李衛(wèi)軍
摘要:巖土工程勘察和地基設計是建筑工程的基礎(chǔ)。在進行地基設計時首先應該進行巖土勘察,得到真實有效的地質(zhì)資料和與施工有關(guān)的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)為后續(xù)的地基設計提供了重要的設計參數(shù)和設計依據(jù),數(shù)據(jù)的準確和設計的合理在進行建筑工程施工時影響著建筑工程的質(zhì)量,同時為施工安全、預防險情和應對嚴酷的施工環(huán)境提供了重要的保障,還對建筑項目投入使用后可靠性、安全性和經(jīng)濟效益有著重要的影響。
關(guān)鍵詞:巖土工程勘察;地基處理;問題及對策
引言
地基基礎(chǔ)設計是建筑工程項目正式開工前的首要工作,地基設計的合理與否關(guān)系到建筑的整體穩(wěn)定性。為了保證地基設計的合理性,需要通過巖土工程勘察來了解工程所在地的巖土體特性,從而為地基設計提供詳實可靠的依據(jù),換言之,巖土工程勘察的質(zhì)量優(yōu)劣對地基設計質(zhì)量有著直接影響。然而,由于各種因素的影響,使得地基設計與巖土工程勘察中經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題,這在一定程度上影響了勘察和設計質(zhì)量。借此,本文就地基設計和巖土工程勘察過程中常見的問題及應對策略進行淺談。
一、巖土工程勘察與地基處理的概述
(一)地基設計處理
地基指的是支撐建筑物的基礎(chǔ),也就是建筑樓房下面的土體或巖體。根據(jù)施工地點的地理條件,地質(zhì)情況較好的可以用天然地基,不需要人為加固和處理;場地地質(zhì)條件不理想的可以使用人造地基,需要人為的加固和支撐,一般采用清除換填、注漿加固、砂碎石樁及攪拌樁擠密加固等地基處理措施。地基作為支撐建筑物的基礎(chǔ),長期受到建在上面的建筑物的作用力,因此要求地基在該載荷下不會輕易被破壞,地基的可靠牢固是保證建筑和人員安全的基礎(chǔ)。地基被破壞的形式有,土壤被壓縮,或者因為氣溫變化而熱脹冷縮,或者因為水土流失而產(chǎn)生超過規(guī)定范圍的變形或遇水土體塌陷及膨脹,因此在設計地基時,需要計算地基單位面積受到的壓力,該壓力應小于該土層可承受的規(guī)定壓力范圍,除此之外還要考慮的兩個因素,一個是要保證地基不能滑動,另一個是沉降值,理論上不能大于形變的最小值。
(二)巖土工程勘察
巖土工程勘察是地基設計和施工的關(guān)鍵。不到位的勘察工作無法顯示工地的地基基礎(chǔ)問題,若在有問題的工地施工,即便建筑的結(jié)構(gòu)設計的再好,所用材料和施工再優(yōu)質(zhì),在該地基上建設的樓層依然會被破壞,安全性得不到保證。巖土工程勘察的目的主要為分析地質(zhì)條件,對工地的土層的土樣進行采集及實驗,對該地區(qū)進行測繪和調(diào)查,現(xiàn)場測試等等,并對這些可以影響施工的因素進行分析,得到工地的地質(zhì)問題并做出工程地質(zhì)評價。在進行實際的施工時,首先對該工程進行可行性分析,接下來在場地地質(zhì)條件可行的情況下保證項目可行,項目可行性得到確認后最后進行項目的預設計、施工圖設計,完成上述準備后再進行檢查補充,和施工前勘察。
二、巖土工程勘察及其重要性
古語有云:萬丈高樓平地起,地基是建筑工程的基礎(chǔ)部分,建設工程施工前最先開展的項目就是要設計地基,地基基礎(chǔ)的選擇妥當與否不僅會影響到后期的項目施工質(zhì)量和施工效率,也直接影響到項目的直接經(jīng)濟投資額,甚至會威脅到整體建設項目的安全性和穩(wěn)定性。任何惡劣的工程地質(zhì)條件均有可能為人們所征服。但要使處理措施安全可靠,同時比較經(jīng)濟合理,就必須對工程地質(zhì)條件作正確評價,主動排除一切不利因素,采用合理的恰當?shù)幕A(chǔ)形式。而地基基礎(chǔ)設計的依據(jù)必須是通過巖土工程勘察所獲得的地層數(shù)據(jù)資料, 包括地層的成分、 巖土的類別、分層的厚度和力學參數(shù)等數(shù)據(jù)。故為保證地基設計的合理性、科學性和有效性, 必須通過專業(yè)的巖土工程勘察技術(shù)來對施工區(qū)域進行勘察,獲得地層的數(shù)據(jù)資料,為地基設計提供依據(jù)。
三、工程實例概況
某廠新建一幢1層鋼結(jié)構(gòu)精密模具車間(下文簡稱擬建車間),長×寬為156m×152m,建筑高度13.5m,最大單柱荷重約1500kN,對差異沉降敏感,擬采用樁基礎(chǔ)。巖土工程勘察基本情況:巖土層為①素填土,松散狀態(tài),厚度約1.5m;②中砂,呈松散~稍密狀態(tài)(表層2~3m標貫實測擊數(shù)多為4~8擊,其下多為8~13擊),層厚約10m,承載力特征值取150kPa,在7度地震作用下有輕微液化可能;③中砂,多呈中密狀態(tài),層厚約6~18m,層中局部夾有厚度約1~8m的淤泥質(zhì)土透鏡體;④淤泥質(zhì)土,流塑~軟塑,層厚約5~20m;⑤中砂,多呈中密狀態(tài),層厚約2m;⑥卵石,呈稍密~中密狀態(tài),局部密實,層厚3~7m;其下為工程性能較好-好的基巖風化層全風化花崗巖、強風化花崗巖和中風化花崗巖。場地初見水位埋深約2~3m。設計部門按照勘察報告設計基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ),基礎(chǔ)持力層為中風化花崗巖。施工后,由于地下水位埋藏淺,地層復雜,流沙多,護壁困難,成樁困難,難以達到設計目的。后設計單位與勘察單位進行充分溝通,對淺層地基進行充分研究論證,采用淺基礎(chǔ)-柱下條基,持力層選擇為②中砂中下部。施工難度大幅減小,工期縮短,工程成本大為減少。工程完工后,使用情況良好。
事故主要原因說明:工期緊,擬建車間直接一次性詳細勘察,勘察與地基基礎(chǔ)設計工期合計僅1個月,地基基礎(chǔ)設計和勘察相繼同時進行;勘察實施前,設計方案未能完全確定,設計未提出較明確的淺基礎(chǔ)任務要求;勘察過程中對淺基礎(chǔ)重視不足,持力層未查明細致(②中砂表層2~3米多為中細砂,較多粘粉粒含量,且局部相變?yōu)榉弁粱蛏百|(zhì)黏土,標貫實測擊數(shù)差異較大),成果報告對淺基礎(chǔ)持力層分析評價存在不足(持力層的性狀描述分析、承載力取值偏大、缺乏沉降變形分析等);地基基礎(chǔ)設計過程中未就基礎(chǔ)選型與勘察單位進行有效溝通、征求意見,基礎(chǔ)選型存在經(jīng)驗不足“安全可靠”和“經(jīng)濟合理”的原則尺度把控不到位。
四、巖土工程勘察與地基處理工作中存在的問題
(一)施工準備工作不充分
地基設計與巖土工程勘察工作很重要,得到了建筑行業(yè)的重視,但是在實際的工作中依然存在一些問題,其中前期準備工作不充分是十分突出的一個問題,工程匆匆開工的問題,這就為建筑工程后期的施工帶來了安全隱患。(1)重要文件不足。在地基設計與巖土工程勘察中按規(guī)定必須要有一些重要的文件和與之相關(guān)的管理部門編制的重要文件,但是在實際的建筑工程地基設計與巖土工程勘察中往往沒有這些重要的指導性文件,在這種情況下,直接導致了巖土工程勘察工作的結(jié)果不準確,甚至忽視了部分重要數(shù)據(jù)的采集工作,從而對后期的建筑工程施工帶來不利的影響。(2)對相關(guān)數(shù)據(jù)與資料的收集不足。在實際的地基設計與巖土工程勘察中,往往很多的實際操作者與管理者都自以為對施工地區(qū)的情況已經(jīng)足夠了解,所以前期對相關(guān)數(shù)據(jù)與資料的了解并不充分,忽視了對相關(guān)數(shù)據(jù)的采集,導致對相關(guān)地區(qū)的地質(zhì)條件了解不足,在這種情況下開工的建筑工程將會極大的影響到建筑工程的質(zhì)量,也會為將來建筑工程的使用帶來安全隱患。
(二)設計和勘察單位之間缺乏有效的溝通
地基基礎(chǔ)設計和巖土工程勘察密切相關(guān),但現(xiàn)實中因?qū)賰蓚€不同專業(yè),通常由兩個不同單位(或部門)承擔,普遍缺乏有效的溝通,一般只是停留在少量的必要文件傳遞上,如勘察實施前設計單位提供任務委托書,大致說明技術(shù)要求及擬建物的基本情況;地基基礎(chǔ)設計時勘察單位提供勘察成果資料供設計使用。設計單位存在設計方案調(diào)整未及時通知勘察單位,在地基基礎(chǔ)設計全過程基本無征求勘察單位意見,同時勘察單位在勘察實施過程中也未對擬建物的結(jié)構(gòu)特點、擬采用基礎(chǔ)方案等與設計單位進行溝通深入了解,以至于勘察對淺基的分析評價不足、設計采用淺基方案考慮欠完善。因缺乏有效的溝通和規(guī)范溝通方式,勘察和設計二者工作的一些重要事宜(如設計變更或勘察補充說明等),經(jīng)常不能及時或完整地送達到對方,從而相互影響到對方的工作資料與效率。
(三)設計和勘察技術(shù)人員的綜合素質(zhì)有待提高
本工程案例中,勘察成果報告對淺基方案的分析不具體、未明確指出采用柱下獨立基礎(chǔ)差異沉降較難滿足要求,勘察外業(yè)工作對淺基的考慮欠充分(導致上部土層勘察不夠細致);設計人員不合理采用柱下獨立基礎(chǔ),未按規(guī)范要求進行現(xiàn)場載荷試驗確定天然地基承載力和變形參數(shù)。此類現(xiàn)象暴露了技術(shù)人員工作經(jīng)驗不豐富、專業(yè)技能不扎實、相關(guān)專業(yè)知識較欠缺等不足。此外在其他工程項目中還存在勘察弄虛作假、設計不遵循基本原則違規(guī)設計等現(xiàn)象。在相當程度上,設計和勘察技術(shù)人員的綜合素質(zhì)不足,法律意識、職業(yè)道德、專業(yè)技能水平等有待提高。
五、提升巖土工程勘察與地基處理工作的有效對策
(一)地基設計工作準備
獲取可靠的地址參考資料和周邊環(huán)境資料,并要獲取工程勘察的詳細資料,對收集到的數(shù)據(jù)資料進行分析,結(jié)合當前的現(xiàn)場具體情況進行地基設計,參考資料作為輔助資料,具體勘察的數(shù)據(jù)資料作為本次設計使用的重點材料。想要確保地基設計和巖土工程勘察的前期準備比較充分,推動建筑工程的正常進行,一定要充分做好建筑工程開展之前的準備工作,要求材料收集的必須全面具體,增加對于地基設計與巖土工程與巖土工程勘察的準備工作。因為我國地質(zhì)條件十分特殊,每個地區(qū)地形方面都存在較大的差別。所以在地基設計與巖土工程勘察的時候,必須要依照真實的地理環(huán)境以及地形的特色,采用相應的實施手段以及勘察技術(shù)。想要確保缺土工程其勘察結(jié)果的準確程度以及實時性,保證巖土工程勘察能夠正常實施,一定要注意對于項目工程施工四周的環(huán)境以及地質(zhì)情況進行仔細的勘察和有效的分析,只有這樣才能夠保證地基設計與巖土工程勘察工作的正常完成。
(二)加強設計和勘察單位之間的溝通,規(guī)范溝通方式
在勘察施工和地基基礎(chǔ)設計過程中,設計和勘察單位應就存在變更或需要解釋說明的問題及時與對方聯(lián)系溝通,先通過對話進行細致交流,隨后以相關(guān)記錄文件提交,保證信息傳達的及時性、準確性和可追溯性。對所取得的文件資料應認真梳理理解,發(fā)現(xiàn)存在說明不足或有解讀歧義之處應及時溝通處理。地基基礎(chǔ)設計過程中,應適時讓勘察技術(shù)人員參與基礎(chǔ)選型和設計參數(shù)選用的分析研究,幫助設計人員更為準確、合理的使用勘察成果報告。
(三)建設高素質(zhì)工作隊伍
在巖土工程實施中,要建立起高素質(zhì)的巖土工程勘察隊伍和地基設計隊伍,確保巖土工程建設質(zhì)量。在巖土工程勘察之前,對勘察人員進行技術(shù)培訓,不僅要求勘察人員掌握全面的專業(yè)知識和勘察技能,而且還要熟知地基設計對勘察工作的要求,使勘察工作具備針對性、目的性。根據(jù)巖土工程實際情況制定勘察方案,規(guī)劃好勘察時間,避免因盲目開展勘察工作而影響勘察資料的完整性。同時,還可以外聘一些專業(yè)能力強的勘察人員和設計人員參與此項工作,要求工作人員必須持證上崗,提高工作隊伍整體素質(zhì)。
(四)加強外業(yè)取樣的檢查
巖土工程勘察的外業(yè)取樣以及樣品的制備過程中,土樣總會存在一定程度的擾動現(xiàn)象,這就給測試數(shù)據(jù)造成重大影響,因此需把握取土的質(zhì)量。應采取正確的取樣方法,使用規(guī)范的取土器,確保取樣質(zhì)量。在鉆孔中,不得出現(xiàn)縮徑、塌孔現(xiàn)象,否則需重新鉆孔取樣。下放取土器時要仔細進行孔的清潔,孔底殘渣厚度不得比取土器廢土段的長度還長。使用取土器前先仔細檢查取土器的規(guī)格、質(zhì)量,管內(nèi)壁不得出現(xiàn)銹斑、黏附土塊等情況。根據(jù)土樣的性質(zhì)合理選擇取樣方法,如: 對于淤泥質(zhì)土、粘土等的取樣上,可采用專用的薄壁取土器以壓入法取樣。對于質(zhì)地堅硬的土樣,則可采用單動、雙動二重管取土器以回轉(zhuǎn)鉆進的方式取樣。取出的土樣要及時進行分切并采集樣本,對樣本進行標識。土樣在運輸過程中要輕拿輕放,嚴禁拋擲摔打,注意保濕保溫。
(五)確保報告與綱要的準確性
為確保報告和綱要編制的準確和可靠性,相關(guān)建筑企業(yè)、單位等,應當注意完善巖土勘察工程審查制度,并制定出量化審核標準。在實際的操作過程中,應當嚴格執(zhí)行這些技術(shù)標準和操作規(guī)范,由項目經(jīng)理部門引導落實具體的審查制度,進而確保巖土勘察分析結(jié)果的科學性、合理性。同時,還需要嚴格審核相應的勘察報告,如果發(fā)現(xiàn)其中存在不合格的地方,必須責成相關(guān)部門進行重新擬定,然后通過確保報告與綱要編制的優(yōu)化和工程質(zhì)量,為地基設計奠定基礎(chǔ)。
結(jié)束語
總而言之,巖土工程勘察及地基處理是建筑項目中不可缺少的部分,也在不斷的發(fā)展和進步。為了提高施工質(zhì)量,應該正確分析目前仍然存在的問題,并且采取行之有效對策來避免這些問題,相關(guān)部門及工程勘查人員和地基設計人員要相互溝通合作,努力創(chuàng)新,不斷發(fā)現(xiàn)彌補不足,確保施工的安全性、可靠性和合理性,為巖土工程勘察及地基設計的發(fā)展做出應有的貢獻。
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