巖土工程勘察設計論文

巖土工程勘察是一項綜合性的工程地質調查工作。下面小編為大家愛分享巖土工程勘察設計論文，歡迎大家參考借鑑。

【摘 要】

勘察設計是一項工程的生命，尤其是基礎工程一旦出錯鑄成損失就無法挽回。工程地質勘察設計按規範要求對樁端持力層複雜地區(如巖溶地區)是需要逐樁鑽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。若不是及時發現存在的不良地質問題，以施工勘察進行補救，很有可能在工程建成後造成嚴重的經濟損失和不良的社會影響。

【關鍵詞】

巖土工程;勘察;設計

引言

巖土工程勘察是一項綜合性的工程地質調查工作。巖土工程勘察的目的是運用各種勘察測試手段和方法，對建築場地進行調查研究，分析判斷修建各種工程建築物的地質條件以及建設對自然地質環境的影響;研究地基和上部結構共同工作時，保證地基強度、穩定性以及不致產生過大沉降變形的措施，分析並提出地基的承載能力;提供基礎設計、施工以及必要時進行地基加固所需要的工程地質和巖土工程資料。

1、巖土工程勘察的不確定性

巖土層是在漫長的地質年代裏自然形成的，土層物質來源、搬運物質的自然營力的性質與規模、土體沉積以後的成土環境等都是變化的，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佈的不均勻性，是區別於混凝土、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、或寬或窄、或長或短地存在着各種各樣的裂隙,這是巖石區別於混凝土的主要特點。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;有的產狀規則,有的規律性很差。裂隙的成因複雜多樣,有巖漿凝固收縮形成的原生節理,有沉積間斷形成的層理,有構造應力形成的構造節理,有表生作用形成的卸荷裂隙和風化裂隙,還有變質作用形成的.片理、劈理等,在巖石中構成極為多樣非常複雜的裂隙系統。人們將巖石和裂隙視為一個整體稱為“巖體”,將裂隙概化為“結構面”。裂隙的發育程度直接影響巖體的強度和承載能力,搞清結構面的發育情況,特別是軟弱結構面的產狀、強度參數等,是巖土工程勘察設計的重點和難點。

1.2土的孔隙性

根據土力學解釋:土是一種散體結構的材料,存在孔隙。對於飽和土是固、液兩相;對於非飽和土,是固、液、氣三相。於是產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,由於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,對軟土基坑穩定有不同的表現;滲透係數和地層組合的差別,導致基礎沉降速率的差別等等。飽和土中的超靜水壓力可導致擠土效應,使樁被擠斷、擠歪和上浮;地震時的超靜水壓力導致砂土和粉土液化。非飽和土的孔隙氣壓力形成基質吸力,基質吸力隨着土中含水量的增加而降低,因而是不穩定的。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生事故,花崗巖殘積土邊坡暴雨容易發生淺層滑坡,都和基質吸力降低有關。總之,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節。

1.3地層空間分佈的不均勻性

自然地質條件是複雜的,巖土體是不均勻的,巖土工程勘察工作,需要從地質成因和地質年代上對巖土層進行區分。對巖層進行不同風化程度的劃分,對土層還要區分是衝洪積還是坡殘積，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徵,進行地質單元的劃分,這就需要用勘探點的間距來控制其平面分佈和豎向厚度變化,不同的基礎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。特別是對於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,必須佈置一定數量的勘探點來查明其空間分佈及其工程特性,必要時還需進行施工補充勘察工作。

2、巖土工程設計模型的不確定性

巖土工程設計涉及工程地質理論、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驗的理論,很多理論是建立在經驗的基礎上的,如很多公式都是經驗公式。巖土工程的理論研究和工程實踐計算應用大都離不開模型,採用規範計算公式也往往需考慮邊界條件,選擇適當的計算模型。因為模型是原型的理想化替代物,它反映原型的主要特徵,而略去了次要特徵,在巖土工程實踐中,對於各種問題其分析模型並不是唯一的,因此模型的不確定性由此而來,模型選擇不同,分析和計算結果就不同,甚至有很大差異。由於人們所採用的分析模型,就其實用性和複雜性來説,是與人們的認識水平和分析能力直接相關的,巖土工程設計發展趨勢是越來越多的考慮實際結構的特點和性能,這就要求使用越來越複雜的模型,工程實踐中也需要結合地區經驗,考慮工程地質條件的複雜性,必要時需進行補充勘察並進行設計方案調整,做到技術可靠和經濟合理。

3、巖土工程實例

3.1工程概況

某大型鋼鐵企業決定投資2億元建設1台360m2大型燒結機,採用先進技術和工藝節能降耗,加強環境治理,達到國內同類型燒結廠裝備水平,爭取將燒結工藝和裝備水平邁上一個新台階,3年半內收回投資,獲得良好的經濟效益和環保效益。其燒結機主廠房為鋼筋混凝土結構,5層,高46m,廠房面積137m×22m。設計委託巖土工程勘察要求提供巖土技術參數及分析評價,並對基礎設計及處理,對不良地質現象防治作出論證和建議,經業主委託,工程地質勘察單位組織施工,提交場地資料如下:主要土層分佈為雜填土、粘土、粉質粘土、強風化頁巖(埋深為28～30mm),中風化頁巖等。水文地質狀況為:上層滯水、水量不大。區域地質構造為低山丘陵與平原地帶,區域斷裂比較發育。根據構造調查,擬建場區無斷裂通過。結論為:所建場區地層分佈穩定,無斷裂通過無不良地質作用,場地是穩定的,適宜建築。

3.2現場樁基施工現狀

根據現場條件和施工總體網絡計劃安排,挖孔樁基礎計劃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時出現湧水,C18樁在23m出現大量湧水,其後三四天共有16根樁陸續出現湧水現象。B18號樁日湧水量達2000m3以上,採用水泵排水無法排幹。經測量,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)取樣也發現巖性異常,即出現灰巖夾層。由於地質情況發生變化,整個挖孔樁工程全面停工。根據施工現場所反映的情況,設計單位對現場情況進行了詳細分析,由於出現地下湧水和灰巖巖性,工程地質實際情況與原詳勘報告不符合,採用排水疏乾的辦法難以奏效而機械鑽孔受設備能力限制樁徑為2700大口徑,且需嵌巖),難以實施,故擬採用樁筏基礎。同時提出對施工區域進行工程補勘:對地下水性質進行綜合評價,判明巖土整體性和穩定性,並查明是否有巖溶、斷裂等不良地質作用。