主廠房為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),5層,高46m,廠房面積137m×22m。設(shè)計委托巖土工程勘察要求提供巖土技術(shù)參數(shù)及分析評價,并對基礎(chǔ)設(shè)計及處理,對不良地質(zhì)現(xiàn)象防治作出論證和建議,經(jīng)業(yè)主委托,工程地質(zhì)勘察單位組織施工,提交場地資料如下:主要土層分布為雜填土、粘土、粉質(zhì)粘土、強風化頁巖(埋深為28～30mm),中風化頁巖等。水文地質(zhì)狀況為:上層滯水、水量不大。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造為低山丘陵與平原地帶,區(qū)域斷裂比較發(fā)育。根據(jù)構(gòu)造調(diào)查,擬建場區(qū)無斷裂通過。結(jié)論為:所建場區(qū)地層分布穩(wěn)定,無斷裂通過無不良地質(zhì)作用,場地是穩(wěn)定的,適宜建筑。
3.2現(xiàn)場樁基施工現(xiàn)狀
根據(jù)現(xiàn)場條件和施工總體網(wǎng)絡(luò)計劃安排,挖孔樁基礎(chǔ)計劃1個半月全部完成,工程施工月個多月有一根樁(C17)在挖至16.8m時出現(xiàn)涌水,C18樁在23m出現(xiàn)大量涌水,其后三四天共有16根樁陸續(xù)出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。B18號樁日涌水量達2000m3以上,采用水泵排水無法排干。經(jīng)測量,其靜止水位標高大部分在-19～-20m,其樁底離中風化巖面還有4m左右。根據(jù)詳勘報告,地下水量不大,這與實際情況不符。另外,從另一處(B18樁)取樣也發(fā)現(xiàn)巖性異常,即出現(xiàn)灰?guī)r夾層。由于地質(zhì)情況發(fā)生變化,整個挖孔樁工程全面停工。根據(jù)施工現(xiàn)場所反映的情況,設(shè)計單位對現(xiàn)場情況進行了詳細分析,由于出現(xiàn)地下涌水和灰?guī)r巖性,工程地質(zhì)實際情況與原詳勘報告不符合,采用排水疏干的辦法難以奏效而機械鉆孔受設(shè)備能力限制樁徑為2700大口徑,且需嵌巖),難以實施,故擬采用樁筏基礎(chǔ)。同時提出對施工區(qū)域進行工程補勘:對地下水性質(zhì)進行綜合評價,判明巖土整體性和穩(wěn)定性,并查明是否有巖溶、斷裂等不良地質(zhì)作用。
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