淺談建筑工程常見巖土地質(zhì)問題及勘察要點

摘 要：建筑工程施工過程中，地質(zhì)問題對于建筑質(zhì)量有著重要的影響，必須加強對于地質(zhì)環(huán)境的勘察力度，保證地基的穩(wěn)定性與安全性。建筑物荷載作用對于地基中的應(yīng)力變化會產(chǎn)生巨大的影響，因此，必須事先進(jìn)行巖土地質(zhì)勘察，通過勘探取樣試驗等方式，提供巖土工程勘察報告，并以此為依據(jù)制定出科學(xué)的建筑設(shè)計。

關(guān)鍵詞：建筑工程；巖土地質(zhì)問題；勘察要點

建筑工程建筑地基承載著建筑物的整體荷載壓力，特別是隨著時代的發(fā)展，一系列形狀各異的建筑物出現(xiàn)在大眾的視線中，部分建筑物設(shè)計要求高，建筑難度大，對于地基的要求也就特別高。所以，在建筑施工之前，必須對巖土地質(zhì)條件評估分析，綜合運用各種技術(shù)手段，找出勘察區(qū)存在的巖土地質(zhì)問題，及時采取正確措施給予解決，從而保障建筑物的質(zhì)量安全與使用安全。

1 建筑工程巖土地質(zhì)存在的問題及原因

1.1 基礎(chǔ)沉降

1.1.1 建筑物的荷載壓力過大

建筑物對地基的荷載壓力過大，是引起基礎(chǔ)沉降的主因。這主要是在建筑荷載以及自重壓力的作用下，欠固結(jié)土在固結(jié)的過程中引發(fā)的。地基中天然的土層，在固結(jié)的過程中承受到有效的壓力，就是前期固結(jié)壓力。有時候，當(dāng)現(xiàn)有的地基覆蓋土層自重壓力大于前期固結(jié)壓力的時候，這種土層就是欠固結(jié)土，需要重視。例如：人工填土和新近沉積的粘性土等，主要是因為沉積所需的時間較短，受到土自身重量壓力作用沒有完成固結(jié)。對于欠固結(jié)土出現(xiàn)沉降的問題，不只是因為建筑地基的附加應(yīng)力，還包括固結(jié)不穩(wěn)定的原因。

1.1.2 地基基礎(chǔ)的不均勻

在建筑施工中，由于地基基礎(chǔ)的不均勻，也會出現(xiàn)沉降不均勻現(xiàn)象。在膨脹土、濕陷性黃土、軟土等不良建筑地基上的基礎(chǔ)建筑物，一旦地基發(fā)生變性，并且超過規(guī)定的限度，就非常容易出現(xiàn)地基基礎(chǔ)沉降，甚至出現(xiàn)開裂和破壞的現(xiàn)象。在地質(zhì)較惡劣的地基上進(jìn)行建筑作業(yè)時，為了降低沉降造成的危害，可以充分利用樁基礎(chǔ)等類型的深基礎(chǔ)進(jìn)行地基加固，或者對建筑地基進(jìn)行特殊的地基處理，同時在設(shè)計施工的時候，采用適合的結(jié)構(gòu)措施、施工措施以及建筑措施。

1.1.3 地下水的影響

部分施工地區(qū)，由于地下水的過度抽取，導(dǎo)致水位下降引起基礎(chǔ)沉降。當(dāng)?shù)叵滤唤档秃?，處于降深范圍的天然土層，因為重度的改變，引起地基?yīng)力的改變，出現(xiàn)土層固結(jié)，使得地面發(fā)生沉降，對于周圍的地下管線、建筑物以及一些其它設(shè)施，造成一定的負(fù)面影響。所以在進(jìn)行降水施工時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的環(huán)境監(jiān)測，事先制定合理的解決措施，保障建筑施工安全。

1.1.4 新建相鄰建筑物的影響

在原有建筑物旁邊修建新的建筑物，也可能會引起基礎(chǔ)沉降。新建的建筑物荷載，對于原有的地基會造成應(yīng)力疊加，并且會產(chǎn)生不均勻的基礎(chǔ)附加沉降，使得新老建筑物都會發(fā)生變形。這種撓曲和變形，會嚴(yán)重影響建筑物的安全，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)裂損現(xiàn)象。因此，在新建筑物施工之前，必須對其預(yù)加載荷進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而設(shè)計出合理的建筑結(jié)構(gòu)與施工程序。

1.1.5 建筑物加層的影響

對于已經(jīng)存在的建筑物進(jìn)行加層施工，從而增大了建筑原有載荷導(dǎo)致沉降。在建筑施工前，應(yīng)該準(zhǔn)確測算出地基的實際抗壓力與承載力，例如：極限荷載、臨塑荷載等。從而確定加層承載力與原有承載力的相關(guān)安全系數(shù)。同時，還應(yīng)該考慮樁基的基本情況，例如：對于超孔隙的水壓力，單樁的承載力會隨著時間而增大，另外，在軟土地基中，當(dāng)孔隙水壓力減弱或者消失后，會對樁基產(chǎn)生負(fù)摩擦力。對于建筑物加層后的沉降，特別是差異沉降，應(yīng)該進(jìn)行認(rèn)真預(yù)估，保證傾斜與撓曲在允許的限度范圍內(nèi)。

1.2 基坑失穩(wěn)

1.2.1 地基隆起

在進(jìn)行基坑的開挖過程中，由于應(yīng)力得到釋放，在回彈作用的影響下會導(dǎo)致地基隆起。開挖深基坑，實際上就是在逐漸的將荷載卸去的過程，開挖深度的不斷增加，地基的壓力就會大幅度的減弱，非常容易因其土層膨脹，引起坑底回彈。應(yīng)該事先做好室內(nèi)壓縮的相關(guān)試驗，總結(jié)出壓力增加的臨界點，也就是當(dāng)壓力達(dá)到某一數(shù)值時，就應(yīng)該開始卸壓，這時就能發(fā)現(xiàn)土層的回彈，根據(jù)試驗可以繪制出相應(yīng)的回彈曲線。因為基坑回彈引起的地基隆起，對于基坑會造成巨大的影響，同時還會對周圍的建筑物造成嚴(yán)重的破壞。

1.2.2 邊坡土體出現(xiàn)位移

當(dāng)基坑較淺、土質(zhì)條件相對較好、周圍沒有建筑物、開挖面足夠的時候，可以進(jìn)行放坡開挖。但是在進(jìn)行基坑的垂直方向深開挖的時候，必須設(shè)置支護設(shè)施。在沒有支護條件的情況下，邊坡土體發(fā)生位移，主要是因為在坡頂存放的建筑材料荷載過大，以及車輛行駛、打樁的震動影響，使得原有的平衡被打破。當(dāng)土體內(nèi)部的含水量變大時，就會降低抗剪強度。在深基坑開挖的時候，支擋結(jié)構(gòu)不合理、回填不緊密、支擋構(gòu)件接觸不好以及支護的不及時都會造成邊坡位移。

2 巖土地質(zhì)勘察要點分析

各項建設(shè)工程在設(shè)計和施工之前，必須按基本建設(shè)程序進(jìn)行巖土工程勘察。也就是按工程建設(shè)各勘察階段即勘察要點的要求，正確反映工程地質(zhì)條件，查明不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害即巖土地質(zhì)問題，通過野外勘探取樣試驗、室內(nèi)土工試驗測試等方式，提供擬建場地資料完整、評價正確的巖土工程勘察報告。

2.1 可行性研究階段

在建筑工程開始之前，對巖土地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行可行性的調(diào)查研究，是為了評價擬建場地的穩(wěn)定性與適宜性。在進(jìn)行可行性調(diào)查的時候，主要是針對擬建場地的地質(zhì)資料進(jìn)行搜集，例如：地形地貌、礦產(chǎn)、地震等，另外，還要對附近的工程地質(zhì)條件資料和建筑經(jīng)驗進(jìn)行相關(guān)的調(diào)查。調(diào)查到了充足的地質(zhì)資料后，要對這些資料進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，充分了解所在勘察地區(qū)的巖土性質(zhì)、不良地質(zhì)作用、地層、構(gòu)造和地下水等方面。

2.2 初步勘察階段

對巖土地質(zhì)條件進(jìn)行初步勘察，主要是針對建筑場地內(nèi)位于不同工程地段的穩(wěn)定性做出評估，以及地基的巖土相關(guān)技術(shù)條件，研究得出科學(xué)、合理的評價，同時，對于建筑物布置總平面圖，主要建筑物的基礎(chǔ)方案選擇，以及地址問題的解決對策，提供相關(guān)的數(shù)據(jù)支持與參考依據(jù)。并且，對建筑工程地基可能會采取的基礎(chǔ)方案設(shè)計進(jìn)行科學(xué)的論證。地質(zhì)條件初步勘察的主要內(nèi)容，基本包括初步查明地質(zhì)構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)、土層和巖石的力學(xué)性質(zhì)；對抗震設(shè)防烈度等于或者大于6度的場地，初步評價場地和地基的地震效應(yīng)；同時初步查明季節(jié)性凍土凍結(jié)深度以及水文相關(guān)地質(zhì)條件；對高層建筑中的地基基礎(chǔ)類型、基坑開挖與支護、工程降水方案初步分析評價；對于建筑場地不良地質(zhì)問題以及原因、分布、發(fā)展趨勢的范圍進(jìn)行勘察，還要充分考慮到巖土地質(zhì)問題對于建筑穩(wěn)定性與安全性的影響。初步勘察勘探點的間距見下表1：

2.3 詳細(xì)勘察階段

詳細(xì)勘察就是在初步勘察的基礎(chǔ)上，對于相關(guān)的地質(zhì)方面進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真的分析研究，對于建筑物地基進(jìn)行相關(guān)工程地質(zhì)方面的科學(xué)評價，為施工圖紙的設(shè)計提供科學(xué)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息參考。搜集附有坐標(biāo)和地形建筑總平面圖、場區(qū)地面整平標(biāo)高，建筑物的規(guī)模性質(zhì)、荷載、結(jié)構(gòu)特點、基礎(chǔ)形式、埋置深度、地基允許變形等；查明勘察區(qū)內(nèi)巖土層類型、深度、分布、工程特性，分析和評價地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力；查明勘察區(qū)地上、地下是否有對工程不利的障礙物；對需要進(jìn)行沉降計算的建筑物，提供地基變形計算參數(shù)，預(yù)測建筑物的變形特征；對抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的場地，應(yīng)根據(jù)國家批準(zhǔn)的地震動參數(shù)區(qū)劃和有關(guān)的規(guī)范，確定場地類別，提出專門的研究建議；查明地下水埋藏條件以及論證地下水和土對工程和環(huán)境的影響，同時，為深基坑開挖、工程支護和降水設(shè)計、不良地質(zhì)現(xiàn)象預(yù)防、地基加固以及地基設(shè)計提出有效的建議。詳細(xì)勘察勘探點的間距見表2。

2.4 施工勘察階段

進(jìn)行施工勘察是建筑物施工前的重要階段，需要勘察部門或者人員，與施工單位和設(shè)計單位密切合作，進(jìn)行施工基坑基槽的檢驗，對于地基的處理以及樁基工程的效果進(jìn)行認(rèn)真的質(zhì)量檢驗，當(dāng)巖土條件與勘察資料不符或發(fā)現(xiàn)必須查明的異常情況時，就應(yīng)進(jìn)行施工勘察；在工程施工或使用期間，還要對巖土工程，如地基土、邊坡體、地下水等進(jìn)行現(xiàn)場相關(guān)監(jiān)測，并且對工程和環(huán)境的影響進(jìn)行分析評價，還要確保巖土地質(zhì)問題的妥善解決，對于施工過程中地基設(shè)計方案的改變提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。

3 結(jié)束語

總之，對于建筑場地的巖土地質(zhì)問題需要進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究，充分考慮施工的可行性，對于地質(zhì)條件不能滿足施工要求的場地，絕對不能允許施工。認(rèn)真做好可行性研究、初步勘察、詳細(xì)勘察和施工勘察每個階段工作，就能為施工方案的設(shè)計提供有效的數(shù)據(jù)信息，就能保證施工方案的科學(xué)性，從而保障建筑物的整體質(zhì)量，提高建筑物的穩(wěn)定性與安全期性，大力推動建筑行業(yè)的穩(wěn)定、健康、正?？沙掷m(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]段紹偉，曾垂軍.水平簡諧荷載對深基坑開挖變形的影響[J].地下空間與工程學(xué)報，2007（2）.

[2]王盛琳.建筑物地基不均勻沉降的防治措施[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（13）.

作者簡介：劉華（1965-），男，工程師，現(xiàn)工作于江西省地礦局物化探大隊，長期從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查巖土鉆掘工程、水工環(huán)巖土勘探等技術(shù)施工管理工作。