论文部分内容阅读
摘要：工程地质条件对建筑工程项目至关重要，不利的地质条件往往会造成建筑物开裂、倾斜、甚至倒塌，威胁人们的生命、财产安全。本文简要阐明云南地质条件对建筑结构的影响，在此基础上分析在这些影响中的地基破坏的形式及应对措施，以期为工程地质工作者提供一些建议。
关键词：地质条件；建筑结构；地基破坏；地基支护；
Abstract: The engineering geological conditions on construction projects is essential, unfavorable geological conditions often cause buildings to crack, tilt, or even collapse, threatening people's lives and property safety. This paper clarifies Yunnan geological conditions of the building structure, based on this analysis undermine the foundations of these effects in the form and response measures for engineering geologists to provide some suggestions.
Keywords: geological conditions; building structure; foundation damage; foundation support;
中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：
引言：在施工过程中，可能因为某些地质条件造成工程施工进展困难。试车运营后，不良的地质条件同样会因承载力不足而影响建筑的使用及安全稳定。所以，在进行工程建设时，应对工程项目所在地的地质条件进行详细的勘察，对不良的地质进行改良或换置。
一、云南地区工程地质特点分析
云南处于低维度高原，地理位置特殊。 云南省地貌，以元江谷地和云岭山脉南段的宽谷为界，云南全省大致可以分为东西两大地形区。云南东部为滇东、滇中高原，称云南高原，属云贵高原的西部，云南平均海拔2000m左右。云南主要是波状起伏的低山和浑圆丘陵，发育着各种类型的岩溶地貌，云南西部为横断山脉纵谷区。在云南省起伏纵横的高原山地之中，断陷盆地星罗棋布。云南这些盆地又称“坝子”，地势较为平坦，有河流通过，土壤层较厚，多为经济发达区。 云南省人均水资源超过10000，是全国平均水平的4倍。由于地形缘故，云南的河流落差都很大，蕴藏有巨大的水能资源。云南省地势复杂，在进行建筑工程时，更要注意地质条件对建筑结构的影响。
二、云南地区工程施工中存在的隐患
（一）地下水位较高
云南特殊的地形地势使这里的工程在建筑时要考虑更多的因素。云南的岩溶形态复杂，溶洞分布无规律。岩溶及岩溶地面的塌陷会危害地基的稳定性，丧失应有的承载力，进而对建筑结构造成恶性影响。云南的地下水丰富，地下水通过影响地基来影响整个建筑。当地下水位上升时，水能浸湿和软化岩土，使地基的强度降低，承载力变弱，导致建筑物的不均匀沉降。当地下水位降低时，地基中的有效应力增加，基础就会产生附加沉降，造成建筑物倾斜，甚至使建筑物开裂和破坏。云南省内的盆地地势较为平坦，这对于建筑工程来说无疑是有利的。但在那些高原、丘陵地带进行工程建筑时，就要认真分析地势与建筑的联系，要注意避开那些泥石流、滑坡的范围区。这些地形地势的另一方面的影响是对于建筑结构选型和建筑材料的选择有着一定的要求。工程地质条件造成的地基承载力、承载变形及其不均匀性的问题，会影响到结构材料的选择。
（二）地基这种天然结构具有不均匀性和离散性。因为地基中的介质（土和石）相互之间有粘结作用，所以它们能够结合在一起，而粘结力的大小与土石颗粒的大小和受水的侵蚀有关。但是，地基受水的侵蚀是随机的，没有固定规律可言，地基中颗粒的组合形式也不是理想组合，这些不确定因素继而使地基的粘结力分布不均匀，这也导致地基破坏现象的出现。在竖向荷载作用下，建筑物地基的破坏一般是由于地基承载力不足而导致的剪切破坏。就云南地区而言，地基剪切破坏的形式主要为整体剪切破坏和冲剪破坏两种。如下图所示：
（1）整体剪切破坏：三角压密区，形成连续滑动面，两侧挤出并隆起，有明显的两个拐点。一共由三个阶段：压密阶段（或称线弹性变形阶段），剪切阶段（或称弹塑性变形阶段），破坏阶段。在破坏阶段，土中塑性区范围的不断扩展，在土中形成了连续滑动面，然后土从载荷板四周挤出隆起，基础急剧下沉或向一侧倾斜，地基发生整体剪切破坏。
（2）冲剪破坏（又称刺入剪切破坏）：基础下土层发生压缩变形，基础下沉，当荷载继续增加，附近土体发生竖向剪切破坏。这种破坏常发生在压缩性比较大的松砂和软粘土中。
三、基坑施工中应注意的问题分析
建筑基坑是指为了进行建筑物基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间，是建筑工程一个极其重要的基础工程。基坑属于临时性工程，其作用就是提供一个空间，使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。基坑工程是地下施工工程中变化性较强的部分，涉及岩土工程稳定、变形和渗流这三个基本问题，因此也是土木工程中技术要求较高的部分。基坑工程的成功与否直接影响整个建筑工程的质量好坏。在基坑开挖和基坑支护方面可采取相应措施保证基坑工程的顺利完成。
（一）基坑开挖
开挖基坑前，应做好对当地地质条件的勘测、检查，设计合适的基坑位置、大小等。开挖基坑時，应进一步确定开挖顺序、路线及开挖深度。基坑开挖应遵循时空效应原理，根据地质条件采取相应的开挖方式，一般的开挖原则是“分层开挖、先撑后挖”。在软土层及变形要求严格时，则要注意“分层、分区、分块、分段、抽槽开挖、快挖快撑、先形成中间支撑，限时对称平衡形成端头支撑、减少无支撑暴露时间”等方式开挖。在开挖的过程中，应随时检查槽壁和边坡的状态，以及时调整施工方案。当基坑深度大于1.5米时，根据土质变化情况，应做好基坑的支撑准备，以防出现坍陷。基坑开挖完成后，应及时清底验槽，减少暴露时间，防止暴晒和雨水破坏地基土的原状结构。
（二）基坑支护
在基坑工程中，对基坑做相应的维护是必要的，即基坑支护。基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。基坑支护是一个临时性工程，但又与地区有关。不同区域地质条件不同，其特点也不相同。基坑支护工程是岩土工程、结构工程以及施工技术的交叉区域，是多种复杂因素交互影响的系统工程。实践证明，要做好基坑支护工程，必须包括整个开挖支护的全过程，它包括勘察、设计、施工和监测工作等整个系列，精心做好每个环节的工作才会使基坑支护工程顺利完成。
1、放坡：适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制五严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。
2、排桩或地下连续墙：通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的，但较少使用。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。
3、悬臂式挡土墙构造简单，施工方便，能适应较松软的地基，墙高一般在6m-9m之间。当墙高较大时，立壁下部的弯矩较大，钢筋与混凝土的用量剧增，影响这种结构形式的经济效果，此时采用扶壁式挡土墙。
基坑其他支护方式还有排桩支护、水泥土挡墙、钢筋混凝土排桩等多种形式，这些支护方式既能单独使用，也可根据需要将两种或多种方式结合起来使用。
结语：建筑地区的地质条件是工程设计和实施的基础，对建筑工程的影响巨大，只有详细了解、认真分析、合理规划当地的地质条件，才能保证建筑工程的安全稳定和正常运营。时刻把握地质条件的变化，在贯穿建筑施工从头至尾的过程中，都是极其重要的一环，不容忽视。
参考文献：
[1]曾佐勋，樊光明．构造地质学[M]．北京：中国地质大学出版社，2008
[2]龚立涛,论述工程地质条件对建筑物的影响[J],民营科技，2010（06）
[3]杜曰武,基坑支护技术若干问题的思考[J],山西建筑，2011，（01）
关键词：地质条件；建筑结构；地基破坏；地基支护；
Abstract: The engineering geological conditions on construction projects is essential, unfavorable geological conditions often cause buildings to crack, tilt, or even collapse, threatening people's lives and property safety. This paper clarifies Yunnan geological conditions of the building structure, based on this analysis undermine the foundations of these effects in the form and response measures for engineering geologists to provide some suggestions.
Keywords: geological conditions; building structure; foundation damage; foundation support;
中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：
引言：在施工过程中，可能因为某些地质条件造成工程施工进展困难。试车运营后，不良的地质条件同样会因承载力不足而影响建筑的使用及安全稳定。所以，在进行工程建设时，应对工程项目所在地的地质条件进行详细的勘察，对不良的地质进行改良或换置。
一、云南地区工程地质特点分析
云南处于低维度高原，地理位置特殊。 云南省地貌，以元江谷地和云岭山脉南段的宽谷为界，云南全省大致可以分为东西两大地形区。云南东部为滇东、滇中高原，称云南高原，属云贵高原的西部，云南平均海拔2000m左右。云南主要是波状起伏的低山和浑圆丘陵，发育着各种类型的岩溶地貌，云南西部为横断山脉纵谷区。在云南省起伏纵横的高原山地之中，断陷盆地星罗棋布。云南这些盆地又称“坝子”，地势较为平坦，有河流通过，土壤层较厚，多为经济发达区。 云南省人均水资源超过10000，是全国平均水平的4倍。由于地形缘故，云南的河流落差都很大，蕴藏有巨大的水能资源。云南省地势复杂，在进行建筑工程时，更要注意地质条件对建筑结构的影响。
二、云南地区工程施工中存在的隐患
（一）地下水位较高
云南特殊的地形地势使这里的工程在建筑时要考虑更多的因素。云南的岩溶形态复杂，溶洞分布无规律。岩溶及岩溶地面的塌陷会危害地基的稳定性，丧失应有的承载力，进而对建筑结构造成恶性影响。云南的地下水丰富，地下水通过影响地基来影响整个建筑。当地下水位上升时，水能浸湿和软化岩土，使地基的强度降低，承载力变弱，导致建筑物的不均匀沉降。当地下水位降低时，地基中的有效应力增加，基础就会产生附加沉降，造成建筑物倾斜，甚至使建筑物开裂和破坏。云南省内的盆地地势较为平坦，这对于建筑工程来说无疑是有利的。但在那些高原、丘陵地带进行工程建筑时，就要认真分析地势与建筑的联系，要注意避开那些泥石流、滑坡的范围区。这些地形地势的另一方面的影响是对于建筑结构选型和建筑材料的选择有着一定的要求。工程地质条件造成的地基承载力、承载变形及其不均匀性的问题，会影响到结构材料的选择。
（二）地基这种天然结构具有不均匀性和离散性。因为地基中的介质（土和石）相互之间有粘结作用，所以它们能够结合在一起，而粘结力的大小与土石颗粒的大小和受水的侵蚀有关。但是，地基受水的侵蚀是随机的，没有固定规律可言，地基中颗粒的组合形式也不是理想组合，这些不确定因素继而使地基的粘结力分布不均匀，这也导致地基破坏现象的出现。在竖向荷载作用下，建筑物地基的破坏一般是由于地基承载力不足而导致的剪切破坏。就云南地区而言，地基剪切破坏的形式主要为整体剪切破坏和冲剪破坏两种。如下图所示：
（1）整体剪切破坏：三角压密区，形成连续滑动面，两侧挤出并隆起，有明显的两个拐点。一共由三个阶段：压密阶段（或称线弹性变形阶段），剪切阶段（或称弹塑性变形阶段），破坏阶段。在破坏阶段，土中塑性区范围的不断扩展，在土中形成了连续滑动面，然后土从载荷板四周挤出隆起，基础急剧下沉或向一侧倾斜，地基发生整体剪切破坏。
（2）冲剪破坏（又称刺入剪切破坏）：基础下土层发生压缩变形，基础下沉，当荷载继续增加，附近土体发生竖向剪切破坏。这种破坏常发生在压缩性比较大的松砂和软粘土中。
三、基坑施工中应注意的问题分析
建筑基坑是指为了进行建筑物基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间，是建筑工程一个极其重要的基础工程。基坑属于临时性工程，其作用就是提供一个空间，使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。基坑工程是地下施工工程中变化性较强的部分，涉及岩土工程稳定、变形和渗流这三个基本问题，因此也是土木工程中技术要求较高的部分。基坑工程的成功与否直接影响整个建筑工程的质量好坏。在基坑开挖和基坑支护方面可采取相应措施保证基坑工程的顺利完成。
（一）基坑开挖
开挖基坑前，应做好对当地地质条件的勘测、检查，设计合适的基坑位置、大小等。开挖基坑時，应进一步确定开挖顺序、路线及开挖深度。基坑开挖应遵循时空效应原理，根据地质条件采取相应的开挖方式，一般的开挖原则是“分层开挖、先撑后挖”。在软土层及变形要求严格时，则要注意“分层、分区、分块、分段、抽槽开挖、快挖快撑、先形成中间支撑，限时对称平衡形成端头支撑、减少无支撑暴露时间”等方式开挖。在开挖的过程中，应随时检查槽壁和边坡的状态，以及时调整施工方案。当基坑深度大于1.5米时，根据土质变化情况，应做好基坑的支撑准备，以防出现坍陷。基坑开挖完成后，应及时清底验槽，减少暴露时间，防止暴晒和雨水破坏地基土的原状结构。
（二）基坑支护
在基坑工程中，对基坑做相应的维护是必要的，即基坑支护。基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。基坑支护是一个临时性工程，但又与地区有关。不同区域地质条件不同，其特点也不相同。基坑支护工程是岩土工程、结构工程以及施工技术的交叉区域，是多种复杂因素交互影响的系统工程。实践证明，要做好基坑支护工程，必须包括整个开挖支护的全过程，它包括勘察、设计、施工和监测工作等整个系列，精心做好每个环节的工作才会使基坑支护工程顺利完成。
1、放坡：适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制五严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。
2、排桩或地下连续墙：通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的，但较少使用。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。
3、悬臂式挡土墙构造简单，施工方便，能适应较松软的地基，墙高一般在6m-9m之间。当墙高较大时，立壁下部的弯矩较大，钢筋与混凝土的用量剧增，影响这种结构形式的经济效果，此时采用扶壁式挡土墙。
基坑其他支护方式还有排桩支护、水泥土挡墙、钢筋混凝土排桩等多种形式，这些支护方式既能单独使用，也可根据需要将两种或多种方式结合起来使用。
结语：建筑地区的地质条件是工程设计和实施的基础，对建筑工程的影响巨大，只有详细了解、认真分析、合理规划当地的地质条件，才能保证建筑工程的安全稳定和正常运营。时刻把握地质条件的变化，在贯穿建筑施工从头至尾的过程中，都是极其重要的一环，不容忽视。
参考文献：
[1]曾佐勋，樊光明．构造地质学[M]．北京：中国地质大学出版社，2008
[2]龚立涛,论述工程地质条件对建筑物的影响[J],民营科技，2010（06）
[3]杜曰武,基坑支护技术若干问题的思考[J],山西建筑，2011，（01）