前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的巖土工程技術(shù)規(guī)范主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:巖土工程;勘察;技術(shù)問題;解決措施
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A
前言
文章對巖土工程勘察的重要意義進行介紹,對巖土工程勘察技術(shù)與方法和常見問題進行闡述,通過分析,并結(jié)合自身實踐經(jīng)驗和相關(guān)理論知識,對巖土工程勘察中相關(guān)問題的解決措施進行探討。
二、巖土工程勘察的重要意義
在勘察施工中,要根據(jù)地基的不同,選用不同的、適合的測試手段和方法,這樣可以提高勘察結(jié)果的準確性,對于砂土,粉土和一般粘性土,常用標準貫入試驗,需要注意的是標貫基數(shù)的精確度會影響評判地基土的強度性質(zhì),對于淤泥、淤泥質(zhì)土,由于軟土的靈敏度高會影響到鉆孔,因此一些勘察單位廣泛布置靜探孔或采用全靜探來降低成本。對于沿海附近地層中分布的淤泥、一般粘性土,淤泥質(zhì)土、砂土、粉土,又由于地下水位埋藏較淺,最好采用靜力觸探,這樣不但能準確分層,而且能客觀準確地反映地基土的強度性質(zhì)。同時,巖土工程勘察技術(shù)的運用可為建設(shè)項目的設(shè)計和施工提供科學的指導數(shù)據(jù),及時避免和改造自然環(huán)境中存在的不利條件,避免或節(jié)約項目施工中的處理費用,從而保證建設(shè)項目的質(zhì)量安全和生產(chǎn)進度。因此,前期的巖土工程勘察工作雖然所占比率不大,但其作用和意義顯得十分重要。
三、巖土工程勘察技術(shù)與方法
1.靜力觸探法
靜力觸探法是用于劃分土層、判別土體液化、確定地基承載力等參數(shù)常用的原位測試方法,具有操作簡單、費用低、成果準確、周期短、節(jié)省人力等優(yōu)點。靜力觸探除主要應(yīng)用在三個方面: 劃分地下土層、確定土的類型; 巖土工程性質(zhì)指標的評估; 為巖土工程設(shè)計提供直接的結(jié)論性的判斷以外,目前,還開始廣泛應(yīng)用在包括斜坡穩(wěn)定性研究、滑坡取證和路面與環(huán)境調(diào)查等方面。靜力觸探在工程勘察中的應(yīng)用靜力觸探在眾多的勘察手段中因其適用范圍廣、測試數(shù)據(jù)準確快捷、操作成本較低廉等特有的優(yōu)點,受到廣大巖土同仁的偏愛,其優(yōu)點主要表現(xiàn)在下面主要對靜力觸探成果的整理及應(yīng)用進行探討:
(一)靜力觸探測試數(shù)據(jù)成果整理
靜力觸探數(shù)據(jù)成果的整理主要是先對測試數(shù)據(jù)進行深度修正和異常測試數(shù)據(jù)修正,后進行力學分層,最后根據(jù)土層分類圖結(jié)合鉆探資料進行工程地質(zhì)分層;目前國內(nèi)外在利用靜力觸探指標判別巖土類別、確定土名上,大部分依據(jù)雙橋探頭測得的qc及Rf來確定。
通過多年來對各地區(qū)粘性土、粉土及砂類土中進行的靜力觸探與鉆孔資料的對比,分別按土類從曲線形態(tài)進行分析,從中得出比較共性的特征,可以做為劃分土類的基本標志,現(xiàn)分述如下:
⑴雜填土:曲線變化無規(guī)律,突變現(xiàn)象嚴重,但其位于表層,較好判定。
⑵粘土:qc曲線較平緩,有緩慢的波形起伏,局部略有向右突峰,fs曲線略有突峰,在qc曲線右側(cè)且距離較大。
⑶粉質(zhì)粘土:qc曲線較平緩,有緩慢的波形起伏,局部略有向右突峰,fs曲線局部略有突峰,與qc曲線距離較近,大部位于qc曲線右側(cè)局部交叉越過左側(cè)。
⑷粉土:qc值較大,曲線呈鈍鋸齒狀,齒峰較緩,fs曲線一般位于qc曲線右側(cè),局部間隔較大,但偶爾也和qc曲線左右穿插。
⑸砂類土:qc值較大,曲線呈尖銳鋸齒狀,fs 曲線一般和qc曲線間隔較大,曲線尖峰處大部位于qc曲線以左;中細砂qc曲線和fs曲線的尖齒更為劇烈,局部呈不規(guī)則大鋸齒狀。
確定地基土的承載力和變性模量
依據(jù)《巖土工程技術(shù)規(guī)范》DB 29-20-2000表3.7.5-2可確定地基土的基本承載力f0。查表可知,靜力觸探和室內(nèi)試驗兩種方法所得f0總體變化趨勢一致,而且粉質(zhì)粘土、粉土的承載力誤差相對較小,淤泥質(zhì)土的承載力誤差相對較大。所以,對于淺層地基土的承載力的確定,無論是靜力觸探指標還是室內(nèi)土工試驗指標,都需要結(jié)合當?shù)氐貐^(qū)經(jīng)驗綜合分析取值。
依據(jù)《巖土工程技術(shù)規(guī)范》DB 29-20-2000表3.7.5-3可估算變形模量Es。查表可知,兩種方法確定的Es離散性較大,應(yīng)注意綜合分析。
(三)靜力觸探液化判別
當采用靜力觸探試驗對地面下15 m深度范圍內(nèi)的飽和砂土或飽和粉土進行液化判別時,要根據(jù)地震作用的影響來進行,主要是通過分析應(yīng)力應(yīng)變條件,并結(jié)合相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果,也可以采用現(xiàn)場觀測的現(xiàn)象和測得的參數(shù)進行判別。人工取樣進行相關(guān)的實驗分析,總有一些無法克服的客觀因素存在,從而影響實驗結(jié)果的可信度,就拿砂土取樣來說吧,我們很難獲取完全不擾動的砂土樣。而原位CPT測試的結(jié)果則不一樣,其數(shù)據(jù)是連續(xù),有效的規(guī)避了現(xiàn)場作業(yè)影響,同時CPT數(shù)據(jù)可用于土類判別,這也將有助于砂土的液化判別。利用靜力觸探技術(shù),可以判斷飽和砂土地震液化的情況,如果能夠結(jié)合其他的判斷方法,則能是判斷更為準確。除上述應(yīng)用外,靜力觸探技術(shù)還能幫助估算粘性土的抗剪強度、粒狀土的相對密度、粘性土的超固結(jié)比、粘性土的靈敏度等。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù),還能非別對土的土質(zhì)參數(shù)進行估算,土質(zhì)參數(shù)主要包括壓縮模量(E)、土的剪切模量(G。)、土的滲透性等內(nèi)容。
2.鉆探法
在工程地質(zhì)勘查的過程中,最常用、也是最基本的勘查手段就是鉆探。在不同的工程地質(zhì)條件下,或者是對于不同類型的建筑物,又或者在不同的勘查階段,只要是能夠布置勘探工作的地段,在一般情況下都采用的是鉆探的方法。與坑探或者物探相比較起來,鉆探具有不受地形或者地質(zhì)條件限制的獨特的有點,并且可以在任何環(huán)境下進行。鉆探最突出的優(yōu)勢就是鉆探的精確度很高,同時能夠直接觀察到巖心,并且能夠采取樣本;鉆探還不會受到地下水的限制,勘探的深度很深,可以鉆進的速度也相對較快。工程地質(zhì)鉆探有很多綜合性的目的,是為了工程建筑的設(shè)計和施工服務(wù)的。因此在鉆孔的結(jié)構(gòu)、鉆進的方法與進程中的一些觀測編錄等一些方面都有著特殊的要求。在工程地質(zhì)鉆探的過程之中,對于巖心的采取率有很高的要求,一般的巖層的采取率不能低于80%;而對于工程建筑物中非常重要的斷層破碎帶和軟弱夾層的采取率也不能夠低于60%,并且一般不容易取得巖心。要想獲取較高的巖心采取率,就要針對不同的勘探對象采取一些不同的鉆進方法。
3.不同地質(zhì)鉆探工藝的技術(shù)措施
(1)粘性土在鉆探的前幾次一般采用錘擊鉆進;取土試樣或原位測試的鉆孔則采用回轉(zhuǎn)鉆進或泥漿護壁回轉(zhuǎn)鉆進,必要時采用套管護壁。為滿足分層精度要求,鉆進尺度一般小于2.0m。
(2)巖溶石灰?guī)r:巖溶地區(qū)勘察鉆探質(zhì)量將直接影響后期工程的施工和設(shè)計,鉆探施工方案的有效制定和施工工藝是保證工程質(zhì)量的重點。鉆機性能、鉆探方法、鉆探人員水平以及地基失穩(wěn)是影響巖溶地區(qū)鉆探施工質(zhì)量的主要因素之一。鉆探之前查明設(shè)計深度范圍內(nèi)石灰?guī)r巖溶發(fā)育規(guī)律、保證巖石完整性與充填物情況是巖土工程勘察重點任務(wù)。
(3)由于土洞一般與下部灰?guī)r聯(lián)系非常密切,所以土洞若無充填或充填物相對較少,且具有一定的空間;如果土洞呈充填狀態(tài),會導致地下水的水位急劇的發(fā)生變化,使孔壁也易坍塌。因此,當鉆進至軟土層時,可以加大孔徑,采用肋骨鉆頭,并在鉆探至軟土土層之后,及時的下入套管保護孔壁。軟土在鉆探過程中無論采用何種鉆進方法,進尺都比較快,遇土洞或土洞充填物,一般會出現(xiàn)掉鉆現(xiàn)象,即鉆具在自重狀態(tài)下不加壓、不轉(zhuǎn)動就會向孔內(nèi)下落。由于淤泥質(zhì)土塑性低,土質(zhì)松軟,提鉆后一般會出現(xiàn)孔內(nèi)縮徑現(xiàn)象,第二次下鉆時達不到原來孔深。
在巖溶地區(qū)要格外注意水上施工中的鉆機安置與加固問題,特別是鉆探場地的改善和處理問題,尤其是在施工過程中要平穩(wěn)的安裝鉆機,巖土鉆機開孔之前還要對施工場地進行平整處理,盡量避免鉆機發(fā)生大幅度的振動,進而從源頭避免地基失穩(wěn)沉陷問題的產(chǎn)生。同時,巖溶地區(qū)鉆探工藝通常會采用合金回轉(zhuǎn)鉆進或金剛石單動雙管回轉(zhuǎn)鉆進、泥漿或套管護壁成孔的鉆進方式進行。面對巖溶地區(qū)的巖洞較大的情況,巖層裂隙面會經(jīng)常聯(lián)通,漏漿現(xiàn)象就不可避免的經(jīng)常發(fā)生,在漏漿不嚴重的情況下,我們可適當?shù)脑龃笱h(huán)水,在泥漿中添加護壁劑、鋸末等工程材料;當漏漿現(xiàn)象非常嚴重時,應(yīng)使用套管或者多層套管,進行變徑法鉆進施工。
(4)砂層:在對粉細砂粘性土層鉆進時,該地層的顆粒粒經(jīng)大小與地層鉆探工藝有著很大的關(guān)系,鉆進壓力不易過大,不允許鉆頭上下活動,應(yīng)用清泥漿洗孔,對中粗砂、礫砂的土層鉆探時可采取灌漿無泵反循環(huán)鉆進方式,以低轉(zhuǎn)速鉆進,鉆進過程中勤浮動鉆具,上提要慢。同時,應(yīng)采取低鉆速鉆進,每次鉆探完畢,待清泥漿將孔內(nèi)懸浮粉細砂帶入泥漿池后方可停泵,以確保不會發(fā)生沉砂卡鉆的事故發(fā)生,停泵后干鉆 0.3~0.5m,以保證不脫落巖芯;下放要快,要形成孔底反循環(huán),提鉆前為保證取心率和卡芯效果,同粉細砂粘性土層一樣,應(yīng)用清泥漿洗孔,待清泥漿將孔內(nèi)懸浮中礫砂、粗砂帶入泥漿池后方可停泵,應(yīng)停泵干鉆0.2~0.3m,之后就不用再浮動鉆具進行干鉆卡芯。
四、巖土工程勘察工作中常見的基礎(chǔ)性技術(shù)問題
近年來我國經(jīng)濟發(fā)展十分迅速,建筑工程項目中,大型的工業(yè)園區(qū)與房地產(chǎn)項目的投入,使得工程施工對于工程地基的要求不斷提高。與此同時,建筑技術(shù)不斷發(fā)展,各種建筑風格的不斷變化,使得巖土工程的基礎(chǔ)勘察面臨重大的挑戰(zhàn),勘察任務(wù)更加艱巨。工程技術(shù)人員在面臨不斷增長的勘察需求上,以往原有的技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代建筑的要求。巖土工程的基礎(chǔ)勘探工作所面臨的技術(shù)問題不斷凸顯,具體的主要問題可以分為以下幾點:
第一,如何對界面進行更準確的劃分??辈斓貐^(qū)的地形、地質(zhì)存在很多不同之處,工程技術(shù)人員面臨的首要問題就是如何更好的對巖土體與巖石的分化程度的界面進行區(qū)分,提高現(xiàn)場勘察工作的準確程度。
第二,地質(zhì)形態(tài)判定的準確度要求。地質(zhì)形態(tài)的判定主要是對地下所埋藏的不明物體的判定,并且對其埋藏的位置與深度進行準確的分析與判定,這對于工程技術(shù)人員具有很大的難度。
第三,加強巖土參數(shù)檢測工作的準確度。在開展巖土工程的勘察工作時,部分巖土的原樣采集工作具有很大的難度,而且很多巖石存在著容易風化的情況,難以對其參數(shù)進行準確的檢測與判定。
第四,提高工程技術(shù)人員專業(yè)能力。巖土工程的勘察工作具有一定的特殊性,在實際工程進行中,往往會出現(xiàn)工程技術(shù)人員業(yè)務(wù)水平不足的情況,業(yè)務(wù)人員缺乏良好的分析與判斷的能力。在工程開展中,需要加強對工程技術(shù)人員的培養(yǎng),讓經(jīng)驗豐富的老技術(shù)人員進行帶領(lǐng),加快工程技術(shù)人員自身的成長。
第五,部分人員的素質(zhì)急需提高。在建筑工程規(guī)劃階段時,當需要進行重大的決策的時期,部分技術(shù)人員缺乏解決問題的能力,不具備良好的技術(shù)與方法去進行解決,不能拿出有效的解決方案。
五、巖土工程勘察中相關(guān)問題的解決措施
1.加強現(xiàn)場地質(zhì)鉆探的過程監(jiān)管控制,保證鉆探孔深滿足要求、確保地層劃分的質(zhì)量。巖土工程勘探中的地質(zhì)鉆探仍是目前最有效、最主要的勘察手段之一,所以在進行巖土工程地質(zhì)鉆探過程中必須根據(jù)不同的地層條件、巖體和測試、取樣要求對鉆孔進行設(shè)計控制,以達到既能提高經(jīng)濟效益又能滿足技術(shù)要求的目的。
2.重視勘察現(xiàn)場的原位測試和巖土取樣工作,確?,F(xiàn)場記錄準確可靠。原位測試和巖土取樣成為解決巖土工程勘探技術(shù)問題的重點,也是巖土工程勘探結(jié)果的重要數(shù)據(jù)來源。這首先是因為分析評價的基礎(chǔ)是測試數(shù)據(jù),沒有適用、可靠、完整的測試數(shù)據(jù),一切分析評價都將是數(shù)字游戲。巖土工程設(shè)計計算的可靠性和準確性決定于計算參數(shù)和計算模式,計算參數(shù)比計算模式更重要。其次,巖土工程測試有較大難度,在鉆探取樣、樣品制備過程中,總會有一定程度的受力環(huán)境差異和擾動,對測試結(jié)果影響較大。由于巖土體具有明顯的各向異性,是非均質(zhì)體,所取試樣數(shù)量要滿足要求,數(shù)量太少不能保證測試結(jié)果具有代表性。
3.在勘察方法上,勘察單位需要增加科技投入,更新技術(shù)設(shè)備,不斷提高勘察單位的技術(shù)水平和技術(shù)含量,不斷提高勘察工作質(zhì)量。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,不能只依靠傳統(tǒng)的單一勘察手段,應(yīng)綜合采用工程地質(zhì)鉆探、測繪方法,合理地運用和選擇工程物探新技術(shù)、地理信息系統(tǒng),重視遙感在勘察中的應(yīng)用以提高勘察工作的精度;通過各種勘察手段的綜合應(yīng)用,使其相互驗證,全面正確反映勘察場地各種地質(zhì)體的界面、形態(tài)及其相互之間的關(guān)聯(lián)性及物理力學特征。
結(jié)束語
巖土工程勘探工作質(zhì)量如果不到位,會給今后的施工帶來很多的難度,甚至造成安全事故的發(fā)生。隨著近年來人們對巖土工程勘察技術(shù)越來越重視,巖土工程勘察技術(shù)也得到了較大的提高。這對于很多工程的施工是非常有利的。
參考文獻
[1]陳一毅,王常漢.關(guān)于巖土工程勘察的重要性分析研究[J].中國房地產(chǎn)業(yè),2012,(02)
關(guān)鍵詞:巖土工程勘察;工程概念;教學體系;實踐教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)42-0142-02
近幾年國家頒布和修訂了各種工程技術(shù)規(guī)范,實行了注冊巖土工程師考試制度,行業(yè)的快速發(fā)展導致對高素質(zhì)地質(zhì)工程專業(yè)復合型專門人才的需求日益迫切,國家教育改革和發(fā)展也給高等學校的地質(zhì)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高要求?!皫r土工程勘察”課程是地質(zhì)工程專業(yè)的核心課程之一,直接服務(wù)于“工程勘察”就業(yè)領(lǐng)域,通過該課程的學習和實踐,能夠激發(fā)學生對本專業(yè)的學習興趣,全面提高學生知識運用能力和綜合素質(zhì)。面對目前工程實踐的日新月異、工程技術(shù)規(guī)范不斷修訂等新形勢,如何有效組織課程內(nèi)容、教學環(huán)節(jié)和教學方法成為該課教學必須要解決的問題。目前針對“工程地質(zhì)勘察”這門課程的教學研究主要是針對課堂教學、教學模式改革、人才培養(yǎng)模式、教材的選擇、實踐教學等方面進行的,如教學課程內(nèi)容要與注冊土木工程師(巖土)相關(guān)聯(lián)[1],教學模式和人才培養(yǎng)模式改革的探討[2-4],探討實踐教學、野外原位測試試驗教學等[5-7],而針對如何在教學過程中培養(yǎng)工程概念的研究則很少。
一、本課程教學中存在的問題
1.以課堂教學為主,理論教學偏重,實踐教學偏輕。該課程在前期教學過程中主要是以課堂講授為主,設(shè)置課程為64學時,注重講解勘察的基礎(chǔ)理論和基本方法,造成學生實際解決問題能力和知識運用能力明顯偏弱,尤其是實驗動手能力明顯不足。
2.所用教材明顯滯后于專業(yè)的發(fā)展。目前關(guān)于該課程的教材較少,多十幾年前編的教材,教材的內(nèi)容明顯與專業(yè)規(guī)范內(nèi)容脫節(jié)。
3.野外勘察試驗主要以觀摩為主。該課程涉及到的實驗主要以野外的原位測試為主,前期在講解過程中主要是在室內(nèi)進行觀摩,而沒有進行現(xiàn)場的測試,學生缺乏實際動手能力和數(shù)據(jù)處理能力。
二、課程的教學目標分析和教學內(nèi)容設(shè)置
巖土工程勘察的基本任務(wù)就是按照建筑物或構(gòu)筑物不同勘察階段的要求,為工程的設(shè)計、施工以及巖土體治理加固、開挖支護和降水等工程提供地質(zhì)資料和必要的技術(shù)參數(shù),對有關(guān)的巖土工程問題作出論證、評價[8]。顯然理論聯(lián)系實際、注重解決實際問題是該課程的鮮明特點。這就要求老師在講授過程中要注意引導學生理論知識的運用能力,培養(yǎng)學生的基本工程概念,結(jié)合工程實際介紹勘察的基礎(chǔ)理論和方法,使學生覺得所學知識有用,培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣。教學內(nèi)容方面,因該課程涉及到的相關(guān)專業(yè)規(guī)范多達幾十種,而規(guī)范內(nèi)容又在不斷的修訂中,相關(guān)規(guī)范內(nèi)容涉及面廣,知識點條目清晰,是課堂教學的首選,但在教學中又不能逐一進行講解,可選擇規(guī)范各自的適用范圍、規(guī)范的普遍性問題、關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標、條文規(guī)定進行講解。教學內(nèi)容安排的主要特點是:(1)課程內(nèi)容以“巖土工程勘察規(guī)范”為依托進行設(shè)置,按照規(guī)范內(nèi)容逐層進行展開,先介紹基本的理論和技術(shù)方法,然后具體應(yīng)用到實際場地,內(nèi)容由淺入深、范圍有寬到窄,連續(xù)性較強;(2)教學內(nèi)容有明顯的知識模塊體系,不同的知識模塊既有不同又存在著極大的相關(guān)性;(3)教學內(nèi)容重視理論聯(lián)系實際,在講解基礎(chǔ)理論知識的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體工程實際加以運用。
三、教學體系建設(shè)
1.教學環(huán)節(jié)安排。在教學環(huán)節(jié)安排上,分為以下3個教學環(huán)節(jié):(1)進行1學期64個學時的課堂理論教學,介紹巖土工程勘察的基礎(chǔ)知識和基本技術(shù)方法,在講解過程中穿插部分工程實例,該環(huán)節(jié)在大三第一學期進行;(2)室內(nèi)工程設(shè)計,該環(huán)節(jié)在大三第一學期期末進行,利用2周的時間完成,主要是結(jié)合巖土工程勘察規(guī)范和具體的工程勘察實例進行講解,要求學生按照相關(guān)規(guī)范完成具體的工程勘察實例設(shè)計;(3)在水文地質(zhì)工程地質(zhì)認識實習基地進行野外實習,因新疆地區(qū)冬季氣候寒冷,無法進行野外試驗,該環(huán)節(jié)安排在大三第二學期期末,利用2周的時間進行該課程的現(xiàn)場原位測試試驗,包括動力觸探試驗、靜力載荷試驗、靜力觸探試驗、旁壓試驗等。3個教學環(huán)節(jié)相輔相成,互相補充,將工程概念始終貫穿到教學過程中。
2.考核方式??己朔绞礁鶕?jù)教學環(huán)節(jié)的不同分為以下3種:課堂教學考核主要是布置大作業(yè)和期末出試卷閉卷考試的形式,重點考察學生掌握勘察理論和技術(shù)方法的程度,部分考試內(nèi)容與注冊土木工程師(巖土)的相關(guān)內(nèi)容相結(jié)合,注重知識的實際應(yīng)用;室內(nèi)設(shè)計考核方式為布置一具體工程實例,將該工程概況和擬建場地基本的自然地理概況及相關(guān)的地質(zhì)環(huán)境內(nèi)容給出,依據(jù)相關(guān)規(guī)范進行巖土工程勘察設(shè)計,設(shè)計內(nèi)容主要包括勘察方法的設(shè)置和勘察工作量的布置,重點考察學生對相關(guān)規(guī)范的熟悉程度、常用的勘察方法的熟練程度及解決實際問題能力;實習基地現(xiàn)場實習考核方式為具體原位測試試驗儀器的操作使用和試驗數(shù)據(jù)的整理。
3.教學序列。整個教學序列可概括為由整體向局部再到整體。以勘察方法介紹為例,先統(tǒng)一初步介紹各個勘察方法的特點,然后分章節(jié)詳細介紹每個勘察方法的具體要求和操作步驟,最后結(jié)合具體工程勘察實例總結(jié)各個勘察方法的適用性。
4.教學內(nèi)容。以具體工程實例為導引、以專業(yè)知識為背景一直都是從事工科教學過程中,激發(fā)學生學習積極性、養(yǎng)成工程分析能力、培養(yǎng)專業(yè)精神的有效途徑。在實際教學過程中,教學課件的建設(shè)需要體現(xiàn)出該課程的專業(yè)特色和工程特色。為了滿足這方面的需求,結(jié)合專業(yè)教師的科研項目,從具有特色的工程實踐中取經(jīng),獲得最新的工程實踐資料,將特色工程如工民建工程、礦建工程、滑坡勘察工程、泥石流勘察工程、公路勘察工程等介紹到講堂,教學過程中融合較為突出的實例,彌補了課堂教學過程中實踐教學不足的缺陷,提高了學生學習的興趣。由于近幾年各類工程規(guī)程也在不斷修訂,教學課件也要不斷進行調(diào)整。
5.教學方法。由于該課程的很多知識點涉及到工程地質(zhì)學、水文地質(zhì)學、土力學和巖體力學等基礎(chǔ)課程,在課堂講解過程中,回顧、總結(jié)、設(shè)問和對比等教學手段的綜合采用,可有效地提高教學質(zhì)量。如介紹第八章斜坡場地勘察時,就可以首先以設(shè)問的方式讓學生回顧影響斜坡穩(wěn)定的因素、滑坡的基本要素及野外判別標志、斜坡的變形破壞的基本類型等相關(guān)內(nèi)容,進而提煉出斜坡場地可行性研究階段勘察中需要開展的主要工作和內(nèi)容。對比分析和反思在教學實踐中的應(yīng)用更能體現(xiàn)出工程概念思想,如針對滑坡勘察可結(jié)合具體工程實例進行反思和對比,向?qū)W生積極灌輸工程思想,包括工程地質(zhì)測繪方法的重要性、強調(diào)各種勘察方法綜合利用和互補的必要性、強調(diào)按照勘察階段開展工作的重要性等,以具體實例為依托進行授課,可大大提升學生的學習積極性和學習效果。
“巖土工程勘察”這門課程實踐性較強,在講課過程中結(jié)合具體工程實例進行講解,設(shè)置課堂理論授課、室內(nèi)工程設(shè)計和實習基地現(xiàn)場原位測試試驗3個教學環(huán)節(jié),將工程思想始終貫穿在講課過程中,大大提高學生的學習積極性和知識的運用能力,培養(yǎng)了學生的基本專業(yè)素質(zhì)和興趣,為學生畢業(yè)后更好地服務(wù)社會打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]王朝陽,唐亦川,唐勝利,等.“巖土工程勘察”課程教學模式及人才培養(yǎng)的探討[J].中國電力教育,2013,(17):75-76.
[2]王俊杰,賴勇,趙明階.工程地質(zhì)勘察課程教學模式探討[J].高等建筑教育,2011,20(3):82-87.
[3]趙建軍,王運生,巨能攀.“工程地質(zhì)勘察”課程教學模式探討[J].中國地質(zhì)教育,2010,(4):35-38.
[4]牟春梅,朱壽增,劉之葵.巖土工程勘察課程教學改革探討[J].高等建筑教育,2009,18(2):75-77.
[5]殷亞軍.《巖土工程勘察技術(shù)與土體原位測試》課程教學改革的探討[J].吉林建筑大學學報,2015,32(3):109-111.
[6]牟春梅,朱壽增,莫紅艷,等.基于工程實踐的應(yīng)用本科《巖土工程勘察》課程教學改革與實踐[J].價值工程,2011,(34):217-218.
[7]蔡國軍,巨能攀,付小敏,等.巖土工程勘察實習教學內(nèi)容改革探討[J].實驗室研究與探索,2012,(06):164-167.
[8]李智毅,唐輝明.巖土工程勘察[M].武漢:中國地質(zhì)大學出版社,2000:2.
Teaching System Construction and Engineering Concept Cultivating of Geotechnical Engineering Investigation in Xinjiang University
ZHANG Zi-zhao,CHEN Kai,CHU Chun-mei,CHENG Wen-yu
(School of geological and mining engineering,Xinjiang University,Urumqi,830046,China)
關(guān)鍵詞:巖土工程;勘察;質(zhì)量
Abstract: Geotechnical investigation is ensuring the quality of projects the preparatory work, only in the full understanding of the actual situation of the construction site, the detailed information to make civil work. This paper will improve the quality of geotechnical engineering investigation gives brief analysis and inquiry.
Keywords: Geotechnical engineering; Reconnaissance; Quality
中圖分類號:O213.1 文獻標識碼:A 文章編號
1.巖土工程勘察的方法
1.1勘探與取樣
勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調(diào)查地下地質(zhì)情況的并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監(jiān)測。應(yīng)根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段,它的優(yōu)點是較之鉆探和坑探輕便、經(jīng)濟而迅速,能夠及時解決工程地質(zhì)測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質(zhì)情況,所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。鉆探和坑探也稱勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地質(zhì)情況,在巖土工程勘察中是必不可少的。其中鉆探工作使用最為廣泛,可根據(jù)地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質(zhì)情況時,可采用坑探方法。坑探工程的類型較多,應(yīng)根據(jù)勘察要求選用??碧焦こ桃话愣夹枰獎佑脵C械和動力設(shè)備,耗費人力、物力較多,有些勘探工程施工周期又較長,而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時應(yīng)具有經(jīng)濟觀點,布置勘探工程需要以工程地質(zhì)測繪和物探成果為依據(jù),切避盲目性和隨意性。
1.2工程地質(zhì)測繪
工程地質(zhì)測繪是巖土工程勘察的基礎(chǔ)工作,一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質(zhì)是運用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論,對地面的地質(zhì)現(xiàn)象進行觀察和描述,分析其性質(zhì)和規(guī)律,并藉以推斷地下地質(zhì)情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據(jù)。在地形地貌和地質(zhì)條件較復雜的場地,必須進行工程地質(zhì)測繪但對地形平坦、地質(zhì)條件簡單且較狹小的場地,則可采用調(diào)查代替工程地質(zhì)繪。工程地質(zhì)測繪是認識場地工程地質(zhì)條件最經(jīng)濟、最有效的方法,高質(zhì)量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質(zhì)情況,起到有效地指導其他勘察方法的作用。
1.3原位測試與室內(nèi)試驗
原位測試與室內(nèi)試驗的主要目的, 是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術(shù)參數(shù),包括巖土的物性指標、強度參數(shù)、固結(jié)變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應(yīng)力、應(yīng)變時間關(guān)系的參數(shù)等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優(yōu)點是試樣不脫離原來的環(huán)境,基本上在原位應(yīng)力條件下進行試驗所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結(jié)構(gòu)對巖土性質(zhì)的影響,代表性好。試驗周期較短,效率高尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質(zhì)。缺點是試驗時的應(yīng)力路徑難以控制、邊界條件也較復雜有些試驗耗費人力、物力較多,不可能大量進行。室內(nèi)試驗的優(yōu)點是試驗條件比較容易控制邊界條件明確,應(yīng)力應(yīng)變條件可以控制等入可以大量取樣。
1.4現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測
現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測的主要目的在于保證工程質(zhì)量和安全,提高工程效益?,F(xiàn)場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質(zhì)量控制。現(xiàn)場監(jiān)測主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測、施工和運營中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測和對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面。檢驗與監(jiān)測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術(shù)參數(shù),井以此為依據(jù)及時修正設(shè)計,使之在技術(shù)和經(jīng)濟方面優(yōu)化。
2.目前勘察質(zhì)量存在的主要問題
2.1勘察企業(yè)質(zhì)量體系的問題
勘察綱要編制不完整,部分單位勘察綱要內(nèi)容不完整,甚至未經(jīng)審核審定就施工,也沒有勘探點平面布置圖,個別單位甚至無勘察綱要。責任人簽名或儀器編號填寫不全。如室內(nèi)土工試驗、野外施工記錄、靜探試驗記錄缺責任者簽名及試驗日期,缺乏可追溯性,部分漏簽、部分自動記錄靜探數(shù)據(jù)無責任人簽名。從業(yè)人員的技術(shù)水平與要求不符合。有的鉆探編錄員和土工試驗室人員未經(jīng)專業(yè)知識培訓,個別勘察單位把未經(jīng)培訓的轉(zhuǎn)崗工人直接安排土工試驗工作,導致土的物理指標嚴重失常。不少單位對勘察原始資料的校審未真正落到實處;少數(shù)單位原始資料歸檔制度不完善,有的原始資料缺失。
2.2執(zhí)行國家和本市勘察強制性條文不徹底
受市場不規(guī)范行為影響所導致的方案不合理。有些工程在無設(shè)計要求和建筑物荷載等狀況下,業(yè)主直接委托勘察,勘察單位往往遷就業(yè)主的不合理要求,導致勘察報告深度不符合要求,如控制性勘察孔的深度達不到,或由于勘探點的平面布置不合理,導致補勘。
對新技術(shù)規(guī)范不熟悉所導致的違反強制性規(guī)定。國家陸續(xù)頒布了工程建設(shè)系列的新標準,部分單位未及時調(diào)整,導致勘察報告不符合要求。如地基承載力的概念、新的地震效應(yīng)評價等。
受技術(shù)水平限制,導致的違反強制性條文的規(guī)定。如樁基或天然地基的分析評價明顯不合理,對不良地質(zhì)現(xiàn)象的處理建議不符合要求等。
2.3室內(nèi)土工試驗和野外勘探作業(yè)不科學
土工試驗的儀器不符合要求;土的物理性質(zhì)指標和力學性質(zhì)指標等試驗方法不符合國家土工試驗規(guī)范的要求;操作人員技術(shù)水平和職業(yè)道德水平有待提高。 野外原始記錄未按規(guī)定要求記錄、有部分原始記錄未歸檔或遺失、補取的土樣部分單位未做原始記錄、野外原始記錄與勘察報告的數(shù)據(jù)不一致。
3.主要對策和建議
3.1加強工程建設(shè)強制性條文的貫徹與落實
強制性條文是工程建設(shè)全過程中的強制性技術(shù)規(guī)定。貫徹落實強制性條文,應(yīng)首先與行業(yè)協(xié)會一起,組織對新規(guī)范和強制性條文的學習培訓;同時對平時勘察工作中違反國家強制性條文的進行嚴肅查處,提高執(zhí)行國家強制性條文的自覺性意識。
3.2加強勘察監(jiān)管
加強對勘察質(zhì)量的監(jiān)管,把集中整治與規(guī)范管理相結(jié)合,完善長效管理機制。要健全和完善各項規(guī)章制度,依法保障勘察市場的有效運行。整頓和長效的規(guī)范管理須相結(jié)合,標本兼治。實行差別化管理。把資質(zhì)年檢與質(zhì)量檢查直接掛鉤,實行“紅、橙、綠”三色通道制度是有效的控制手段之一。對質(zhì)量檢查不合格的單位實行經(jīng)濟處罰、暫停營業(yè)整頓、直至取消單位的資質(zhì),加大企業(yè)違規(guī)的成本。
加強職業(yè)道德教育、規(guī)范市場行為、提高勘察質(zhì)量。
3.3提高勘察人員的質(zhì)量意識
對一些嚴重違規(guī)行為要記入不良記錄名單。加強職業(yè)道德教育、進行行業(yè)自律、規(guī)范市場行為十分必要??辈靻挝粦?yīng)加強自我保護意識,對一些業(yè)主的不規(guī)范行為,要據(jù)理力爭。逐步實行注冊執(zhí)業(yè)制度,報告必須有注冊土木工程師(巖土)簽字,并對報告質(zhì)量負責。
總結(jié)
巖土工程勘察質(zhì)量的提高,員工的質(zhì)量意識是決定性的因素,采用先進的勘察手段是關(guān)鍵措施,建立健全勘察制度是保障措施。在實際的工作中需要多措并舉,是工程的勘察質(zhì)量得到根本性的保證。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】巖土工程 質(zhì)量管理 控制
中圖分類號:F253.3文獻標識碼: A
巖土工程是為改善人民生活而建造的,因而工程項目的質(zhì)量關(guān)系到國家經(jīng)濟的發(fā)展、人們生命財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定。所謂質(zhì)量的內(nèi)涵是以工程實體質(zhì)量為主,并包括工程成本和使用單位服務(wù)等。同時工程質(zhì)量還與建筑承包商、建筑監(jiān)理和施工單位的信譽及企業(yè)生死存亡息息相關(guān)。因此,高度重視工程質(zhì)量,并應(yīng)用科學的方法加以管理,體現(xiàn)了一個國家的建筑水平。
巖土施工的特點
1、巖土施工是對天然軟弱地基的處理或?qū)r土體的整治,它提供的是有形的實物硬件產(chǎn)品,不論它能看到的還是隱蔽在地下的,如各種樁以及各種復合地基。工程勘察一般是通過搜集資料、踏勘、工程地質(zhì)測繪調(diào)查、勘探和測試試驗等工作,對擬建場地提供巖土工程資料和巖土體工程性狀設(shè)計參數(shù),對建筑地基作出巖土工程分析評價,對基礎(chǔ)設(shè)計、地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治方案作出論證和建議。它提供的是無形的軟件產(chǎn)品,是文字報告包括各種數(shù)據(jù)、圖表、建議和結(jié)論。
2、巖土施工具隱蔽性
這是巖土工程區(qū)別于其他各類生產(chǎn)過程的最明顯的特征,巖土工程施工主要在巖體中或地下進行,不僅各個施工工序是在隱蔽條件下完成的,而且其生產(chǎn)結(jié)果被下一工序所掩蓋,從外部無法看到施工成果的全貌。如樁基、地下連續(xù)墻等都是隱蔽在地下的。
3、巖土施工具復雜性
首先,巖土施工不論哪種方法,一般需要大型機械設(shè)備和多種輔助設(shè)備及運輸車輛,施工現(xiàn)場要求三通一平,施工受到多種因素和環(huán)境的制約,工種多、人員密集、施工準備的工作量大。而工程勘察的現(xiàn)場作業(yè)所用設(shè)備和測試儀器相對輕便、靈活。其次是施工工藝的復雜性,同一種樁型、同一種工法在不同的地點就要有不同的施工工藝。每一項巖土施工都不會處于完全相同的條件,由于地層條件的復雜多變和勘察資料不一定準確,這就產(chǎn)生了施工工藝的不確定性。施工工藝中出現(xiàn)的問題常常是技術(shù)人員與作業(yè)操作者爭執(zhí)不休的問題。
4、巖土施工的嚴格性
也許有人認為,巖土施工搞的是隱蔽工程,差不多就行了,這是錯誤的。很多情況下巖土施工要求是很嚴格的,如各種灌注樁, 除樁身結(jié)構(gòu)、樁身材料強度有嚴格要求外,對灌注樁施工允許偏差也有嚴格要求?!督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》( JGJ94- 94) 對給各種灌注樁的樁徑、垂直度、樁位允許偏差作了詳細的規(guī)定,其中現(xiàn)澆注混凝土護壁人工挖孔樁在單樁、條形樁基沿垂直軸線方向的樁位偏差僅為50 mm。而工程勘察的勘探點則不那么嚴格,《巖土工程勘察規(guī)范》( GB50021- 94) 僅對不同勘察等級在不同的勘察階段作出了勘探線和勘探點間距的規(guī)定誤差。
5、巖土施工的不可逆性
由于以上特點決定了巖土施工的不可逆性和返工難,甚至不能返工和不可返修。比如,灌注樁,混凝土澆注后發(fā)現(xiàn)鋼筋籠不合要求。水泥凝固了,不可能再對鋼筋進行補救或返工,只能在附近補樁。這樣的補樁要造成很大的人力物力的浪費,還會拖延工期。勘察的野外作業(yè)返工容易,損失也效小。
巖土工程質(zhì)量管理
建立滿足客戶需要的制度化的施工質(zhì)量管理體系
(1)建立文件化和規(guī)范化的質(zhì)量管理體系
通過質(zhì)量手冊和作業(yè)文件對合同評審、質(zhì)量策劃,人員的職責權(quán)限,施工過程控制,檢驗和試驗、不合格品的控制、糾正和預防措施以及施工記錄等方面作詳細和嚴格的規(guī)定,使巖土施工各項工作的開展有章可循。
(2)提高施工人員素質(zhì),培養(yǎng)合格的質(zhì)量檢驗員
巖土工程施工合同簽訂以后,合同的實施過程是一個以“人”為決定性因素的目標實現(xiàn)過程。施工人員的素質(zhì)決定著施工人員的工作質(zhì)量。提高施工人員的素質(zhì)包括2方面的內(nèi)容:一是職業(yè)道德素質(zhì),二是技術(shù)技能素質(zhì)。培養(yǎng)合格的質(zhì)量檢驗員,質(zhì)量檢驗員在施工中起著至關(guān)重要的作用。應(yīng)該要求所有的施工人員持證上崗,只有施工人員能深刻認識巖土工程施工特性及其質(zhì)量特性,才能保證施工組織設(shè)計和有關(guān)技術(shù)標準得以實施,從而保證施工工程質(zhì)量。
(3)巖土工程項目施工過程中實行項目經(jīng)理負責制
在此管理體系中,項目經(jīng)理具有管理和執(zhí)行的雙重職責,是工程質(zhì)量的第一負責人。巖土工程項目管理者的綜合素質(zhì)不但是現(xiàn)代項目管理科學所提出的要求,也是項目管理實踐的需要。實踐表明善經(jīng)營、懂技術(shù)(特別是懂施工技術(shù))、會管理的復合型人才,是巖土工程項目管理的基本人才標準。只懂技術(shù)而不善經(jīng)營的項目管理者常常在施工過程中不能有效的組織合同的順利實施。項目經(jīng)理班子設(shè)一名質(zhì)量經(jīng)理(一般兼任項目技術(shù)負責人),具體負責項目的工程質(zhì)量監(jiān)督管理,直接檢查和指導各班組質(zhì)量檢驗員(一般由隊長、班組長兼任)的工作。各質(zhì)量檢驗員檢查和指導各工長、各崗位的工作,負責本班組的州料及半成品的驗收、明確施工各工序的質(zhì)量要求,對本班的施工質(zhì)量負責。
2、實施嚴格的質(zhì)量保證體系
目前,由于中國建筑業(yè)市場不發(fā)達,而且?guī)r土工程施工企業(yè)資質(zhì)的良莠不齊,引發(fā)了一系列的問題。其中主要存在的問題有:市場的準入和清出制度不健全、政府對工程質(zhì)量監(jiān)督體系不完善、招投標機制發(fā)育不成熟、對建筑業(yè)的投資缺乏嚴格而規(guī)范的管理等,導致部分巖土工程施工企業(yè)只重視質(zhì)量管理體系的建立,而忽視質(zhì)量保證體系的建立和實施。建立質(zhì)量保證體系應(yīng)該依據(jù)巖土工程的類型特點和實際情況,將業(yè)主或第3方指定的質(zhì)量要素納人自身的質(zhì)量管理體系,并取得業(yè)主的審核或第3方的認可。
巖土工程質(zhì)量控制
工程質(zhì)量控制是指在巖土施工的全過程采用的一種程序,用來檢驗、監(jiān)督、評價工程的整體質(zhì)量。所謂過程質(zhì)量控制就是嚴格按照設(shè)計要求和質(zhì)量標準要求,深入理解工程質(zhì)量是在設(shè)計與施工中形成的,而不是檢驗出來的。質(zhì)量不僅是檢驗部門的責任,也是每個員工的責任。最重要的是通過涉及施工各分部分項工作質(zhì)量,每項工作都有相應(yīng)的質(zhì)量保證措施,才能保證最終工程質(zhì)量。在此要樹立為用戶服務(wù)的觀念,在施工過程中,施工的下一道工序就是上道工序的用戶思想。
質(zhì)量管理涉及系統(tǒng)的全體成員,應(yīng)是從自我做起,自我檢查、控制和調(diào)節(jié)為中心的全員管理。堅持使用數(shù)理統(tǒng)計方法,通過大量原始數(shù)據(jù)處理,找出規(guī)律和經(jīng)驗,對工程形成的全過程實行質(zhì)量控制。如鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制包括:孔壁塌陷、擴徑現(xiàn)象防治;水下混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計;防止鋼筋籠上??;防止樁身水泥及斷樁等等。
所謂工程質(zhì)量控制可以概括為:以工程質(zhì)量為核心,按著施工程序,規(guī)范各環(huán)節(jié)的作業(yè)標準和方法,分層次實施質(zhì)量檢驗、監(jiān)督和責任追究,這些要素綜合在一起構(gòu)成了工程質(zhì)量控制系統(tǒng)?;炷了苄允湛s開裂的質(zhì)量控制。早期塑性收縮是指混凝土結(jié)石前,由于水分蒸發(fā)、沉降運動、早期化學收縮以及自收縮引起的變形應(yīng)力超過混凝土表面拉應(yīng)力而產(chǎn)生收縮裂縫,它嚴重影響混凝土的抗?jié)B、抗侵蝕、抗凍融、鋼筋銹蝕等的耐久性指標,易造成耐久性破壞。由混凝土塑性裂縫產(chǎn)生機理可知預防或減少塑性裂縫的控制措施為:一是降低混凝土表面毛細管水的蒸發(fā)速度;二是減少混凝土早期水化收縮和自收縮(加粉煤灰、礦粉等)。三是增大混凝土面層早期抗拉強度(加鋼纖維或各種化學纖維)。工程實踐證明控制混凝土塑性裂縫的主要措施為:優(yōu)化配合比設(shè)計;改善施工工藝;加強早期看護,如及時充分濕養(yǎng)護,覆蓋密封塑料薄膜,實現(xiàn)保濕,保溫和防風等是控制混凝土塑性收縮的有效措施。
總結(jié)
質(zhì)量是企業(yè)的生命,尤其是巖土工程施工企業(yè)要取得長足發(fā)展,與時俱進,必須建立一種系統(tǒng)工程的控制理論,把質(zhì)量、工期、成本、安全、工程信息以及現(xiàn)場文明施工作為一個有機整體來協(xié)調(diào),而不能就某一單個環(huán)節(jié)進行單獨的控制。
參考文獻
[1] 張書憲。巖土工程施工特性及質(zhì)量管理[J].GEOTECHNICALENEING WORLD,2000,(6):16一l8.
關(guān)鍵字:深基坑支護施工技術(shù)措施
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
一、前言
隨著我國工業(yè)生產(chǎn)得不斷的發(fā)展,對巖土工程深層統(tǒng)支護施工技術(shù)提出了更高的要求。建筑物安全和重要性越來越受到人們關(guān)注,巖土工程深基坑開挖越來越大、越深、越寬,易出現(xiàn)的一系列安全問題,怎樣保障巖土工程施工安全,保證建筑物穩(wěn)定性,就必須對相關(guān)問題采取對應(yīng)措施,按照具體要求規(guī)范松相應(yīng)施工技術(shù),提高施工技術(shù),從根本上提高巖土工程質(zhì)量。
二、巖土深基坑支護施工存在的問題
(一)、設(shè)計方面
隨著科技的發(fā)展,深基坑支護約構(gòu)設(shè)計有了很大的變化,但是在實際施工中仍舊有很多不足,主要體現(xiàn)在:
1.支護結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)不準確
在巖土工程中,深基坑支護結(jié)構(gòu)壓力大小直接關(guān)系著巖土工程質(zhì)量和安全度。因此,在地質(zhì)情況復雜多變的情況下,我國巖土工程一直采用的是庫倫和朗肯公示。對于復雜的深基坑開挖,含水率、粘聚力、內(nèi)摩擦角都是變化的,因此很難準確的得出支護結(jié)構(gòu)的實際受力,造成相應(yīng)設(shè)計結(jié)果不精確。根據(jù)相關(guān)試驗表明:內(nèi)摩擦角相差5度產(chǎn)生的主動土壓力不同,開挖之后土體凝聚力和原土體凝聚力不同。從而,導致支護結(jié)構(gòu)和施工工藝不同,對相應(yīng)土體力學參數(shù)選擇帶來了很大的影響。
2.空間效應(yīng)不完善
根據(jù)大量實際資料表明,深基坑坑內(nèi)位移存在著“兩邊小,中間大”的特點,從而,長邊的深基坑邊坡很容易失穩(wěn),導致深基坑空間問題。傳統(tǒng)深基坑支護結(jié)構(gòu)主要通過設(shè)計平面應(yīng)變的方式進行處理,對于細長的深基坑比較實際,對于長方形或者方形的深基坑差異則比較大。因此,必須按照平面設(shè)計應(yīng)變方案,對支護結(jié)構(gòu)進行合適的調(diào)節(jié),從而讓開挖的空間滿足要求。
3.深基坑取樣不完整
在深基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須按照相應(yīng)地基土層要求進行取樣分析,保證土體符合物理力學指標,從而保障支護結(jié)構(gòu)設(shè)計良好。在深基坑開挖區(qū)域內(nèi)部,應(yīng)該結(jié)合國家開挖指標,進行鉆探取樣,從根本上降低勘察工作量,降低造價。由于土樣具有不完全和多變的復雜性,因此,土樣不可能完全反應(yīng)土層特性,造成支護結(jié)構(gòu)設(shè)計不能完全符合實際情況
4、支護結(jié)構(gòu)設(shè)計和實際受力存在差異
目前,我國深基坑支護結(jié)構(gòu)計算主要通過極限平衡理論,和實際受力存在著很大的差異。根據(jù)相關(guān)工程實踐證明;深基坑支護結(jié)構(gòu)從理論上講符合極限理論計算的安全系數(shù);但是,由于有的支護機構(gòu)系數(shù)比較小,不能達到相關(guān)要求。
(二)施工方面
1.施工人員技術(shù)不夠?qū)I(yè)
在深基坑支護進行施工時,對巖土層的記錄是非常重要的。由于在對地基進行勘察取樣時,所取的土樣不完整,且地層的復雜性,各個地段的地層都有變化,所以對實際的巖土層要進行記錄。但施工人員不夠?qū)I(yè),對實際巖土層沒有記錄或記錄不完整。這樣在深基坑支護中出現(xiàn)問題時,不能正確的向設(shè)計人員提供實際的地層。
深基坑支護過程中監(jiān)測是非常重要的工作,如果施工單位沒有監(jiān)測人員或監(jiān)測人員不夠?qū)I(yè),沒有及時進行監(jiān)測??赡芎芏嗫梢员苊獾氖鹿识及l(fā)生了。
2.施工過程中的偷工減料
施工單位為了減少施工成本或賺取更高利益。將深基坑施工中常用的材料進行更換,不實用設(shè)計指定的型號或品牌,減少材料的用量,導致基坑的失穩(wěn)。
三、巖土工程深基坑支護類型和支護設(shè)計
1.巖土工程深基坑支護類型
在巖土工程中,由于各種地下管線和建筑物都需要開挖,而周圍場地不變,深基坑深度達到一定限度時,則不能直接放坡開挖,通常采用基坑開挖的方式,進行基坑支護。過去,深基坑開挖一般采用的是井點降水鋼板樁,滿足簡單的基坑開挖施工;隨著基坑深度的加大,我國支護技術(shù)有了很大的發(fā)展,按照相關(guān)功能可以分為:
(1)擋土系統(tǒng)
常用的擋土系統(tǒng)主要有:鋼筋混凝土板樁、鋼板樁、深層水泥攪拌樁以及地下連續(xù)墻等,從而形成有效的支護擋土墻阻擋坑和支護排樁,抵抗外土壓力。
(2)擋水系統(tǒng)
在巖土工程深基坑當水系統(tǒng)中,當水系統(tǒng)主要有:旋噴樁、地下連續(xù)墻、壓密注漿、水泥攪拌樁、鎖口鋼板樁等,從而有效制止阻擋外部滲水。
(3)支撐系統(tǒng)
支撐系統(tǒng)主要有:鋼筋混凝土內(nèi)支撐、鋼管和型管內(nèi)部支持、鋼筋混凝土和鋼的組合支撐。從而有效維護結(jié)構(gòu)側(cè)力和限制結(jié)構(gòu)內(nèi)部的移動。
2.巖土工程深基坑支護設(shè)計
結(jié)合不同的基坑寬度、環(huán)境、地質(zhì)以及荷載情況等,一般采用不同的支護結(jié)構(gòu),主要分為:
(1)深層攪拌樁支護
深層攪拌樁支護主要是利用石灰、水泥等材料作為固化劑,通過深層的攪拌,將粉體、漿液以及軟土強制攪拌,利用固化劑和軟土結(jié)合產(chǎn)物的物理化學反應(yīng),讓軟土硬結(jié),從而形成良好的水土穩(wěn)定性具有一定強度的水泥攪拌樁.
(2)排樁支護
排樁主要包括人工挖孔樁、鋼板樁、鉆孔灌裝等,通過柱列式排樁支護、連續(xù)連樁支護以及合式排樁支護等設(shè)置多道支撐。
(3)地下連續(xù)墻支護
在開挖深度在10m以上,環(huán)境對地下管線降要求較高時,由于地下連續(xù)墻支護具有良好的度、整體性能強,從而能有效降低工程施工對環(huán)境的影響。
3.土釘墻支護
土釘墻支護主要用那個與基坑開挖密長的桿件體,通過土體、土釘以及混凝土的共同作用,從而有效自穩(wěn)支護。
四、巖土工程深基坑支護施工技術(shù)措施
1.提高深基坑支護工程設(shè)計理念
根據(jù)我國巖土工程深基坑施工技術(shù)發(fā)展,支護結(jié)構(gòu)實際受力隨著巖土變化轉(zhuǎn)變的規(guī)律,從而完成我國深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計。由于我國沒有統(tǒng)一的支護結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,實際的土壓力分布通常按照郎肯理論以及庫倫理論確定,支護樁一直引用“等值法”計算,從而避免施工方法和實際設(shè)計的缺陷,由于郎肯理論和實際計算結(jié)果存在很大的差異,缺乏經(jīng)濟性和安全性。因此,新形勢下,深基坑支護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)必須接和生產(chǎn)施工實際,引進國內(nèi)先進的設(shè)計理念,擺脫“結(jié)構(gòu)荷載法”的制約,立起以檢測為主體的信息動態(tài)設(shè)計體制。
2.增強變形觀測力度,提高施工質(zhì)量
巖土工程深基坑支護施工變形觀測主要有:邊建筑以及地下管線變形觀測、 坑邊坡變形觀測等。通過對數(shù)據(jù)的具體觀測、及了解土方開挖巖土工程支護設(shè)計中的應(yīng)用情況通過相應(yīng)偏差分析,了解土方支護設(shè)計在實際中的應(yīng)用情況,從而正確分析偏差,及時了解深基坑土體變形情況,以及對土方開挖影響的沉降。對于設(shè)計偏差,施工時應(yīng)該及時修改參數(shù),對施工部位進行恰當?shù)目刂坪脱a救。
在巖土工程施工中,為了更好的保障現(xiàn)場變形數(shù)據(jù)及時、可靠、準確,觀測人員在施工觀測中應(yīng)該嚴格按照施工預定,進行精細的測量,從實際中保障測量質(zhì)量。在施工中一旦發(fā)現(xiàn)問題,及時分析原因和防止,從而穩(wěn)固施工設(shè)計方案,保障施工進程。對于復雜大型的基坑工程,可以采用專家論證的方式,降低造價危險系數(shù),保障施工安全。
3.提高巖土工程深基坑支護施工質(zhì)量
巖土深基坑支護施工必須做好過程控制,當過程節(jié)出現(xiàn)問題時,及時糾正補救。因此,在巖土工程施工中,必須做好管理控制。
從領(lǐng)導監(jiān)督保障施工質(zhì)量。在施工中,嚴格按照相關(guān)設(shè)計方案,進行精細的管理控制,從而確保施工質(zhì)量。在施工之前,施工人員首先要對施工流程熟悉,按照施工圖紙、施工環(huán)境以及地質(zhì)資料等因素,規(guī)劃施工進程,保證降水時正常工作。
在施工時,施工單位應(yīng)該明確任務(wù)何目標,做好錨桿桿位置擺放,長度、數(shù)量、型號設(shè)計,增加鋼筋范圍以及放坡系數(shù)等,從而確保專家審核。堅持分層分段開挖何支護,讓土方開挖順序何具體方法、設(shè)計結(jié)合,遵循相關(guān)深基坑開挖原則,減少不規(guī)范開完現(xiàn)象發(fā)生,從而有效縮短基坑開挖無支柱暴露的時間,保障開挖的對稱型何均衡型,從根本上合理利用開挖控制力度。
結(jié)束語
在巖土工程深基坑支護施工中,由于深基坑工程具有很強的風險性和復雜性,因此,在實際施工中,施工人員應(yīng)該將管理和控制有機的聯(lián)系起來,根據(jù)相關(guān)工程要求和其他條件具體考慮,從而安全、經(jīng)濟、可靠的對施工工程進行維護、支護和檢測,保障施工質(zhì)量和效益。
參考文獻
1.《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012
[關(guān)鍵字]民用建筑;巖土工程;勘察
1.概述
同地質(zhì)勘察工程任務(wù)相比,巖土工程勘察任務(wù)不僅僅要正確反映場地的工程地質(zhì)條件和地基的實際情況,還應(yīng)該結(jié)合工程設(shè)計、施工條件進行技術(shù)論證與分析評價,然后服務(wù)于工程建設(shè)。而伴隨著我國巖土工程體制的推行,以及對工程建設(shè)要求的提高,巖土工程勘察單位的業(yè)務(wù)范圍由單純的地質(zhì)勘察任務(wù)拓展到巖土工程勘察、設(shè)計、治理與監(jiān)測的全過程。在這其中,由于城市民用建筑的建設(shè)質(zhì)量對城市居民和家庭有著直接的影響,同時影響到社會的多個層面。因此,在民用建筑工程建設(shè)過程中,必須對巖土工程勘察任務(wù)以足夠的重視,且應(yīng)用科學、合理、適用的勘察手段以保證民用建筑工程勘察的準確性,提高勘察工作效率。
2.巖土工程勘察技術(shù)與適用研究
2.1工程地質(zhì)測繪
工程地質(zhì)測繪是巖土工程勘察的基礎(chǔ)工作,一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質(zhì)是運用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論,對地面的地質(zhì)現(xiàn)象進行觀察和描述,分析其性質(zhì)和規(guī)律,并藉以推斷地下地質(zhì)情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據(jù)。在地形地貌和地質(zhì)條件較為復雜的場地,必須進行工程地質(zhì)測繪;但對地形平坦、地質(zhì)條件簡單且較狹小的場地,則可采用調(diào)查代替工程地質(zhì)測繪。同時測繪時應(yīng)注意調(diào)查訪問有關(guān)情況。工程地質(zhì)測繪是認識場地工程地質(zhì)條件最經(jīng)濟、最有效的方法,高質(zhì)量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質(zhì)情況,起到有效地指導其他勘察方法的作用。
2.2勘探
勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調(diào)查地下地質(zhì)情況的;并且可利用 勘探工程取樣進行原位測試和監(jiān)測。應(yīng)根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法 。
(1)鉆探:鉆探最常用的是回轉(zhuǎn)巖芯鉆探??讖綉?yīng)滿足取樣和抽水實驗要求,孔深入目的層以下3~5m。深度量測精度不低于±5cm。巖樣采取率:完整、較完整巖體和粘性土、粉土不低于80%,較破碎、破碎巖體和碎石土、砂土不低于65%;對需重點查明的部位(滑動帶、軟弱夾層等),應(yīng)采用雙層巖芯管連續(xù)取芯;當需要確定巖石質(zhì)量指標RQD時,應(yīng)采用75mm口徑雙層巖芯管和金剛石鉆頭。鉆探中按要求取巖樣、土樣、水樣和進行原位測試。對受力層取樣和原位測試間距為1~2m;每一主要土層原狀土樣或原位測試數(shù)據(jù)不少于6件(組)。巖芯應(yīng)由專業(yè)人員及時編錄,柱狀圖巖土名稱和性狀應(yīng)與原位測試和土工實驗結(jié)果相互吻合。
(2)井探、槽探和洞探:當鉆探方法難于準確查明地下情況(如斷層、滑坡、大壩、隧道、地下洞室等)時,采用井探、槽探和洞探。探井的深度不宜超過地下水位,豎井、平洞的深(長)度和斷面按工程要求確定。
(3)物探:是一種間接的勘探手段,可以采取鉆孔波速測試法、場地微振動測試和室內(nèi)、外測試法等,它的優(yōu)點是較之鉆探和坑探輕便、經(jīng)濟而迅速,能夠及時解決工程地質(zhì)測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質(zhì)情況,所以常常與測繪工作配合使用。在工程勘察中,物探既是一種勘探手段,也是一種原位測試手段,可測定巖土體的波速、動彈性模量、動剪切模量、卓越周期、電阻率、放射性輻射參數(shù)、土對金屬的腐蝕性等。
勘探工程一般都需要動用機械和動力設(shè)備,耗費人力、物力較多,有些勘探工程施工周期又較長,而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時應(yīng)具有經(jīng)濟觀點,布置勘探工程需要以工程地質(zhì)測繪和物探成果為依據(jù),切避盲目性和隨意性。
2.3原位測試
標準貫入實驗是目前用得最多的一種原位測試方法。利用標準貫入擊數(shù)判別巖石風化程度(強風化、全風化、殘積土),粘性土、粉土、砂性土狀態(tài),飽和砂土、粉土液化可能性,確定土的變形參數(shù)時,用實測擊數(shù)(N,);查算地基承載力時用桿長校正后擊數(shù),可用標準值或最小平均值。
原位測試與室內(nèi)試驗的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術(shù)參數(shù),包括巖 土的物性指標、強度參數(shù)、固結(jié)變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應(yīng)力、應(yīng)變時間關(guān)系的參數(shù)等 。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。
2.4室內(nèi)試驗
室內(nèi)試驗主要包括土的物理性質(zhì)實驗、土的壓縮~固結(jié)實驗、土的抗剪強度實驗、土的動力性質(zhì)實驗、巖石實驗和水質(zhì)分析。
原位測試與室內(nèi)試驗相比,各有優(yōu)缺點 。
原位測試的優(yōu)點是:試樣不脫離原來的環(huán)境,基本上在原位應(yīng)力條件下進行試驗;所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結(jié)構(gòu)對巖土性質(zhì)的影響,代表性好;試驗周期較短,效率高;尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質(zhì)。
缺點是:試驗時的應(yīng)力路徑難以控制; 邊界條件也較復雜;有些試驗耗費人力、物力較多,不可能大量進行。
室內(nèi)實驗歷史較久,其優(yōu)點是:試驗條件比較容易控制(邊界條件明確,應(yīng)力應(yīng)變條件可以控制等);可以大量取樣。
缺點是:試樣尺寸小,不能反映宏觀結(jié)構(gòu)和非均質(zhì)性對巖土性質(zhì)的影響,代表性差;試樣不可能真正保持原狀,而且有些巖土也很難取得原狀試樣。
2.5現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測
現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測是構(gòu)成巖土工程系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié),大量工作在施工和運營期間進行;但是這項工作一般需在高級勘察階段開始實施,所以又被列為一種勘察方法。它的主要目的在于保證工程質(zhì)量和安全,提高工程效益。現(xiàn)場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質(zhì)量控制。而現(xiàn)場監(jiān)測則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測、施工和運營中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測和對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面。
檢驗與監(jiān)測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術(shù)參數(shù),并以此為依據(jù)及時修正設(shè)計,使之在技術(shù)和經(jīng)濟方面優(yōu)化。此項工作主要是在施工期間內(nèi)進行,但對有特殊要求的工程以及一些對工程有重要影響的不良地質(zhì)現(xiàn)象,應(yīng)在建筑物竣工運營期間繼續(xù)進行。
2.6高新技術(shù)
隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展,在巖土工程勘察領(lǐng)域中不斷引進高新技術(shù)。例 如,工程地質(zhì)綜合分析、工程地質(zhì)測繪制圖和不良地質(zhì)現(xiàn)象監(jiān)測中遙感(RS)、地理信息系統(tǒng) (GIS)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)即“3S”技術(shù)的引進;勘探工作中地質(zhì)雷達和地球物理層析成像技術(shù)(CT)的應(yīng)用等。
(1)遙感技術(shù):遙感技術(shù)是從遠距離感知目標反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線,對目標進行探測和識別的技術(shù)。具有探測范圍大;信息量大,手段多,技術(shù)先進和獲取信息快,更新周期短,可實施動態(tài)監(jiān)測的特點。
(2)地理信息系統(tǒng):地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有時又稱為“地學信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。將GIS應(yīng)用于民用建筑巖土工程勘察,使地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)對工程地質(zhì)資料的輸入、存儲以及對數(shù)據(jù)進行可視化綜合動態(tài)查詢、檢索等基本功能,增強了地理信息系統(tǒng)專業(yè)適用性,可為城市各級勘察管理部門提供科學的結(jié)論和更高層次的輔助決策信息,以更好地指導城市巖土工程和工程勘察工作。這樣具有重要的工程實用意義,必將產(chǎn)生重大的社會效益和顯著的經(jīng)濟效益。
(3)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng):利用GPS定位衛(wèi)星,在全球范圍內(nèi)實時進行定位、導航的系統(tǒng),稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),簡稱GPS。具有定位精度高、觀測時間短、測站間無需通視、儀器操作簡便等特點。
4.總結(jié)
巖土工程勘察工作的任務(wù)是查明情況,提供各種相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù),分析和評價場地的巖土工程條件并提出解決巖土工程問題的建議,以保證工程建設(shè)安全、高效運行,促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展??傊?,要高效而順利的完成勘察工作,我們應(yīng)根據(jù)目前巖土工程勘察行業(yè)的發(fā)展狀況以及民用建筑巖土工程勘察項目的共同性和其特殊性有針對性地選用技術(shù)手段。使我們勘察企業(yè)跟上行業(yè)發(fā)展的腳步,邁上和諧健康發(fā)展的道路。
[參考文獻]
[1]胡聿賢.地震工程學.地震工程出版社.1998;
關(guān)鍵詞:擋墻加固;反演分析法;重力式擋土墻
云南省地處高原山區(qū),城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)多處于山前斷陷盆地、山麓坡地。隨著近些年城鎮(zhèn)建設(shè)的迅猛發(fā)展,尤其是云南省政府“城鎮(zhèn)上山”重大決策的提出,房屋建設(shè)往往牽扯到邊坡治理問題。重力式擋土墻因其具有施工方便、就地取材、經(jīng)濟效果好等優(yōu)點,在山地工程建設(shè)中得到廣泛的運用。但受限于設(shè)計經(jīng)驗、施工質(zhì)量等因素,往往施工完成后不久就出現(xiàn)嚴重變形,存在安全隱患。對于此類擋土墻的加固,如何在考慮既有支擋措施的基礎(chǔ)上,提出既安全又經(jīng)濟的治理方案,是各位建設(shè)工作者都在思考的問題。筆者結(jié)合多年的工程實踐經(jīng)驗,采用基于反演分析法的設(shè)計思路進行擋墻加固設(shè)計,實際應(yīng)用效果較好。
1 反演分析法思路
《建筑邊坡工程鑒定與加固技術(shù)規(guī)范》第4.4.4條“當邊坡工程已產(chǎn)生變形或滑動時,可采用反演分析法確定滑動面抗剪強度指標。對出現(xiàn)變形的邊坡工程,其穩(wěn)定性系數(shù)Ks宜取1.00~1.05;對產(chǎn)生滑動的邊坡工程,其穩(wěn)定系數(shù)Ks宜取0.95~1.00?!奔暗?.2.2條“……3計算單元中的組合支護結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應(yīng)滿足下式要求:ζLRN+R0≥KS……”。
基于以上規(guī)范要求,我們可以假設(shè)現(xiàn)狀邊坡或擋墻是處于臨界平衡狀態(tài)的,臨界狀態(tài)所對應(yīng)的安全系數(shù)可按等于1.00考慮。此時邊坡平衡狀態(tài)方程可表述為:
R0≈K0S(式1)
式中:R0―原支護結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的有效抗力;
S―支護結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的外部作用力;
K0―現(xiàn)狀下邊坡穩(wěn)定安全系數(shù),≈1.00。
加固后的擋墻或邊坡的設(shè)計安全系數(shù)須滿足規(guī)范要求,可表述為:
ζLRN+R0≥KS(式2)
式中:ζL―新增支護結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗力發(fā)揮系數(shù);
RN―新增支護結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗力;
K―滿足規(guī)范要求的安全系數(shù)。
聯(lián)立以上平衡狀態(tài)方程,根據(jù)邊坡或擋墻主動土壓力及安全系數(shù),反演推算需要增加的錨固力,進行快速計算,制定方案。
2 工程實例
2.1 工程概況
云南省楚雄市某工業(yè)園區(qū)位于楚雄盆地東側(cè),屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌單元,場地總體地勢北東高、南西低,原始地形為自然的斜坡地帶,經(jīng)場地開挖整平后,各工業(yè)廠區(qū)呈臺階狀分布。某塑料廠與某礦山機械廠緊鄰建設(shè),場地高差約7.5~8.0m。廠區(qū)建設(shè)時在高差處采用重力式漿砌片石擋土墻進行支護,石材選用當?shù)氐闹酗L化泥質(zhì)粉砂巖。擋墻砌筑時為冬季,完成后無重大變形。第二年夏天雨季來臨后,擋墻開始出現(xiàn)變形,至10月份雨季結(jié)束,該擋墻轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)縱向裂縫(圖1),寬約5~10cm,墻頂廠區(qū)地面出現(xiàn)平行擋墻走向方向裂縫,距離擋墻頂邊約2.0~3.5m,寬約2~3cm,墻身砌體片石出現(xiàn)縱向和橫向裂紋(圖2),擋墻泄水孔未見出水。擋土墻的變形嚴重影響到墻頂及墻腳廠區(qū)的人員生命和財產(chǎn)安全。
究其原因,主要是雨季地表水下滲后,土體自重增大,墻后主動土壓力變大,同時擋墻砌體所選用的泥質(zhì)粉砂巖抗壓強度不夠,不足以抵抗主動土壓力,導致墻體剪切破壞。
2.2 反演分析計算
由于該擋墻設(shè)計時未按規(guī)范實施,建設(shè)方不能提供原設(shè)計圖紙及邊坡勘察資料,故本次擋墻加固采用“反演分析法”進行設(shè)計。設(shè)計過程如下:
采用朗肯土壓力公式計算天然狀態(tài)下?lián)鯄λ艿酵翂毫?,填土重度?9KN/m3,填土綜合內(nèi)摩擦角取30°:
Ea1=0.5×19×82×tan2(45-30/2)=202.7KN/m
坡頂荷載產(chǎn)生的土壓力:
Ea2=35×8×tan2(45-30/2)=93.3KN/m
則單位長度擋墻所承受的土壓力為:
Ea合=296.0KN
根據(jù)擋土墻變形現(xiàn)狀,假定現(xiàn)狀安全系數(shù)為1.00,則根據(jù)式1推導單位長度原擋土墻可提供的有效抗力為:
Ep合≈Ea合=296.0KN
擋墻加固考慮采用預應(yīng)力錨索加固,設(shè)計2排,間距3.5m,新增加錨索安全發(fā)揮系數(shù)ζL取0.95,加固后的擋設(shè)計安全系數(shù)取1.4,則根據(jù)式2有:
0.95×2×RN+296.0×3.5≥1.4×296.0×3.5
RN≥218.1KN
考慮到場地內(nèi)地基土主要為全~強風化粉砂質(zhì)泥巖,錨桿的極限粘結(jié)強度標準值按135kPa考慮,則設(shè)計錨索錨固長度L:
L=2.4×218.1/(3.14×0.15×135×cos25°)=9.1m
2.3 治理方案
為保證擋土墻墻頂及墻腳廠區(qū)安全,采取“預應(yīng)力錨索+框格梁+現(xiàn)澆擋土板”的加固設(shè)計方案:
2.3.1 預應(yīng)力錨索設(shè)計
根據(jù)計算,在擋土墻面設(shè)計增加2道預應(yīng)力錨索,錨索采用4束φ15.2mm低松弛鋼絞線(極限強度標準值為1860MPa),第1道錨索總長18m,自由段8m,錨固段10m,第2道錨索總長16m,自由段6m,錨固段10m,錨索成孔直徑150mm,錨索鎖定值220KN,入射角度25°。最下排框格梁設(shè)置6m長鋼筋錨桿。
2.3.2 框格梁及梁間擋土板設(shè)計
在擋土墻墻面搭設(shè)腳手架施工框格梁及梁間擋土板??蚋窳毫簩?0cm×40cm,設(shè)置水平梁3道,間距4m、2.8m,豎向梁橫向間距3.5m。梁間設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土擋土板,板厚30cm。
2.3.3 泄水孔設(shè)計
擋土板設(shè)置泄水孔,孔間距2.5m×3.0m,要求孔底穿透原擋土墻墻身,進入墻后土體不小于10cm。
2.3.4 墻頂?shù)孛骓鸥采w設(shè)計
墻頂廠區(qū)地面全部采用砼覆蓋,做好地面散水、排水處理,嚴禁地表水滲入墻后土體。
2.3.5 治理效果
該擋土墻加固施工至今已2年,自竣工后該擋土墻運行良好,墻面、墻頂?shù)孛嫖丛俪霈F(xiàn)裂縫,監(jiān)測數(shù)據(jù)無重大變形。
3 結(jié)語
通過基于反演分析法的重力式擋土墻加固設(shè)計案例的分析,總結(jié)以下結(jié)論:
(1)在工程實踐中,反演分析法在缺少相關(guān)資料的情況下,可以迅速的制定出比較安全、經(jīng)濟、合理的加固設(shè)計方案。由于較充分考慮了原有擋墻的作用,因此可大量節(jié)約工程投資,取得較好的經(jīng)濟效益。
(2)重力式擋土墻的設(shè)計和施工應(yīng)按規(guī)范要求進行,合理設(shè)計、精心施工,砌體材料強度應(yīng)達到設(shè)計抗壓強度要求。鑒于楚雄地區(qū)石材多為泥質(zhì)粉砂巖,建議超過5m以上邊坡治理慎重選擇漿砌片石重力式擋土墻。
(3)反演分析法要求設(shè)計者對當?shù)毓こ虒嵺`經(jīng)驗了解比較充分,對個別關(guān)鍵參數(shù),如現(xiàn)狀安全系數(shù)、土體所能提供的錨桿極限粘結(jié)強度值等有較準確的判斷的情況下方可實施。
參考文獻
[1] 程良奎.巖土錨固工程技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,1996.
[2] 林宗元.巖土工程治理手冊[M].沈陽:遼寧科學技術(shù)出版社,1993.
[3] GB50330-2013.建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].2013.
[4] GB50843-2013.建筑邊坡工程鑒定與加固技術(shù)規(guī)范[S].2013.
關(guān)鍵詞山區(qū)高速公路勘察設(shè)計施工運營工程地質(zhì)條件地質(zhì)病害
1概述
由于國民經(jīng)濟的發(fā)展和路網(wǎng)完善的需求,高速公路逐步進入山區(qū)。高速公路由于其線形指標高,工程艱巨,投資巨大,對自然環(huán)境的破壞也非常嚴重。隨著環(huán)境保護理念的日益深入人心,對于山區(qū)高速公路的勘察設(shè)計、施工運營等方面的環(huán)保要求也越來越高。山區(qū)公路環(huán)境載體主要是自然環(huán)境,也是地質(zhì)環(huán)境。山區(qū)一般地形地質(zhì)條件復雜,地質(zhì)環(huán)境脆弱,地質(zhì)災害多發(fā),高速公路的建設(shè)不可避免的要切坡、填溝、打洞(隧道),對地質(zhì)環(huán)境造成嚴重破壞,處理不好還會誘發(fā)和加劇各種地質(zhì)災害,增加公路建設(shè)投資,影響工期,甚至給運營階段帶來嚴重的安全隱患。因此山區(qū)高速公路的環(huán)保主要是地質(zhì)環(huán)境的保護和地質(zhì)災害的防治。
要建設(shè)一條兼顧交通、環(huán)保、生態(tài)等方面要求的高標準的山區(qū)高速公路,應(yīng)該重視和加強地質(zhì)工作。地質(zhì)工作應(yīng)貫穿于設(shè)計、施工和運營的全過程。對地質(zhì)現(xiàn)象和規(guī)律的認識(巖土工程勘察工作)是由面到線、由線到點、由表及里、由粗到細、由宏觀到微觀,逐步深入的,根據(jù)不同階段應(yīng)采取不同的方法和手段。
2勘察設(shè)計階段
地質(zhì)條件是客觀存在的,山區(qū)高速公路在自然地質(zhì)環(huán)境中穿行,并對地質(zhì)環(huán)境進行改造,應(yīng)該認識地質(zhì)規(guī)律,尊重地質(zhì)規(guī)律,在設(shè)計中充分考慮地質(zhì)因素,遵循地質(zhì)原則,從源頭上盡量減少山區(qū)高速公路對自然環(huán)境的破壞,并且為施工和運營提供良好的條件。
2.1工可階段——貫徹地質(zhì)選線的原則
山區(qū)公路地質(zhì)選線主要受到地形和不良地質(zhì)現(xiàn)象的制約,主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象有滑坡、泥石流、巖崩、巖溶、巖堆(坡積層)、軟弱土、膨脹土、濕陷性黃土、凍土、水害、采空區(qū)以及強震區(qū)(高地應(yīng)力)等。本階段應(yīng)盡可能詳細地收集區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)、巖石地層、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地震地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等方面的資料,利用遙感資料(衛(wèi)片和航片),編制中比例尺(1:5萬或1:10萬)工程地質(zhì)圖和地質(zhì)災害(不良地質(zhì)現(xiàn)象)分布圖,圖上標注大的地質(zhì)構(gòu)造(主要是斷層)、重大的地質(zhì)病害體,分析區(qū)域性的地質(zhì)災害發(fā)生條件,進行初步的地質(zhì)災害評估,配合路線方案設(shè)計,進行必要的現(xiàn)場踏勘和重點路段的調(diào)查,反復對比,優(yōu)選出工程地質(zhì)條件最好、地質(zhì)災害最少、工程建設(shè)對地質(zhì)環(huán)境的不利影響最小的路線走廊帶,真正貫徹地質(zhì)選線的原則。對于滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、巖溶、軟土、泥沼等嚴重不良地質(zhì)地段和沙漠、多年凍土等特殊地區(qū),一般情況下路線應(yīng)設(shè)法繞避。
2.2初設(shè)階段——突出重大地質(zhì)病害對路線方案的制約
確定路線方案前應(yīng)對沿線地質(zhì)構(gòu)造帶、斷層、巖石的層理情況、地質(zhì)病害的分布及范圍等,通過對遙感地質(zhì)判釋資料以及不同勘測階段的勘探、調(diào)查資料的分析,研究路線通過方案并不斷優(yōu)化。對地質(zhì)較為復雜地段還應(yīng)注意在設(shè)線后誘發(fā)并加劇地質(zhì)病害的可能性,謹慎的確定路線的線位和采取的工程措施。地質(zhì)技術(shù)人員應(yīng)配合路線設(shè)計師作好地質(zhì)咨詢工作,可以沿初步擬定的路線線位,進行全線踏勘,對重點工點進行地質(zhì)調(diào)查,得出初擬線位沿線的基本工程地質(zhì)情況,評估路線方案的可行性,發(fā)現(xiàn)重大不良地質(zhì)地段或預測工后會出現(xiàn)難以治理的地質(zhì)病害的路段要及時反饋信息,以便盡快調(diào)整路線線位?;敬_定路線方案后,及時委托有資質(zhì)的單位進行建設(shè)用地地質(zhì)災害危險性評估工作,并進行大比例尺(1:1萬)的地質(zhì)遙感解譯及地質(zhì)災害調(diào)查和工程地質(zhì)調(diào)繪工作,編制1:1萬工程地質(zhì)圖和路線區(qū)域地質(zhì)病害現(xiàn)狀圖。圖件的重點是地質(zhì)災害和重要工點的工程地質(zhì)條件,要有針對性,要突出重點,不可以拿1:5萬地質(zhì)圖放大。現(xiàn)在委托地質(zhì)部門做的圖件,有些不能稱為工程地質(zhì)圖,只能稱為基本地質(zhì)圖(工程地質(zhì)分區(qū)太籠統(tǒng)、工程地質(zhì)條件的論述太簡略)。地質(zhì)災害評估工作不能夠代替1:1萬工程地質(zhì)圖的編制,但二者可結(jié)合進行,以節(jié)約時間和經(jīng)費。
很多地質(zhì)災害(滑坡、泥石流等)由于植被覆蓋、后期人工改造以及觀察角度和范圍有限等原因,在現(xiàn)場難以判斷。通過遙感資料(如航片)可以從宏觀上觀察全貌,合理的解譯,有利于對此類不良地質(zhì)體的正確認識。
當工作中發(fā)現(xiàn)仍有重大的地質(zhì)病害存在或有潛在的重大地質(zhì)病害時,必須及時調(diào)整線位。對于重大的地質(zhì)病害應(yīng)盡量繞避,實在無法繞避的要考慮工程措施的可能性與可靠性,盡量在路線的平縱面優(yōu)化上下功夫(采用分離式路基、用橋隧構(gòu)造物通過、從滑坡體上部通過、半路半橋等),避免高填深挖,以減少對地質(zhì)環(huán)境的破壞,提高工程措施的可靠性和安全度。對地質(zhì)病害應(yīng)以防為主,以治為輔,能避當避,即使增加工程造價也是值得的。
以安徽省徽杭高速公路為例,該路全長約80km,有四分之三路段位于山區(qū),由于勘測時間較早,對山區(qū)高速公路特點認識不足,以投資為主要控制因素,其中有一半左右的路段基本沿區(qū)域性的三陽斷裂帶布設(shè)。受構(gòu)造影響,巖體風化破碎嚴重,并且沿線分布有雄村滑坡、朱村滑坡等規(guī)模較大的不良地質(zhì)體。施工開挖后,出現(xiàn)大量的不穩(wěn)定邊坡,甚至誘發(fā)了部分滑坡。對于部分地質(zhì)病害路段及時調(diào)整線位,進行了避讓,而更多的病害段只能采取治理措施,結(jié)果造價大幅攀升,嚴重影響了工期,并且治理效果也難以預測。
必要時應(yīng)增加技術(shù)設(shè)計階段,對重大地質(zhì)病害路段進行深入勘察,確定路線可行性。
2.3施工圖設(shè)計階段——詳查工點地質(zhì)條件
通過初步設(shè)計階段的各種地質(zhì)工作,已經(jīng)基本查明路沿線的地質(zhì)條件,但是工作深度和廣度還不夠。本階段應(yīng)詳查工點地質(zhì)(橋位、隧道、深路塹、高填路堤、陡坡路堤、支擋構(gòu)造物),進行重要工點1:2000地質(zhì)測繪。采用調(diào)查、測繪、槽探、坑探、鉆探、物探等綜合勘察手段。查明場地巖土體組成、性質(zhì)、分布以及風化層、不良地質(zhì)、特殊性巖土等工程地質(zhì)條件在路線縱橫方向的變化。以前對于橋位和隧道等構(gòu)造物工點地質(zhì)勘察較為重視,但是對于深路塹和陡路堤、斜坡路堤、支擋構(gòu)造物等路基方面的工點也必須加強勘察,特別是高邊坡和不良地質(zhì)體的勘察和預測。另外對于筑路材料料場和棄土場的勘察一定要重視,以前山區(qū)公路曾出現(xiàn)過取土、棄土場所不合理,亂挖亂棄,破壞環(huán)境,導致水土流失的事例。
除了詳細的地質(zhì)勘察工作之外,還要貫徹綜合設(shè)計原則,在路線設(shè)計的各個階段,對工程地質(zhì)條件要有充分的了解,保證路線方案的科學性。對地質(zhì)資料要充分利用,橋位、隧道、路線各有一套地質(zhì)資料,但彼此經(jīng)常脫節(jié)。比如當橋隧相連時,隧道勘察發(fā)現(xiàn)有不良地質(zhì)現(xiàn)象,橋梁設(shè)計人員卻不知道,還把橋臺置于其上。因此加強各專業(yè)之間的交流溝通,互相學習。從事路線、隧道、橋梁設(shè)計的人員要盡量多地掌握一些基本的地質(zhì)知識,以有利于對地質(zhì)資料的合理使用。
3施工階段——遵循信息化施工、補充勘察、動態(tài)設(shè)計原則
由于地質(zhì)條件的復雜性和勘察周期的制約,有些復雜場地(巖溶、破碎帶、巖性縱橫向差異大的地區(qū))或地形困難場地(陡坡、魚塘等)在設(shè)計階段難以布置充分的勘察工作量,無法查清場地詳細工程地質(zhì)條件。在施工期間,可以進行補充勘察,如對巖溶發(fā)育區(qū)或巖性差異大的場地逐樁鉆探,對原進場困難場地通過施工便道進場鉆探。施工中發(fā)現(xiàn)新的地質(zhì)問題也要補充勘察。應(yīng)該把施工期間的勘察工作視作設(shè)計期間勘察工作的重要補充。
另外本階段應(yīng)遵循信息化施工(施工中監(jiān)測)、動態(tài)設(shè)計的原則。隧道的超前預報、邊坡的動態(tài)監(jiān)測都是施工階段必須要進行的工作。施工單位一定要配備過硬的地質(zhì)技術(shù)人員,及時發(fā)現(xiàn)問題,不要等到地質(zhì)病害已經(jīng)發(fā)生才去治理,要有前瞻性、預見性,發(fā)現(xiàn)邊坡、隧道等有失穩(wěn)的趨勢之后要立即反饋業(yè)主和設(shè)計單位,并及時采取合適的加固措施,避免邊坡、隧洞大面積失穩(wěn)。應(yīng)該認識到,設(shè)計階段的勘察工作對地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)規(guī)律的認識往往是不全面的,甚至是錯誤的,據(jù)此進行的設(shè)計只能稱為預設(shè)計。在邊坡或隧道斷面開挖以后,很多問題才會發(fā)現(xiàn),此時應(yīng)有巖土工程技術(shù)人員在現(xiàn)場,對照原有的勘察設(shè)計方案,發(fā)現(xiàn)新的問題之后通過合理工序及時調(diào)整設(shè)計方案。等到問題已經(jīng)發(fā)生才去采取措施,既多花了錢,又耽誤了工期。
目前施工單位的巖土工程技術(shù)人員也是極為缺乏的,有時由于不合理的施工方法導致或加劇了地質(zhì)病害的發(fā)生和發(fā)展(如在破碎巖體上放大炮、自下而上開挖邊坡等)
施工期間的巖土工程監(jiān)理工作目前還較為薄弱的,有豐富理論知識和實踐經(jīng)驗的巖土監(jiān)理工程師極為缺乏,使施工期間的地質(zhì)病害預防工作遠遠達不到要求。
4運營階段——加強敏感點監(jiān)測
山區(qū)高速公路運營期間也要高度重視地質(zhì)工作。因為有些地質(zhì)災害的發(fā)生是一個長期的過程,應(yīng)力釋放或邊坡的蠕變有些需要長達幾年乃至十幾年的時間,一次性治理有時并不能保證長治久安。因此對于一些在施工中出現(xiàn)病害的路段或重要工點要建立數(shù)據(jù)庫,進行變形、位移和地下水的動態(tài)監(jiān)測,定期巡查,建立防災和預警系統(tǒng),在雨季或洪水季節(jié)要加強對敏感點的監(jiān)測。通過長期觀測記錄,還可以更深入的認識地質(zhì)規(guī)律,分析地質(zhì)病害的發(fā)生發(fā)展機理,預測發(fā)展趨勢,發(fā)現(xiàn)有不利的趨勢要及時采取措施。
5山區(qū)公路建設(shè)地質(zhì)工作中存在的問題
5.1前期階段
工可階段對地質(zhì)工作不夠重視,地質(zhì)遙感工作不做或精度不夠,不能夠貫徹地質(zhì)選線的原則,導致選定的路線走廊帶中地質(zhì)病害多,處理難度大,給后期工作帶來極大難度。
初步設(shè)計階段,由于路線方案調(diào)整較大,而工期緊張,因此很多勘察工作量作廢,路線地質(zhì)精度不夠,部分工點缺少地質(zhì)資料,給設(shè)計工作帶來隱患,也使得施工圖設(shè)計階段路線方案有時發(fā)生較大調(diào)整。
施工圖設(shè)計階段不做或漏做重要工點的1:2000地質(zhì)測繪,或雖做了但精度不夠;對一些地質(zhì)病害研究不深,導致對一些重要工點的勘察深度不夠;對于路線地質(zhì)調(diào)查深度不夠,導致一些地質(zhì)敏感點遺漏,在施工中出現(xiàn)地質(zhì)病害。構(gòu)造物勘察相對較細,而路基方面的勘察則往往較粗略。
目前的山區(qū)公路工程勘察還存在許多有待改進的地方。由于現(xiàn)在很多項目的勘察設(shè)計工期都非常緊張,如何在很短的時間內(nèi)達到盡可能高的勘察精度,的確是一個難題。為搶時間,現(xiàn)在地質(zhì)勘察工作很大一部分外委出去,全線人員設(shè)備上了很多,但在施工中仍會暴露出很多地質(zhì)問題。這一方面是由于地質(zhì)現(xiàn)象的隱蔽性和地質(zhì)科學的復雜性,難以全面深入地認識地質(zhì)現(xiàn)象,另一方面也是由于從事巖土工程的技術(shù)人員本身能力有限所致。巖土工程在一定程度上屬于經(jīng)驗學科,技術(shù)人員的經(jīng)驗非常重要。外委的勘察單位一定要過硬,對于其提供的地質(zhì)資料要進行審核,去偽存真,對于不能夠滿足規(guī)范和設(shè)計要求的堅決返工。在其外業(yè)和內(nèi)業(yè)階段要進行監(jiān)督,多溝通。外行業(yè)的地勘隊伍往往對公路工程的特點及公路勘察規(guī)范了解不夠,不能夠有針對性的進行勘察,資料經(jīng)常不能滿足設(shè)計要求。另外由于工期緊,技術(shù)準備不足,勘察手段不合理,經(jīng)常導致勘察深度不足,如隧道勘探未采用雙管單動鉆進,無法判斷RQD,鉆探工藝和技術(shù)不過硬,巖石取心率低,鉆孔水文地質(zhì)試驗數(shù)據(jù)不足,對邊坡勘察無法判斷滑動面,無法取得可信的各種力學參數(shù),物探手段與其他勘探手段的互相校核精度不夠等,甚至有個別單位編造資料應(yīng)付設(shè)計。所以不僅要看投入了多少人力物力,還要看投入人員技術(shù)水平、職業(yè)技能和職業(yè)道德素質(zhì)如何,擬定的勘察方案是否合理,對地質(zhì)現(xiàn)象的認識是否科學。在實踐中,由于技術(shù)人員水平參差不齊,經(jīng)常會出現(xiàn)錯判、漏判地質(zhì)病害的現(xiàn)象。因此加強公路巖土工程從業(yè)人員的技術(shù)水平是非常緊迫的事情。
5.2施工階段
地質(zhì)技術(shù)力量薄弱,巖土工程監(jiān)測和監(jiān)理不力,施工工序和方法不對,導致地質(zhì)病害的加劇,甚至誘發(fā)地質(zhì)病害。對工程地質(zhì)特點認識不足,不能夠及時預測和反饋地質(zhì)病害,只能被動地等待地質(zhì)病害的發(fā)生。
5.3運營階段
地質(zhì)工作目前還基本上是空白,無法保證山區(qū)高速公路的安全順暢。
6正確認識地質(zhì)工作的重要性和特殊性
由于巖土體的組成物質(zhì)差異,更重要的是在巖土體內(nèi)部分布有大量的不連續(xù)界面,把完整的巖土體分割成許多塊體,總體為非均質(zhì)體,在應(yīng)力的傳遞上非常復雜,因此巖土工程屬于非線性科學?,F(xiàn)有的巖石力學、土力學、巖體力學等均難以準確的描述巖土體實際的力學本構(gòu)關(guān)系。地質(zhì)災害的發(fā)生除了其本身的因素外,還受到許多外界的因素影響,十分復雜。因此,對于巖土工程的分析計算只能是半定量的,在很大程度上受分析者經(jīng)驗的制約。對于已經(jīng)存在的滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)病害,其周界相對清楚,各種勘察設(shè)計技術(shù)規(guī)范較完備,認識起來相對容易。最難的是對于現(xiàn)狀穩(wěn)定的高邊坡,預測其人工開挖后的穩(wěn)定性。對于其地質(zhì)構(gòu)造的分析,地質(zhì)-力學模型的建立,穩(wěn)定計算分析都十分困難??辈焐疃入y以保證,穩(wěn)定性計算方法不夠科學,邊坡設(shè)計時也有其不合理之處,如一般都只給出最終的邊坡坡率和邊界,各種邊坡加固設(shè)計也是針對最終邊坡的,各種分析計算也是以最終邊坡為約束條件的。這樣即使地質(zhì)條件清楚,分析計算合理,設(shè)計穩(wěn)妥,施工嚴格遵循規(guī)范和設(shè)計要求,也往往會出現(xiàn)難以預料的地質(zhì)病害。其中一個重要原因是未對開挖過程中的各種邊坡條件進行分析計算,雖然按最終邊坡條件計算是穩(wěn)定的,但不能夠保證任意開挖條件下邊坡都是穩(wěn)定的。因此對于從事邊坡設(shè)計的巖土工程師而言,應(yīng)該對于邊坡開挖過程中的多種控制性斷面穩(wěn)定性進行計算,提供合理的開挖步驟和各種穩(wěn)定的開挖斷面,并對不穩(wěn)定的中間邊坡提出臨時性的工程加固措施,以保證邊坡的穩(wěn)定開挖。
7展望
技術(shù)進步是山區(qū)高速公路成功修筑的重要保證?,F(xiàn)在采用三維數(shù)模,可以很快的得出路線平縱面模型,任意切割縱橫斷面,發(fā)現(xiàn)問題之后可以很快的調(diào)整線位并重新進行分析,大大提高了工作效率。相信隨著3S技術(shù)的發(fā)展,今后三維數(shù)模會和三維地學模型、巖土工程專家分析系統(tǒng)結(jié)合起來,對于重要工點通過現(xiàn)場地質(zhì)工作,建立地質(zhì)-力學模型,通過專家分析系統(tǒng),可以任意模擬邊坡開挖后的形狀及物理力學狀態(tài)的變化,迅速分析其穩(wěn)定性,進行針對性的設(shè)計。甚至還可以對邊坡等地質(zhì)病害通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠程會診,聚集各方面力量以解決問題。
8結(jié)語
地質(zhì)環(huán)境保護和地質(zhì)災害防治是山區(qū)高速公路建設(shè)成敗的關(guān)鍵,為此必須重視地質(zhì)工作。(1)業(yè)主要認識到,前期的地質(zhì)工作一定要認真細致,勘察設(shè)計階段多花些錢和時間,盡量詳細地查明地質(zhì)條件,避免地質(zhì)隱患,對于施工來說會節(jié)約大量的投資和工期。(2)設(shè)計階段的地質(zhì)勘察工作必須加強,要達到必要的深度。(3)施工單位要加強地質(zhì)技術(shù)力量,業(yè)主單位也要增加地質(zhì)技術(shù)人員,巖土工程監(jiān)理工作要加強。(4)運營階段的巖土工程監(jiān)測工作必須重視。(5)單純依靠前期地質(zhì)工作對地質(zhì)客觀規(guī)律和地質(zhì)環(huán)境的認識是不夠的,在設(shè)計施工運營的全過程中要不斷的加強地質(zhì)工作。(6)由于地質(zhì)條件的復雜性,雖然進行了前期地質(zhì)勘察工作,在施工和運營中出現(xiàn)地質(zhì)病害也是正常的。(7)設(shè)計階段深入細致的地質(zhì)工作可以確保施工時不出現(xiàn)大的地質(zhì)病害,施工階段的細致的地質(zhì)工作可以確保運營期間不出現(xiàn)大的地質(zhì)病害。(8)公路勘察設(shè)計、施工、建設(shè)及運營管理單位一般巖土工程技術(shù)力量相對薄弱,應(yīng)加強人才培養(yǎng),適應(yīng)山區(qū)高等級公路建設(shè)的需要。
山區(qū)高速公路的修建對勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理、管理等各個環(huán)節(jié)和部門都提出了更高的要求,大家要加強學習,真正重視問題的嚴重性??梢哉f,山區(qū)高速公路的修建,巖土工程是關(guān)鍵,地質(zhì)病害是控制性因素。
參考文獻
[1]JTJ064-98公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范.北京:人民交通出版社,1999
[2]霍明.建設(shè)生態(tài)公路考慮的幾個問題.見:中交第一公路勘察設(shè)計研究院公路勘察設(shè)計技術(shù)論文集.西安:陜西人民出版社,2002.1-8
關(guān)鍵詞:地下施工環(huán)境
隨著高層建筑的興起與普及,深基坑工程越來越多。何謂深基坑工程?苔羅阿尼先生認為:在開挖深度不到6m時,單憑經(jīng)驗施工也不會遭到失敗,即使地基土質(zhì)略差,用一般方法也能安全施工。在設(shè)計中過分保守是不經(jīng)濟的。另外,如果深度大于6m,需要涉及到土力學方面的一些問題。根據(jù)一些專家的建議,處理開挖時擋土墻周圍地基的穩(wěn)定問題,一般采用穩(wěn)定系數(shù)Ns=γt。H/Cu,對Ns≤4為淺開挖,Ns≥7為深開挖,其中γt是濕土單位體積的重量(t/m3),H為開挖深度(m),Cu是土的不固結(jié)不排水剪切強度t/m2.目前,我國深基坑工程具有下述特點:
(1)深基坑工程具有很強的區(qū)域性
巖土工程區(qū)域性強,巖土工程中的深基坑工程,區(qū)域性更強。如黃土地基、砂土地基、軟粘土地基等工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同的地基中,基坑工程差異性很大。即使是同一城市不同區(qū)域也有差異。正是由于巖土性質(zhì)千變?nèi)f化,地質(zhì)埋藏條件和水文地質(zhì)條件的復雜性、不均勻性,往往造成勘察所得到的數(shù)據(jù)離散性很大,難以代表土層的總體情況,且精確度很低。因此,深基坑開挖要因地制宜,根據(jù)本地具體情況,具體問題具體分析,而不能簡單地完全照搬外地的經(jīng)驗。
(2)深基坑工程具有很強的個性
深基坑工程不僅與當?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件和水文地質(zhì)條件有關(guān),還與基坑相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的位置、抵御變形的能力、重要性以及周圍場地條件有關(guān)。因此,對深基坑工程進行分類,對支護結(jié)構(gòu)允許變形規(guī)定統(tǒng)一的標準是比較困難的,應(yīng)結(jié)合地區(qū)具體情況具體運用。
(3)基坑工程具有很強的綜合性
深基坑工程涉及土力學中強度(或稱穩(wěn)定)、變形和滲流3個基本課題,三者融溶一起需要綜合處理。有的基坑工程土壓力引起支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題是主要矛盾,有的土中滲流引起土破壞是主要矛盾,有的基坑周圍地面變形是主要矛盾。深基坑工程的區(qū)域性和個性強也表現(xiàn)在這一方面。同時,深基坑工程是巖土工程、結(jié)構(gòu)工程及施工技術(shù)相互交*的學科,是多種復雜因素相互影響的系統(tǒng)工程,是理論上尚待發(fā)展的綜合技術(shù)學科。
(4)深基坑工程具有較強的時空效應(yīng)
深基坑的深度和平面形狀,對深基坑的穩(wěn)定性和變形有較大影響。在深基坑設(shè)計中,要注意深基坑工程的空間效應(yīng)。土體蠕變體,特別是軟粘土,具有較強的蠕變性。作用在支護結(jié)構(gòu)上的土壓力隨時間變化,蠕變將使土體強度降低,使土坡穩(wěn)定性減小,故基坑開挖時應(yīng)注意其時空效應(yīng)。
(5)深基坑工程具有較強的環(huán)境效應(yīng)
深基坑工程的開挖,必將引起周圍地基中地下水位變化和應(yīng)力場的改變,導致周圍地基土體的變形,對相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)產(chǎn)生影響。影響嚴重的將危及相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的安全與正常使用。大量土方運輸也對交通產(chǎn)生影響。所以應(yīng)注意其環(huán)境效應(yīng)。
(6)深基坑工程具有較大工程量及較緊工期
由于深基坑開挖深度一般較大,工程量比淺基坑增加很多。抓緊施工工期,不僅是施工管理上的要求,它對減小基坑變形,減小基坑周圍環(huán)境的變形也具有特別的意義。
(7)深基坑工程具有很高的質(zhì)量要求
由于深基坑開挖的區(qū)域也就是將來地下結(jié)構(gòu)施工的區(qū)域,甚至有時深基坑的支護結(jié)構(gòu)還是地下永久結(jié)構(gòu)的一部分,而地下結(jié)構(gòu)的好壞又將直接影響到上部結(jié)構(gòu),所以,必須保證深基坑工程的質(zhì)量,才能保證地下結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量,創(chuàng)造一個良好的前提條件,進而保證整幢建筑物的工程質(zhì)量。另一方面,由于深基坑工程中的挖方量大,土體中原有天然應(yīng)力的釋放也大,這就使基坑周圍環(huán)境的不均勻沉降加大,使基坑周圍的建筑物出現(xiàn)不利的拉應(yīng)力,地下管線的某些部位出現(xiàn)應(yīng)力集中等,故深基坑工程的質(zhì)量要求高。
(8)深基坑工程具有較大的風險性
深基坑工程是個臨時工程,安全儲備相對較小,因此風險性較大。由于深基坑工程技術(shù)復雜,涉及范圍廣,事故頻繁,因此在施工過程中應(yīng)進行監(jiān)測,并應(yīng)具備應(yīng)急措施。深基坑工程造價較高,但有時臨時性工程,一般不愿投入較多資金,一旦出現(xiàn)事故,造成的經(jīng)濟損失和社會影響往往十分嚴重。
(9)深基坑工程具有較高的事故率深基坑工程施工周期長,從開挖到完成地面以下的全部隱蔽工程,常常經(jīng)歷多次降雨、周邊堆載、振動等許多不利條件,安全度的隨機性較大,事故的發(fā)生往往具有突發(fā)性。
從以上各方面綜合看,我國目前深基坑工程存在的主要問題有:
①深基坑技術(shù)有待盡快發(fā)展提高當前,深基坑工程以深、大、復雜為特點,特別是沿海地區(qū),地下水位較高,深基坑工程施工工藝的改進等問題,均有待進一步的研究與發(fā)展。
②深基坑工程設(shè)計質(zhì)量較低一些部門認為深基坑工程是施工部門的事,無需設(shè)計資質(zhì),設(shè)計院及巖土工程部門介入較少,設(shè)計大多由施工單位自己完成,但由于設(shè)計人員技術(shù)水平、參數(shù)取值、計算方法無章可循,使一些工程隱患較大,導致發(fā)生嚴重工程事故。
③深基坑工程缺乏理論研究與計算目前,深基坑工程多是邊開挖邊實踐邊摸索,往往*經(jīng)驗來進行,缺乏成熟的技術(shù)規(guī)范的指導,仍然*半經(jīng)驗半理論的方法解決問題。
④不必要的浪費有的深基坑工程為了避免事故發(fā)生,往往一開始就支護不考慮墻的受力和變形,全面支護,盲目增加安全系數(shù),造成很大浪費。
⑤施工混亂管理不嚴少數(shù)施工單位不具備技術(shù)條件,人力、物力等基本素質(zhì)較差,為了追求利潤或遷就業(yè)主,降低安全度。
⑥質(zhì)量檢驗不完善深基坑工程的質(zhì)量檢驗、驗收的方法無章可循,給深基坑工程的質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量評價帶來困難,沒有針對深基坑工程特點建立竣工驗收的質(zhì)量管理體系。
⑦不注重工程勘察深基坑工程的工程勘察工作十分重要,但許多勘察單位常常忽略對基坑環(huán)境地質(zhì)的勘察,專門針對深基坑工程的地質(zhì)及水文地質(zhì)的勘察不夠,以至給設(shè)計和施工帶來隱患。
⑧施工過程中的監(jiān)理不夠,不能做到隨時監(jiān)測。