建筑工程常見巖土地質問題及勘察研究

　　 摘要：在建筑物荷載作用下，地基中原有的應力狀態發生了根本的變化，這就要求我們事先必須進行巖土工程勘察工作，通過勘探、取樣、試驗，提出巖土體的物理力學試驗參數，并通過計算來研究荷載作用下地基土的變形和強度問題。本文首先介紹了一些主要巖土工程地質問題及影響因素，然后就一般的工業與民用建筑勘察要點進行了探討。
　　關鍵詞：建筑物；地質問題；勘察
　　
　　中圖分類號: TU449文獻標識碼：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。地質勘察是運用工程地質理論和各種技術方法手段，為解決工程建設中地基的地質問題進行的普查、勘探和試驗等調查研究工作。其目的是著重從地質方面保證建筑物的安全、經濟和正常運行。
　　一、巖土工程地質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力狀態發生變化，從而引起地基變形，出現基礎沉降；還可能引起地基剪切破壞，造成地基失穩。
　　1、基礎沉降
　　（1）建筑物荷載（過大）作用引起的（過大）沉降：這是由欠固結土在自重壓力和建筑物荷載的作用下，完成固結過程而引發的基礎沉降。天然土層在歷史上所經受的固結壓力（指土體在固結過程中所受的有效壓力），稱為前期固結壓力。當前期固結壓力小于現有覆蓋土層的自重壓力時，稱該土層為欠固結土。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到固結。欠固結土的沉降，不僅僅是由于地基附加應力所引起，而且也包括由于在原有土自重壓力作用下的固結還沒有達到穩定，而繼續發生固結所引起的沉降。
　　（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，當地基的變形超過了所允許的限度時，很容易因出現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，在基礎類型上要采用樁基礎或其他深基礎；或對地基進行處理；并在設計施工時，要采取相應的建筑措施、結構措施和施工措施。
　　（3）因抽取地下水致使地下水位下降造成的基礎沉降：地下水位下降后，降深范圍內土層由于土的天然重度的變化，致使地基應力發生變化，引起土層固結，導致地面出現沉降，對周圍的建筑物、地下管線及其他設施，必然產生影響。實際降水時，要對環境進行監測。當預計沉降較大時，應在抽水期間對相鄰建筑物地面及地下水位進行監測，分析沉降趨勢，提出保證建筑物安全的措施。
　　（4）修建相鄰建筑物引起的原有建筑物的基礎沉降：新建部分的荷載，在已有建筑物緊鄰新建部分已壓縮穩定的地基土中，引起的應力疊加和由此產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。這種變形或撓曲嚴重時會導致已有建筑物的裂損。分析預測新建部分的荷載在現有地基中引起的新的壓縮和相應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、預測常可從預測新建部分的沉降入手。
　　（5）已有建筑物的加層引起的基礎沉降：查明地基土的實際承載力，如臨塑荷載、極限荷載等，確定現有的承載力值和可供加層的承載力安全系數。對于樁基應考慮它的特殊情況，如產生的超孔隙水壓力隨時間的推移而單樁承載力相應增大，以及軟土中的孔隙水壓力的消失引起土對樁的負摩擦力。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，這一問題的解決應結合建筑物的功能要求，結構、構造特點與材料狀況綜合考慮。
　　2、基坑失穩
　　深基坑開挖應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，引發土的膨脹，造成坑底回彈。通過室內壓縮試驗，當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（孔隙比與壓力關系曲線）。基坑回彈造成的地基隆起不僅僅限于基坑本身，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行坑內外地面的變形監測。
　　邊坡土體（在有支護和無支護條件下）的位移。當基坑不太深、土質條件比較好、基坑周圍無相鄰建筑物且有足夠的空地時，應考慮放坡開挖；而基坑垂直深開挖時都需要支護。無支護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；土體中含水量的增加使土的抗剪強度降低。深基坑開挖由于未及時支護、支擋構件與坑壁土體接觸不好、回填不緊密或支擋結構設計不合理造成的坑壁土體的過量位移。以上因素應在設計、施工中引起足夠的重視。
　　二、一般巖土地基勘察要點
　　巖土工程勘察涉及的具體工程項目內容廣泛，如地下洞室、岸邊工程、動力機器基礎、滑坡、采空區、尾礦壩、強震區等，下面僅就一般的工業與民用建筑勘察簡述如下。巖土工程的勘察是按照設計階段的要求進行的，一般可分為可行性研究、初步勘察、詳細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定性和適宜性做出評價。可行性研究的主要內容是搜集場址地區的地質（地形地貌、地震、礦產）資料和附近地區的工程地質資料及當地的建筑經驗；在搜集后分析研究資料的基礎上，了解場地的地層、地質構造、巖土性質及地下水等工程地質條件。
　　2、初步勘察：初步勘察的目的是對場地內各不同建筑地段的穩定性和地基土的巖土技術條件，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方案和不良地質現象防治對策提供依據，對可能采取的建筑物地基基礎設計方案進行論證。初步勘察的內容是初步查明地層、地質構造、巖石和土的物理力學性質；初步查明水文地質條件及凍結深度；查明場地不良地質現象的類型成因、規模分布范圍、對場地穩定性的影響程度及其發展趨勢；對計烈度為7度及7度以上的建筑物，應判定場地和地基的地震效應。
　　3、詳細勘察：詳細勘察的目的是對建筑物地基做出施工圖設計階段所需的工程地質評價，并為地基基礎設計、地基處理與加固、深基坑開挖、不良地質現象的整（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計、施工單位相結合進行的基槽檢驗，樁基工程和地基處理的質量效果檢驗，施工中的巖土工程現場監測和必要的補充勘察，解決與施工有關的巖土工程問題，并為施工階段地基基礎的設計變更提出相應的巖土工程資料。
　　因此，作為從事地勘工作的技術人員，必須要有高度的責任感和良好的職業道德，精通業務，精心做好工程地質勘探工作。搞好工程勘察，可以對建設場地做出詳細論證，保證工程的合理進行，促使工程取得最佳的經濟、社會與環境效益。
　　參考文獻
　　[1] 陳雄震. 建筑工程地質勘察相關問題的分析[J]科