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摘要:在建筑工程设计与施工过程中,最关键的也是最重要的环节就是地质勘察,由此看来,加强建筑地质勘察工作具有重要的现实意义。本文主要对影响勘察任务完成的诸多因素及其当前建筑工程地质勘察工作中遇到的很多问题进行深入的探讨和分析,同时对勘察过程中遇到的质量问题进行了详细阐述,并提出了合理的解决对策,希望对今后建筑工程的地质勘察工作产生一定的积极影响。
关键词:地质勘察;地基设计;建筑工程;问题对策
随着我国国民经济不断高速发展,众多基础建设项目和现代化超高层建筑物不断兴建,基础和基坑开挖深度越来越深,各种公共建筑物的建筑风格迴异,其平面和立面变化大,给结构和勘察专业带来诸多的新课题,采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要,存在着许多急需解决的工程勘察技术问题。
1 当前工程地质勘察中存在的问题
在各类建筑地基基础设计中,为保证其安全必须同时满足两个技术条件:(1)地基强度条件,即保证地基稳定性,不发生剪切破坏或滑动破坏;(2)地基变形条件,即沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜都不超过地基容许变形值。地质勘察报告是建筑工程设计的重要依据,是保证满足上述两个技术条件的必备资料。科学的地质勘察报告不仅能提高建筑设计质量,还可节省工程量,减少投资,从而带来较大的经济效益。
当前在民用建筑工程地质勘察中存在着一定问题,主要表现在以下两个方面:
1.1 地勘部门提出的地勘报告,质量不高,并不乏错误。现某些地勘报告内容简化到不提供土工试验指标,不作评价,不作明确的结论和提出建议性工程处理意见等。一些报告中该省略的不省略,不该省略却没有;不该附的图附上,需要的表格又没有;文字不多,却废话连篇。其做法是蒙哄不懂專业的管理人员和去迎合部分设计人员只要提供地基承载力这一个指标。
1.2 勘探方法不对。一些勘察部门用所谓的静载荷试验压裂探坑两侧土层为准来确定承载力,其做法是一种误导,是不科学的。试想,压裂较浅和较深的两侧土层所需的压力大小都不一样,究竟取用哪一压力定值来作为地基承载力。另外,压裂两侧土层,又怎能替代或者说明该压力值就是竖直方向土层地基持力层的承载力。
2 确定地基承载力的方法和取值问题
地基承载力决不是用一种方法就可确定的,常用的有以下四种方法:(1)根据土的强度理论计算确定;(2)按静载荷试验方法确定;(3)按动力或静力触探方法确定;(4)根据邻近条件相似的建筑物经验确定。由上述几种方法得到承载力后,再经分析,综合取值才能得到地基承载力。
在上述方法中,一般以野外鉴别与室内试验确定土的物理力学性质指标及动力静力触探方法和理论公式计算方法为主要的确定方法。目前,质检部门较倾向于采用现场静载荷试验法确定的地基承载力值。而静载荷试验一般在遇到地质条件复杂,土质很不均匀或重大工程时才采用,在一般不具设备条件和压力达不到的情况下,很难实施此方法。用现场静载荷试验确定地基持力层的承载力有三种:(1)强度控制法,即以比例界限P0值作为地基土承载力。它适用于硬塑~坚硬的粘性土、粉土、砂土和碎石土。(2)相对沉降控制法。根据沉降量和承压板宽度的应的压力为地基承载力,对于砂土采用s/b≤0.01~0.015对应的压力为地基承载力。(3)极限荷载法。当P~S曲线上的比例界限出现后,土很快达到极限荷载Pu,将Pu除以安全系数F(F=2.0~3.0)作为地基土承载力。如我市安吉县地基土,一般在深1.0m~2.0m以下均为碎石土(以砾石、卵石为主),即使用静载荷试验方法确定承载力,也应用强度控制法或极限荷载法。对于密实的卵石土用强度控制法得到的P~S曲线上的第1个拐点必是地基持力层将产生局部剪切破坏的开始点,此时所对应的压力即为比例界限荷载P0(或临塑荷载Pcr)。而此拐点的出现,对于是持力层的碎石土,没有足够的压力是难以出现的。至于出现第2个拐点(极限荷载对应的点),使碎石土完全剪破,出现连续滑动面,更是难以达到。相对沉降控制法一般适用于在P~S曲线上出现不了拐点的中高压缩性的松砂或可塑、软塑状态下的粘性土。而当前多数地勘单位提供的地勘报告,在地基土是碎石土的情况下,仍然采用相对沉降控制法来确定地基土承载力,显然是不合适的。
3 地基土的承载力及其与变形的关系
3.1 作为设计部门设计人员,不仅要会设计,还要会阅读和充分利用地勘报告,要能对报告中提供的内容进行分析,对其存在的问题能提出质疑,不应只需要承载力值。即使需要地基土承载力(或地耐力)值,也不只是这一种值。《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)提出了地基土承载力特征值fak,由静载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的就形所以应的压力值。当实际工程的基础宽度B>3m,基础埋深D>0.5m时,承载力值还要提高,即要进行宽度和深度修正,修正后的承载力特征值fa。地勘报告中一般提供的是承载力特征值。设计人员在使用时不能直接用特征值来设计,而要经基础宽度和埋深修正后得承载力特征值设计。当前许多设计人员直接用特征值进行设计是不科学的。
3.2 采用承载力特征值来设计,是为了确定建筑物基础底面和剖面尺寸,通过公式A=N/f-YGD计算来满足P≤[P]要求,这只考虑了满足地基强度条件要求。但设计人员在设计中很少考虑变形条件要求,这也是造成地勘报告中不提供工程建议性处理意见的后果。
当前建筑工程出现质量事故很大一部分不是强度条件不满足,而是变形条件不满足所造成的。建筑工程中出现的不均匀沉降造成房屋裂缝、倾斜、局部倾斜,就是变形条件不满足所带来的危害。要使工程变形条件得到满足,地勘报告中必须提供建议性工程处理措施,以供设计人员参考,重要的工程甚至要作变形计算。提供的建议性措施,对建筑物上部结构而言应包括建筑措施、结构措施、施工措施,对地基而言应包括地基处理方法,如换填、夯实等。而且不应只停留在定性分析和描述上,要明确提出定量数值,以使设计人员重视和好用。
4 结束语
4.1 工程实践证明:合理地选择、运用工程物探技术与传统的勘察技术相结合,无疑是解决工程勘察存在技术问题的最佳途径。但是,任何的技术都有其局限性和适用性,要有效地解决某些复杂的工程勘察技术问题,必须采用多种勘察手段联合使用,互相补充、互相验证。
4.2 各种间接勘察手段所获取的资料应与传统的勘察方法(如钻探、原位测试、岩土试验等)施工检测、施工监测成果进行对比、验证,建立相对应的经验关系,从而建立定量分析、判定标准,确保工程勘察质量。
4.3 提高工程勘察技术人员业务水平和综合能力的关键是:a培养勘察技术人员的技术素质;b拓宽专业知识的广度和深度;c积极参与工程实践。
参考文献:
[1] 王建湘.建筑工程地质勘察结果分析判定与加固处理[J].广东建材.2010,(01).
[2] 王瑞平.基础设计中减少地基沉降的几种方法[J].山西建筑.2011,(03).
[3] 陈国明.浅谈地下水危害及工程勘察水文地质评价[J].西部探矿工程,2011,(03).
[4] 李君源.范维强.工程勘察中的水文地质问题[J].西部探矿工程,2012,(07).
[5] 张梓.水文地质问题在工程勘察中的重要性[J].内蒙古科技与经济,2008,(23).
[6] 许碧铨.水文地质在工程勘察中存在的问题及其危害[J].科技资讯,2009,(17).
关键词:地质勘察;地基设计;建筑工程;问题对策
随着我国国民经济不断高速发展,众多基础建设项目和现代化超高层建筑物不断兴建,基础和基坑开挖深度越来越深,各种公共建筑物的建筑风格迴异,其平面和立面变化大,给结构和勘察专业带来诸多的新课题,采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要,存在着许多急需解决的工程勘察技术问题。
1 当前工程地质勘察中存在的问题
在各类建筑地基基础设计中,为保证其安全必须同时满足两个技术条件:(1)地基强度条件,即保证地基稳定性,不发生剪切破坏或滑动破坏;(2)地基变形条件,即沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜都不超过地基容许变形值。地质勘察报告是建筑工程设计的重要依据,是保证满足上述两个技术条件的必备资料。科学的地质勘察报告不仅能提高建筑设计质量,还可节省工程量,减少投资,从而带来较大的经济效益。
当前在民用建筑工程地质勘察中存在着一定问题,主要表现在以下两个方面:
1.1 地勘部门提出的地勘报告,质量不高,并不乏错误。现某些地勘报告内容简化到不提供土工试验指标,不作评价,不作明确的结论和提出建议性工程处理意见等。一些报告中该省略的不省略,不该省略却没有;不该附的图附上,需要的表格又没有;文字不多,却废话连篇。其做法是蒙哄不懂專业的管理人员和去迎合部分设计人员只要提供地基承载力这一个指标。
1.2 勘探方法不对。一些勘察部门用所谓的静载荷试验压裂探坑两侧土层为准来确定承载力,其做法是一种误导,是不科学的。试想,压裂较浅和较深的两侧土层所需的压力大小都不一样,究竟取用哪一压力定值来作为地基承载力。另外,压裂两侧土层,又怎能替代或者说明该压力值就是竖直方向土层地基持力层的承载力。
2 确定地基承载力的方法和取值问题
地基承载力决不是用一种方法就可确定的,常用的有以下四种方法:(1)根据土的强度理论计算确定;(2)按静载荷试验方法确定;(3)按动力或静力触探方法确定;(4)根据邻近条件相似的建筑物经验确定。由上述几种方法得到承载力后,再经分析,综合取值才能得到地基承载力。
在上述方法中,一般以野外鉴别与室内试验确定土的物理力学性质指标及动力静力触探方法和理论公式计算方法为主要的确定方法。目前,质检部门较倾向于采用现场静载荷试验法确定的地基承载力值。而静载荷试验一般在遇到地质条件复杂,土质很不均匀或重大工程时才采用,在一般不具设备条件和压力达不到的情况下,很难实施此方法。用现场静载荷试验确定地基持力层的承载力有三种:(1)强度控制法,即以比例界限P0值作为地基土承载力。它适用于硬塑~坚硬的粘性土、粉土、砂土和碎石土。(2)相对沉降控制法。根据沉降量和承压板宽度的应的压力为地基承载力,对于砂土采用s/b≤0.01~0.015对应的压力为地基承载力。(3)极限荷载法。当P~S曲线上的比例界限出现后,土很快达到极限荷载Pu,将Pu除以安全系数F(F=2.0~3.0)作为地基土承载力。如我市安吉县地基土,一般在深1.0m~2.0m以下均为碎石土(以砾石、卵石为主),即使用静载荷试验方法确定承载力,也应用强度控制法或极限荷载法。对于密实的卵石土用强度控制法得到的P~S曲线上的第1个拐点必是地基持力层将产生局部剪切破坏的开始点,此时所对应的压力即为比例界限荷载P0(或临塑荷载Pcr)。而此拐点的出现,对于是持力层的碎石土,没有足够的压力是难以出现的。至于出现第2个拐点(极限荷载对应的点),使碎石土完全剪破,出现连续滑动面,更是难以达到。相对沉降控制法一般适用于在P~S曲线上出现不了拐点的中高压缩性的松砂或可塑、软塑状态下的粘性土。而当前多数地勘单位提供的地勘报告,在地基土是碎石土的情况下,仍然采用相对沉降控制法来确定地基土承载力,显然是不合适的。
3 地基土的承载力及其与变形的关系
3.1 作为设计部门设计人员,不仅要会设计,还要会阅读和充分利用地勘报告,要能对报告中提供的内容进行分析,对其存在的问题能提出质疑,不应只需要承载力值。即使需要地基土承载力(或地耐力)值,也不只是这一种值。《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)提出了地基土承载力特征值fak,由静载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的就形所以应的压力值。当实际工程的基础宽度B>3m,基础埋深D>0.5m时,承载力值还要提高,即要进行宽度和深度修正,修正后的承载力特征值fa。地勘报告中一般提供的是承载力特征值。设计人员在使用时不能直接用特征值来设计,而要经基础宽度和埋深修正后得承载力特征值设计。当前许多设计人员直接用特征值进行设计是不科学的。
3.2 采用承载力特征值来设计,是为了确定建筑物基础底面和剖面尺寸,通过公式A=N/f-YGD计算来满足P≤[P]要求,这只考虑了满足地基强度条件要求。但设计人员在设计中很少考虑变形条件要求,这也是造成地勘报告中不提供工程建议性处理意见的后果。
当前建筑工程出现质量事故很大一部分不是强度条件不满足,而是变形条件不满足所造成的。建筑工程中出现的不均匀沉降造成房屋裂缝、倾斜、局部倾斜,就是变形条件不满足所带来的危害。要使工程变形条件得到满足,地勘报告中必须提供建议性工程处理措施,以供设计人员参考,重要的工程甚至要作变形计算。提供的建议性措施,对建筑物上部结构而言应包括建筑措施、结构措施、施工措施,对地基而言应包括地基处理方法,如换填、夯实等。而且不应只停留在定性分析和描述上,要明确提出定量数值,以使设计人员重视和好用。
4 结束语
4.1 工程实践证明:合理地选择、运用工程物探技术与传统的勘察技术相结合,无疑是解决工程勘察存在技术问题的最佳途径。但是,任何的技术都有其局限性和适用性,要有效地解决某些复杂的工程勘察技术问题,必须采用多种勘察手段联合使用,互相补充、互相验证。
4.2 各种间接勘察手段所获取的资料应与传统的勘察方法(如钻探、原位测试、岩土试验等)施工检测、施工监测成果进行对比、验证,建立相对应的经验关系,从而建立定量分析、判定标准,确保工程勘察质量。
4.3 提高工程勘察技术人员业务水平和综合能力的关键是:a培养勘察技术人员的技术素质;b拓宽专业知识的广度和深度;c积极参与工程实践。
参考文献:
[1] 王建湘.建筑工程地质勘察结果分析判定与加固处理[J].广东建材.2010,(01).
[2] 王瑞平.基础设计中减少地基沉降的几种方法[J].山西建筑.2011,(03).
[3] 陈国明.浅谈地下水危害及工程勘察水文地质评价[J].西部探矿工程,2011,(03).
[4] 李君源.范维强.工程勘察中的水文地质问题[J].西部探矿工程,2012,(07).
[5] 张梓.水文地质问题在工程勘察中的重要性[J].内蒙古科技与经济,2008,(23).
[6] 许碧铨.水文地质在工程勘察中存在的问题及其危害[J].科技资讯,2009,(17).