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摘要:建筑工程地质勘察是一种对客观事物由浅入深、逐步深化的进行调查研究的认识过程。因此,工程地质勘察必须明确勘察工作的因素,以确保勘察和设计的质量。本文就民用建筑建筑工程地质勘察存在的问题进行了分析。
关键词:建筑工程;地基变形;地质勘察
中图分类号:TU412 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)12-0050-02
工程地质学早在21世纪30年代就已成为一门独立的学科,近期的研究成果更是高深至运用非线性科学研究其复杂性问题。地质情况是复杂、多变的,因区域、地区、场地而各异。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。
1建筑工程地质勘察中存在的问题
建筑工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重大建筑物地基,有时通过详细勘察尚不能全部查明情况或取得全部所需资料时,则需进行施工勘察。当前在民用建筑工程地质勘察中存在着一定问题,主要表现在以下几个方面:
1.1对工程地质勘察的重要性和价值认识不够
地质勘察主要是两个方面,一是揭示地质构成,二是提供土体的力学指标;地质构成决定基础处理方案的选择,力学指标对工程造价影响很大。众所周知,地下是看不见摸不着的,只有靠钻探勘察,建设场地是唯一性的,勘察成果也没有可比性,因此建设单位选择一家专业技术强,操作规范严谨,能准确提供成果的勘察单位相当重要,对建筑的安全、工程施工顺利进行、节约投资都有重要的意义。
1.2地勘部门地勘报告质量不高
地勘部门提出的地勘报告,质量不高,并不乏错误。现某些地勘报告其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。其做法是蒙哄不懂专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指标。
1.3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。
1.4工程地质勘察缺乏监管
一是工程地质勘察在工程的前期阶段进行,由建设单位自主选择勘察单位,一般建设单位缺少这方面的专业知识,对地质勘察的重要性认识不足,因此对勘察单位要求不高,有个成果就可以,钻探费用上考虑多点,对技术的要求就轻了。二是
地质勘探是野外作业、土工试验和资料整理,整个过程只有勘探单位独自完成,没有监督,到底钻了几个孔,钻了多深,取了多少土样,土工试验做了多少,这些都存在漏洞,是勘探单位的“良心”活。现在施工图审查也对地质勘察成果进行审查,那都是事后了,只要资料造得过得去都能通过,地质构成与实际施工严重不符时有发生,力学指标的精确性更是无法判别。
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以确定的,而需以下五种方法:①根据《规范》表格确定;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根据土的强度理论计算确定;⑤根据邻近条件相似的建筑物经验确定。由上述五种方法得到承载力后,再经过分析,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、土的物理力学性质指标查《规范》表、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,质检部门只承认的现场静载荷试验法是当遇到地质条件复杂、土质很不均匀或遇到重大工程时才采用的一种方法,但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其正确的方法有3种:①强度控制法,即以比例界限PO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比值s/b确定,对于黏性土采用s/b≤0.02对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。如高州市区地基土,一般在深1.0 m～2.0 m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PO(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、软塑状态下的黏性土。而当前地勘部门提供的地勘报告,在地基是碎石土的情况下采用相对沉降控制法确定地基土承载力的方法是不合适的。
3地基土的承载力及其与变形的关系
(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,对其中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。《地基基础设计规范))(GFJ7-89)给承载力提出了3种值:①地基承载力基本值f0;②地基承载力标准值fk;③地基承载力设计值f。基本值f0是由大量工程实践得出的经验值。《规范》各表列出的各种土类的值是依据现场荷载试验、标准贯入试验、轻便触探试验和室内土工试验数据,对相应的地基土承载力进行统计、分析而得出的。当根据室内物理力学指标平均值确定地基承载力标准值时,应按表中承载力基本值乘以回归修正系数而得fk,即fk=IIff(IIf为回归修正系数)。当实际工程的基础宽度B>3 m,基础埋深D>0.5 m时,承载力值还要提高,即要进行宽度和深度修正,修正后才得设计值f。地勘报告中一般提供的是承载力标准值。设计人员在使用时不能直接用标准值来设计,而要经基础宽度和埋深修正后得承载力设计值进行设计。当前许多设计人员直接用标准值进行设计是不科学的。
(2)采用承载力设计值来设计,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
总之,工程地质勘察是工程建设过程中一个重要的环节,与建筑物的安全和工程造价有着紧密的关联。作为从事地勘工作的技术人员,要有高度的责任感和良好的职业道德,精通业务,精心做好工程地质勘探工作,不断提高地勘水平。否则,在验收工程时必须有地勘报告的这一国家规定只能是流于形式,并有可能酿成工程事故。
Reconnoitre the Analysis of Relevant Problems in Construction Work Geology
Chen Xiongzhen
Abstract:It is a kind of process of cognition of making investigations deepened to objective things from the superficial to the deep, progressively that construction work geology is reconnoitred. So, reconnoitre the factor that must reconnoitre the work clearly, so as to ensure the quality reconnoitred and designed in project geology. This text on reconnoitre the existing problem to analyse in civil construction work geology.
Key words:construction work; the ground is out of shape; geology is reconnoitred
关键词:建筑工程;地基变形;地质勘察
中图分类号:TU412 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)12-0050-02
工程地质学早在21世纪30年代就已成为一门独立的学科,近期的研究成果更是高深至运用非线性科学研究其复杂性问题。地质情况是复杂、多变的,因区域、地区、场地而各异。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。
1建筑工程地质勘察中存在的问题
建筑工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重大建筑物地基,有时通过详细勘察尚不能全部查明情况或取得全部所需资料时,则需进行施工勘察。当前在民用建筑工程地质勘察中存在着一定问题,主要表现在以下几个方面:
1.1对工程地质勘察的重要性和价值认识不够
地质勘察主要是两个方面,一是揭示地质构成,二是提供土体的力学指标;地质构成决定基础处理方案的选择,力学指标对工程造价影响很大。众所周知,地下是看不见摸不着的,只有靠钻探勘察,建设场地是唯一性的,勘察成果也没有可比性,因此建设单位选择一家专业技术强,操作规范严谨,能准确提供成果的勘察单位相当重要,对建筑的安全、工程施工顺利进行、节约投资都有重要的意义。
1.2地勘部门地勘报告质量不高
地勘部门提出的地勘报告,质量不高,并不乏错误。现某些地勘报告其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。其做法是蒙哄不懂专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指标。
1.3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。
1.4工程地质勘察缺乏监管
一是工程地质勘察在工程的前期阶段进行,由建设单位自主选择勘察单位,一般建设单位缺少这方面的专业知识,对地质勘察的重要性认识不足,因此对勘察单位要求不高,有个成果就可以,钻探费用上考虑多点,对技术的要求就轻了。二是
地质勘探是野外作业、土工试验和资料整理,整个过程只有勘探单位独自完成,没有监督,到底钻了几个孔,钻了多深,取了多少土样,土工试验做了多少,这些都存在漏洞,是勘探单位的“良心”活。现在施工图审查也对地质勘察成果进行审查,那都是事后了,只要资料造得过得去都能通过,地质构成与实际施工严重不符时有发生,力学指标的精确性更是无法判别。
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以确定的,而需以下五种方法:①根据《规范》表格确定;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根据土的强度理论计算确定;⑤根据邻近条件相似的建筑物经验确定。由上述五种方法得到承载力后,再经过分析,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、土的物理力学性质指标查《规范》表、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,质检部门只承认的现场静载荷试验法是当遇到地质条件复杂、土质很不均匀或遇到重大工程时才采用的一种方法,但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其正确的方法有3种:①强度控制法,即以比例界限PO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比值s/b确定,对于黏性土采用s/b≤0.02对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。如高州市区地基土,一般在深1.0 m～2.0 m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PO(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、软塑状态下的黏性土。而当前地勘部门提供的地勘报告,在地基是碎石土的情况下采用相对沉降控制法确定地基土承载力的方法是不合适的。
3地基土的承载力及其与变形的关系
(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,对其中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。《地基基础设计规范))(GFJ7-89)给承载力提出了3种值:①地基承载力基本值f0;②地基承载力标准值fk;③地基承载力设计值f。基本值f0是由大量工程实践得出的经验值。《规范》各表列出的各种土类的值是依据现场荷载试验、标准贯入试验、轻便触探试验和室内土工试验数据,对相应的地基土承载力进行统计、分析而得出的。当根据室内物理力学指标平均值确定地基承载力标准值时,应按表中承载力基本值乘以回归修正系数而得fk,即fk=IIff(IIf为回归修正系数)。当实际工程的基础宽度B>3 m,基础埋深D>0.5 m时,承载力值还要提高,即要进行宽度和深度修正,修正后才得设计值f。地勘报告中一般提供的是承载力标准值。设计人员在使用时不能直接用标准值来设计,而要经基础宽度和埋深修正后得承载力设计值进行设计。当前许多设计人员直接用标准值进行设计是不科学的。
(2)采用承载力设计值来设计,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
总之,工程地质勘察是工程建设过程中一个重要的环节,与建筑物的安全和工程造价有着紧密的关联。作为从事地勘工作的技术人员,要有高度的责任感和良好的职业道德,精通业务,精心做好工程地质勘探工作,不断提高地勘水平。否则,在验收工程时必须有地勘报告的这一国家规定只能是流于形式,并有可能酿成工程事故。
Reconnoitre the Analysis of Relevant Problems in Construction Work Geology
Chen Xiongzhen
Abstract:It is a kind of process of cognition of making investigations deepened to objective things from the superficial to the deep, progressively that construction work geology is reconnoitred. So, reconnoitre the factor that must reconnoitre the work clearly, so as to ensure the quality reconnoitred and designed in project geology. This text on reconnoitre the existing problem to analyse in civil construction work geology.
Key words:construction work; the ground is out of shape; geology is reconnoitred