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关键词:粘土岩层砂岩层爆破开挖
中图分类号:TU761文献标识码:A文章编号:
前言
粘土岩夹砂层,在地貌单元上属于第四系下更新统湖泊-河流相堆积侵蚀地貌,地表沟壑发育,沟深坡陡,地形破碎,一般顶部平缓,前缘呈梁状展布,该段隧洞埋深170~260m。
剖面地层岩性为下更新统湖泊-河流相堆积物,主要组成为砂层和粘土层,一般呈厚层、巨厚层状。砂层主要为粉细砂、中粗砂、砾砂层,具明显的沉积韵律,一般单层间自上而下呈由细到粗分布,多为青灰色或灰白色,无胶结或轻微胶结,密实度较好,单层厚度0.5~6.0m;一般胶结部位在粘土岩顶部,胶结厚度10~20cm,胶结物为泥钙质。粘土层颜色多样,一般为棕黄色、青灰色以及淡红色,成岩较好,单层厚度0.8~5.0m。砂层与粘土层呈互层状,层里面多为水平或者接近水平,层理清晰,该段粘土岩与上第三系粘土岩相比,成岩稍差,同样存在遇水易软化、崩解等特性,故围岩自稳能力差,拱顶极易坍塌变形,洞室稳定性差,以Ⅳ类围岩为主,强风化层岩体破碎,节理裂隙发育,属Ⅴ类围岩,开挖需及时支护,全断面衬砌。相对于粘土岩,砂层强度较低,稳定性更差,可短期自稳,需及时支护,全断面衬砌。砂层与粘土层互层的地质构造中,围岩情况较差,自稳能力弱,采用全断面开挖。由于支洞围岩性质较差,采取“短进尺、弱爆破”的控制性爆破开挖方式,其控制爆破参数为质点振动速度不超过0.5cm/s。
1 爆破开挖方案
1.1中心掏槽爆破
如果工程的掏槽开挖深度在1—3 m之间。开挖平面尺寸相对较大时,则应该采用中心掏槽方式爆破,这样的效果更好。中心掏槽孔和起爆顺序有多种形式,如中心布置垂直孔,孔内布置高威力炸药等方式。
1.2预裂爆破
预裂爆破工作一般是在主要爆破工作前进行的。工序是在总轮廓上产生密集的炮孔,造成一串成形的串孔。这能够将需要保留和需要移动的区域分别开,这层串孔能够保证爆破工艺的范围,不过界,并保护保留层,使爆破的冲击得到缓和,不至于造成边缘伤害,有效的保护边坡轮廓面的完整。在无临空面、夹制作用很大的情况下,通常选用的是预裂爆破,不过它产生的冲击较大,对一些脆弱部位的完整性可能产生不好的影响。
1.3光面爆破
使用预裂的方法能够保证岩面的完整性,这能够减轻爆破产生的冲击波,造成不必要的伤害。而平常的运用中可以较为灵活地掌握层次,完成时间较快,但是预裂爆破工艺并不是在任何条件下都适合,特别是这种岩石的隧洞开挖,而光面爆破能够起到弥补其缺陷的作用,保证围岩的安全,减少对洞室周边围岩的扰动,特别适合洞内开挖,做到微量、微差控制光面爆破,保证洞室开挖过程中的施工安全,效果较好。
2爆破设计
由于粘土岩层夹砂岩层自稳能力差,必须有效地控制爆破应力波产生作用范围和破坏特征,降低爆破振动。所以粘土岩夹砂岩层在选择爆破施工工艺时宜采用光面爆破。控制爆破时需要通过一定的技术措施,合理的确定炮孔位置、距离,严格控制爆炸能量和爆破规模(亦即一次起爆的最大装药量),使爆破的声响、振动、破坏区域以及破碎物的散落范围、方向,控制在规定限度以内。基本特点就是钻孔较多、较密、装药较少,群炮起爆,使爆破体达到“破散不抛”、“就近坍落”,爆破时的声响减弱到允许的程度,爆破后的大块率在10%以下。
2.1减振控制的方法
1.采用微差起爆技术
微差爆破是以毫秒级的时间间隔分次起爆,降低各起爆地震波的干扰和叠加来实现减振动,减轻爆破时对围岩物定性的影响。
2.限制一次起爆的最大药量
根据萨道夫斯基公式 :
式中 :V—振动速度,cm/s;
Q—一次起爆的最大药量,kg;
R—爆源中心至计算点的距离m;
K、a —与爆破场地地质、地形条件有关系数和衰减系数。
参考类似工程经验,K取50~200,岩土松软时取大值200;a暂定1.9;V取0.5cm/s。
3.选择合理的循环进尺
粘土岩夹砂层由于自稳能力差,断面爆破成形之后,围岩应力释放较大,所以循环进尺不宜过大,一般控制在0.5~1.2m之间,且采用“弱爆破、勤支护”的开挖方式进行合理施工。
2.2炮孔布置及爆破参数
1.炮孔布置
炮孔按其所在的部位和作用的不同,主要分掏槽眼、辅助眼、周边眼。掏槽眼尽量采用斜掏槽孔布置,炸药爆炸时产生的应力波在介质内自爆源向四周迅速传播,随着距离的增大不断衰减。掏槽眼采用双层复式楔形掏槽,从有关隧洞爆破开挖质点振动速度的观测中可知,一般情况下,掏槽爆破的地振动强度比其它部位炮眼爆破时的地振动强度都要大,而所有的掏槽形式中楔形掏槽的地震动最小;掏槽眼要求抛掷,辅助眼是扩大和延伸掏槽范围,在掏槽部位侧部要求松动,上部要求弱松动,下部要求强松动,周边眼要求光面爆破,形成完整的轮廓。
图1—1 爆破设计布孔图
2.爆破参数
根据规范参考值及以往同类工程的施工经验,按照工程类比法,拟表2—1爆破参数表。
表2—1
说明:该表的爆破参考系数采用的是孔深为250cm确定的炸药单耗用量。
2.3隧洞开挖监测
1.爆破振动速度监测
为了动态掌握爆破产生的地震效应及对洞室造成的振动影响,保证其安全,隧洞开挖爆破期间,对每次爆破的振动速度进行了监测,以检查设计减振控制爆破的安全性,即时调整爆破参数。
2. 变形量测
为了及时掌握围岩和支护结构的受力变形特点,获取必要的施工反馈信息,必须建立安全管理基准,及时修正支护参数和施工方法,为决策和管理提供依据,在开挖过程中进行了洞内水平收敛量测和拱顶下沉量测。
3 结语
通过贵德县拉西瓦灌溉工程粘土岩夹砂岩爆破开挖设计的实际运用,体会如下:
(1)对粘土岩层夹砂岩层的开挖必须选用适宜的爆破开挖方法——宜选用光面爆破结合掏槽爆破开挖方式进行开挖;
(2)在进行开挖之前要进行施工量测,完成开挖及初期支护之后要进行变形观测,确定爆破开挖参数;
(3)对于粘土岩层夹砂岩层在开挖之后围岩释放应力较大,所以宜采用“短进尺、弱爆破、勤支护、勤观测”的开挖爆破模式。
参考文献
【1】张建国.实用爆破技术【J】.北京:冶金工业出版社,1997,10.
【2】李文强,刘登聪.特长高速公路隧道的爆破开挖技术【J】.北京:中国水运,2012,15.
【关键词】岩土工程勘察; 重难点; 研究分析
1引言
随着我国社会的快速发展,工程项目建设日趋增多,而岩土工程勘察工作作为工程项目建设的基础,显得极其重要,所以提高岩土工程勘察工作的质量将对工程建设项目的顺利进行产生巨大的推动作用。一份完整的岩土工程勘察报告应该包括整体的地形地貌、岩层构造、地下水状况、地质情况等。最重要的是要结合岩土工程勘察报告,对岩土工程建设做合理的建设分析。下面笔者将对岩土工程勘察概念、岩土工程勘察重难点、重点勘察技术在岩土勘察工作中的应用进行具体分析。
2岩土工程勘察概念
所谓的岩土工程勘察指的是利用工程地质学和岩土力学的相关知识,结合相关的勘察方法及测量设备对工程建设项目所在地的地质条件进行调查分析[1]。具体概念可理解为:查明拟建场地地质条件,对地质条件进行合理分析,形成岩土工程勘察报告,为接下来的工程项目建设的设计施工作铺垫。主要任务为以下几个方面:(1)对工程项目建设场地的地质情况进行调查分析,根据岩土情况做出定性分析,指出哪些土地适合工程项目建设,为后期的工程项目的设计和施工阶段作铺垫。(2)根据岩层情况,为项目建设工程的施工单位出出合理的建设建议,使其充分利用场地的自然条件,在岩土条件良好的场地进行工程项目建设,并且提出与建设相关的注意事项。
3岩土工程勘察工作的重难点分析
3.1前期勘察阶段的重点
岩土工程勘察的前期勘察阶段主要是了解勘探地区的地层状况,确定工程项目的具体施工位置,以及工程项目的具体类型等[2]。在前期勘察阶段的重难点主要是以下内容:
在前期勘察阶段主要是对施工地点周围环境的了解,包括整个地区的地形地貌等,再结合周围建筑资料,对岩土的状况,构造以及地下水情况等进行分析,这样可以对工程项目的设计施工起到参考作用。
勘探点间距以及深度的控制是勘察过程中的重难点,虽然我国对于勘探点深度及间距有明确的规定,但是在实际过程中经常出现问题,例如:因为操作人员的人为因素导致勘探点距离过大,这种情况就会导致勘察资料与实际情况不符,准确性较低,此外还可能因为操作人员对实际地形的不了解,而导致勘探距离不合适。这种情况下通常的做法都是加密勘探点来提高勘探过程的准确性。
3.2初步勘察阶段的重点
岩土工程勘察的初步勘察阶段主要是在确定工程建设位置后,对场地各方面情况进行评估,为具体的施工建设提供基础资料[3]。初步勘察阶段的重点主要是以下几个方面:
通过前期勘察阶段的工作,已经对地质状况,岩土构造,地下水情况有了基本了解。这个阶段主要是通过采用测绘仪器的使用对地质状况进行更加详细的分析,包括不良地质对工程建设项目安全性的影响程度,以及当地土地对建筑物的侵蚀情况。最重要的是要对抗震程度较大的土地进行抗震性判定。
3.3具体勘察阶段的重点
具体勘察阶段主要是基于初步勘察阶段的结果,提供项目建设过程中所需的具体的岩土工程数据。具体勘察阶段的重点主要是以下内容:
对施工建设地点的不良地质的成因、类别、具体分布范围以及对整体项目建设的影响进行分析,并根据土地状况提出合理的解决方案及措施。除此之外,重要的是要对地下水状况进行分析,当前地下水勘探过程中的重难点主要包括:时时关注地下水水位的情况,因为如果地下水在被不断的开采,就会导致水位下降,对工程建设项目的地基产生巨大影响;还要对钻孔的坐标与标准高度进行比对,因为在实际情况中经常出现钻孔位置地面高度不一,所以要测量地下水的水位状况;还要对施工地以及周边的水位进行研究分析。
3.4技术勘察阶段的重点
技术勘察阶段主要是在施工过程达到一定阶段后,主要需要设计和施工单位进行合作协商,对施工过程中出现的问题进行及时的解决,对数据参数不符合实际情况的进行修正,对未达到设计要求的地区进行重新勘察。这是岩土工程勘察的最后一个阶段,对整个勘察过程具有重要意义。
4重点勘察技术在岩土工程勘察工作中的应用
为了提高岩土勘察工作的质量,就必须采用先进的勘察技术,这对提高勘察数据的准确性具有重要意义。具体技术有以下几个方面:
(1)地球物理勘探技术:该技术主要是通过利用专业仪器来对地层状况进行测量,从而了解地质构造,以及不良地质状况的勘察方法。该技术主要优点就是可以在各种恶劣环境下使用,而且勘探的数据准确性很高,最重要的是设备轻便,很利于操作人员的使用,具有极强的实际使用意义。
(2)遥感技术:该技术是通过利用远距离传感器获取目标数据,具体包括卫星图像、雷达数据等技术。该技术最大的优点在于获取的图像清晰,内容丰富,因此当前被广泛的应用于岩土工程之中。
5总结
综上所述,我们不难看出岩土工程勘察工作内容不仅复杂,而且个体差异极大,很难做到一套技术全部使用,因此需要根据不同的地质进行具体的勘探分析,形成完整的勘探报告,还要对建设地周边环境进行调查研究,根据研究报告结果判断工程建设项目应该怎样进行,具体的工程类别,工程建设项目的施工方法等。岩土工程勘探质量的高低将对工程项目的建设质量产生直接影响,因为岩土工程勘探市工程项目建设的前期准备,如果在勘探阶段就出现问题,那么在后续的施工阶段将会把问题放大化,最后导致项目工程不能按计划标准建成,造成巨大的经济损失。因此,在源头上解决好这个问题,显得尤为重要,希望能通过本文的探讨对岩土工程勘察工作的顺利进行有所帮助,也希望本文能对勘察人员的实际工作有所促进作用。
【参考文献】
[1]廖林.关于岩土工程勘察中常见问题及改进措施探讨[J].黑龙江科技信息,2012,02:289.
【关键词】岩土工程;数字化;勘查技术;应用
1 岩土工程勘察方法概述
1.1 传统的岩土工程勘察方法存在的问题
1.1.1 勘察资料过于地质化。由于部门长期的条块分割,勘察、设计分散作业,加之岩土工程规范制定和新技术、新方法应用的滞后,以及专业设置过细,岩土工程本身的特殊性等原因,设计与勘察之间脱钩多,使得勘察提供的岩土工程信息通常以设计人员难以理解的形式出现,而且勘察也较难参与设计的全过程。
1.1.2 数字化地图与数字化设计系统间不够贯通。地形图是设计系统的底图或称基础数据,由于数字化地图中的某些环节技术条件不成熟,与CAD设计软件的接口不匹配,很难顺利实现对接,设计系统不得不重新将勘察资料数字化,影响了设计系统CAD的推广应用。
1.1.3 勘察信息数字化程度低。勘察部门提供的勘察信息往往以图纸、表格、文字等形式为主,内容上定性描述较多。这一方面造成设计人员对于勘察信息难于准确理解,另一方面造成对勘察信息处理、利用上的困难。
1.2 岩土工程数字化勘察技术概述
岩土工程勘察的对象是建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,具体而言主要是指场地岩土的岩性或土层性质、空间分布和工程特征,地下水的补给、存贮、排泄特征和水位、水质的变化规律,以及场地周围地区存在的不良地质作用和地质灾害情况。岩土工程勘察工作的任务是查明情况,提供各种相关的技术数据,分析和评价场地的岩土工程条件并提出解决岩土工程问题的建议,以保证工程建设安全、高效运行,促进经济社会的可持续发展。数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术,通过计算机及其软件,把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。
2 岩土工程勘察数字化的关键技术
对于数据库系统来说,在卫星定位系统基础上的勘察,涉及到的数据主要是地理信息方面的数据,分为:空间数据和非空间数据。主要来源于:基础性的地理数据,即自然区画图和地形地貌图,其中,前者反映的是研究区域内主要道路、居民区等公共设施的自然地理信息,后者反映的是研究区域内的原有地貌情况。研究区域内的勘探资料,经过合理筛选和处理后,勘探点处包含有环境、地理等大部分信息以及地层信息,如:液化等级和指数、特征周期等。构建岩土勘察工程的数字化数据库的主要步骤为:设计数据库的概念模型,数据库管理作为一项基础性工作,具有很强的数据密集度,处理起来也十分复杂,为了得到全面准确的概念性模型,需要对数据对象及其属性进行研究,同时建立数据库表结构。下一步是进行数据库的建立,将数据划分为三类:原始数据,这类数据是通过用户侧输入的,主要是由测点数据组成;中间数据,这类数据是系统自动生成的,包括地层层面的等值线模型、三维表面模型等,它们可以各种图件,供用户使用,也可以实现信息的查询操作;最终数据,这类数据的种类较多,从用户需要的角度考虑,主要是图形以及文档资料。
3 岩土工程地质勘查技术应用的基本原则
结合岩土工程施工的实际需求,地质勘查技术应用的目的是了解清楚工程施工范围内的地质情况。那么,岩土工程应该如何合理应用地质勘查技术呢?笔者认为应该遵循以下的基本原则。
3.1 合理规划,完善地质勘查水平
岩土工程施工,需要秉着可持续的科学发展观,提高地质勘查的水平。因此,在工程地质勘查的时候,应该进行合理规划,采用统筹兼顾的方法,详细规划地质勘查方案,按照国家地质勘查找矿的具体要求部署工作。
3.2 合理布局,按照地质勘查规律,以提高勘查的有序性
岩土工程地质条件多种多样,地质勘查在布局方面应该兼顾岩土工程相关性的内容,在此基础上开展勘查工作,引导地质勘查工作的有序开展,提高岩土工程地质勘查工作的科学水平。
3.3 合理创新,结合地质勘查需求,以促进岩土工程地质勘查技术的创新
岩土工程地质勘查工作的技术创新,将决定了工程的施工水平。岩土工程地质勘查以往凭借的是经验判断,而如今应用各种先进技术,与科技兴国的国家发展战略如出一辙,我们应该结合具体岩土工程地质勘查需求,合理配置资源,灵活应用和不断创新各种地质勘查技术。
4 数字化勘察技术在岩土工程中的应用
岩土工程的勘察内容比较复杂,通过数字化勘察技术的应用,完善岩土工程的实际勘察,具体应用分析如下:
4.1 数字化勘察技术的建模应用
数字化勘察技术在岩土工程中的建模应用,主要是将岩土数据转化成数字化的方式,进而利用数字化技术深度分析岩土数据。建模应用必须以岩土工程的实际环境为主,以此来获取深层次的岩土信息冈。建模能够为岩土工程提供数字化的地图,整合多项岩土资料,科学匹配建模中的技术与软件,例如:传统勘察技术无法实现地图与软件的匹配,特别是CAD,很大程度上降低岩土勘察的效率,所以某工程利用数字化勘察技术连接地图与CAD软件,CAD得出的数字可以直接在地图上应用,不需进行数据转换,提升岩土工程的勘察效率。数字化技术的建模应用,促使岩土工程勘察跟上信息化的发展速度,保障工程数据的勘察水平,同时确保数字化的勘察信息在岩土工程中的应用效益。
4.2 实现岩土工程场地虚拟
场地虚拟是数字化勘察技术的核心,以数据库的方式反映工程现场。场地虚拟具有针对性,并不是岩土工程的所有勘察都可实现虚拟,只能实现于特定环境中,如:地理信息环节、地形信息环节等。以某岩土工程为例,分析数字化勘察技术的场地虚拟。该工程所处地理位置山川较为丰富,成为该岩土工程勘察的制约条件,该工程勘察人员首先收集山川资料,重点以地层、地质为主,然后虚拟勘察系统,得出各项勘察数据之间的关系,强化数字技术的勘察特性,最后勘察人员在虚拟场地中输入收集的资料,场地虚拟会自动生成勘察人员所需的信息资料。基于数字化勘察技术的场地虚拟,有利于获取交点信息,降低岩土叠加的勘察难度,实现多层次勘察。近几年,数字化勘察技术的场地虚拟,成为岩土工程中主流的勘察方式,发挥数字化的勘察优势,解决传统岩土勘察的弊端,而且勘察结构准确度非常高,有利于岩土工程的安全施工。
4.3 岩土工程的勘察模拟
数字化勘察技术促使岩土工程呈现模拟变化,严格处理多样的岩土数据,便于获取整个工程的实际信息。部分岩土工程内的数据较难通过实际勘察测量,数字化勘察技术能够模拟岩土工程环境,构建概念性的勘察系统,充分研究岩土工程勘察过程中的技术问题,实行数字化管控,利用勘察模型模拟岩土工程,快速抽取模拟勘察量。因为数字化勘察技术能够准确反映实际与模拟岩土工程之间的属性关系,所以岩土工程单位利用模拟勘察,获取复杂岩土工程的基本信息。
参考文献
[关键词]岩土工程 勘察新技术 应用
中图分类号:TU195 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)19-0179-01
简单来说,所谓的岩土工程勘察,主要就是指通过工程地质调查与测绘、勘探与采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测,对工程所在地的地形地貌、地层界面、地下水位、风化层等进行查明及分析,对建设场地的环境和工程条件进行真实且综合评价,编制勘察文件,为整个工程的施工提供现实参考和理论依据。所以,对于工程设计与施工而言,岩土工程勘察属于一种重要的先决条件。将岩土工程勘察工作落实到位有助于后续工作的高效开展。
一、岩土工程勘察技术存在的问题
在大多数情况下,工程项目的工期都相对来说比较紧张,这样一来,其就对岩土工程勘察工作做出了更高的要求。一方面,其需要要节省时间、提高效率,另一方面要保证勘察结果的全面性及准确性。我国幅员辽阔,地形情况极为复杂,再加上其它各种不利因素的影响,造成岩土工程勘察工作面临不小的难度,无法提供毫无缺陷的勘察结果。应用岩土工程勘察技术的过程中,主要存在以下问题:(1)没有当地地形地貌进行深入研究。如果只是单纯地考察施工点,那么将无法准确把握当地地基土层变化规律,进而导致资金浪费,甚至工期延误的问题。另外,勘察人员常常忽视环境对工程建设的影响,没有对施工设计展开充分的论证,从而导致了十分严重的后果;(2)在勘察结果方面存在问题。部分勘察工作队伍为了加快勘察进度或者降低成本,甚至采用了漏做或者少做勘察项目的办法,这种作业方式是不符合相关规范的;(3)在勘察报告编制方面存在问题。对于勘察工作而言,勘察报告是最终的结果和成果,是工程后续施工的重要参考依据。然而由于勘察过程中的各种问题,勘察资料常常暴露出质量不高的问题,有的缺乏科学严谨的阐述,有的甚至脱离了工程的实际情况,最终无法发挥其应有的作用;(4)勘察信息数字化程度低。勘察部门提供的勘察信息大多表现为图纸、表格以及文字等形式,在内容方面一般为定性描述。该种情况导致设计人员无法对勘察信息有一个直观而准确的理解,从而造成勘察信息的两大难问题,一是处理难,二是利用难。
二、岩土工程勘察新技术的应用
(一)数字化岩土勘察工程
通常情况下,就针对于数字化岩土勘察工程的数据库系统来说,其主要的运行步骤为:(1)勘察数据库的概念模型设计。作为一个集中各项数据并且处理较为困难的数据库应用问题,岩土工程勘察数据库管理是此类数字化系统的基本工作之一。只有将地质实体与有关的性能行为分离开来,才能够得到显示信息世界的概念模型,并以测量的真实数据为基础,间接建立概念数据模型,研究数据实体和性能及相互之间的关系,同时要以此为前提设计一个对应数据库表结构。(2)数据库的建立与实现。此类工程的一体化系统数据可划分为三种,分别是用户原始数据,系统中间数据以及最终数据。第一种数据由各分散的测点数据组合而成,其中的测点数据又包括几何属性以及信息属性数据;第二种数据是基于第一种数据系统电子化而自动形成的,包括地表等值线模型、三维表面模型、剖面模型等,以这几种模型为基础,能够制作出用户要求各异的图件,并且能够实施多类信息查询操作功能;第三种数据包含了各种各样的类型,通常是按照用户的要求,根据中间数据获得,含有图形文件以及文档文件。
(二) 数字化勘察技术
在新的社会时期当中,数字化技术得到了飞速的发展与广泛的运用。以往的工程勘察技术也渐渐向数字化勘察迈进着,这在一方面遵循了发展的内在要求,另一方面也体现了发展的必然趋势。此类勘察技术在运用中主要有两大方法:①数字化建模方法:②地形建模方法。由于数字表面模型能够真实地显示区域内地形的起伏状况,因此目前我国主要使用此类建模方法进行岩土工程勘察。这种建模方法的工作原理主要是用一种精确的方式来表示地形表面的情况,换而言之即为将一些性质相同的点在遵循一定要求的前提下互相连接起来,形成一个网状的表面图,通过这个曲面图进一步来分析确定整个地形区域的属性。此建模方法中运用到的数据信息是通过测量得到的一些较为分散的资料,其中含有几何和属性特征的数据,将这些数据集中起来分析测量结果,从而构造此岩土工程实施区域的地质体界面。第二种建模方法则是以工程施工地区的OEM数据信息为前提,通过叠加遥感影像这种方式呈现立体地形的图像。除此之外,地质三维数字化也是一个具有非常高技术含量的工程勘察新技术。这项新技术是利用电脑技术对地下的各项内容如石油、土层、岩石等进行三维数字化处理,将各项内容的性质状态和特征等分别呈现于三维空间中以并三维数字化对其进行统一描述。
(三) GPS感应系统信息采集法
作为现代化科学技术的一个主要代表,现阶段,GPS技术已经被广泛的运用到了工程勘察当中,全球定位系统逐步取代了过去的工作方式,以往的测量方式是静态的测量,现在已经向动态式的测量不断转化,工作原理是通过一定的定位导航来建立坐标系统,展现出具体明确的位置条件信息。GPS系统的应用方便了岩土环境详细调查工作,减小了人力投入,降低了资金投入量,大幅提高了工作效率,降低专业技术人员的工作难度。有些信号无法到达的特别区域,已经进行了专项的技术研发工作,开辟了新的研究领域。
三、结语
总而言之,在新的社会时代背景下,现代化勘察技术手段在岩土勘察工作中的应用是顺应时展的脚步,专业技术人员应该合理分析我国的岩土工程勘察现状,发现工作中存在的问题和不足,及时调整工作方向,将新技术手段运用到实际的工作中,让新技术为勘察工作服务,大幅提高岩土勘察工作的效率,降低人员的工作强度。通过多方面的共同努力,实现岩土工程勘察行业的稳步发展,不断进步。
参考文献
[1]曾鹏,杨福荣,杨凯.新方法新技术在岩土工程勘察中的应用[J]. 城市地理,2016,02:61.
关键词:岩土工程;勘察;概念;地震效应
Abstract: the purpose of geotechnical engineering investigation is to understand the basic condition of the foundation, and based on the investigation results, get to have in the operating process geotechnical parameter, and then put forward according to these parameters based types Suggestions, design and construction, so as to provide comprehensive, accurate, the specific geological material. This paper discusses some problems of the geotechnical engineering were introduced, and puts forward some methods and Suggestions.
Keywords: geotechnical engineering; Reconnaissance; Concepts; The earthquake effect
中图分类号:DF793.5 文献标识码:A 文章编号:
岩土工程技术是实践性很强的学科,如何利用这门技术,提高岩土工程勘察的质量,为地基处理和施工提供准确、详细的工程地质资料和技术参数是广大岩土工程师的追求。本文仅就岩土工程勘察存在的问题进行分析,并提出相应的措施,旨在提高岩土工程勘察的质量,为地基处理和施工提供准确、详细的工程地质资料和技术参数。在岩土工程勘察实施过程中,根据工程的具体情况,就基础及地下工程的设计、施工过程中可能遇到的问题,给予充分的论证和分析,最终提出经济合理、技术可行的解决方案。只有这样,才能提高岩土工程勘察成果质量。
1 岩土工程勘察概念
岩土工程勘察的主要目的是为设计施工提供各类土的设计参数,其报告质量对工程的安全和造价起到重要作用。勘察成果的质量将直接影响建设项目的工程安全和工程造价。一份高质量的岩土工程勘察报告在满足相应规范的基础上,不仅要真实客观地反映勘察场地的地形、地貌、地层构造、地下水、岩土性质和不良地质现象等问题,更重要的是应该进行正确合理的岩土工程分析评价,提供合理可信的岩土工程参数和建议。
2 野外勘探工作方面
2.1勘探深度及勘探间距
影响勘探深度主要有两个原因:一是地层工程地质性质不同。如:埋藏较浅且工程地质性质好的密实碎石土及基岩地区勘探孔深度较浅,而工程地质性质差的淤泥及松散填土地区勘探孔深度较深,这就要求在勘探前对勘探区域地层大致情况有所了解,做到有的放矢。二是基础形式及结构形式不同。再者,地基复杂程度不同,勘探点间距不同。在勘探时遇复杂地基情况,应按规范要求加密勘探点,不能局限于经济或时间等因素而坚持原勘探方案不变,否则难以查明场地工程地质情况,埋下工程隐患。
2.2野外地层划分
野外地层的正确划分是室内资料整理的关键因素,对较大型的工程由于施工多采取多钻机平行作业形式,技术人员较多,各勘探班组往往各行其是,最后资料汇总后难以统一,给室内整理带来很大困难。为避免这种问题应将所有技术人员首先集中到一起共同勘探一到二个钻孔,统一编录形式,并派专人现场负责勘探区域整体野外分层连线,发现异常及时处理,只有这样才能更好地保证勘探质量。
2.3取样和原位测试
在采取Ⅰ,Ⅱ级原状土试样时不按原状土取样技术标准的有关规定操作,对所取试样也没有及时贴标签、封腊,不及时送试验室进行试验,导致土样严重失水,致使土工试验成果中含水量、孔隙比、液性指数、压缩系数和抗剪强度指标严重失真。在标贯和动探试验时没有清除孔底残土就进行试验,在静探试验中不控制贯入速率,造成试验数据失准。有的勘察单位现场勘察时,为了抢速度,钻探取样不执行规范,往往是2~3m才提一次钻,结果往往造成分层位置不准确,或漏掉一些特殊的地质现象,如薄层软弱透镜体,小裂隙等。此外取样时,有的不用取样器,而直接从岩芯管中取原状土样。更有甚者是个别单位原位测试时,现场只做少量几个,其余的照此编造了事。
3 室内土工试验工作方面
3.1室内测试
通常室内测试的问题主要是岩土样送达试验室后未及时开样测试,或不按操作规程要求进行试验操作。例如对要求饱和的土试样,未按规范要求达到饱和时间进行测试;固结试验的压力值达不到上覆自重应力与附加应力之和的要求,很多测试未按规范要求进行平行测试,提供的岩土报告可靠性差,出现很多与现场矛盾的数据;对于高烈度地区在规定的抗震判断深度范围内的粉土未做粉粘性含量测试。导致高粘性含量的粉土也判定为可液化土,造成投资浪费等现象。因此,土工试验室应及时将送达的土样进行开样测试,并严格按照操作规程要求进行试验操作。
3.2内业资料整理
对于野外及室内测试分析所收集的分散、零乱的原始资料必须经过理论和实践经验进行总结分析,以便于设计人员结合场地特征有针对性的进行设计,是岩土工程勘察不可或缺的重要一环,当前该环节主要存在的质量问题有以下方面:
(1)对设计概念与理论不明确。在岩土参数的统计和分析中,对异常值不加分析剔除,一律参与统计分析,导致分析误差过大,标准差、变异系数过大,得出场地分析不合理、不正确的结论。
(2)对岩土参数的取值不理解。对岩土参数的标准值理解片面,不论什么岩土参数均提供标准值。对于工程特性指标(例如标准贯入锤击数、原位测试所得土的强度指标和室内测试土的强度指标等)必须提供标准值、基本值或特征值,土的一般性物理指标统计其平均值、最大值和最小值就可满足要求。
岩土层划分及其物理力学参数的确定是岩土工程勘察的重要成果。勘察人员在录入试验数据的过程中既浪费时间,又容易出错。在勘察报告的编写过程中,试验数据及编录表的录入约占10~15%的时间,因此实现试验数据电子版本的通用及野外编录工作的电脑录入,可以大大提高勘察报告的编写速度。
3.3设计、勘察人员的互动
在工程建设中,设计人员往往忽略了勘察报告中在基础处理形式及施工方案方面的建议。勘察和设计往往隶属不同的部门,勘察部门在勘察报告提交之后,就万事大吉;设计部门收到勘察报告时,只看剖面图、柱状图和岩土参数,对地基处理建议等重视不够。此外,勘察人员由于工作的局限性,偏重于查明岩土情况,勘察报告中的建议往往比较空泛,久而久之,设计人员对勘察建议重视程度降低。这种现象对于具体工程是不利的,也不利于岩土工程勘察技术的发展。作为勘察部门,勘察前应与设计部门进行沟通,因为勘察成果的直接使用者就是设计部门。在进行勘察前,应充分了解设计意图,弄清楚建筑物工程特性,这样勘察工作就能做到目标明确,为设计部门提供详实有效的勘察资料。
4 岩土工程分析方面
4.1天然地基均匀性评价
地基的均匀性评价是岩土工程分析的重要内容之一。《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)和《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)对地基均匀性评价都有明确规定,存在的主要问题是缺乏具体的可操作标准。笔者根据自己多年的实践经验,试图从定性定量方面作一些努力,与同行探讨。对天然地基的均匀性评价时应首先确定其平面和深度范围,根据工程勘察阶段和任务的不同,其范围也有很大区别。在工程可行性研究和选址阶段,应首先确定场地所在的工程地质单元,在整个工程和周边一定范围内进行评价。而在详勘阶段对建筑地基的均匀性评价时多以建筑物水平投影面积为评价范围,即常以建筑物角点包络线所占的面积为评价范围。其深度评价范围,首先应明确拟建工程的用途、结构、荷载及发展、地区设防标准等多方面的情况,一般而言,应满足以下原则:
(1)地基主要受力层:对于条形基础为基础底面以下3倍基础底面宽度,对于独立基础为基础底面以下1.5倍基础底面宽度,且评价深度不小于5m;
(2)压缩层深度范围:对天然地基浅基础、独立基础或条形基础可按变形比法确定其评价深度;
(3)对于大面积基础其评价深度范围应不小于1倍基础宽度。
4.2关于地震效应的问题
《建筑抗震设计规范》对场地做剪切波速试验有明确规定,但这个规定没有区别强地震区和弱地震区,而且地基处理后其剪切波速值也发生了变化,场地地基土类型及场地类别也有可能因此发生变化,这种情况在岩土工程评价及地基设计时有时没有得到足够的重视。对于重要的建筑物必须进行剪切波速测试,确定场地覆盖层厚度的钻孔应达到覆盖层一定深度,其直接影响场地类别判定及建筑工程的抗震造价。对于液化判别,目前规范要求以标准贯入试验为主,以静力触探为辅,有经验的地区可采用剪切波速。严格按照规范的要求布置工作量,即可减少标准贯入击数偶然误差引起的差异。液化判定时,应对不少于6个液化判别点分别计算,综合判定;对于薄层有时会出现一层点数不够的情况,出现该情况时应采用静力触探或补充工作量来增加判别点情况,不宜轻易下结论,特别是对于出现一层仅有两个液化点且液化结论不同的情况,更应补充工作量来增加判别点。
4.3忽视生态环境的论证
一些勘察单位对岩土工程设计、施工论证不足,其结果是导致灾难性后果。如建筑场地四面紧邻高层建筑物或马路,对于这种建筑场地,岩土工程勘察时,除了按高层建筑岩土工程勘察规定的一般要求进行外,还应重点论证工程施工及运营时对周围环境的影响,但勘察报告中常常忽略这方面的工作,致使无法满足岩土工程施工及设计的要求。基坑开挖时使用的很多技术手段很难取得预期效果,反而造成很大的经济损失。
5 结束语
综上所述,对当前岩土工程勘察中的常见问题加以归纳、分析,对其产生的根源进行了深层次的探讨,并提出相应的措施,旨在纠正岩土勘察中的不规范行为,提高岩土工程勘察的质量,为地基处理和施工提供准确、详细的工程地质资料和技术参数。
参考文献
[1]顾宝和、高大钊等,《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001),北京.中国建筑工业出版社,2009.
[2]中华人民共和国建设部,《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002).北京.中国建筑工业出版社,2002.