復雜巖土條件下巖土工程勘察探討

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摘要：巖土工程勘察工作需要綜合應用巖土力學、工程地質(zhì)學等的知識，同時具體勘察期間要結(jié)合現(xiàn)場實際狀況，合理選用勘察設備與技術(shù)，以提高勘察工作的質(zhì)量與效率。文章結(jié)合鄞州新城區(qū)南部商務區(qū)三期B地塊項目，采用鉆探取樣、標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、鉆孔波速試驗等方法，分析了復雜巖土條件下巖土工程勘察工作要點，發(fā)現(xiàn)擬建場地區(qū)域有著良好的穩(wěn)定性，擬建構(gòu)筑物可根據(jù)設計的荷載大小合理選擇天然地基基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)；此外，基坑圍護方案宜采用排樁加內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)體系形式，抗浮設防水位可以取黃海高程2.80m。

關(guān)鍵詞：復雜巖土條件；巖土工程勘察；工程地質(zhì)

在工程項目建設期間，如果現(xiàn)場巖體相對堅硬、緊密，有著良好的穩(wěn)定性，那么將為施工建設工作提供一定的便利。但是，對于復雜多變的特殊地質(zhì)區(qū)域，工程施工前就要全面搜集、整理工程所在地區(qū)的地質(zhì)、水文等資料，并切實做好巖土工程勘察工作，全面掌握施工現(xiàn)場的土質(zhì)構(gòu)成、土層性質(zhì)、地下水狀況等信息，進而為后續(xù)建設工作提供依據(jù)。

1巖土工程勘察技術(shù)分析

對于復雜地質(zhì)條件下的勘察工作而言，所選用的巖土工程勘察技術(shù)要具有一定的實用性、針對性。這樣一來，才能對施工現(xiàn)場的巖土層作出精確的測量與評價，勘察工作得出的相關(guān)參數(shù)也將為施工設計方案的編制提供參考。當前，巖土工程勘察工作中經(jīng)常用到以下幾種技術(shù)。1.1地質(zhì)測繪技術(shù)勘察過程中，如果需要對工程所在區(qū)域的地形狀況進行細致的分析與調(diào)查，通常會用到地質(zhì)測繪技術(shù)。該技術(shù)的應用能夠準確獲取工程所在區(qū)域的地貌特點、地質(zhì)構(gòu)造狀況等信息。尤其在進行不良地質(zhì)狀況的深入研究期間，借助地質(zhì)測繪技術(shù)可以準確獲取復雜地質(zhì)區(qū)域的巖土性質(zhì)、地貌狀況、地質(zhì)成因等，進而可以為巖土層風化程度的判斷提供依據(jù)。1.2巖層鉆探技術(shù)根據(jù)施工現(xiàn)場實際狀況的不同，巖層鉆探期間需要用到各類型號的鉆機等設備。一般來說，對于砂土層、黏土層的巖芯取樣工作，巖芯采取率要分別超過75%、90%。通過采樣分析，可以對不同土層的宏觀性質(zhì)與特點作出相應的描述。此外，為了解施工現(xiàn)場底層結(jié)構(gòu)的分布狀況，勘察期間還需要對不同深度位置處的底層進行采樣。不同地質(zhì)等級下的探點深度要求如表1所示?？辈旃ぷ髦锌筛鶕?jù)現(xiàn)場條件對探點深度作出適當調(diào)整。1.3原位測試試驗在借助靜力觸探試驗進行勘察工作時，需使用原裝液壓靜力觸探裝置，該裝置能夠?qū)⒉杉降男畔⒓皶r地傳輸?shù)诫娔X，進而完成數(shù)據(jù)的分析、整理。此外，也可利用標準落錘自由落體的方法開展標準貫入試驗。需要注意的是，進行該試驗之前應做好清孔工作，并將錘擊速率控制在20次/min左右。另外，也可采用動力觸探法勘察，該方法的應用可以準確獲取到基巖物理力學等相關(guān)指標。1.4室內(nèi)測試試驗通過在室內(nèi)環(huán)境下開展模擬試驗，可以對工程現(xiàn)場可能存在的巖土問題進行有效的模擬。此外，在室內(nèi)環(huán)境下開展有針對性的試驗，還能對工程現(xiàn)場巖土性質(zhì)與各項指標做出一定的判斷。比如，為了了解現(xiàn)場巖土物理指標，可在室內(nèi)采取壓縮、土層物理性質(zhì)測定等試驗。

2案例分析

2.1工程概況。擬建鄞州新城區(qū)南部商務區(qū)三期B地塊項目位于寧波市鄞州南部商務區(qū)，擬建工程項目總用地面積為38339.00m2，總建筑面積為226535.37m2，其中地上建筑面積為141652.37m2，地下建筑面積為84883.00m2。擬建主要建筑物有B1-1地塊商業(yè)、辦公綜合體1幢，主體為18層，裙房2層，最大高度為80m，±0.00相對于國家1985黃海高程為3.85m；B1-2地塊辦公樓1幢，主體為20層，裙房3層，最大高度為99.85m，±0.00相對于國家1985黃海高程為4.00m；B2地塊4幢建筑物，室外設計地坪標高為國家1985黃海高程3.70m；B3地塊商業(yè)、辦公綜合體1幢，主體為19層，裙房3層，最大高度80m，±0.00相對于國家1985黃海高程為3.85m；B4地塊商業(yè)、辦公綜合體1幢，主體為14層，裙房2層，最大高度為80m，±0.00相對于國家1985黃海高程為4.15m；B5地塊商業(yè)、辦公、影視創(chuàng)作中心等綜合體1幢，主樓為21層，副樓為1～3層，最大高度為80m，±0.00相對于國家1985黃海高程為3.80m。擬建工程最大設計單柱荷載標準值約8000kN。高層商業(yè)、辦公樓地基變形整體傾斜允許值為0.0025，多層樓房地基變形整體傾斜允許值為0.003。工程設計期間，擬使用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式采用樁基礎(chǔ)。該次勘測2條規(guī)劃配套道路及1座空中連廊橋，道路北起泰康中路，南至天高巷，道路全長分別為184.0m及154.0m，標準斷面寬16.0m，為一般塘渣路基。道路等級屬于城次干道，設計車速為40km/h。擬建道路為人工地基基礎(chǔ)，位于地下室頂板之上，回填材料采用輕質(zhì)混凝土，原場地土全部清除；管道為架空鋪設，雨水主管采用DN1000～DN1200鋼筋混凝土管。空中連廊橋長約10.0m，橋梁寬約4.0m，橋梁結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)梁人行橋。2.2勘察方法。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，結(jié)合該次勘察工作的目的、任務及要求，對附近現(xiàn)有工程的地質(zhì)資料進行了收集整理，并在此基礎(chǔ)上采用鉆探與取樣、標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、鉆孔波速試驗、室內(nèi)土工試驗相結(jié)合的方式進行巖土工程勘察工作。（1）鉆探、取樣與封孔。在鉆探過程中，使用的鉆孔取樣設備是XY-1型百米巖芯鉆機。具體試驗期間，將開孔孔徑控制在150mm，終孔孔徑達到了110mm，全孔采用泥漿護壁鉆進。（2）標準貫入試驗。標準貫入原位測試和野外鉆探同時進行。試驗過程中，使用自動落錘的試驗方式，對于錘重以及落距、貫入器規(guī)格等方面進行嚴格的控制，并確保滿足國家標準。具體試驗期間，每次貫入量30cm為一測點。試驗時嚴格確保探桿的垂直性，錘擊過程保持勻速，記錄30cm長度的錘擊數(shù)。（3）重型動力觸探試驗。重型動力觸探測試和野外鉆探同時進行。測試時，使觸探頭抵達巖土層進行試驗，記錄每10cm長度的錘擊數(shù)。（4）鉆孔波速試驗。在此次勘察工作中，鉆孔波速測試使用的是單孔檢層法，試驗設備包括振源、井下檢波器、觸發(fā)器、記錄儀。采用地面激振，用鐵錘敲擊在上部壓有重物的木板，木板上安裝觸發(fā)器，井下采用CJ-2000型檢波器，地震波接收系統(tǒng)使用RS-1616K(P)多功能便攜式動測儀。（5）室內(nèi)土工試驗。該工程勘探點按建筑物輪廓線、角點及基坑范圍線布置。經(jīng)業(yè)主、設計人員調(diào)整、確認后實施。實際共布置勘探孔101個，其中取土孔34個，原位測試孔（標貫+動探孔）33個，一般鉆孔34個。具體勘探孔類型、孔位及深度等詳見“勘探點平面位置圖”。勘探點放樣依據(jù)業(yè)主提供的平面布置圖（電子版）圖解各勘探點理論坐標，現(xiàn)場采用網(wǎng)絡RTK進行放樣，實測各勘探點孔口坐標及其孔口高程。此次勘探孔放樣參照的控制點編號及數(shù)據(jù)為A1（X=99079.136，Y=603546.500，H=2.47）、A2（X=98925.478，Y=603442.035，H=3.18）。2.3勘察結(jié)論。（1）通過勘察，發(fā)現(xiàn)擬建場地區(qū)域有著良好的穩(wěn)定性，有利于后續(xù)工程建設。（2）在詳細勘察工作中，勘察方案按照現(xiàn)行規(guī)范，勘探孔主要沿擬建構(gòu)筑物的角點、輪廓線和地下室范圍分布，經(jīng)業(yè)主及設計人員調(diào)整、確認后實施，滿足規(guī)范、設計要求，可供設計人員使用。查閱資料發(fā)現(xiàn)，擬建場地所屬區(qū)域的抗震設防烈度達到了7度，并且在設計地震基本加速度值方面，數(shù)值是0.10g，地震設計特征周期為0.45s。此外，勘察發(fā)現(xiàn)擬建工程所處區(qū)域的土質(zhì)類型是軟弱土，工程場地的類別屬于Ⅲ類，因而擬建工程地處抗震不利地段，施工設計期間應予以重視。擬建場地在受到地震作用時，場地巖土地震穩(wěn)定性較好，不會出現(xiàn)滑坡、崩塌、液化以及震陷等地質(zhì)問題。另外，通過此次巖土工程勘察工作發(fā)現(xiàn)，擬建工程所處區(qū)域沒有巖溶、土洞以及塌陷等不良地質(zhì)問題。同時，勘察結(jié)果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場土層中沒有河道、溝濱以及防空洞等設施的分布。因而，現(xiàn)場不存在液化土層，也無須考慮軟土的震陷。（3）在對擬建場地進行水文勘察工作時，發(fā)現(xiàn)工程所處區(qū)域的地下水、河水能夠?qū)炷两Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生輕微的腐蝕作用。如果項目施工使用期間鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋等材料長期地浸泡在水中，將對結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。同時，在受到干濕季節(jié)交替變化的作用下，也會對鋼筋等材料產(chǎn)生輕微的腐蝕作用。上述巖土工程勘察工作表明，擬建構(gòu)筑物可根據(jù)設計的荷載大小合理選擇天然地基基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)；樁基類型可采用預應力管樁、灌注樁和靜鉆根植樁等方案；通過對擬建構(gòu)筑工程荷載情況以及現(xiàn)場巖土層分布情況做出分析發(fā)現(xiàn)，工程建設期間需要選擇合適的巖土層作為樁端持力層。在基坑圍護方案設計時，可以使用排樁加內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)體系形式，在靠近河道的東側(cè)和南側(cè)做止水帷幕。根據(jù)規(guī)范及條文說明，參考擬建場地周邊已有道路標高，對于抗浮設防水位可取黃海高程2.80m。

3結(jié)束語

復雜地質(zhì)條件對于工程建設的安全性、耐久性有著重要的影響，在開展巖土工程勘察工作時，要合理選用勘察方法與技術(shù)，進而為后續(xù)地基處理等工作提供依據(jù)。

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作者:馬致斌 單位:中化地質(zhì)礦山總局浙江地質(zhì)勘查院