探討工程地質(zhì)勘察的要素

朱昆峰

【摘要】工程地質(zhì)勘察的目的以及決定勘察任務(wù)的因素，闡述了工程地質(zhì)勘察流程，包括前期準(zhǔn)備、各階段勘察內(nèi)容，以期指導(dǎo)相關(guān)人員正確進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，為設(shè)計施工提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。

【關(guān)鍵詞】工程勘察；地質(zhì)勘察

各類房屋和構(gòu)筑物都造在地面，地面以下土層的分布、土的松密程度、壓縮性的高低、強度的大小、地下水的深度與水質(zhì)情況以及附近是否存在不良地質(zhì)現(xiàn)象等，都關(guān)系著建筑物的安危。因此，為了正確的設(shè)計建筑物及其地基基礎(chǔ)，必須以建筑場地的工程地質(zhì)資料為依據(jù)。只有對當(dāng)?shù)刈匀粭l件的原始資料全面、深入、準(zhǔn)確地掌握，才能做出好的設(shè)計方案。

1 工程地質(zhì)勘察的目的

工程地質(zhì)勘察是貫徹國家有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟政策，實行勘察、設(shè)計和施工三結(jié)合，工程勘察工作在設(shè)計和施工前進(jìn)行，其目的就在于以坑探、鉆探、觸探、地球物理勘探等手段和方法，調(diào)查研究和分析評價建筑場地和地基的工程地質(zhì)條件，為設(shè)計和施工提供所需的工程地質(zhì)資料。

2 決定勘察任務(wù)的因素

2.1 建筑場地的復(fù)雜程度

1)簡單場地：地形較平坦，地貌單一；地層結(jié)構(gòu)簡單，巖石和土的性質(zhì)均一且壓縮性變化不大；無不良地質(zhì)現(xiàn)象；地下水對地基基礎(chǔ)無不良影響。2)中等復(fù)雜場地：地形起伏較大，地貌單元較多；地層種類較多且?guī)r石和土的性質(zhì)變化較大，地基壓縮層的計算深度內(nèi)基巖起伏較大；不良地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育；地下水埋藏較淺，且對地基基礎(chǔ)可能有不良影響。3)復(fù)雜場地：地形起伏大，地貌單元多；地層種類較多且?guī)r石和土的性質(zhì)變化大，地基主要持力層內(nèi)基巖起伏大；場地內(nèi)有對震動敏感的地層；不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育；地下水埋藏較淺，且對地基基礎(chǔ)有不良影響。

2.2 對建筑場地地質(zhì)條件的研究程度及當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗例如新地區(qū)，對建筑場地地質(zhì)條件缺乏研究，沒有經(jīng)驗，則勘察工作量大；反之，則工作量小。

2.3 建設(shè)規(guī)模及建筑物等級

根據(jù)建筑物的重要性，基底荷載的大小、地基損壞造成建筑物破壞后果的嚴(yán)重性，將建筑物分為三級：一級建筑物，破壞后果很嚴(yán)重，即重要建筑物(如有紀(jì)念性的大型建筑物或關(guān)鍵性的工業(yè)廠房)。二級建筑物，破壞后果嚴(yán)重，即基底荷載較大的建筑物(如7層以上的民用建筑或基底荷載與其相當(dāng)?shù)墓I(yè)廠房)。三級建筑物，破壞后果不嚴(yán)重，即基底荷載不大的一般建筑物(如6層及以下的民用建筑或基底荷載與其相當(dāng)?shù)墓I(yè)廠房)。

3 勘察工作的準(zhǔn)備

1)在開始勘察工作以前，由設(shè)計和建設(shè)單位按工程要求把“工程地質(zhì)勘察任務(wù)書”提交勘察單位，以便結(jié)合場地的地質(zhì)條件制定勘察工作計劃；2)對地質(zhì)條件復(fù)雜和范圍較大的建筑場地，在選址或初勘階段，應(yīng)先以地質(zhì)學(xué)方法進(jìn)行工程地質(zhì)測繪，到現(xiàn)場踏勘并觀察有關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象；3)布置勘探點以及由相鄰勘探點組成的勘探線，采取坑探、鉆探、觸探、地球物理勘探等手段，探明地下的地質(zhì)情況，取得巖石和地下水等試樣；4)通過室內(nèi)試驗或現(xiàn)場原位試驗進(jìn)行土的物理力學(xué)性質(zhì)測試和水質(zhì)分析試驗；5)整理分析所取得勘察成果，對場地的工程地質(zhì)條件做出評價并以文字和圖標(biāo)的形式編成“工程地質(zhì)勘察報告書”。

4 地質(zhì)勘察各階段的內(nèi)容

4.1 選址勘察

4.1.1 目的 選址勘察是對擬建場地的穩(wěn)定性和適宜性做出工程地質(zhì)評價。

4.1.2 選址階段的勘察工作1)搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料以及氣候與其他自然條件；2)通過現(xiàn)場踏勘，了解場地一定深度內(nèi)地層的分布情況，成因與年代，主要土層的工程性質(zhì)，不良地質(zhì)現(xiàn)象和地下水的水位、水質(zhì)等情況；3)了解鄰近建筑物的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、使用情況和地質(zhì)資料等的建筑經(jīng)驗；4)工程地質(zhì)條件復(fù)雜，已有資料不能符合要求，但其他方面條件較好且傾向于選取的場地，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行地質(zhì)測繪及必要的勘探工作。

4.1.3 確定場址時宜避開的區(qū)域或地段1)不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育且對場地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅，如大滑坡、強烈發(fā)育巖溶、泥石流等場地；2)地震基本烈度較高，可能存在發(fā)震斷裂帶及地震時可能發(fā)生滑坡、山崩、地陷的場地；或有分布廣泛、厚度較大、埋藏淺的飽和粉細(xì)沙、粉土、淤泥、淤泥質(zhì)土、松軟的人工填土場地等對建筑物抗震不利的地段；3)洪水或地下水對建筑場地有嚴(yán)重不良影響；4)地下有未開采的有價值礦藏或未穩(wěn)定的地下采空區(qū)。

4.2 初步勘察

4.2.1 目的1)對場地內(nèi)建筑物地段穩(wěn)定性作出評價；2)為確定建筑物總平面布置提供資料；3)為確定主要建筑物地基基礎(chǔ)方案提供資料；4)對不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程方案提供工程地質(zhì)資料和建議。

4.2.2 主要任務(wù)1)初步查明地層、構(gòu)造、巖土物理力學(xué)性質(zhì)。可以粗線條，但不能有錯誤；2)初步查明地下水埋藏條件及凍結(jié)深度；3)查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布范圍、對場地穩(wěn)定性的影響程度及發(fā)展趨勢；4)對設(shè)計地震烈度為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)。

4.3 詳細(xì)勘探

4.3.1 目的1)對建筑地基作出工程地質(zhì)評價，例如：建筑地基為良好地基還是軟弱地基；2)為地基基礎(chǔ)設(shè)計提供工程地質(zhì)資料。例如：提供軟弱地基壓縮性高、強度低的資料，說明不能采用天然地基而建議用樁基或人工地基；3)為地基處理與加固提供工程地質(zhì)資料。例如：提供地基為粉細(xì)沙，地下水位埋藏不深，為滿足地基承載力的要求與消除液化，必須進(jìn)行地基處理，建議用強夯加固或振沖法加固；4)為不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治提供工程地質(zhì)資料。

4.3.2 主要任務(wù)1)詳細(xì)勘察的手段主要以勘探、原位測試和室內(nèi)土工試驗為主，必要時可以補充一些物理勘探和工程地層測繪或調(diào)查工作。2)對復(fù)雜場地或一、二類建筑物，詳細(xì)勘探點宜按主要柱列線布置；對其他場地和建筑物可沿建筑物周邊或建筑群布置；對重要設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨布置。3)詳細(xì)勘探孔深度以能控制地基主要受力層為原則。對須進(jìn)行變形驗算的地基，部分勘探孔應(yīng)達(dá)到地基壓縮層計算深度。4)詳細(xì)勘察時，取試樣和進(jìn)行原位測試的井、孔數(shù)量，應(yīng)按地基土復(fù)雜程度、建筑物類別及場地面積確定，一般占勘探孔總數(shù)的1/3～2/3，且每個場地不得少于2個。取試樣和進(jìn)行原位測試部位的豎向間距，應(yīng)按設(shè)計要求、地基土的均勻性和代表性確定。

4.4 施工勘察

1)對較重要建筑物的復(fù)雜地基需進(jìn)行驗槽。驗槽時應(yīng)對基槽地質(zhì)素描，實測地層界限，查明人工填土的分布和均勻性等，必要時應(yīng)進(jìn)行補充勘探測試工作。2)基坑開挖后，地質(zhì)條件與原勘察資料不符，并可能影響工程質(zhì)量。3)深基坑設(shè)計及施工中，需進(jìn)行有關(guān)地基監(jiān)測工作。4)地基處理、加固時，需進(jìn)行設(shè)計和檢驗工作。5)地基中溶洞或土洞較發(fā)育，需進(jìn)一步查明及處理。6)施工中出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)，需進(jìn)行觀測及處理。

5 結(jié)語

1)在海積淤泥底層的深基坑，開挖前降水很重要，在飽和土層開挖無法實現(xiàn)“先撐后挖”，本工程地處填海區(qū)域，物探表明地層空洞或軟弱不完全是基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移引起的，為了有效約束圍護(hù)結(jié)構(gòu)，建議在該地區(qū)第一道支撐采用鋼筋}昆凝土支撐，這點在本工程風(fēng)亭及出人口施工中得到驗證。2)JGJ 120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程規(guī)定支撐預(yù)加壓力值不宜大于支撐設(shè)計值的0.4倍～0.6倍，本工程設(shè)計支撐預(yù)加軸力為設(shè)計值的0.2倍～0.3倍，預(yù)加軸力偏小，由于本工程主動土壓力地層為蠕動性土層，支撐預(yù)加軸力應(yīng)取規(guī)范要求上限，甚至可以取到0.7倍。3)盡管基坑出了險情，在處理過程中技術(shù)措施得當(dāng)，處理過程較為順利，并達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

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