① 岩土工程勘察的意義及重要性是什麼
1、《 建設工程質量管理條例》規定,設計單位應當根據勘察成果文件進行建設工程設計。設計文件應當符合國家規定的設計深度要求,註明工程合理使用年限。
2、勘察成果文件是設計的基礎資料,是設計的依據。因此,先勘察、後設計是工程建設的基本做法,也是基本建設程序的要求。
3、工程合理使用年限是指從工程竣工驗收合格之日起,工程的地基基礎、主體結構能保證在正常情況下安全使用的年限。它與《 建築法》中 的 「建築物合理壽命年限」、《 合同法》中的「工程合理使用期限」 等在概念上是一致的。
② 如何提高岩土工程勘察質量
1. 岩土工程勘察中所存在的諸多問題分析
現階段,建築工程項目的工程勘察單位所從事的主要是水文地質、工程測量、檢測和監測、岩土工程勘察等方面的工作,廣泛的涉及到建築工程項目建設的諸多行業的勘察。絕大多數承接岩土工程勘察業務的都是交通、煤炭、建築、水利電力、地質等行業部門的下屬單位,與此同時還有著許多掛靠在以上這些單位的個體經營戶和私人承包者。建築工程項目的勘察提交的是一些隱蔽性較強、非直觀性的信息產品,其中存在著諸多的不確定因素,主要調查探測的是地下目的物。雖然我國建設部門詳細的對勘察質量作了規定,然而,由於勘察工序流程繁多、作業流動頻繁、工作范圍分散,除了加強相應的管理制度和規范之外,還必須提高勘察人員的職業道德水平、質量意識以及責任意識。當前,我國岩土工程勘察中所存在的主要問題具體包括以下幾個方面:
1.1勘察技術方法滯後,勘察設備未及時更新
隨著市場經濟的日益加劇,許多岩土勘察單位之間的競爭也變得越來越激烈,為了能夠在激烈的市場競爭當中謀求生存和發展,一些工程勘察單位將拉工程當作自身的一項迫切任務,他們不願意將精力和時間花費在員工技術水平的提高和勘察設備的更新上,甚至經常性的以超低價格承接工程勘察任務,最終造成了整體員工技術水平偏低、勘察設備落後等一系列不良狀況,進而使得工程勘察水平和勘察技術停滯不前,長期以往,必將引發嚴重的工程質量事故。
1.2缺乏對環境影響的重視
岩土問題隨著建築工程項目場地周圍的地質條件的惡化而變得越來越復雜化。在開始建設新的建築工程項目之前,勘察單位並沒有充分的考慮周圍的環境影響,往往在新建工程周圍存在著許多高層建築,並且建築工程的地基與基礎之間相互作用。同時,建築工程四周環境的影響對於岩土變得越來越顯著,最終直接造成災難性後果。
1.3岩土勘察術語混淆不清
根據有關規定可知,岩土工程勘察的工程指標主要包括特徵值、平均值和標准值;而岩土勘察中的荷載主要分為可變荷載與永久荷載,其中荷載共有三種代表值,即准永久值、頻遇值、標准值,但是對於永久荷載而言,僅僅有標准值這一個代表值,可變荷載則包括准永久值、頻遇值和標准值三個代表值。有相當一部分的建築工程項目的岩土工程勘察人員不明確承載力的概念,工程勘察所使用的術語明顯的與規范不相符,甚至有些單位還是用已經廢除的「地耐力」的術語,岩土工程勘察的計量單位與SI制要求遠遠不符,比如,重力單位和質量單位混淆不清;將承載力錯誤的當作定值。
1.4未切實執行強制性的勘察條文
一些勘察單位由於對地區及國家的新技術規范不夠了解和熟悉,進而造成違反強制性規定的不良現象頻繁出現。近些年以來,我國相關部門相繼頒布實施了一系列建築工程項目建設方面的新標准和新規范,但是很多工程勘察單位並沒有及時的進行調整和改革,依然沿用的是以往的舊思路和舊做法,最終造成了勘察報告不合要求。比如,地基的地震效應、穩定性、承載力方面的評價等等。除此之外,還有一些勘察單位因受到了自身技術方面的限制,造成違反強制性勘察條文問題的產生,比如對地質不良現象處理建議的要求,天然地基和樁基的評價分析的合理性等等。
2. 加強岩土工程勘察質量的有效措施
2.1重視環境和工程的共同作用
工程勘察單位應當高度的重視建築工程項目的興建對周邊環境的影響,尤其是建築工程項目運行以及施工當中對周圍環境所產生的各種不良岩土問題,必須採取各種有效的措施來對這些問題進行充分的預測和論證,進而提出行之有效的治理與防範措施。
2.2利用綜合性手段,加強勘察精確度
在建築工程項目的岩土工程勘察過程當中,勘察人員應當積極的採取有效的勘察手段和勘察措施,始終堅持用多樣化及創新性思維來充分的考慮各種問題,切實的將勘察場地地質體的各種物理學特性、界面以及形態及其相互間的關系加以全面的反映,最大限度的促進勘察精確度的提高。在技術和方法方面,應當積極的轉變傳統單一化的勘察手段,應當緊跟科學技術發展的步伐,採取科學有效的手段及方法來對坑探、鑽探、測繪加以採用,合理的運用和選擇現代化的工程探測技術。
2.3加大資金的投入,加強對工程技術人員的培訓
隨著我國經濟建設的迅速發展,對建築工程項目的勘察速度和勘察質量方面的要求不斷提高,因此,應當大力引導與鼓勵勘察單位積極的加強科技投入和資金投入,不斷的加強技術創新和技術儲備,在實際的勘察工作當中應當採取新設備、新工藝以及新技術,只有這樣才能夠充分的滿足各方面的不同要求。建築工程的勘察企業屬於科技型的企業,而企業的第一資源就是人才資源,因此,僅僅依靠提高技術含量以及技術水平是行不通的,僅僅是依靠各種先進設備的引進同樣也是行不通的,還應當充分的加強勘察管理人員及技術人員的專業培訓,從根本上促進他們專業技術水平和職業道德水平的提高。
2.4加強主管部門的監督和管理
建築工程項目所在地的建設主管部門應當切實的加強經營管理者的質量意識,並且還應當充分的加強對岩土工程勘察質量的監督和管理,將規范管理和集中整治有機的結合起來,不斷的促進各種長效機制的完善。比如對質量追責、市場准入、資質認定、年審把關以及公眾投訴等方面進行嚴格的監管。此外,還必須完善與健全各種規章制度,通過法律的強制性來保障勘察市場的健康運行。
③ 《岩土工程勘察規范》GB 50021—2001中對地基勘察的一般規定是什麼
4 各類工程的勘察基本要求
4.1 房屋建築和構築物
4.1.1 房屋建築和構築物(以下簡稱建築物)的岩土工程勘察,應在搜集建築物上部荷載、功能特點、結構類型、基礎形式、埋置深度和變形限制等方面資料的基礎上進行。其主要工作內容應符合下列規定:
1 查明場地和地基的穩定性、地層結構、持力層和下卧層的工程特性、土的應力歷史和地下水條件以及不良地質作用等;
2 提供滿足設計、施工所需的岩土參數,確定地基承載力,預測地基變形性狀;
3 提出地基基礎、基坑支護、工程降水和地基處理設計與施工方案的建議;
4 提出對建築物有影響的不良地質作用的防治方案建議;
5 對於抗震設防烈度等於或大於6 度的場地,進行場地與地基的地震效應評價。
4.1.2 建築物的岩土工程勘察宜分階段進行,可行性研究勘察應符合選擇場址方案的要求;初步勘察應符合初步設計的要求;詳細勘察應符合施工圖設計的要求;場地條件復雜或有特殊要求的工程,宜進行施工勘察。
場地較小且無特殊要求的工程可合並勘察階段。當建築物平面布置已經確定,且場地或其附近已有岩土工程資料時,可根據實際情況,直接進行詳細勘察。
4.1.3 可行性研究勘察,應對擬建場地的穩定性和適宜性做出評價,並應符合下列要求:
1 搜集區域地質、地形地貌、地震、礦產、當地的工程地質、岩土工程和建築經驗等資料;
2 在充分搜集和分析已有資料的基礎上,通過踏勘了解場地的地層、構造、岩性、不良地質作用和地下水等工程地質條件;
3 當擬建場地工程地質條件復雜,已有資料不能滿足要求時,應根據具體情況進行工程地質測繪和必要的勘探工作;
4 當有兩個或兩個以上擬選場地時,應進行比選分析。
4.1.4 初步勘察應對場地內擬建建築地段的穩定性做出評價,並進行下列主要工作:
1 搜集擬建工程的有關文件、工程地質和岩土工程資料以及工程場地范圍的地形圖;
2 初步查明地質構造、地層結構、岩土工程特性、地下水埋藏條件;
3 查明場地不良地質作用的成因、分布、規模、發展趨勢,並對場地的穩定性做出評價;
4 對抗震設防烈度等於或大於6 度的場地,應對場地和地基的地震效應做出初步評價;
5 季節性凍土地區,應調查場地土的標准凍結深度;
6 初步判定水和土對建築材料的腐蝕性;
7 高層建築初步勘察時,應對可能採取的地基基礎類型、基坑開挖與支護、工程降水方案進行初步分析評價。
4.1.5 初步勘察的勘探工作應符合下列要求:
1 勘探線應垂直地貌單元、地質構造和地層界線布置;
2 每個地貌單元均應布置勘探點,在地貌單元交接部位和地層變化較大的地段,勘探點應予加密;
3 在地形平坦地區,可按網格布置勘探點;
4 對岩質地基,勘探線和勘探點的布置,勘探孔的深度,應根據地質構造、岩體特性、風化情況等,按地方標准或當地經驗確定;對土質地基,應符合本節第4.1.6條~第4.1.10 條的規定。
4.1.6 初步勘察勘探線、勘探點間距可按表4.1.6 確定,局部異常地段應予加密。
4.1.7 初步勘察勘探孔的深度可按表4.1.7 確定。
4.1.8 當遇下列情形之一時,應適當增減勘探孔深度:
1 當勘探孔的地面標高與預計整平地面標高相差較大時,應按其差值調整勘探孔深度;
2 在預定深度內遇基岩時,除控制性勘探孔仍應鑽入基岩適當深度外,其他勘探孔達到確認的基岩後即可終止鑽進;
3 在預定深度內有厚度較大,且分布均勻的堅實土層(如碎石土、密實砂、老沉積土等)時,除控制性勘探孔應達到規定深度外,一般性勘探孔的深度可適當減小;
4 當預定深度內有軟弱土層時,勘探孔深度應適當增加,部分控制性勘探孔應穿透軟弱土層或達到預計控制深度;
5 對重型工業建築應根據結構特點和荷載條件適當增加勘探孔深度。
4.1.9 初步勘察採取土試樣和進行原位測試應符合下列要求:
1 採取土試樣和進行原位測試的勘探點應結合地貌單元、地層結構和土的工程性質布置,其數量可占勘探點總數的1/4~1/2;
2 採取土試樣的數量和孔內原位測試的豎向間距,應按地層特點和土的均勻程度確定;每層土均應採取土試樣或進行原位測試,其數量不宜少於6 個。
4.1.10 初步勘察應進行下列水文地質工作:
1 調查含水層的埋藏條件,地下水類型、補給排泄條件,各層地下水位,調查其變化幅度,必要時應設置長期觀測孔,監測水位變化;
2 當需繪制地下水等水位線圖時,應根據地下水的埋藏條件和層位,統一量測地下水位;
3 當地下水可能浸濕基礎時,應採取水試樣進行腐蝕性評價。
4.1.11 詳細勘察應按單體建築物或建築群提出詳細的岩土工程資料和設計、施工所需的岩土參數;對建築地基做出岩土工程評價,並對地基類型、基礎形式、地基處理、基坑支護、工程降水和不良地質作用的防治等提出建議。主要應進行下列工作:
1 搜集附有坐標和地形的建築總平面圖,場區的地面整平標高,建築物的性質、規模、荷載、結構特點、基礎形式、埋置深度、地基允許變形等資料;
2 查明不良地質作用的類型、成因、分布范圍、發展趨勢和危害程度,提出整治方案的建議;
3 查明建築范圍內岩土層的類型、深度、分布、工程特性、分析和評價地基的穩定性、均勻性和承載力;
4 對需進行沉降計算的建築物,提供地基變形計算參數,預測建築物的變形特徵;
5 查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物;
6 查明地下水的埋藏條件,提供地下水位及其變化幅度;
7 在季節性凍土地區,提供場地土的標准凍結深度;
8 判定水和土對建築材料的腐蝕性。
4.1.12 對抗震設防烈度等於或大於6 度的場地,勘察工作應按本規范第5.7 節執行;當建築物採用樁基礎時,應按本規范第4.9 節執行;當需進行基坑開挖、支護和降水設計時,應按本規范第4.8 節執行。
4.1.13 工程需要時,詳細勘察應論證地基土和地下水在建築施工和使用期間可能產生的變化及其對工程和環境的影響,提出防治方案、防水設計水位和抗浮設計水位的建議。
4.1.14 詳細勘察勘探點布置和勘探孔深度,應根據建築物特性和岩土工程條件確定。對岩質地基,應根據地質構造、岩體特性、風化情況等,結合建築物對地基的要求,按地方標准或當地經驗確定;對土質地基,應符合本節第4.1.15 條~第4.1.19條的規定。
4.1.15 詳細勘察勘探點的間距可按表4.1.15 確定。
4.1.16 詳細勘察的勘探點布置,應符合下列規定:
1 勘探點宜按建築物周邊線和角點布置,對無特殊要求的其他建築物可按建築物或建築群的范圍布置;
2 同一建築范圍內的主要受力層或有影響的下卧層起伏較大時,應加密勘探點,查明其變化;
3 重大設備基礎應單獨布置勘探點,重大的動力機器基礎和高聳構築物,勘探點不宜少於3 個;
4 勘探手段宜採用鑽探與觸探相配合,在復雜地質條件、濕陷性土、膨脹岩土、風化岩和殘積土地區、宜布置適量探井。
4.1.17 詳細勘察的單棟高層建築勘探點的布置,應滿足對地基均勻性評價的要求,且不應少於4 個;對密集的高層建築群,勘探點可適當減少,但每棟建築物至少應有1 個控制性勘探點。
4.1.18 詳細勘察的勘探深度自基礎底面算起,應符合下列規定:
1 勘探孔深度應能控制地基主要受力層,當基礎底面寬度不大於5m 時,勘探孔的深度對條形基礎不應小於基礎底面寬度的3 倍,對單獨柱基不應小於1.5 倍,且不應小於5m;
2 對高層建築和需作變形計算的地基,控制性勘探孔的深度應超過地基變形計算深度;高層建築的一般性勘探孔應達到基底下0.5~1.0 倍的基礎寬度,並深入穩定分布的地層;
3 對僅有地下室的建築或高層建築的裙房,當不能滿足抗浮設計要求,需設置抗浮樁或錨桿時,勘探孔深度應滿足抗拔承載力評價的要求;
4 當有大面積地面堆載或軟弱下卧層時,應適當加深控制性勘探孔的深度;
5 在上述規定深度內當遇基岩或厚層碎石土等穩定地層時,勘探孔深度應根據情況進行調整。
4.1.19 詳細勘察的勘探孔深度,除應符合4.1.18 條的要求外,尚應符合下列規定:
1 地基變形計算深度,對中、低壓縮性土可取附加壓力等於上覆土層有效自重壓力20%的深度;對於高壓縮性土層可取附加壓力等於上覆土層有效自重壓力10%的深度;
2 建築總平面內的裙房或僅有地下室部分(或當基底附加壓力p0≤0 時)的控制性勘探孔的深度可適當減小,但應深入穩定分布地層,且根據荷載和土質條件不宜少於基底下0.5~1.0 倍基礎寬度;
3 當需進行地基整體穩定性驗算時,控制性勘探孔深度應根據具體條件滿足驗算要求;
4 當需確定場地抗震類別而鄰近無可靠的覆蓋層厚度資料時,應布置波速測試孔,其深度應滿足確定覆蓋層厚度的要求;
5 大型設備基礎勘探孔深度不宜小於基礎底面寬度的2 倍;
6 當需進行地基處理時,勘探孔的深度應滿足地基處理設計與施工要求;當採用樁基時,勘探孔的深度應滿足本規范第4.9 節的要求。
4.1.20 詳細勘察採取土試樣和進行原位測試應符合下列要求:
1 採取土試樣和進行原位測試的勘探點數量,應根據地層結構、地基土的均勻性和設計要求確定,對地基基礎設計等級為甲級的建築物每棟不應少於3 個;
2 每個場地每一主要土層的原狀土試樣或原位測試數據不應少於6 件(組);
3 在地基主要受力層內,對厚度大於0.5m 的夾層或透鏡體,應採取土試樣或進行原位測試;
4 當土層性質不均勻時,應增加取土數量或原位測試工作量。
4.1.21 基坑或基槽開挖後,岩土條件與勘察資料不符或發現必須查明的異常情況時,應進行施工勘察;在工程施工或使用期間,當地基土、邊坡體、地下水等發生未曾估計到的變化時,應進行監測,並對工程和環境的影響進行分析評價。
4.1.22 室內土工試驗應符合本規范第11 章的規定,為基坑工程設計進行的土的抗剪強度試驗,應滿足本規范第4.8.4 條的規定。
4.1.23 地基變形計算應按現行國家標准《建築地基基礎設計規范》(GB50007)或其他有關標準的規定執行。
4.1.24 地基承載力應結合地區經驗按有關標准綜合確定。有不良地質作用的場地,建在坡上或坡頂的建築物,以及基礎側旁開挖的建築物,應評價其穩定性。
④ 關於岩土工程勘察方面
如果是為工程建設進行的就叫做「岩土工程勘察」或「工程地質勘察」,從你描述看,應該是這個方面;如果是地質找礦或地質普查等,叫做地質勘查。注意「查」和「察」不一樣。
這些都是有一定專業性的工作,不是你不能做,而是學習要一個過程。你需要普通地質、礦物岩石、第四系土層、土力學、岩石力學、地基基礎、地基處理等方面廣泛的知識。
⑤ 岩土工程勘察
一、岩土工程勘察的基本要求
岩土工程勘察是工程建設項目實施的第一個環節,必須遵照執行有關勘察技術標准,以利於提高工程經濟效益、環境效益和社會效益,並促進勘察技術的發展。
1.岩土工程勘察的目的
岩土工程勘察的目的是正確反映建設場地的岩土工程條件,評價岩土工程問題,並提出解決問題的方法和建議。勘察要堅持與設計、施工緊密結合,貫穿於工程建設的全過程,確保工程質量。因此,岩土工程勘察應完成兩項主要任務:
(1)為建設場地穩定性和適宜性進行評價,分析論證場地的地質構成、地下水狀況、不良地質現象、環境工程地質條件、岩土的工程性狀包括特殊性岩土的情況,並預測岩土工程存在的問題和相應的防治措施等。
(2)為各類工程建築場地提供工程岩土體的強度和變形等設計參數。論證分析地基基礎方案、岩土工程治理措施,並預測建築場地在施工階段及工程竣工後應注意的問題和防護措施。
2.場地復雜程度與岩土工程勘察等級
建設場地的復雜程度與勘察等級是確定岩土工程勘察工作量和進度計劃的依據。劃分復雜程度和等級通常要考慮下列條件:
(1)根據工程類型及其可能產生的破壞後果的嚴重性,工程安全等級可劃分為三級:一級為重要工程,一旦破壞會產生很嚴重的後果;二級為一般工程,工程破壞會造成嚴重後果;三級為次要工程,其破壞不會造成嚴重後果。
(2)根據場地的地形地貌、不良地質現象、工程地質環境等條件劃分場地等級(表9-1)。
表9-1場地等級劃分
(3)根據地基的岩土種類和地下水影響等條件劃分地基等級,如表9-2所示。
表9-2地基等級劃分
(4)根據(1)~(3)所確定的安全等級、場地等級和地基等級可組合為岩土工程勘察等級,如表9-3所示。
表9-3岩土工程勘察等級劃分
3.岩土工程勘察階段劃分及其任務
勘察階段的劃分是與設計階段相適應的,分為選址或可行性研究勘察、初步勘察、詳細勘察或施工圖設計勘察和施工勘察。各階段勘察的工作內容和任務要求應結合岩土工程勘察等級和工程特性確定,如表9-4所示。
表9-4各階段勘察內容及任務
對於場地面積不大,岩土工程條件簡單或有建築經驗的地區或單項岩土工程等,均可進行一階段勘察,但勘察工作量布置應滿足詳細勘查工作的要求。對於場地穩定性和特殊性岩土的岩土工程問題,應根據岩土工程的特點和工程性質布置相應的勘探與測試或進行專門研究論證評價。對於專門性工程,如水壩和核電站等,尚應按工程性質要求專門進行研究勘察。
二、岩土工程勘察的基本程序
岩土工程勘察要求分階段進行,各階段勘察程序可分為承接勘察項目、籌備勘查工作、編寫勘察綱要、進行現場勘察、室內水土試驗、整理勘察資料和編寫報告等。
1.承接勘察項目
通常由建設單位會同設計單位(即委託方,簡稱甲方)委託勘察單位(即承包方,簡稱乙方)進行。簽訂合同時,甲方需向乙方提供相關文件和資料,並對其可靠性負責。相關文件包括:工程項目批件;用地批件(附紅線范圍的復製件);岩土工程勘察委託書及其技術要求(包括特殊技術要求);勘察場地現狀地形圖(其比例尺需與勘察階段相適應);勘察范圍和建築總平面布置圖各一份(特殊情況可用有相對位置的平面圖);已有的勘察與測量資料。
2.籌備勘查工作
是保證勘查工作順利進行的重要步驟。
3.編寫勘察綱要
應根據合同任務要求和踏勘調查的結果分析預估建築場地的復雜程度及其岩土工程性狀,按勘察階段要求布置相適應的勘察工作量,並選擇勘察方法和勘探測試手段。在制定計劃時還需要考慮勘察過程中可能未預料到的問題,為更改勘察方案留有餘地。
4.工程地質測繪與調查
在選址—可行性研究或初步勘察階段進行。對於詳細勘察階段的復雜場地也應考慮工程地質測繪。測繪之前應盡量利用航片或衛片的判讀資料,測繪的比例尺選址為1∶5000~1∶50000;初勘為1∶2000~1∶10000;詳勘為1∶500~1∶2000,或更大些。當場地地質條件簡單時,僅作調查。根據測繪成果可進行建築場地的工程地質條件分區,為場地的穩定性和建設適宜性進行初判。
5.勘查工作量
是根據工程地質測繪、工程性質和勘測方法綜合確定的,目的是為了鑒別岩土性質和劃分地層。勘探方法有鑽探、井探、槽探和物探等,並可配合原位測試和採取原狀土試樣、水試樣進行室內土水試驗分析。勘探完成後還要求對勘探井孔進行回填,以免影響場地地基的穩定性。
6.岩土測試
其目的是為地基基礎設計提供岩土技術參數,分為室內岩土試驗和原位測試,測試項目通常按岩土特性和工程性質確定,室內試驗除要求作岩土物理力學試驗外,有時還要模擬深基坑開挖的回彈再壓縮試驗、斜坡穩定性的抗剪強度試驗、振動基礎的動力特性試驗以及岩體的抗壓強度和抗拉強度等試驗。
7.岩土工程勘察成果整理
此項工作是勘查工作的最後一步。勘察成果是對勘察全過程的總結,並以報告書的形似提出。報告書編寫以調查、勘探、測試等原始資料為基礎,經過對原始資料的分析研究、去偽存真、歸納整理,使資料得以提煉,做出正確的結論。報告要闡明勘察項目的來源、目的與要求;擬建工程概述;勘察方法和勘查工作布置;場地岩土工程條件的闡述與評價等;對場地地基的穩定性和適宜性進行綜合分析論證,為岩土工程設計提供場地地層結構和地下水空間分析的幾何參數、岩土體工程性狀的設計參數,提出地基基礎設計方案的建議;預測擬建工程對現有工程的影響,工程建設產生的環境變化以及環境變化對工程產生的影響,為岩土體的整治、改造和利用選擇最佳方案;預測岩土工程施工和工程運營期間可能發生的岩土工程問題,提出相應的監控、防治措施和合理的施工方案。報告書中還應附有相應的工程岩土圖件,如勘探點平面布置圖、工程地質柱狀圖、工程地質剖面圖、原位測試、室內試驗成果圖表,岩土利用、整治或改造設計方案的有關圖表以及有關地質現象的素描和照片等。
三、岩土工程勘察的理論基礎和相關技術
為完成岩土工程勘察的技術標准、基本要求和基本程序所規定的內容,岩土工程勘察需要建立堅實的理論基礎和強大的技術支持。岩土工程勘察的基礎理論包括基礎地質、工程地質、水文地質、工程地震學、岩土力學、基礎工程學等,所需要的技術支持包括工程地質測繪、遙感判譯、工程勘探、工程物探、室內岩土力學測試、原位岩土力學測試等。
1.岩土工程勘察的理論基礎
岩土工程勘察的主要任務是評價建設場地穩定性和適宜性,提供地基岩土體的強度和變形等設計參數。因此,岩土工程勘察的理論基礎有兩大支柱,其一是地質學,包括基礎地質、工程地質和水文地質等;其二是岩土力學,包括土質土力學、岩體力學、岩土體動力學等。
地質學研究地球的物質成分、內部構造、表面特徵,地球發展歷史中的各種地質作用和曾經生活於其上的生命的形式及其演變。工程建築場地是地球表層介質的一部分,為闡明工程建設場地的穩定性和適宜性,自然要藉助於地質學的理論。地質歷史及第四紀地質的研究可以揭示建築場地岩土體的成因和時代;岩石學和土質學的研究可以了解場地岩土體的物質組成和類型;構造地質學可以確定場地所處的地質構造部位及其構造穩定性;地震地質學的研究可以了解工程場地所處區域的地震活動性;水文地質學研究可以揭示工程場地地下水的賦存狀態和水質情況;工程地質研究可以查明場地的不良地質問題和場地的工程地質條件。總之,地質學理論基礎使岩土工程勘察有能力從成因歷史、物質組成、構造穩定性、工程地質條件等多個方面認識工程建築場地,從而對場地的工程適宜性提出正確的評價,進而對場地的工程利用或改造提出合理的建議。
將工程場地視為地質體和地質作用的產物,通過地質學研究可以了解工程場地的構造穩定性和建築適宜性。然而,岩土工程還需要將工程場地岩土體看作工程材料,研究其工程特性和力學性能,這就需要運用岩土力學方面的理論。岩土體介質作為天然材料,與混凝土等人工材料相比其性能更為復雜,主要表現為物質組成和內部結構的不均勻性和各向異性。工程岩土體可以劃分為鬆散的土體和固結的岩體兩大類。土質土力學研究土體的物質組成特點和物理力學性質,包括土的粒度成分、礦物成分、土的分類、土的基本物理狀態(成分、密度、含水量、孔隙度、飽和度、稠度等)與土的物理力學特性(滲透性、壓實性、濕陷性、壓縮性、抗剪性等)之間的關系、地基土體的沉降和承載力、土質邊坡和深基坑邊坡的土壓力分布及邊坡穩定性等。岩體力學研究岩體的物理力學性質,包括岩石的物質組成和內部結構、物理性質指標、滲透性、水岩相互作用特性、岩體結構和工程岩體分級、岩石和岩體的強度與變形、洞室圍岩應力與穩定性分析、岩石地基的應力與穩定性分析、岩質邊坡的穩定性分析等。
可見,岩土工程勘察理論基礎的兩大支柱地質學和岩土力學分別從地質構造和工程特性兩個角度對工程岩土體進行研究分析,為工程建築場地和工程岩土體的工程穩定性和適宜性評價提供了強大的理論支持。
2.岩土工程勘察的相關技術
為完成評價工程建築場地穩定性和適宜性、為工程設計提供工程岩土體強度和變形等設計參數兩大任務,除需要有強大的理論基礎外,岩土工程勘察還必須通過一系列的技術工作取得關於工程建設場地和工程岩土體的第一手資料為岩土工程勘察的理論分析提供依據。與岩土工程勘察相關的技術主要有工程地質測繪、遙感判譯、工程物探、工程勘探、室內試驗測試、原位試驗測試和長期觀測等。
工程地質測繪是勘查工作中最重要的、走在前面的勘察方法,其本質是應用地質理論知識對地面的地質體和地質現象進行觀察和描述,以了解地質變化規律。工程地質測繪是按照一定精度將場地的工程地質條件和各種地質要素反映在一套工程地質圖幅及其相應的表格和說明書上。工程地質測繪的內容主要應包括七個方面的內容:①測繪區內的地層、岩性、岩相變化、地層成因類型及相互接觸關系;②地質結構,如土體的成層組合關系、岩體結構特徵和斷層性質等;③地形地貌及其成因類型、與地質構造的關系;④地下水,了解地下水位、含水層、隔水層、地下水類型、涌水量和水質等;⑤各種物理地質現象的分布、規模、發育程度、形態和結構特徵、活動性、危害性及其形成條件;⑥已有建築物的變形破壞情況;⑦天然建築材料。如果測繪地區已有相同或更大比例尺的地質、地貌等測繪成果,則只須在這種基礎上作一些工程地質所需的專門性補充測繪即可。測繪比例尺的選擇應根據具體情況考慮,既要滿足設計的要求,又不致浪費工作量。一般要考慮三個因素,即工程地質勘查階段;建築物的類型與規模;工程地質條件的復雜程度和區域研究程度。從踏勘到詳勘,測繪比例尺一般在1∶500,000~1∶1,000之間變化。
遙感技術(RS)是工程地質測繪的一個輔助手段。航片、衛片包含了大范圍的地層岩性、地質構造、地貌形態和物理地質現象等信息,詳加判譯可以很快得到關於測繪區的全局認識。尤其是在通行不便的偏遠地區,充分利用航片和衛片更具有特殊的意義。近年發展起來的GPS技術具有定位的高度靈活性和常規測量技術無法比擬的高精度和高效率,已廣泛應用於北京、上海等地的地鐵控制網、高速公路和橋梁控制網、長距離隧道貫通測量控制網、地籍測量控制網等,獲得了顯著的效益。工程測繪中的另一項新技術是地理信息系統(GIS),它通過對分布數據的一系列的空間操作和分析為地球科學、環境科學和城市建設、工程設計及企業經營的規劃、管理和決策提供有用的信息。RS、GPS和GIS三者結合,形成了快速獲取、更新、存貯、管理和分析地理和空間信息的3S」技術體系,為工程測繪提供了強大的技術手段。
工程物探是一種間接方法,根據被測地質介質的密度、磁性、導電率、彈性波傳播速度等物理性質以及岩層的含水量、裂隙率、破碎程度等物理狀態,用特定的儀器設備測定岩層的物理參數,特別是測定岩土體的力學指標,從而劃分岩層、判定地質結構、地下水埋深、岩溶分布情況。相對於工程勘探而言,工程物探方法經濟、快速,能夠及時提出測繪工作難以推斷而又亟待解決的問題,所以在工程地質測繪過程中常要求物探的適當配合,特別是在解決覆蓋層厚度、基岩面的起伏變化、追蹤斷層等方面,效果特別顯著。另外,工程物探的成果對於工程勘探工作的布置具有參考意義。但是,由於方法的間接性,物探成果比較粗略,因為只有物理性質差異比較顯著的岩土體物探方法才能夠加以分辨。所以,物探應以測繪為指導,並且要用工程勘探的方法加以驗證。
工程勘探包括鑽探和坑探,是直接了解地下地質情況的可靠手段,在一般的岩土工程勘察中常常是必不可少的。
鑽探利用一定口徑的鑽機在預定的勘察點上鑽孔取芯,以了解工程場地的地質構造和岩土體的情況。鑽探工作幾乎在任何情況下都可以進行,地表水體和地下水都限制不了它,效率較高,是最為常用的勘探手段。近年來大口徑(1m左右)鑽探的應用使得勘察人員可以進入孔中直接對孔壁進行觀察和描述;小口徑金剛石鑽進的應用提高了岩心採取率,並可以取得軟弱夾層和破碎帶的岩心,還可以對樁基等進行抽芯檢測;鑽孔照相和鑽孔電視可以在鑽進過程中觀察井壁,所有這些新技術的應用大大提高了鑽探的效果,克服了傳統鑽探的一些弱點,使鑽探工作在岩土工程勘察中發揮著越來越重要的作用。
坑探是在岩土體中開挖出一定形狀和尺寸的坑槽或洞室,以便勘察人員能夠進入其中直接對工程岩土體進行觀察描述乃至進行一些特定的試驗測試項目。最常用的坑探方法有:①試坑、淺井:試坑的深度一般不大,而淺井則是一種垂直掘進的圓形或方形探坑,一般深5~15m。試坑和淺井主要用於剝除覆土揭露基岩,研究松軟土層的地質結構、風化殼的厚度分帶,也常用於載荷試驗和滲水試驗;②探槽:探槽一般為0.8m寬、3m深的長槽,多用於了解岩層分布和追索斷層,了解水庫大壩軸線兩側山坡坡積和殘積層的厚度和性質並進一步揭露基岩地質構造;③豎井和斜井:多半用於解決地面以下一定深度處的地質構造問題,例如軟弱夾層及構造破碎帶的厚度和性質、風化程度隨深度的變化、滑坡體的結構及滑動面的位置、滑帶土石特徵等;④平硐:適用於較陡的基岩邊坡,常用以查明壩址兩岸、隧道進出口和大橋岸坡的地質結構,尤其是在岩層傾向河谷並有易滑夾層時,或層間錯動較多、斷裂較發育時,利用平硐可獲得極好的效果。另外,平硐還為岩體單軸抗壓試驗、大型剪力試驗等大型原位測試提供了良好的條件。
岩土工程勘察中室內試驗測試工作的主要目的是取得工程場地岩土體的物理力學參數,為岩土工程設計提供依據。室內試驗主要是對由現場取得的岩土體樣品進行試驗測試,包括室內土工試驗和室內岩石試驗兩個方面。土工試驗項目主要有:土的物理試驗(包括土的密度和相對密度試驗、含水量和界限含水量試驗、顆分試驗、滲透試驗等)、土的變形試驗(包括固結和壓縮試驗、靜止測壓力系數試驗、黃土濕陷性試驗、膨脹土的膨脹與收縮試驗、鹽漬土溶陷性試驗等)、土的強度試驗(包括直剪試驗、殘余強度試驗、三軸壓縮試驗、無側限抗壓強度試驗、微型十字板試驗等)、土的流變試驗(包括土的直剪蠕變試驗、單剪蠕變試驗、三軸壓縮蠕變試驗、單軸壓縮蠕變試驗和土的鬆弛試驗等)、土的動力特性試驗(包括振動三軸、振動單剪、共振柱、自振柱、振動扭剪和振動台等試驗),此外還有室內模擬試驗和其他一些專門性試驗測試,如土工離心試驗、凍土試驗等。室內岩石試驗項目主要有:岩相鑒定、岩石空隙性質試驗、岩石水理性質試驗、岩石聲學特性試驗、岩石強度和變形試驗、岩石結構面抗剪強度試驗、岩體軟弱夾層剪切蠕變試驗、岩石點荷載強度試驗等。
岩土工程勘察中的原位試驗測試是在天然條件下在工程現場原位測定岩土體的各種工程性質,所取得的數據更符合岩土體的實際情況。另外,原位測試還可以測定難以採取不擾動試樣的岩土體(如砂土、流動淤泥層等)的有關工程性質。原位測試可以避免采樣過程中應力釋放的影響,並且可以大大縮短工程勘察的周期。因此,國內外岩土工程界對原位測試給予極大重視,在設備和技術方法上不斷創新發展。常用的原位測試方法大致可分為三大類:①岩土力學性質及地基強度的原位測試,包括靜力載荷試驗、靜力觸探、動力觸探、標准貫入試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、岩石現場剪切試驗、岩石現場三軸試驗、土體現場剪切試驗等;②岩土體中應力測量,包括應力恢復法、應力解除法和水壓致裂法等;③水文地質試驗,包括原位滲透試驗、注水試驗、抽水試驗和壓水試驗等。
除室內試驗和原位測試外,岩土工程勘察中的許多重要數據還需要從長期觀測中獲得,許多工程地預測或評價的結論有賴於長期觀測的結果加以驗證。長期觀測是在一定時期內對被觀測對象的定期重復測量或描述,從而獲得被測對象有關參數或特性隨時間的變化規律和發展趨勢。常常進行的工程地質長期觀測有:①與建築物有關的地下水動態觀測;②各種物理地質現象的長期觀測;③建築物修建後與周圍地質環境相互作用及動態變化的長期觀測。
⑥ 如何加強勘察工程中的質量管理
1、引言
工程勘察單位必須全面加強對現場踏勘、勘察綱要編制、原始資料收集和成果資料審核等環節的管理,對所提供的地質、地震、水文、氣象等勘察資料的質量負責。近幾年來,由於一些單位放鬆了質量管理,單純追求經濟效益,導致勘察質量下降,甚至低劣,對工程建設造成危害。因此,必須加強勘察工作的全面質量管理。筆者根據本人的工作經歷和在工作中的經驗教訓,認為加強岩土工程勘察全面質量管理時必須抓好工序管理這個關鍵環節,而在抓工序管理時必須抓好事前指導、中間檢查、成品核審這三個關鍵。
2、關於事前指導
編寫勘察工作綱要(以下簡稱綱要)是事前指導的重要工作,綱要是指導各專業 (地質、測繪、鑽探、原位測試、土工試驗,編寫報告等)正確開展工作的主要文件。因此,編制好綱要是整個勘察工作順利進行的重要保證。勘察綱要的編制,就是根據工程設計意圖和場地地質條件,制訂一個在技術上與經濟上高效益的勘察行動計劃,使得在進行勘察工作以前就在思想上明確本次勘察要解決的主要問題,以便使勘察手段和勘察工作量的布置有的放矢,取得設計、施工所必要的反映宏觀自然地質條件的資料。筆者認為,要編制出真正能起到正確指導作用的綱要,必須選擇好如下管理要點:(1)根據任務要求,認真收集並研究利用勘察區及附近已有的勘察咨料及建築經驗。(2)認真研究設計提出的技術要求,透徹理解設計意圖,明確勘察目的、任務(3)正確、合理確定勘察手段和勘察工作量。這三點是相互關聯的。前兩點是選擇恰當的勘察手段和合理布置勘察工作量的依據,而恰當的勘察手段和合理的勘察工作量是優質勘察的前提。關於第一要點,如陽江市高層建築沉降計算深度,當壓縮層為上下土層壓縮性小,中間壓縮性大時,一般為基礎寬度的0.8-1.0倍加基礎埋深,控制孔則按1.2倍基寬加基礎埋深。但如果上部土層壓縮性小,下部壓縮性大,則計算壓縮深度須達基寬的1.5倍,鑽孔深度、控制孔深度按1.7倍基寬加基礎埋深,一般孔深對樁基要求樁端進入持力層3-5m,對天然地基要求為1.5倍基寬加基礎埋深。關於第二要點:在陽江地區如基礎形式採用樁基,則勘察手段側重靜力觸探,以靜力觸探成果為主提供樁基設計參數,如果採用天然地基,則靜力觸探孔數相對減少,而取土孔相對增加。
3、關於中間檢查
任何一個綱要在實行過程中總有或多或少不符合實際情況的地方,因此,需要對綱要實施的全過程進行中間檢查。通過中間檢查,可以發現綱要實施中存在的問題,對綱要進行修改補充,避免大的返工。中間檢查雖然重要,但通常沒得到應有的重視,還是個薄弱環節。筆者認為,中間檢查要著重抓住以下兩點:(1)檢查勘察手段和勘察工作量是否恰當,能否滿足設計需要。(2)檢查原定基礎方案是否符合實際情況。
在陽江市部分地區分布有漠陽江沖積形成的一套地層。由於地殼上升、河流下切,這套沉積的地層已遭受破壞,往往在地表下一定深處形成數米厚的軟塑粘性土,此層壓縮性編高,E1-2僅6.0MPa左右。此外,因後期流水的切割作用,在沖積層分布區還分布有一定厚度、范圍大小不一的淤泥質土。如果對這種地層分布特點了解不夠,就會導致綱要布置的勘察手段和勘察工作量與實際情況不符,如沒有關於勘察場地或附近的現存資料可供參考時更是如此。
中間檢查能及時發現問題並及時予以解決。如某大廈樁端持力層(粉砂)一般厚6m,但局部地段僅2m,其下為粘性土(中等壓縮性)考慮到厚度相差大和樁端置於持力層深度對建築物沉降速率影響大,我們徵求了設計人員的意見,並按設計要求對該地段lm高差作出持力層的等厚線,部分鑽孔加密至2m,取得了令人滿意的效果。又如某大廈採用高強預應力管樁,中間檢查時發現持力層上有一層厚度為6m左右的軟塑粘性土,但少數鑽孔深度近20m,經分析可能是深溝。為了准確地提供樁氏,我們進行了補孔。經補孔證實,該地段確有一個寬為數米的深溝,後亦經打樁證實。又如某工程甲方原定14層主樓設一層地下室,另一幢7層商住樓不設地下室。在編寫勘察報告之前進行中期檢查時發現地質條件對14層樓設地下室十分不利,因為要開挖到承壓含水層,需要進行支護和降水,費用會很高,工期也會很長,而7層商住樓場地,由於後期流水切割作用,沉積了7m以上厚度的硬粘性土,設一層地下室不會受到承壓水的影響 為此,我們建議將原定設於14層主樓的地下室改設在7層商住樓,此建議反映良好並得以採納。
可見,在工程實踐中我們應自覺做好中間檢查工作,對於大工程和地質條件復雜的場地尤其如此。如工程負責人及時勾繪地質剖面並進行分析研究、及時與技術負責人和設計人員及甲方取得聯系,根據需要調整勘察手段和勘察工作量,等等。
4、關於成品校審
成品校審必須抓好如下重點:(1)地層劃分是否准確 ((2)工程地質分區的原則是否正確,分區精度是否滿足設計需要。(3)所提設計參數是否准確可靠。(4)結論是否明確、正確。(5)建議是否合理可行,依據是否充分。
由於工程負責人的技術水平及責任心高低不一,勘察成品或多或少存在上述有關問題,大工程或地質條件復雜的工程更是如此 有的將土性相同但指標相差大的土層劃為同一層土,如某工程樁端持力層為粉砂,其qc普遍在l 0MPa以上,但有一個鑽孔僅5MPa,勘察將其劃為同一層,試樁時有一根樁正好選在qc為5MPa處,其RK比其它試樁低很多,如分層時將其作為亞層圈出就不會發生問題;有的雖有工程地質分區,但對分區原則及依據沒有交代,使人對分區的可靠性及精度無法判斷;有的報告結論籠統不明確,如場地硬塑粘土之上有1-3m的軟塑粉質粘土,對6層住宅的結論為 "場地土質分布均勻,地質良好硬塑粘土是基礎良好持力層",很明顯,軟塑粉質粘土不能定為土質良好,如結論改為 "軟塑粉質粘土土質差,厚度不均勻,不宜作基礎持力層,硬塑粘土土質好、厚度大,是基礎良好持力層,建議將基礎置於其上"則有針對性;有的報告結論模稜兩可,如 "可能產生液化',"可能產生滑坡"等,使設計者無所適從;有的報告雖有結論和建議,但論據不足,等等。
成品校審工作的關鍵是校審人的原則性,對成品中存在的問題和錯誤應明確指出,並在校審表中留下痕跡,報告編寫人有不同意見可以保留並留下痕跡,但必須按最高一級審核意見修改