摘 要:近幾年我國經濟發展迅速,城市建筑的規模持續增大,建筑基坑也越來越深。這就使得人們更加重視建筑工程對于前期巖土的勘察。當前,巖土工程的勘察中還有一些因為技術和人員的素質而難以解決的問題,如識別軟巖層帶和建筑的地下斷層,這些使得居民和建筑的安全受到嚴重的威脅。文章簡要分析了我國當前在巖土工程勘察技術上所遇到的問題,并且提出了幾項新技術使勘查技術更加現代化。
關鍵詞:城市建筑;巖土工程;勘查技術;實踐
前言
經過20年左右的快速發展,我國的工程勘察技術有了很大的提高,例如勘察手段、測試的設備及儀器、技術人員的水平和技術的應用。隨著中國經濟持續快速發展,城市不斷興建現代化的大型基礎設施項目,不斷加深對基坑和基礎的挖掘,不同風格的公共建筑,這些都給勘察人員帶來了大量的難題,傳統勘察方法和手段的采用對于設計的需要已經很難滿足,因而出現了大量關于巖土工程勘查的問題。
1 城市建筑巖土工程勘察在我國存在的技術問題
我國建筑巖土勘察技術主要存在地質形態、界面劃分、演示參數、技術素質及綜合能力等問題。地質形態問題就是指巖土下存在著許多不明物體且不確定的空洞及其分布形態和埋藏位置與深度。界面劃分主要包括劃分巖土體和其風化程度的界面及判定地址構造、軟弱結構面和不良地質體的地質界面等。巖土的參數問題是指難以確定不好取樣的原狀巖土及室內外的粗粒巖土層顆粒、殘積土及風化巖的巖土設計參數。技術素質就是指勘察人員知識面的問題,參與勘察的各個專業沒有進行有效的內部溝通和技術間的交流,不了解各自的服務對象及技術發展的情況。綜合能力存在的問題主要體現在一些勘察人員缺乏一些對于原始資料進行整理、分析及利用的能力,無法對其真偽進行辨別、缺乏歸納總結及補充的能力。
2 我國當前在巖土工程勘察方面常用的技術手段
2.1 巖土工程勘察的基礎工作是工程地質測繪,此工作大多在勘察的初期進行。這個方法的基礎是對地質和工程地質理論的運用,觀察和描述地面的地質現象并且分析其中存在的性質及規律,借此推測出地下地質存在的情況,為進一步的勘察和測試等勘察方法提供便利。必須對一些地質形貌和條件復雜的地方進行工程地質的測繪,但是在城市的建筑場地大多地形都較為平整、地質類型方面一般比較簡單,因此大多用調查代替工程地質的測繪。
2.2 物探、鉆探和坑探等方法都包括于勘探工作中。勘探工作主要用于去勘察地下地質的情況,并且依靠勘探工程的取樣去檢測和測試原位。不同勘探方法的選用根據勘察的不同巖土特性。物探這種間接手段相比于鉆探和坑探的好處是迅速、輕便及快速,可以較為及時的推斷出工程測繪過程中急于了解的地下地質的情況,因此經常和測繪工作一起使用。物探是鉆探和坑探的輔助手段。然而,對于物探結果推斷經常不能確定,而且使用的要求也被地形條件所限制,其結果的驗證往往需要勘探工程。鉆探和坑探都是在巖土勘察工程中必不可少的直接勘探手段,可以對地下地質的情況進行較為可靠的了解。其中鉆探的使用較為頻繁,可以在不同的地層類別和勘察要求下進行鉆探。坑探方法通常在鉆探也不好查明地質的情況下使用。根據不同的勘察要求去選用不同的坑探工程類型。機械和動力設備大多都需要動用于勘探工程中,因為勘探工程一般的施工時間都比較長且被許多條件所限制,非常耗費人力和物力。因而較為經濟的觀點應該被運用于這種方法中,不能盲目的布置勘探工程,應該依據工程地質測繪和物探成果去構建勘探工程。
2.3 分析評價巖土工程并且找出其所需的技術參數是原位測試和室內試驗的主要目的,巖土的物性指標、固結變形、滲透性和強度的參數、應變和應力時間之間的關系參數等等。關于原位的測試大多都需借助于勘探工程,原位測試是主要的一種用于詳細勘察的方法。原位測試與室內試驗相比的優點是試樣一般在原位應力條件下進行,不改變原本的環境;較大的巖土體尺寸的測定可以清楚的反映宏觀結構對巖土性質所造成的影響,具有較高的代表性;試驗所用的時間較少,提升了試驗的效率;能夠通過試驗對難以采樣的巖土層進行工程性質的評定。但其也存在諸多缺點:難以對試驗時的應力路徑進行控制;復雜的邊界條件;人力物力耗費嚴重,效率低。控制較為容易,可以進行大量的取樣時室內試驗的主要優點。缺點是較小的試樣尺寸,不能有效的反應出宏觀結構和費均質性對巖土層的影響,代表性不強;試樣不會完全和原狀一樣,而且很難渠道有些巖土的原狀試樣。
2.4 巖土工程系統其中的一個重要的環節就是對巖土進行現場檢驗和監測,在這施工和運營中會進行大量的工作,然而這項工作的實施大多在高級勘察階段,因此被人們記為一項勘察的方法。使工程的質量及安全得到保障,使工程的效益得到提高時其主要的目的。在施工的階段驗證核查先前巖土工程的成果及控制巖土工程施工的監理和質量都包含于現場檢驗中。現場檢測的涵義,包括施工作業和監測各類荷載對巖土反映性狀方面的影響等。通過檢驗與檢測所取得的資料去對工程的技術參數進行求解,并且根據這些參數對其進行修正和設計,優化技術和經濟方面。這項工作的進行主要是在施工的期間,然而在建筑物竣工期間應該繼續運行一些有特殊要求的工程和那些對工程的不良地質現象有重要影響的工作。
3 勘察的新技術及可改善的措施
對工程安全可靠性的檢查需要利用土工離心模擬技術去對城市建筑物淺基礎造成的地基產生變形、破壞模式和承載力的極限進行相對應的解決,還可以消除樁基礎和施工工藝對樁的跡象承載力產生變形的影響;對變形的擋土結構和破壞的機理、土地體和建筑物之間產生的相互作用進行解決,清楚的對動力工程、砂土液化、單樁和群在水平動荷載作用下的性狀進行了解。對室內外測試的新技術例如功能多樣的靜力觸探頭、貫入試驗的標準化、對波速的檢測、試驗靜載荷等和施工檢測技術的使用,收集勘查后所得的數據及資料,通過分析、了解,在它們之間建立一個經驗關系,并且通過工程的施工對所獲取的實際測量得到的資料進行檢測和檢測去和得到的參數進行對比,保障所提供的關于巖土工程設計參數的真實性。我國隨著電子技術的迅速崛起發展了一大批集適時采集處理,軟、硬件功能于一體的工程物探探測設備,這種設備集采樣密度大、速度快、成本較低、信息量大等諸多特點于一身。工程物探可連續加密測點的辦法可以被采用去獲得連續的地質界面,進而對傳統鉆探手段以點帶面劃分地質界面時常帶來的漏判、劃分不準確等缺點進行有效的解決。而且還能夠通過借助綜合工程的物探辦法去對傳統的勘察手段不好解決的巖土工程產生的問題進行較為有效的解決,例如地下出現不明物體、洞穴、軟弱結構面、滑動面、斷層、破碎帶等在地下的分布、埋藏深度、形狀、所處位置,并且可以為之提供諸多工程建設所需的巖土動力參數和設計地震動參數。
4 結束語
我國城市的建筑巖土工程有它的共同性也有它的特殊性,為了高效且順利的完成勘察的工作,必須對建筑工程質量的特點進行深入的了解,并且能夠采用基礎勘察技術與新型勘察技術相結合的方法,使得勘查技術能夠不斷的發展進步。
參考文獻
[1]趙成剛,白冰,王運霞.土力學原理[M].北京:清華大學出版社,2004.
[2]李永樂,巖土工程勘察[M].北京:黃河水利出版社,2004.
[3]周德泉,彭柏興.巖土工程勘察技術與應用[M].北京:人民交通出版社,2008.
[4]李廣信.土力學[M].北京:清華大學出版社,2004.