摘要:在建筑物荷載作用下,地基中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了根本的變化,這就要求我們事先必須進(jìn)行巖土工程勘察工作,通過勘探、取樣、試驗(yàn),提出巖土體的物理力學(xué)試驗(yàn)參數(shù),并通過計(jì)算來研究荷載作用下地基土的變形和強(qiáng)度問題。本文首先介紹了一些主要巖土工程地質(zhì)問題及影響因素,然后就一般的工業(yè)與民用建筑勘察要點(diǎn)進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:建筑物;地質(zhì)問題;勘察
中圖分類號: TU449文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2011)06(c)-0000-00
建筑物的全部荷載都由它下面的地基來承受。地質(zhì)勘察是運(yùn)用工程地質(zhì)理論和各種技術(shù)方法手段,為解決工程建設(shè)中地基的地質(zhì)問題進(jìn)行的普查、勘探和試驗(yàn)等調(diào)查研究工作。其目的是著重從地質(zhì)方面保證建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)和正常運(yùn)行。
一、巖土工程地質(zhì)問題及影響因素分析
建筑物的建造過程其荷載使地基土中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化,從而引起地基變形,出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降;還可能引起地基剪切破壞,造成地基失穩(wěn)。
1、基礎(chǔ)沉降
(1)建筑物荷載(過大)作用引起的(過大)沉降:這是由欠固結(jié)土在自重壓力和建筑物荷載的作用下,完成固結(jié)過程而引發(fā)的基礎(chǔ)沉降。天然土層在歷史上所經(jīng)受的固結(jié)壓力(指土體在固結(jié)過程中所受的有效壓力),稱為前期固結(jié)壓力。當(dāng)前期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆蓋土層的自重壓力時,稱該土層為欠固結(jié)土。如新近沉積粘性土、人工填土等,由于沉積時間短,在土自重作用下還沒有達(dá)到固結(jié)。欠固結(jié)土的沉降,不僅僅是由于地基附加應(yīng)力所引起,而且也包括由于在原有土自重壓力作用下的固結(jié)還沒有達(dá)到穩(wěn)定,而繼續(xù)發(fā)生固結(jié)所引起的沉降。
(2)由于地基不均勻從而在建筑施工后引起的基礎(chǔ)不均勻沉降:在軟土、濕陷性黃土、膨脹土以及軟硬不均等不良地基上的建筑物,當(dāng)?shù)鼗淖冃纬^了所允許的限度時,很容易因出現(xiàn)過量的不均勻沉降而開裂甚至破壞。在不良地基條件下,為防止或減輕不均勻沉降的危害,在基礎(chǔ)類型上要采用樁基礎(chǔ)或其他深基礎(chǔ);或?qū)Φ鼗M(jìn)行處理;并在設(shè)計(jì)施工時,要采取相應(yīng)的建筑措施、結(jié)構(gòu)措施和施工措施。
?。?)因抽取地下水致使地下水位下降造成的基礎(chǔ)沉降:地下水位下降后,降深范圍內(nèi)土層由于土的天然重度的變化,致使地基應(yīng)力發(fā)生變化,引起土層固結(jié),導(dǎo)致地面出現(xiàn)沉降,對周圍的建筑物、地下管線及其他設(shè)施,必然產(chǎn)生影響。實(shí)際降水時,要對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)預(yù)計(jì)沉降較大時,應(yīng)在抽水期間對相鄰建筑物地面及地下水位進(jìn)行監(jiān)測,分析沉降趨勢,提出保證建筑物安全的措施。
?。?)修建相鄰建筑物引起的原有建筑物的基礎(chǔ)沉降:新建部分的荷載,在已有建筑物緊鄰新建部分已壓縮穩(wěn)定的地基土中,引起的應(yīng)力疊加和由此產(chǎn)生新的不均勻附加沉降造成新老建筑物的相對變形或撓曲。這種變形或撓曲嚴(yán)重時會導(dǎo)致已有建筑物的裂損。分析預(yù)測新建部分的荷載在現(xiàn)有地基中引起的新的壓縮和相應(yīng)的沉降及建筑物靠近鄰建部分的可能撓曲就顯得尤為重要。由于已有建筑物的緊臨新建的一側(cè)可能會有與新建部分相同或相近的沉降量,因而上述的分析、預(yù)測??蓮念A(yù)測新建部分的沉降入手。
?。?)已有建筑物的加層引起的基礎(chǔ)沉降:查明地基土的實(shí)際承載力,如臨塑荷載、極限荷載等,確定現(xiàn)有的承載力值和可供加層的承載力安全系數(shù)。對于樁基應(yīng)考慮它的特殊情況,如產(chǎn)生的超孔隙水壓力隨時間的推移而單樁承載力相應(yīng)增大,以及軟土中的孔隙水壓力的消失引起土對樁的負(fù)摩擦力。將加層后建筑物的沉降,尤其是差異沉降及由其引起的傾斜或局部撓曲控制在容許限度以內(nèi),這一問題的解決應(yīng)結(jié)合建筑物的功能要求,結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)與材料狀況綜合考慮。
2、基坑失穩(wěn)
深基坑開挖應(yīng)力釋放而致的回彈作用,造成地基隆起。深基坑開挖過程就是一種逐漸卸荷過程,隨著開挖深度的增加,地基受到較大的減壓作用,引發(fā)土的膨脹,造成坑底回彈。通過室內(nèi)壓縮試驗(yàn),當(dāng)加壓到某一壓力值后不再加壓,而是逐漸卸壓,即可觀察到土樣的回彈,并可繪制回彈曲線(孔隙比與壓力關(guān)系曲線)?;踊貜椩斐傻牡鼗∑鸩粌H僅限于基坑本身,而且要影響到四周緊鄰的建筑物,甚至帶來破壞性影響。必要時可在開挖過程中進(jìn)行坑內(nèi)外地面的變形監(jiān)測。
邊坡土體(在有支護(hù)和無支護(hù)條件下)的位移。當(dāng)基坑不太深、土質(zhì)條件比較好、基坑周圍無相鄰建筑物且有足夠的空地時,應(yīng)考慮放坡開挖;而基坑垂直深開挖時都需要支護(hù)。無支護(hù)條件下邊坡土體的位移是因坡頂堆放建材荷載增加,及打樁、車輛行駛等振動改變了原來的平衡狀態(tài);土體中含水量的增加使土的抗剪強(qiáng)度降低。深基坑開挖由于未及時支護(hù)、支擋構(gòu)件與坑壁土體接觸不好、回填不緊密或支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成的坑壁土體的過量位移。以上因素應(yīng)在設(shè)計(jì)、施工中引起足夠的重視。
二、一般巖土地基勘察要點(diǎn)
巖土工程勘察涉及的具體工程項(xiàng)目內(nèi)容廣泛,如地下洞室、岸邊工程、動力機(jī)器基礎(chǔ)、滑坡、采空區(qū)、尾礦壩、強(qiáng)震區(qū)等,下面僅就一般的工業(yè)與民用建筑勘察簡述如下。巖土工程的勘察是按照設(shè)計(jì)階段的要求進(jìn)行的,一般可分為可行性研究、初步勘察、詳細(xì)勘察和施工勘察四個階段。
1、可行性研究(選址勘察):可行性研究的目的是對擬建場地穩(wěn)定性和適宜性做出評價。可行性研究的主要內(nèi)容是搜集場址地區(qū)的地質(zhì)(地形地貌、地震、礦產(chǎn))資料和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗(yàn);在搜集后分析研究資料的基礎(chǔ)上,了解場地的地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)及地下水等工程地質(zhì)條件。
2、初步勘察:初步勘察的目的是對場地內(nèi)各不同建筑地段的穩(wěn)定性和地基土的巖土技術(shù)條件,做出巖土工程評價,并為建筑物總平面布置、選擇主要建筑物地基基礎(chǔ)方案和不良地質(zhì)現(xiàn)象防治對策提供依據(jù),對可能采取的建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證。初步勘察的內(nèi)容是初步查明地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖石和土的物理力學(xué)性質(zhì);初步查明水文地質(zhì)條件及凍結(jié)深度;查明場地不良地質(zhì)現(xiàn)象的類型成因、規(guī)模分布范圍、對場地穩(wěn)定性的影響程度及其發(fā)展趨勢;對計(jì)烈度為7度及7度以上的建筑物,應(yīng)判定場地和地基的地震效應(yīng)。
3、詳細(xì)勘察:詳細(xì)勘察的目的是對建筑物地基做出施工圖設(shè)計(jì)階段所需的工程地質(zhì)評價,并為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理與加固、深基坑開挖、不良地質(zhì)現(xiàn)象的整(防)治工程提供資料和建議。
4、施工勘察:施工勘察主要是與設(shè)計(jì)、施工單位相結(jié)合進(jìn)行的基槽檢驗(yàn),樁基工程和地基處理的質(zhì)量效果檢驗(yàn),施工中的巖土工程現(xiàn)場監(jiān)測和必要的補(bǔ)充勘察,解決與施工有關(guān)的巖土工程問題,并為施工階段地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)變更提出相應(yīng)的巖土工程資料。
因此,作為從事地勘工作的技術(shù)人員,必須要有高度的責(zé)任感和良好的職業(yè)道德,精通業(yè)務(wù),精心做好工程地質(zhì)勘探工作。搞好工程勘察,可以對建設(shè)場地做出詳細(xì)論證,保證工程的合理進(jìn)行,促使工程取得最佳的經(jīng)濟(jì)、社會與環(huán)境效益。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳雄震. 建筑工程地質(zhì)勘察相關(guān)問題的分析[J]科