夏雨落荷塘
建筑工程常见岩土地质问题及勘察要点论文
1建筑工程岩土地质存在的问题及原因
基础沉降
建筑物的荷载压力过大
建筑物对地基的荷载压力过大,是引起基础沉降的主因。这主要是在建筑荷载以及自重压力的作用下,欠固结土在固结的过程中引发的。地基中天然的土层,在固结的过程中承受到有效的压力,就是前期固结压力。有时候,当现有的地基覆盖土层自重压力大于前期固结压力的时候,这种土层就是欠固结土,需要重视。例如:人工填土和新近沉积的粘性土等,主要是因为沉积所需的时间较短,受到土自身重量压力作用没有完成固结。对于欠固结土出现沉降的问题,不只是因为建筑地基的附加应力,还包括固结不稳定的原因。
地基基础的不均匀
在建筑施工中,由于地基基础的不均匀,也会出现沉降不均匀现象。在膨胀土、湿陷性黄土、软土等不良建筑地基上的基础建筑物,一旦地基发生变性,并且超过规定的限度,就非常容易出现地基基础沉降,甚至出现开裂和破坏的现象。在地质较恶劣的地基上进行建筑作业时,为了降低沉降造成的危害,可以充分利用桩基础等类型的深基础进行地基加固,或者对建筑地基进行特殊的地基处理,同时在设计施工的时候,采用适合的结构措施、施工措施以及建筑措施。
地下水的影响
部分施工地区,由于地下水的过度抽取,导致水位下降引起基础沉降。当地下水位降低后,处于降深范围的天然土层,因为重度的改变,引起地基应力的改变,出现土层固结,使得地面发生沉降,对于周围的地下管线、建筑物以及一些其它设施,造成一定的负面影响。所以在进行降水施工时,应当进行必要的环境监测,事先制定合理的解决措施,保障建筑施工安全。
新建相邻建筑物的影响
在原有建筑物旁边修建新的建筑物,也可能会引起基础沉降。新建的建筑物荷载,对于原有的地基会造成应力叠加,并且会产生不均匀的基础附加沉降,使得新老建筑物都会发生变形。这种挠曲和变形,会严重影响建筑物的安全,导致建筑物出现裂损现象。因此,在新建筑物施工之前,必须对其预加载荷进行详细的分析,从而设计出合理的建筑结构与施工程序。
建筑物加层的影响
对于已经存在的建筑物进行加层施工,从而增大了建筑原有载荷导致沉降。在建筑施工前,应该准确测算出地基的实际抗压力与承载力,例如:极限荷载、临塑荷载等。从而确定加层承载力与原有承载力的相关安全系数。同时,还应该考虑桩基的基本情况,例如:对于超孔隙的水压力,单桩的承载力会随着时间而增大,另外,在软土地基中,当孔隙水压力减弱或者消失后,会对桩基产生负摩擦力。对于建筑物加层后的沉降,特别是差异沉降,应该进行认真预估,保证倾斜与挠曲在允许的限度范围内。
基坑失稳
地基隆起
在进行基坑的开挖过程中,由于应力得到释放,在回弹作用的影响下会导致地基隆起。开挖深基坑,实际上就是在逐渐的将荷载卸去的过程,开挖深度的不断增加,地基的压力就会大幅度的减弱,非常容易因其土层膨胀,引起坑底回弹。应该事先做好室内压缩的相关试验,总结出压力增加的临界点,也就是当压力达到某一数值时,就应该开始卸压,这时就能发现土层的回弹,根据试验可以绘制出相应的回弹曲线。因为基坑回弹引起的地基隆起,对于基坑会造成巨大的影响,同时还会对周围的建筑物造成严重的破坏。
边坡土体出现位移
当基坑较浅、土质条件相对较好、周围没有建筑物、开挖面足够的时候,可以进行放坡开挖。但是在进行基坑的垂直方向深开挖的时候,必须设置支护设施。在没有支护条件的情况下,边坡土体发生位移,主要是因为在坡顶存放的建筑材料荷载过大,以及车辆行驶、打桩的震动影响,使得原有的平衡被打破。当土体内部的含水量变大时,就会降低抗剪强度。在深基坑开挖的时候,支挡结构不合理、回填不紧密、支挡构件接触不好以及支护的不及时都会造成边坡位移。
2岩土地质勘察要点分析
各项建设工程在设计和施工之前,必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。也就是按工程建设各勘察阶段即勘察要点的要求,正确反映工程地质条件,查明不良地质作用和地质灾害即岩土地质问题,通过野外勘探取样试验、室内土工试验测试等方式,提供拟建场地资料完整、评价正确的岩土工程勘察报告。
可行性研究阶段
在建筑工程开始之前,对岩土地质环境进行可行性的调查研究,是为了评价拟建场地的稳定性与适宜性。在进行可行性调查的时候,主要是针对拟建场地的地质资料进行搜集,例如:地形地貌、矿产、地震等,另外,还要对附近的工程地质条件资料和建筑经验进行相关的调查。调查到了充足的地质资料后,要对这些资料进行详细的分析研究,充分了解所在勘察地区的岩土性质、不良地质作用、地层、构造和地下水等方面。
初步勘察阶段
对岩土地质条件进行初步勘察,主要是针对建筑场地内位于不同工程地段的稳定性做出评估,以及地基的岩土相关技术条件,研究得出科学、合理的评价,同时,对于建筑物布置总平面图,主要建筑物的基础方案选择,以及地址问题的解决对策,提供相关的数据支持与参考依据。并且,对建筑工程地基可能会采取的基础方案设计进行科学的'论证。地质条件初步勘察的主要内容,基本包括初步查明地质构造、地层结构、土层和岩石的力学性质;对抗震设防烈度等于或者大于6度的场地,初步评价场地和地基的地震效应;同时初步查明季节性冻土冻结深度以及水文相关地质条件;对高层建筑中的地基基础类型、基坑开挖与支护、工程降水方案初步分析评价;对于建筑场地不良地质问题以及原因、分布、发展趋势的范围进行勘察,还要充分考虑到岩土地质问题对于建筑稳定性与安全性的影响。
详细勘察阶段
详细勘察就是在初步勘察的基础上,对于相关的地质方面进行详细认真的分析研究,对于建筑物地基进行相关工程地质方面的科学评价,为施工图纸的设计提供科学、准确的数据信息参考。搜集附有坐标和地形建筑总平面图、场区地面整平标高,建筑物的规模性质、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形等;查明勘察区内岩土层类型、深度、分布、工程特性,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;查明勘察区地上、地下是否有对工程不利的障碍物;对需要进行沉降计算的建筑物,提供地基变形计算参数,预测建筑物的变形特征;对抗震设防烈度等于或大于6度的场地,应根据国家批准的地震动参数区划和有关的规范,确定场地类别,提出专门的研究建议;查明地下水埋藏条件以及论证地下水和土对工程和环境的影响,同时,为深基坑开挖、工程支护和降水设计、不良地质现象预防、地基加固以及地基设计提出有效的建议。
施工勘察阶段
进行施工勘察是建筑物施工前的重要阶段,需要勘察部门或者人员,与施工单位和设计单位密切合作,进行施工基坑基槽的检验,对于地基的处理以及桩基工程的效果进行认真的质量检验,当岩土条件与勘察资料不符或发现必须查明的异常情况时,就应进行施工勘察;在工程施工或使用期间,还要对岩土工程,如地基土、边坡体、地下水等进行现场相关监测,并且对工程和环境的影响进行分析评价,还要确保岩土地质问题的妥善解决,对于施工过程中地基设计方案的改变提供准确的地质资料。
3结束语
总之,对于建筑场地的岩土地质问题需要进行详细的调查研究,充分考虑施工的可行性,对于地质条件不能满足施工要求的场地,绝对不能允许施工。认真做好可行性研究、初步勘察、详细勘察和施工勘察每个阶段工作,就能为施工方案的设计提供有效的数据信息,就能保证施工方案的科学性,从而保障建筑物的整体质量,提高建筑物的稳定性与安全期性,大力推动建筑行业的稳定、健康、正常可持续发展。
蹦蹬的小兔子
岩土工程检验与监测主要有两个方面的任务:一是实现对岩土工程施工质量的控制;二是了解岩土施工的效果,为进一步的岩土体利用提供依据。岩土工程检测与岩土工程勘察阶段的试验测试相比较有相同之处,也有明显的差别。相同之处,在于两者都是要通过试验测试来定量了解工程岩土体的工程特性;不同之处在于,前者的测试对象是处理加固之前的岩土体,目的是为岩土工程设计提供依据,而后者的测试对象是处理加固之后的岩土体,目的是控制岩土工程施工的质量和检验施工处理的效果。从两者的相同之处可知,岩土工程检测中的许多测试方法与岩土工程勘察中的测试方法相同,例如,岩土体原位静载荷试验既是岩土工程勘察中测试地基土层承载能力的重要测试手段之一,也是岩土工程检测中测试处理加固后的复合地基和桩基础的重要手段。但是,经过处理加固之后的工程岩土体与处理加固之前的岩土体相比会有很大变化,处理加固后的岩土体常常是在原来天然岩土体的基体上增加了一些人工材料和功能构件。例如,在洞室围岩支护时可能会使用锚索加固围岩,并构筑混凝土衬砌进行支护。这时,岩土工程检测就要对锚索对围岩的锚固力是否能够达到设计要求进行测试,同时还要检测混凝土衬砌质量是否能够满足设计要求。又如,因地基土体不能满足上部结构对地基变形或承载力的要求而使用桩基础时,岩土工程检测就必须对桩基础的承载力和完整性进行检验测试,以确保桩基础能够达到设计所预定的功能。可见,岩土工程检测中的试验测试常常需要延拓到工程岩土体之外。
除岩土工程勘察中的常规试验测试外,岩土工程检测中经常开展的监测和测试工作主要有桩基检测、地基变形观测、边坡变形监测、地下洞室围岩观测等。
一、桩基检测
随着城市建设规模的日益扩大,采用桩基改善地基土体的承载能力已经成为较为普遍的工程方案。桩基检测的主要内容包括桩基承载力和桩身完整性两个方面。对护坡桩、抗滑桩需要进行水平抗力测试,有时也需要进行桩的抗拔力测试。然而,大量进行的主要是作为承受上部建筑荷载的桩基竖向承载力检测。
桩基检测的主要方法有钻孔取芯、静载荷试验、高应变动测、低应变动测和声波透射测试等。静载荷试验是工程地质测试中的常规手段之一,也是最直接、最可靠的桩基承载力测试方法。然而,载荷试验方法费用高、时间长,只能进行少量的抽测。尽管近年来出现了Osterberg试桩新方法,但仍然受成本限制,难以达到理想的检测率。因此,便捷的桩基动测技术在工程检测中得到了推广应用。近代桩基动测技术是以波动理论为基础发展起来的。20世纪30年代,首先提出用一维波动方程描述桩顶受到桩锤冲击后沿桩体的波传播。1960年发表了著名论文“打桩分析的波动方程法”,使波动方程分析方法开始进入实用阶段。1972年,湖南大学周光龙教授提出了桩基动测的动参数法,推动了我国桩基动测方法的研究。动测方法既可以检测桩基承载力又可以检测桩身完整性,克服了载荷试验只能测试桩基承载力的局限。高应变动测采用自由落锤(锤重应大于单桩极限承载力的1%)冲击桩顶,在桩体内部产生沿桩长方向传播的应力波,利用加速度传感器和力传感器测定桩顶附近某一桩截面上的质点振动加速度和桩身受力,然后利用波动方程分析拟合求出桩身各个截面的轴力和桩侧摩阻力。低应变动测采用较轻便的手锤在桩头激发波动,根据在桩顶设置的传感器所测定的桩基振动和波动信号推算桩基承载力和判断桩身完整性。大直径桩基的桩身质量检测多采用声波透射法。声波测试前,根据桩截面的大小对称埋设2~6根钢管,并保证钢管相互平行。测试时,发射探头在管内某一深度上发射超声波,接受探头在对称的钢管中同一深度上接受穿透过来的波动信号,由此测定桩身材料的声速。根据声速的大小和变化即可对桩身质量做出判断。
二、地基变形及边坡变形观测
变形观测的主要任务是定期对设置在被测目标上的观测点进行重复观测,以求得观测点的点位或高程随时间的变化量,为评价岩土工程施工质量、了解地基与边坡的稳定性和设计参数的合理性提供技术依据。
地基变形观测工作主要包括基坑回弹观测、基坑侧向变形和基坑开挖对邻近建筑物的影响观测、建筑物沉降和位移观测、场地沉降观测等。地基变形观测主要有以下几方面的意义:一是估计地基可能产生的再压缩变形,以改进基础设计;二是估计基坑开挖卸荷对邻近建筑物的影响,以便及时采取保护措施;三是检测支护结构的稳定性,保证工程施工的安全;四是通过地基变形观测积累工程经验,为地基长期变形的反演分析提供依据。
边坡变形观测包括地表变形监测、钻孔变形监测以及边坡岩土体声发射监测等内容。其中钻孔变形监测项目主要有:沉降、倾斜、挠曲以及地下水位或渗透压力等。边坡变形观测的主要目的是及时掌握边坡的稳定状态,为边坡稳定性的发展趋势的预测和边坡岩土体治理方案的制定提供依据。
三、地下洞室围岩观测
地下洞室开挖前,岩体处于应力平衡状态。洞室开挖破坏了原始应力平衡状态,随着围岩变形的发展,应力发生重分布。实践表明,利用地下洞室围岩观测所提供的信息,及时调整施工方案和加固措施,预测预报险情,是地下工程施工行之有效的方法和途径,这也正是所谓新奥法施工的特征。近年来,在信息及计算机技术发展的基础上有人又提出了智能岩土工程的新思路,应该说是对新奥法的进一步发展。地下洞室围岩观测主要有地下洞室围岩收敛观测、钻孔岩体轴向位移和横向位移观测、锚杆应力观测以及岩体锚固荷载观测及地下水渗透压力观测等内容。
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嘿嘿,我也是搞岩土边坡方面的,我已经投了很多核心了《科学技术与工程》是比较差的核心了,只有2011才入了北大核心的,我也为了评奖学金啊,没办法,比较快的有人民长