克里格法在巖土工程勘察和地基處理與基礎(chǔ)設(shè)計中的應(yīng)用

陳媛媛（四川省川建勘察設(shè)計院，四川 成都 610000）

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克里格法在巖土工程勘察和地基處理與基礎(chǔ)設(shè)計中的應(yīng)用

陳媛媛
（四川省川建勘察設(shè)計院，四川 成都 610000）

摘 要：克里格法是進行巖土工程勘察分析的一種輔助數(shù)段。采用此種方法有重要的意義，能夠擺脫傳統(tǒng)方法的隨意性和盲目性，可以準確的檢測巖土工程的勘驗成果。因而本文致力于對克里格法的應(yīng)用和意義進行研究，從而為實踐提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察；地基處理與基礎(chǔ)設(shè)計；克里格法；輔助手段

根據(jù)勘探孔繪制的工程地質(zhì)剖面圖由于受到人主觀因素的影響，通過理論和實踐的證明，其具有極大的隨意性。這導(dǎo)致很多建筑都不符合要求。當然這一方面也是設(shè)計原因造成的，但是可以說很大程度上都是由于地質(zhì)剖面圖的隨意性造成的。本文為改變當前這種現(xiàn)狀，用克里格法來完善地基處理和基礎(chǔ)設(shè)計等相關(guān)問題。

1　工程概況

1.1場地工程地質(zhì)概況

擬建工程為剝蝕低丘結(jié)構(gòu)，呈東南高西北低的地勢走勢。地形的最高點和最低點落差為4.5m。建筑場地的巖土層基本分層如圖1所示。

如圖2所示，場地巖土層最上面是雜填土層，土層厚度大致為0.3m～3.8m。填土層的特點是如其名字土壤不是一種顏色而是雜色。填土層土壤質(zhì)地干燥、松散，并且構(gòu)成部分一般是碎石，碎磚以及碎混凝土等。局部地方離地表柏油路僅僅只有4cm。雜填土層下一層是強風化巖層，埋深在0.30m～3.8m，巖層厚度在1.70m～18.40m。該層結(jié)構(gòu)非常具有極高的可辨識度，呈黃褐色，但是只要碰到水就會出現(xiàn)軟化的現(xiàn)象，從而會崩開。最下方的就是中風化頁巖，該層是泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖芯一般是呈塊狀或長柱狀。強度大致是一樣的，只有微小的區(qū)別。該巖層的顏色與強風化巖層的顏色相對來說比較接近，呈現(xiàn)為黃褐色、灰褐色或者灰色并且在分布面積較廣，產(chǎn)狀與強風化頁巖一致。其埋深在3.70m～21.50m，最大厚度為12.10m。

1.2建筑工程概況

擬建設(shè)的場地位置，大致在主干線中間。并且場地的周圍生活配套設(shè)施一應(yīng)俱全。如學校、大型的商場、菜市場等。工程總體呈現(xiàn)弧狀共六層計20m，其中地下兩層，地上四層。根據(jù)建筑外邊范圍區(qū)域內(nèi)進行開挖，最大埋深12m。建筑工程的順利進行，最重要的是一定要遵循相應(yīng)的規(guī)范和規(guī)則，比如勘孔深度。如根據(jù)相關(guān)勘察規(guī)范的要求，初步勘察勘孔深度要求見表1。在對整個工程進行勘察和地基處理的過程中一定要綜合考慮各個因素，并對這些因素進行全面分析。如地質(zhì)實際情況、施工規(guī)范、施工要求、建筑因素等等。擬建設(shè)的建筑綜合考慮各方面因素后決定埋深12m，采用筏形基礎(chǔ)方案，并決定用中風化頁巖作為工程的持力層。但是由于考慮到中風化頁巖自身的一些特點，如厚度分布均，因而應(yīng)該進行褥墊處理工作。一旦完成基坑開挖，就應(yīng)該立馬對墊層進行鋪筑工作，基本上褥墊的厚度控制在300m～500m。

表1　初步勘察勘孔深度

2　場地巖土層克里格估計

由于人思維的差異，而傳統(tǒng)的剖面圖又大部分基于人的主觀思維，因而不太精確，并且體現(xiàn)出隨意的特點。如圖1所示中的顯示的強風化巖以及中風化巖之間鉆孔的分界線，這種分界線并沒有反應(yīng)真實的巖層情況。克里格插值法內(nèi)插空間樣品值的特質(zhì)，可以真實的反應(yīng)巖土層的厚度變化。而場地勘驗的位置也為克里格估計提供了可行性。場地分布呈現(xiàn)標準的正交網(wǎng)絡(luò)狀，為克里格法的應(yīng)用提供了前提，因為這是克里格法空間分布的基本條件。

本文主要采用由美國開發(fā)的系統(tǒng)軟件Surfer7.0提供的克里格法。運用克里格法來對建筑場地的地貌、地形以及雜填土層和強風化圖層的厚度來進行估計。Surfer運用相關(guān)數(shù)學模型對分布不太均勻和規(guī)則的數(shù)據(jù)求差值，從而形成數(shù)據(jù)點分布。如果想繪制同等數(shù)值分布圖，可以采用格網(wǎng)化方法。Surfer差不多包含了現(xiàn)階段需要用到的所有模型。具體來說Surfer共包含7種模型及各自參數(shù)配置，不同的模型，參數(shù)配置也不一樣。我們可以通過實際特點，科學的選擇模型，并進行相應(yīng)的參數(shù)配置，從而分別繪制各自等值線圖。由此可見克里格法由于其特點可以廣泛的應(yīng)用，并且是大勢所趨。

3　克里格估計應(yīng)用的意義

首先，三維塊狀圖在巖土勘察工作上表現(xiàn)良好，效果很理想。如可以更直觀的反應(yīng)建筑工程場地的地貌特征，可以對某土層的形態(tài)分布特點進行更為全面的展示。這樣方便了工程設(shè)計人員的地基處理和勘察工作，同時也能能夠提高土方工程效率和計算工程的準確性，大幅度提高了建筑工程的效益。其次，軟弱層的換填墊層具體如圖2所示，使用換填墊層法進行地基褥墊處理。如果地基的褥墊處理完成之后進行夯實工作，從而地基就得以生成，地基的形式就是圖2表現(xiàn)出來的土層；與此同時我們也可以考慮徹底清除厚度到達18m的表層雜填土、強風化巖層和中風化巖層。圖2的軟弱層清除法，很直觀的表現(xiàn)了這一點。通過對這兩種方法的分析，我們可以知道這兩種方法都是必須使用較大的土方量作為前提。使用克里格法進行地基處理可以對軟弱地層有直觀的認識，并且還可以提高計算工作使用資金和使用耗時的精確性。使用軟弱清除法的優(yōu)勢在于耗時較少，在進行地基處理方案的確定工作時，我們應(yīng)綜合考慮軟弱巖土層的地面形態(tài)、施工具體要求、經(jīng)濟效益以及方案的優(yōu)勢。最后，從巖土工程的基礎(chǔ)設(shè)計這方面來說，工程場地的強化風言層處于工程場地南部，總體上層巖表面高低起伏，存在很多凹凸的地方。據(jù)相關(guān)專家推測，這可能就是為什么巖溶形成的原因。因而要想更全面的對地質(zhì)相關(guān)情況進行分析，巖溶現(xiàn)象不容忽視，特別是隱形巖溶。在進行設(shè)計工作前一定要首先對巖溶現(xiàn)象進行全面分析，通過分析視具體情況可以考慮加強工程場地南部的地基強度，避免因為巖溶出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，而克里格法能夠完成這一目標。

結(jié)語

克里格法是一種精確度很高的計算方法，如前文所述，其在巖土工程的勘察和地基處理中具有極大的優(yōu)越性和價值，因而具有重要的實踐價值，可以廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計及施工過程中。

參考文獻

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中圖分類號：P2

文獻標識碼：A