岩土工程勘察认识实习报告(精选8篇)
2009级土木工程(地下工程方向)专业
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目录
1、工程勘察实习的目的
2、工程勘察实习的任务
3、工程勘察实习的主要内容
4、工程勘察实习报告应附的图表
5、工程勘察实习的总结
6、工程勘察实习的收获与经验
1、工程勘察实习的目的
工程勘察是以工程地质条件为研究对象,以工程地质问题的提出、分析和解决为核心,以保证工程建筑的安全、经济和正常使用为目的的工程实践过程。通过实习,了解工程地质勘察的工作方法和手段,如工程勘探取样和编录,静力触探,标准贯入试验和动力触探等方法。
土工试验是了解土的工程性质的基本方法,也是工程地质勘察常用的方法,本次实习要求学生掌握土的密度、含水量、液、塑限、压缩试验、剪切试验、击实试验的原理、仪器、方法和资料整理。
2、工程勘察实习的任务
(1)阐述建筑场地的工程地质条件,指出场地内不良地质现象的发育情况,分析对工程建设的影响,对场地稳定性作出评价。
(2)查明工程范围内岩土体的分布、性状和地下水活动条件,提供设计、施工和整治所需的地质资料和岩土技术参数。
(3)对场地内各类岩土工程设计、岩土体加固处理、不良地质现象整治等方案作出论证和建议。
(4)预测工程施工和运行过程中,对周围建筑物和地质环境的影响,并对保护措施提出建议。
3、工程勘察实习的主要内容
1、工程钻探
在地质勘探和建筑基础勘查中,用钻机按一定设计角度和方向施工钻孔,通过钻孔采取岩心(或矿心)、岩屑或在孔内下入测试仪器,以探查地下岩层、矿体、油气和地热等的工程。简称钻探。按破碎岩石的外力作用方式可
分为冲击钻进、回转钻进、冲击回转钻进、振动钻进和喷射钻进等;按钻进时是否取岩心(或矿心),可分为取心钻进和不取心钻进;按破碎岩石所使用的磨料,又分为硬质合金钻进、钻粒钻进和金刚石钻进等。钻探是地质勘探的一种重要技术手图表1钻探
段,广泛应用于寻找和勘
探 各种矿产、油气
藏、地下水、地热,以及为水利建设、工程建筑和交通设施等提供地质资料。
2、载荷试验
载荷试验是在保持地基土的天然状态下,在一定面积的刚性承压板上向地基土逐级施加荷载,并观测每级荷载下地基土的变形,它是测定地基土的压力与变形特性的一种原位测试方法。测试所反映的是承压板下l.5~2.0倍承压板直径或宽度范围内,地基土强度、变形的综合性状。载荷试验设备主要由承压板、加荷装置、沉降观测装置组成
试验成果整理:根据原始记录绘制p~s和s~t曲线图。如下图 试验要点
1.载荷试验应布置在有代表性的地点,每个场地不宜少于3个,当场地内岩土体不均时,应适当增加。浅层平板载荷试验应布置在基础底面标高处。
2.浅层平板载荷试验的试坑宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的三倍;深层平板载荷试验的试井直径应等于承压板直径;当试井直径大于承压板直径时,紧靠承压板周围土的高度不应小于承压板直径。
3.试坑或试井底的岩土体应避免扰动,保持其原状结构和天然湿度,并在承压板下铺设不超过20mm的中砂垫层找平,尽快安装试验设备;螺旋板头入土时,应按每转一圈下入一个螺距进行操作,减少对土的扰动;
3、静力触探试验
静力触探试验是用静力将探头以一定的速率压入土中,利用探头内的力传感器,通过电子量测仪器将探头受到的贯入阻力记录下来。由于贯入阻力的大小与土层的性质有关,因此通过贯入阻力的变化情况,可以达到了解土层的工程性质的目的。
静力触探设备试验由加压装置、反力装置、探头及量测记录仪器等图表 1静力触探仪器原理图 四部分组成
现场试验步骤如下:
1.将仪表与探头接通电源,打开仪表和稳压电源开关,使仪器预热15min。2.根据土层软硬情况,确定工作电压,将仪器调零,并记录孔号、探头号、标定系数、工作电压及日期。
3.先压入0.5m,稍停后提升10cm,使探头与地温相适应,记录仪器初读数εo。试验中每贯入10mm测记读数ε1一次。以后每贯入3~5m,要提升5~10cm,以检查仪器初读数εo。
4.探头应匀速垂直压入土中,贯入速度控制在1.2m/min。:
5.接卸钻杆时,切勿使入土钻杆转动,以防止接头处电缆被扭断,同时应严防电缆受拉,以免拉断或破坏密封装置。
6.防止探头在阳光下暴晒,每结束一孔,应及时将探头锥头部分卸下,将泥沙檫洗干净,以保持顶柱及外套筒能自由活动。
4、圆锥动力触探试验
圆锥动力触探是利用一定的锤击能量,将一定尺寸、一定形状的圆锥探头打入土中,根据打入土中的难易程度(可用贯入度、锤击数或单位面积动贯入阻力来表示)来判别土层的变化,对土层进行力学分层,并确定土层的物理力学性质,对地基土作出工程地质评价。通常以打入土中一定距离所需的锤击数来表示土层的性质,也有以动贯入阻力来表示土层的性质。其优点是设备简单、操作方便、工效较高、适应性强,并具有连续贯入的特点。圆锥动力触探试验设备主要分四大部分:探头:为圆锥形,锥角60o,探头直径为40~74mm。穿心锤:钢质圆柱形,中心圆孔略大于穿心杆3~4mm。提引设备:轻型动力触探采用人工放锤,重型及超重型动力触探采用机械提引器放锤,提引器主要有球卡式和卡槽式两类。探杆:轻型探杆外径为25mm;重型探杆外径为42mm钻杆;超重型探杆外径为60mm重型钻杆。
动力触探试验资料应绘制触探击数(或动贯入阻力)与深度的关系曲线。触探曲线可绘成直方图。根据触探曲线的形态,结合钻探资料,可进行土的力学分层。
图表3触探曲线图
5、十字板剪切实验
十字板剪切试验是将插入软土中的十字扳头,以一定的速率旋转,在土层中形成圆柱形的破坏面,测出土的抵抗力矩,从而换算其土的抗剪强度。
目前我国使用的十字板有机械式和电测式两种。机械十字板每作一次剪切试验要清孔,费工费时,工效较低;电测十字板克服了机械式十字板的缺点,工效高,测试精度较高。
试验仪器主要由下列四部分组成: 1.测力装置。开口钢环式测力装置。
2.十字板头。国内外多采用矩形十字板头,径高比为1:2的标准型。板厚宜为2~3mm。常用的规格有50mm×100mm和75mm×l50mm两种。前者适用于稍硬粘性土。
3.轴杆。一般使用的轴杆直径为20mm。4.设备。设备主要有钻机、秒表及百分表等。
图4-12
6、扁铲侧胀试验
扁铲侧胀试验(简称扁胀试验)是用静力(有时也用锤击动力)把一扁铲形探头贯入土中,达到试验深度后,利用气压使扁铲侧面的圆形钢膜向外扩张进行试验,测量膜片刚好与板面齐平时的压力和移动1.10mm时的压力, 然后减少压力,测的膜片刚好恢复到与板面齐平时的压力。这三个压力,经过刚度校正和零点校正后,分别以po、p1、p2表示。扁铲可以通过连接探杆不断垂直锲入土中(可以与CPT的探杆通用)。
连接扁铲主体和地面控制盒的是一跟特制的电镀通气管路。
地面上试验器件包括控制盒和压力源,其中控制盒用于调节和检测施加压力;压力源通常是利用氮气。一套完整的扁铲侧胀仪包括:
● 两个高应力测试扁铲
● 双表控制单元(读数仪)
● 100米电缆
● 20个高压应力膜
● 两个连接CPT杆和扁铲的适配器 ● 标定工具(包括实验手动泵,调节管,工具箱,软
图表 2偏铲测胀仪器原理图
4、工程勘察实习报告应附的图表
勘察报告应附必要的图表,主要包括:
(1)场地工程地质图(附勘察工程布置)。(2)工程地质柱状图、剖面图或立体投影图。(3)室内试验和原位测试成果图表。(4)岩土利用、整治、改造方案的有关图表。(5)岩土工程计算简图及计算成果图表。
5、工程勘察实习的总结
通过此次实习,我认识了很多新的仪器。比如洛阳铲,又名探铲,一种考古学工具,为一半圆柱形的铁铲。一段有柄,可以接长的白蜡杆。使用时垂直向下戳击地面,可深逾20米,利用半圆柱形的铲可以将地下的泥土带出,并逐渐挖出一个直径约十几厘米的深井,用来探测地下土层的土质,以了解地下有无古代墓葬。
目前,洛阳铲已不再是考古界的专有工具,特殊工艺制造出来的犇牛洛阳铲在建筑、公路、铁路、矿山学校选址等领域里都发挥了重要作用。特别是在地基灌桩和地质勘探等方面,犇牛洛阳铲已是必不可少的工具。
6、工程勘察实习的收获和经验
在本次实践中我第一次直接接触到了各种常用的试验设备,除了认识仪器设备的外观,还了解了各种仪器设备的功能,虽然是基本浅显的了解,但为我今后的学习打下了良好的基础。在这次的实践过程中我还了解了所学专业的就业信息。
这次的实习活动为我提供了接触实际的机会,让我的知识不只是停留在书本和自己的主观想象中,而是真真切切地反映在具体的实物中,让自己得到了感观的直接认识,使得印象更为深刻,记忆更加牢固。更重要的是,通过本次实践,让我初步认识了一个工程运作的各部门的职能范围以及所需的专业知识,让我对自己的职业人士规划有了更清晰的认识,使自己的目标更为明确。
这次实习给我的总体感受就是我懂得了怎么去工作了,很多的现实情况就是这样。只要你去实践过了,实习过了,你就知道是怎么回事了,要不你就永远是门外汉,什么都不懂。我对自己专业将来的发展很有信心,所以我相信自己会在今后的工作中可以做的更好的。只要自己一直去实习就可以,在实习懂得了之后,运用到实际中之后,我就可以做好了,相信自己一定能够在将来取得成功!
本区工程重要性等级为二级工程、场地等级为二级场地、地基等级为二级地基, 勘察等级应为乙级。建筑抗震设防类别均为丙类。
1 地形、地貌
区内地势起伏较大, 地面标高最大值504.71m, 最小值498.62m, 地表相对高差6.09m, 场地所处地貌类型为瀑河西岸Ⅰ级阶地及外缘。
2工程地质条件
2.1 地层结构
1层杂填土:杂色, 主要成分为砂土、碎石及粉质粘土等, 稍湿, 松散。
2层粉质粘土:黄褐色, 孔隙发育, 稍有光泽, 中等干强度, 中等韧性, 摇震反应无, 局部含少量砾石, 可塑。
2-1层中砂:黄褐色, 颗粒主要成分为石英及长石, 局部含少量砾石, 稍湿, 稍密。
3层砾砂:黄褐色, 砾石主要为凝灰岩、片麻岩等, 砾石一般粒径0.2~3cm, 最大超过6cm, 砾石以亚圆形为主, 磨圆度、光洁度较好, 砾石含量30~40%, 充填物为砂土, 稍湿, 稍密。
4层圆砾:黄褐色, 砾石主要为花岗岩、片麻岩等, 一般粒径0.2~3cm, 最大超过10cm, 多呈亚圆形, 磨圆度、光洁度较好, 砾石约占50~70%, 充填物为砂土, 稍湿-饱和, 稍密-中密。
4-1层粉质粘土:黄褐色-黑色, 孔隙发育, 稍有光泽, 中等干强度, 中等韧性, 摇震反应无, 含砾, 稍湿, 可塑。
4-2层中砂:黄褐色, 颗粒主要成分为石英及长石, 含砾, 饱和, 稍密。
5-1层泥岩:灰绿-黄褐色, 泥质结构, 层状构造, 局部与砂岩互层, 岩芯多呈土状及碎块状, 节理裂隙很发育, 为强风化层。
5-2层泥岩:灰绿-黄褐色, 泥质结构, 层状构造, 局部与砂岩互层, 岩芯多呈碎块状及块状, 节理裂隙发育, 为中等风化层。
5-3层泥岩:灰绿-黄褐色, 泥质结构, 层状构造, 局部与砂岩互层, 岩芯多呈块状及短柱状, 节理裂隙较发育, 为微化层。该层未穿透。
2.2岩土物理力学性质
1层杂填土:该层成分复杂, 物理力学性质不稳定。
2层粉质粘土:在该层作标贯试验6次, 平均击数N=4.8, 标准值N=4.1, 界限值3.9-6.0, 标准差S=0.78, 变异系数δ=0.16。该层物理力学性质指标标准值如下:渗透系数k≈1.5×10-6cm/s, 含水率ω=22.3%、重度γ=19.3KN/m3、孔隙比e=0.694、粘聚力c=24.1KPa、内摩擦角Φ=14.0度, 压缩系数平均值, 为中压缩性土。
2-1层中砂:该层呈稍密状态。
3层砾砂:在该层作动力触探试验3.6m, 平均击数N63.5=7.91, 标准值N63.5=7.50, 界限值7.32~8.32, 标准差S=0.43, 变异系数δ=0.05。该层物理力学性质指标标准值如下:渗透系数k≈10.0×10-2cm/s, 内摩擦角φ≈28°。
4层圆砾:在该层作动力触探试验31.1m, 平均击数N63.5=10.03, 标准值N63.5=9.85, 界限值9.43~10.73, 标准差S=0.66, 变异系数δ=0.07。该层物理力学性质指标经验值如下:渗透系数k≈0.15cm/s, 内摩擦角φ≈35°。
4-1层粉质粘土:该层呈可塑状态。
4-2层中砂:该层呈稍密状态。
5-1层强风化泥岩:软岩, 破碎, 岩体基本质量等级为Ⅴ级。渗透系数k≈5.8×10-4cm/s, 似内摩擦角φ≈60°。
5-2层中等风化泥岩:较软岩, 较破碎, 岩体基本质量等级为Ⅳ级。可视为不透水层, 似内摩擦角φ≈70°。
5-3层微风化泥岩:较硬岩, 较完整, 岩体基本质量等级为Ⅲ级。可视为不透水层, 似内摩擦角φ≈77°。
2.3地下水
本区地下水主要为第四系孔隙型潜水, 场区勘察深度范围内稳定地下水情况如下:
稳定水位埋深最小值 (m) :1.20最大值 (m) :7.10;平均值:4.64
稳定水位标高最小值 (m) :496.60最大值 (m) :498.00;平均值:497.32
其地下水位的升降与大气降水及瀑河水位升降密切相关。根据水质分析检测报告, 地下水对钢结构及混凝土具微腐蚀性。根据地区经验, 土对混凝土结构微侵蚀性。
3 地基工程分析
3.1 地层承载力
通过综合分析, 本场区地基土的承载力特征值 (fak) 、及变形模量 (E0) 、压缩模量 (Es) 评价如下:
3.2 场地土地震效应
根据场地土名称、性状及实测该区等效剪切波速平均值Vse=276.29m/s, 判定该场地土属中硬场地土。该区覆盖层厚度介于4.50~10.30m之间, 确定建筑场地类别属Ⅱ类, 为对建筑抗震一般地段。
本区抗震设防烈度为6度, 设计基本地震加速度值为0.05g, 所属的设计地震分组为第三组。建筑设计特征周期值为0.45s。
4 结论与建议
建议5#商业和6#商业以4层圆砾为持力层, 采用独立基础;其余建筑均以4层圆砾为持力层, 采用筏板基础, 全部清除4-1层粉质粘土和4-2层中砂, 换填天然级配砂石至基底标高并分层压实, 基底标高选498m为宜。
摘要:本文通过现场踏勘、钻探、野外施工手段对拟建承德市平泉县盛世新城居住小区进行了详细勘察, 勘查出了勘察场地的地形地貌、地层结构及岩土物理力学性质, 对工程建设将要采取的基础形式提出了合理化的建议。
关键词:建筑,勘察,钻探,地层,基础
参考文献
[1]工程地质手册.中国建筑工业出版社, 2007.
[2]岩土工程勘察规范.GB50021-2001, 2009-07-01实施.中国建筑工业出版社, 2009.
[3]建筑工程抗震设防分类标准.GB50223-2008, 2008-07-30实施.中国建筑工业出版社.
1、勘察市场运行现状
在审查制度建立后,工程勘察市场在低价状态运行十多年,勘察单位各种管理体系不断建立和完善,质量有所提高,勘察文件的编制工作有所进步和完善。但审查工作只在室内进行,不查看现场。勘察技术工作和现场施工劳务的监督机制不明确,不落实,野外第一手资料准确率难以得到保证和控制,其勘察成果质量令人担忧。
由于勘察单价低,导致勘察质量隐患多。如贵州某高层房开项目,框架结构,岩溶地基。以目前勘察费市场单价110元/m为例计算盈利情况,按市场劳务费简单算一下成本,钻探施工劳务费40元/m,声波测试费30元/m,技术工作费10元/m,甲级单位管理费33元/m (合同金额30%),合计113元/m,再加上岩土水现场和室内试验费、测量费、交通费、后期服务费等,所有费用相加,肯定超过110元/m。如按国家规范规程实施,项目承接人肯定亏本,既然是商人不可能做亏本的生意。为达到盈利和符合审查要求目的,他们通常采取编假原始资料来完善勘察文件,出具虚拟报告。
2、扩大化审查的问题
由于审图人员大多为某公司或单位的领导及总工级别,以及部分退休的高级工程师,资历较老,审图工作还是按照原单位的习惯,将审图视野扩大到审查对象技术标准的全领域,不仅审强制性条文执行情况,还要审一般性技术标准,就连错别字都审查,太累。这不仅违背了审查制度建立的初衷---只审查强制性条文的执行情况,而且增加勘察单位内部审查的惰性。实际上可以理解这些领导和老专家,他们怕犯错误,宁可审广一点。扩大化审查将规范标准当作勘察工作应执行边界,从而限制工程师的思维发展,将影响技术水平不断提高,不利于发挥工程师的积极性和创造性。
3、审查工作存在不闭合问题
施工图审查工作开展十多年,审查机构提出涉及增加经费的意见在施工很难执行,应由哪个部门监督执行,目前尚未具体明确,审查提出的意见也相当于一张废纸,无人问津,最后实际情况不明。如某审查机构提出“在较破碎的泥岩体上的建一级建筑,室内试验确定地基承载力存在安全隐患,地基承载力需由现场载荷试验确定”,勘察单位回复“因地基持力层埋藏较深,待施工开挖至持力层满足试验条件后再做”,由于业主质量意识淡薄,试验需要增加经费,做与不做由业主决定,无监管部门,审查机构也不会去追究,导致审查意见提出后监管真空出现。
4、审查结论问题
根据《贵州省房屋建筑和市政基础设施工程施工图设计文件审查管理办法》相关规定,审查结论有三种:①必须修改反馈:存在违反强制性条文的情况;②通过:没有违反强制性条文及严重安全隐患问题,对于违反一般性条文要求自行修改,不再反馈;③不通过:存在严重安全隐患问题,需要重新进行设计。
目前的情况不管是否违反强制性条文,审查结论一般为“本勘察文件需补充、修改完善后再交审查”。
为节省时间,充分发挥工程师的创新能力,建议审查结论:①重新勘察:存在严重安全隐患问题。②不通过:存在违反强制性条文的情况,必须修改反馈;③通过:对于违反一般性条文要求自行修改,不再反馈;
5、虚拟勘察文件造成的问题举例
由于勘察资质单位鱼目混珠,为了承接任务,勘察队伍互相压价,勘察单价较低。造成当前勘察市场混乱,虽然勘察协会及相关部门进行过压价控制,但受利益的趋势难以控制。在低单价条件下,不可能正常实施有效勘察手段,再则,建设单位为了减少建设成本和缩短工期,授意勘察单位编造资料,因此,勘察行业弄虚作假现象严重,勘察文件与实际场地岩土条件严重不相符,造成基础在施工时修改设计基础方案频繁、延长施工周期、增加建设成本的现象较为普遍。以下是虚拟勘察文件造成工期和经济损失的实例。
举例基础施工后期发现岩溶地基问题的项目(勘察人员水平低及弄虚作假造成)
贵州贵阳某商住楼,地上31F,地下-3F(-14.6m),最大柱荷载18900KN/柱,大部分采用独立柱基,局部采用桩基。由于勘察资料与实际开挖严重不符,地基承载力经过三次调整,第一次开挖后,经建设、勘察、设计、施工、监理单位技术人员初步验槽,发现白云岩间夹风化泥岩,基底泡水且存在残渣,勘察单位建议地基承载力由3800KPa(详勘报告)调整为2800 KPa,清基后再验;第二次验槽发现白云岩间夹强风化泥岩,勘察单位建议由载荷试验确定地基承载力,经载荷试验,地基承载力为2100KPa。基础按地基承载力2800 KPa和2100KPa修改两次,按第二次修改图施工,待独立柱基施工完成。施工桩基时,情况复杂啦,超过勘察文件建议标高约5m未见中风化白云岩,建设和设计单位要求对桩基及桩附近的独立柱基作施工勘察,经施工勘察发现独立柱基下岩体内存在岩溶洞隙,随即监理、设计、建设单位要求所有已浇灌的基础做施工勘察,经勘察超过50%的基础基底及基底下主要受力层范围内存在岩溶洞隙和强风化岩石。最终导致超过50%的基础存在安全隐患被返工,造成的工期损失100多天,经济直接损失超过200万。
6、省部级安全质量检查发现审查过的勘察文件仍存在问题
勘察文件实施审查后,审查人员数量迅速发展,审查人员业务水平差异较大,对规范的理解存在偏差,一些审查人员为展示自己的才华,审查时提出不少不切实际的问题,即为纸上谈兵的专家。据贵州省级建设管理部门通过每年例行的质量安全检查通报情况,发现通过审查的勘察仍有违反强制性条文、勘察文件与实际不符的情况,给工程造成工期、社会效益和经济效益等方面的浪费,同时存在不少安全隐患。
7、建议
1、建议主管部门对勘察市场进行有效治理,对违法违规加大处罚力度,如对弄虚作假的单位和人员,及时依法撤销、吊销或降低其资质,清出建筑市场,加强威慑力,提高建筑勘察市场监管的有效性和权威性。
2、建议在工程竣工备案表中增设审查机构责任栏目,由审查机构监督审查意见实施情况,形成审查工作闭合管理制度。
3、建议审查结论:①重新勘察:存在严重安全隐患问题。②不通过:存在违反强制性条文的情况,必须修改反馈;③通过:对于违反一般性条文要求自行修改,不再反馈;
4、由于勘察行业技术人员与钻探工人等从业人员专业素养、职业道德参差不齐,建议切实进行职业道德、专业技能学习培训,加强对原始资料的真实性和可靠性监督工作。
5、由于涉及行业专家太多,专业技能、工作经历参差不齐,为了提高审查成果质量,建议对审查人员进行筛选和培训,提高审图人员的业务水平,保留具有审查能力的审图人员,确保审查的权威性和有效性。同时让勘察单位对评审审图人员进行评议,对不合格的评审审图人员,采用淘汰制处理。
6、建议只审查强制性条文的执行情况,一般性条文公司按照内部质量管理体系执行。
7、建议引进交通管理系统中驾驶证扣分和处罚制度,完善我国《建设工程质量责任主体和有关机构不良行为记录管理办法》中的处罚制度,增加相关责任人的执业总分和扣分制度内容。加大处罚力度,从而增加勘察文件的可信度,提高勘察质量,确保人民和生命财产安全。
8、建议由协会牵头,建立勘察行业自律制度。
参考文献
1、贵州省建设厅,《关于2001-2011年全省建设工程质量监督执法检查情况的通报》
2、贵州省房屋建筑和市政基础设施工程施工图设计文件审查管理办法
目 录
1.前言
1.1 工程概况
1.2 勘察目的及任务 1.3 勘察依据规范
1.4 勘察方案及工作量布置 1.5 主要勘察设备、仪器 2.场地岩土工程条件 2.1 地形、地貌 2.2 地层结构 2.3 场区地下水
2.4 场区标准冻结深度 2.5 岩土工程测试指标 3.场地岩土工程性质评价 3.1 地基均匀性
3.2 地基土的湿陷性
3.3 场地稳定性和适宜性评价
3.4 各层土的地基承载力特征值与变形指标 4.场地地震效应 5.地基基础方案
5.1 天然地基基础方案分析 5.2 灰土垫层人工地基浅基础 5.3 人工级配砂卵石垫层 5.4 复合载体夯扩桩 6.结论与建议 附图表:
1、岩土工程勘察任务书 1张
2、高程点位置示意图 1张
3、建筑物与勘探点平面位置图 1张
4、工程地质剖面图 16张
5、钻孔(探井)柱状图 20张
6、土工试验综合成果表 2张
7、筛析法试验成果表 4张
8、标准贯入试验成果表 1张
9、超重型动力触探试验成果表 41张
8、黄土湿陷量计算表 1张 1.前言
1.1 工程概况
洛阳巨新房地产开发有限公司拟建的洛阳奥体花城一期住宅小区工程位于洛阳新区古城路南、王城大道以西新征耕地内。本次勘察共10栋建筑,建筑的底面尺寸及荷载等有关情况见下表: 建筑物编号 底面积(m2)结构类型 层数 预估最大柱荷载 基础埋深(m)5# 83.0³12.0 框架 7 5000kN 1.5 6# 54.0³12.0 框架 7 5000kN 1.5 8# 59.0³12.0 框架 5 3500kN 1.5 9# 58.0³12.0 框架 5 3500kN 1.5 12# 57.0³12.0 框架 5 3500kN 1.5 13#(27+27)³12.0 框架 5 3500kN 1.5 16# 55.0³12.0 框架 5 3500kN 1.5 17# 53.0³12.0 框架 5 3500kN 1.5 18# 48.0³12.0 框架 7 5000kN 1.5 19# 50.0³12.0 框架 7 5000kN 2.0 27.0³12.0 9 6000kN
建筑物平面位置详见《建筑物与勘探点平面位置图》。本工程由中建国际(深圳)设计顾问有限公司设计。
拟建建筑物地基基础设计等级为丙级,岩土工程勘察等级为乙级,建筑抗震设防类别为丙类建筑。湿陷性黄土场地上的建筑类别属丙类。
受其委托,我公司于2006年2月中旬承担了该建筑场地详勘阶段的岩土工程勘察工作,野外施工与取样于2006年2月26日结束,室内试验、资料整理及报告编写于2006年3月3全部完成。1.2 勘察目的及任务
依据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001的有关规定,本次勘察的主要目的及任务主要是:
①、查明建筑范围内岩土层的类型、(确定湿陷类型、湿陷等级及其平面与深度的界线)深度、分布、工程特性,评价地基的稳定性、均匀性和承载力;
②、根椐场地岩土工程条件,推荐经济合理的地基基础方案,提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数,对设计与施工应注意的问题提出建议。③、查明地下水的类型、埋藏条件、稳定水位埋藏深度以及地下水位的变化幅度,评价地下水对基础设计和施工的影响,判定水和土对建筑材料的腐蚀性; ④、调查场地的地形、地貌特征,地貌成因类型,确定场地所处地貌单元; ⑤、对场地的稳定性及地震效应作出评价,划分场地类别。
⑥、查明影响建筑场地稳定性的不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,提供整治方案建议。1.3 勘察依据规范
①、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001);
②、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002); ③、《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004); ④、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001); ⑤、《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002); ⑥、《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)。
⑦、《复合载体夯扩桩设计规程》(JGJ/T135-2001,J121-2001); 1.4 勘察方案及工作量布置
按详勘要求,本次勘察沿建筑物纵向中轴线及周边线共布置勘探点38个,勘探点横向间距18.0-27.0m,孔(井)深9.2-12.5m。勘探总进尺414.6m。完成勘探工作量如下所述: 1)、取土人工探井13个,井深6.0-9.0m,然后用钻机加深至9.6-12.5 m,累计进尺137.7m;
机械钻孔(含标贯孔及动探孔等)25个,累计钻探进尺276.9m;
2)、为确定各土层的地基承载力及砂层的密实度,其中在部分钻孔中做标准贯入试验,累计24点次。
3)、为确定卵石层、园砾及中砂透镜体的密实度,在钻孔及探井内对该层做超重型动力触探试验,累计进尺203.1m。
4)、野外钻探过程中共采取原状土试样50组,颗分试样79组,其中人工探井采用井壁刀刻法采取原状土样,土试样质量等级为Ⅰ级,钻机施工用黄土地区薄壁取土器连续快速静压法取土,土试样质量等级为Ⅱ级。筛析样质量等级为Ⅳ级。5)、室内土工试验项目包括湿陷性黄土常规项目及湿陷起始压力试验和直剪试验等,均由我公司土工试验室完成。6)、测放勘察点38个。1.5 主要勘察设备、仪器
1)、勘探钻孔采用北京Dpp-100-3B型车载钻机施工,人工探井采用人工挖掘。2)、园锥动力触探试验采用超重型(N120),锤的质量为120kg,落距100cm,探头直径74mm,锥角600。
3)、标准贯入试验采用锤的质量为63.5kg、落距76cm、贯入器为对开管,长度为700mm,外径51mm,内径35mm,管靴长76mm,刃口角度180,刃口单刃厚度2.5mm,自动脱钩的自由落锤法。
4)、室内试验采用WG-1B型三联固结仪,SDJ-1型三速电动直剪仪,GYS(76g)光电式液、塑限仪等进行。
5)、室内试验数椐采集、计算、统计及工程地质勘察图件制作等均采用北京理正GICAD6.02软件系统.2.场地岩土工程条件 2.1 地形、地貌
场地地形较平坦,勘探点高程在+142.40~+143.90m之间(采用1985国家黄海高程系),各点均引测自业主提供的基准点BM3(高程为+143.323m),该点位于场区临时大门正北古城路南路灯杆水泥底座螺栓上(见附图)。地貌单元属洛河右岸Ⅰ级阶地。2.2 地层结构
根据野外编录和室内土工试验结果,该场地土层除表层耕土及杂填土外,其下均属第四系全新统冲洪积作用形成的黄土状粉土、中砂及卵石层(局部夹圆砾及中砂透镜体),自上而下可分为5层(参见《工程地质剖面图》以及《钻孔(探井)柱状图》),分述于下:
第①层 耕土(Q42ml):褐黄色,普遍分布于该场地表层,多见植物根,结构松散。层厚0.5m。
第①1层 杂填土(Q42ml):褐黄色,主要成份为灰渣、碎砖块、水泥块等,成份复杂,结构松散。主要分布于本场地中部近南北向临时填土路基地段及场地南端19#楼南部地段。层厚0.5-1.2m。第②层 黄土状粉土(Q42al+pl):褐黄~灰黄色,稍湿,稍密。摇震反应轻微,无光泽,干强度低,韧性低。土质不均匀,局部地段夹有薄层粉质粘土,底部混有粉细砂。压缩系数平均值α1-2=0.221MPa-1,具中压缩性,湿陷系数
0.016-0.023,湿陷程度轻微。层厚1.3-4.8m。现场实测标贯击数平均值为6.9击。
第③层 中砂(Q41al+pl):灰黄~黄色,稍湿,稍密,主要成份为石英、长石、云母等,颗粒较均匀,级配差,颗粒形状不规则,局部混有少量粉土或园砾。分布不稳定,主要分布在5#楼东部及6#楼、12#楼、13#楼、16#楼、17#楼、18#楼和19#楼场地内,厚度变化大。层厚0.0-3.4m。现场实测标贯击数平均值为13.5击。
第④层 卵石(Q41al+pl):青灰、灰褐等杂色,稍密,主要成份为石英岩、玄武岩和安山岩等。自然级配较好,磨园度良好,以扁圆形或亚圆形为主。粒径一般3-8cm,大者15cm。该层顶面以下厚约0.5-1.0m范围内主要以粉土及粉细砂充填,其下则以中砂、粗砂充填,交错排列,颗粒表面未风化或微风化。卵石含量50-65%,砂及砾粒含量20-30%,粉粒及粘粒含量5-10%。超重型动力触探试验修正后的平均锤击数为5.6击。最大揭露厚度9.2m(未揭穿)。该层不均匀,其中夹有④1层圆砾透镜体及④2层中砂透镜体。
第④1层 园砾(Q41al+pl):青灰、灰褐等杂色,稍密,主要成份为石英岩、玄武岩和安山岩等。自然级配差,磨园度良好,以扁圆形或亚圆形为主。粒径一般3-5cm,大者8cm。主要以粉土及粉细砂充填,颗粒表面未风化或微风化。砾石含量50-60%,砂粒含量20-30%,粉粒及粘粒含量5-10%。超重型动力触探试验修正后的平均锤击数为2.0击。分布不稳定,呈透镜体状分布于8#楼12#孔、13#楼22#孔、16#楼23#、24#孔、17#楼及18#楼地段。层厚0.6-1.4m。
第④层 卵石(Q41al+pl):青灰、灰褐等杂色,稍密,主要成份为石英岩、玄武岩和安山岩等。自然级配较好,磨园度良好,以扁圆形或亚圆形为主。粒径一般3-8cm,大者15cm。该层顶面以下厚约0.5-1.0m范围内主要以粉土及粉细砂充填,其下则以中砂、粗砂充填,交错排列,颗粒表面未风化或微风化。卵石含量50-65%,砂及砾粒含量20-30%,粉粒及粘粒含量5-10%。超重型动力触探试验修正后的平均锤击数为5.6击。最大揭露厚度9.2m(未揭穿)。该层不均匀,其中夹有④1层圆砾透镜体及④2层中砂透镜体。
第④2层 中砂(Q41al+pl):灰黄~黄色,稍湿,稍密,主要成份为石英、长石、云母等,颗粒较均匀,级配差,颗粒形状不规则,局部混有少量粉土或圆砾。分布不稳定,呈透镜体状分布于3#、11#、15#、21#、33#、35#及38#孔处,现场超重型动探修正后击数平均值为1.5击。层厚0.7-1.1m。
第②层 黄土状粉土(Q42al+pl):褐黄~灰黄色,稍湿,稍密。摇震反应轻微,无光泽,干强度低,韧性低。土质不均匀,局部地段夹有薄层粉质粘土,底部混有粉细砂。压缩系数平均值α1-2=0.221MPa-1,具中压缩性,层厚1.3-4.8m。2.3 场区地下水
本次勘察在勘探揭露深度内未见地下水,设计与施工可不考虑其影响。2.4 场区标准冻结深度
据洛阳孟津国家基本气象站1991-2001年实测冻土层厚度最大为21.0cm(91年),最小为9.0cm(96年和99年),平均为12.27cm,场地标准冻结深度小于30cm。2.5 岩土工程测试指标
2.5.1 地基土物理力学性质指标(室内试验指标)为了测定土的一般物理力学性质,本次勘察对所取原状土试样均做常规项目试验;为查明地基土的抗剪强度指标,对原状土样进行室内直剪(固结快剪)试验;为确定场地土的湿陷类型、等级,对原状土样做湿陷系数试验,对部分土样做湿陷起始压力试验。
室内试验取得各地基土物理力学性质指标,见后附“土工试验综合成果表”,采用数理统计方法求出各层土物理力学指标的平均值、均方差及变异系数,剪切试验指标采用标准值。其结果详见下表(考虑到钻机取样的压密作用,将探井资料与总体资料分开统计):
2.5.2 标准贯入试验指标(原位测试)
本次勘察对部分钻孔做标准贯入试验共24组,实测击数(N)标注于工程地质剖面图上,试验成果数据详见后附“标准贯入试验成果表”,按杆长及侧壁阻力予以修正,其统计结果见下表:
标 准 贯 入 试 验 成 果 统 计 表
层号 实测击数N 杆长修正后击数 试验频数n 范围值平均值平均值 标准差σ 标准值Nk ② 6.0-8.0 6.9 6.8 0.714 6.5 14 ③ 12.0-16.0 13.5 12.8 1.399 12.0 10 注: 标准值Nk按下式计算:Nk=-1.645 并结合经验来确定。
确定地基土的承载力时,选用经杆长修正后的平均锤击数的标准值Nk。2.5.3 超重型动力触探试验指标(原位测试指标)本次勘察对揭露到的第④层卵石及其中的圆砾、中砂透镜体进行了大量的超重型动力触探(N120)试验,N120试验实测击数随深度绘于工程地质剖面图上,进行数理统计时,首先将异常数值舍弃后,按杆长予以修正,其原始试验数据详见附表《超重型动力触探试验成果表》,统计结果见下表: 超重型动力触探试验成果表
地层编号 N120实测击数 N120修正击数 统计个数 范围值平均值 范围值平均值 标准差 变异系数
④卵石 1.0-29.0 12.1 0.5-11.1 5.6 1.532 0.273 1922 ④1圆砾 1.0-6.0 3.4 0.6-3.8 2.0 0.862 0.427 49 ④2中砂 1.0-5.0 3.2 0.5-2.5 1.5 0.415 0.269 60 3.场地岩土工程性质评价 3.1地基均匀性
本区拟建建筑均为框架结构,当采用浅基础,室内±0标高一般在+142.70~+143.50m,基础埋深按-1.5m考虑,各幢建筑(除19#楼)持力层为第②层新近堆积黄土状粉土,该层土体空间分布相对稳定,层面坡度小于10%,属均匀地基。而对于19#楼西段(33#孔处),基础持力层已达到第③层中砂上,故属不均匀地基。
若以第④层卵石做基础持力层,该层土体虽然空间分布相对稳定,但从动探击数分析,其离散性大,其中夹有④1层圆砾及④2层中砂透镜体,属不均匀地基。3.2 地基土的湿陷性
3.2.1 建筑场地的湿陷类型
据区域资料,本场地为非自重湿陷性场地;
3.2.2 地基湿陷等级、湿陷性土层的分布及湿陷深度 依据室内湿陷性试验资料,本场地土试样湿陷系数δs在0.016-0.023之间,湿陷程度属轻微。湿陷量的计算值Δs最大为66.1mm(24#孔)。按《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)规范表4.4.7判定,湿陷等级为Ⅰ级(轻微)。以第②层为湿陷性土层,湿陷性土层分布最大深度4.2m。各探井(钻孔)黄土湿陷性参数具体计算详见后附“黄土湿陷量计算表”。各探井(钻孔)的湿陷性参数统计计算值见下表:
各探井湿陷性统计计算表
井号 湿陷性土层序号 湿陷系数δs范围值 湿陷量的计算值Δs(mm)计算厚度(m)最大湿陷深度(m)湿陷等级 ② 0.019 24.2 0.9 2.4 非自重Ⅰ级(轻微)7 ② 0.020 22.5 0.8 2.9 非自重Ⅰ级(轻微)11 ② 0.023 29.3 0.9 2.4 非自重Ⅰ级(轻微)14 ② 0.017 25.5 1.0 3.1 非自重Ⅰ级(轻微)② 0.016-0.017 66.1 2.7 4.2 非自重Ⅰ级(轻微)26 ② 0.023 29.3 0.9 2.4 非自重Ⅰ级(轻微)
备注
1、湿陷量的计算值Δs按GB50025-2004规范第4.4.4-4.4.5条规定(自然地面下1.5m)计算;
2、湿陷性黄土地基的湿陷等级按GB50025-2004规范表4.4.7中规定判定。3.2.3 湿陷起始压力
本次勘察对部分探井共7组土样(第②层)所做黄土的双线法浸水压缩试验结果进行分层统计,各层土的湿陷起始压力平均值大于100 kPa。湿陷起始压力试验结果详见后附《土工试验综合成果表》,其统计结果见下表: 地层编号 湿陷起始压力Psh(kPa)范围值平均值
② 96-110(7组)103.0
3.3 场地稳定性和适宜性评价
据地区资料,该场地不存在影响工程稳定的不良地质作用(如滑坡、崩塌、泥石流等),不存在地震引发的地基液化、震陷问题,也无发震断裂通过,故该场地稳定,适宜建筑。
据调查及本次勘察,场区内无防空洞及人防工程等地下设施,但应根据场地文物钻探资料,了解地下墓穴、枯井、杂土坑等人类活动遗迹,并按要求进行工程处理。
3.4 各层土的地基承载力特征值与变形指标
依据地基土的时代、成因、物理力学性质,理论公式计算(抗剪强度指标)及现场原位测试指标,并结合地区经验综合分析,各层土地基承载力特征值(fak)及变形指标列入下表:
地基土层 地基承载力特征值 变形指标 理论公式法fa(kPa)标准试验法fak(kPa)超重型动力触探法fak(kPa)地区经验值fak(kPa)建议值fak(kPa)压缩模量Es1-2(MPa)变形模量E0(MPa)② 140 130 110 105 9.1 ③ 160 160 150 14.0 ④ 360 350 300 25.0 ④1 200 220 200 16.0 ④2 180 180 160 14.0
备注
1、压缩模量Es为在竖直压力为100-200kPa下的压缩模量Es1-2;变性模量E0,由超重型动力触探试验按《工程地质手册》第三版经验公式及有关经验综合确定。
2、理论公式计算是按GB50007-2002规范中5.2.5公式,с、ф值采用直剪试验的标准值,基础宽度b取1.0m,基础埋深d取1.5m(持力层按第②层)。
3、标准贯入试验法按《工程地质手册》第三版表3-2-
35、3-2-
36、3-2-37及有关经验综合确定。
4、超重型动力触探试验法按《工程地质手册》第三版表3-2-18~3-2-23及有关经验公式综合确定。4.场地地震效应
依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)该场地地震效应评价如下:
由附录A,洛阳市抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组。
依据第4.1.3条及表4.1.3和表4.1.6,估算场地土层等效剪切波速值在500≥Vse>250m/s范围以内,据区域地质资料,场地覆盖层厚度大于5.0m,判定建筑场地类别为Ⅱ类。
由场地类别及设计地震分组、按表5.1.4-2,场地地震作用特征周期值为0.35s。依据4.2.2及4.2.3条,天然地基基础抗震验算时,地基抗震承载力调整系数ζa可按下表采用:
地层序号 ② ③ ④ ④1 ④2 ζa 1.0 1.3 1.3 1.3 1.3 该场地地形开阔、平坦,无软弱土层分布,地貌单元属洛河右岸Ⅰ级阶地,依据第4.1.1条,该场地属建筑抗震有利地段。
由于本场地地下水位埋深较大(据区域资料,水位埋深在13.0m以下),故可不考虑地基地震液化的影响。5.地基基础方案
5.1 天然地基浅基础方案分析
拟建建筑均为框架结构,若采用柱下独立基础,基础埋深按1.50m,持力层为第②层新近堆积黄土,该层为非自重Ⅰ级湿陷性,而拟建建筑为丙类,按GB50025-2004规范第5.1.1条第3款及第6.1.5条第1款,不能直接采用天然地基浅基础,必须采取地基处理措施。5.2 灰土垫层人工地基浅基础
本场地属非自重Ⅰ级(轻微)湿陷性黄土地基,湿陷性土层最大深度为4.2m,建筑物类别属丙类建筑,根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)第6.1.5条第一款的要求及建筑物荷载、使用等条件,建议采用灰土垫层法对地基进行处理,即挖除第①及部分第②层土体,换填2.0m厚的3:7灰土垫层,以灰土垫层做基础持力层,采用钢筋混凝土独立基础,这样基坑开挖深度一般为3.0-4.0m。其下卧层第②层的湿陷起始压力大于100kPa,满足规范要求。该方案适宜于8#、9#、12#、16#、17#楼(均为5层),因13#楼处理厚度1.5m垫层后,其下卧层为中砂(③层)或卵石(④层),故亦适用于该方案。对于5#、6#楼(7层),由于单柱荷载大(约5000kN),采用该方案经验算,其下卧层(②层)承载力不满足要求,故不宜采用该方案。
对于18#、19#楼(7层),由于采用2.0m厚灰土处理后,其下卧层为③层中砂或④层卵石,该方案亦可采用。5.2.1灰土垫层的初步设计如下:
依据JGJ79-2002规范第4.2.1条,垫层的厚度Z应根据下卧层的承载力确定,并符合下式: Pz+Pcz≤faz
式中:Pz——相应于荷载效应标准组合时垫层底面处的附加压力; Pcz——垫层底面处土的自重压力;
faz——垫层底面处经深度修正后土层的地基承载力特征值; 5.2.1.1灰土垫层的承载力
灰土垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定,本工程的地基础设计等级为丙级,当3:7灰土垫层的压实系数大于0.95,干重度大于15.0kN/m3时,根椐建筑经验,初步设计时其承载力特征值(faz)可采用200kPa。5.2.1.2计算基础尺寸:
独立基础底面面积A:A≥ Fk/(fa-γd)
灰土垫层的地基承载力特征值﹙不做深度修正﹚fa=200kPa,式中:Fk——单柱荷载,取Fk1=3500kN,Fk2=5000kN(参见勘察任务书); d——基础埋深=1.50m(室外地面算起); γ——基础及上覆土的平均重度=20kN/m3。
计算结果:A1=20.6m2,A2=29.5m2,基底面积可分别取A1=5.2m³4.2m,A2=6.0m³5.0m。
5.2.1.3灰土垫层强度fak的验算:
灰土垫层的强度要滿足GB50007-2002 规范中5.2.1-1式: fak≥pk 求基础底面处的平均压力值pk:
按GB5007-2002 规范中5.2.2-1公式:
式中:FK——单柱荷载,取Fk1=3500kN,Fk2=5000kN; GK——基础自重和基础上的土重;GK=A.d.γ
(式中: L、d分别为独立基础的长度、宽度; γ为基础和上覆土的平均重度取20kN/m3。GK1=5.2³4.2³1.5³20=655.2kN, GK2=6.0³5.0³1.5³20=900.0kN)。代入公式: = =190.3kPa = =196.7kPa 灰土垫层的fa=200kPa≥基础底面处的平均压力值Pk1及Pk2, 灰土垫层的强度滿足要求。
5.2.1.4灰土垫层厚度验算
①、求灰土垫层底面处的附加压力值PZ: 独立基础:pz= 式中:Pk——基础底面压力(Pk1=190.3kPa,Pk2=196.7kPa); pc——基础底面处土的自重压力,取Pc=dγ=1.5³17.6=26.4kPa z——基础底面下垫层的厚度,取2.0m; θ——垫层的压力扩散角灰土取28°(tan28°=0.53); pz1= =77.4kPa pz2= =88.4kPa ②、求垫层底面处土的自重压力pcz=(垫层底面到地面的距离为3.5m,土的平均重度取17.5kN/m3)pcz=3.5³17.6=61.6kPa
pz1+pcz=77.4+61.6=139.0kPa ③、求垫层底面处土层经深度修正后的地基承载力特征值faz: 根椐下式计算:faz=fak+ηdγm(d-1.5)式中:faz——经深度修正后的下卧层承载力特征值; fak——下卧层的承载力特征值取105kPa(第②层);
ηd——承载力的深度修正系数=1.0(按GB50025-2004规范表5.6.5取值); γm——基础(垫层)底面以上土的加权平均重度,取17.6kN/m3; d——灰土垫层底面的埋置深度=3.5m; 代入公式计算:
faz1=fak+ηdγm(d-1.5)=105+1.0³17.5³(3.5-1.5)=140.2kPa 显然有: pz1+pcz≤faz1 下卧层强度滿足要求。
对于18#、19#楼,其下卧层为③层中砂,则
faz2=fak+ηdγm(d-1.5)=150+4.4³17.6³(3.5-1.5)=304.8kPa 则有:Pz2+Pcz≤faz2 下卧层强度满足要求。5.2.1.5灰土垫层的宽度: 垫层的宽度应以满足基础底面压力扩散和不破坏垫层侧面土质为原则进行设计,并满足下式: b′≥b+2ztgθ
式中:b′——垫层的底面宽度(m); θ——压力扩散角(灰土取280); z——垫层的厚度(m); b——基础宽度(m);
当为整片垫层时,其平面处理范围,每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度不应小于垫层的厚度,并不应小于2.0m。5.2.2垫层的施工 : 5.2.2.1灰土垫层土的填料要求:
灰土垫层的灰、土体积比宜为2:8或3:7,土料粒径不得大于15mm,宜用不含松软杂质的粉质粘土,不宜使用块状粘土及砂质粉土,灰土所使用的消石灰应符合Ⅲ级以上标准,石灰应消解3-4天,并筛除生石灰块后再使用。其粒径不得大于5mm,灰土混合料应拌合均匀,含水量适中(根椐施工经验一般控制灰土料的含水量在16%左右),简易识别方法是:捏紧成团,落地开花。5.2.2.2 灰土垫层的碾压机具及虚铺厚度:
可采用电动蛙夯进行分层夯实。其虚铺厚度应控制为20-30cm。每层灰土的夯实遍数,应根椐设计要求的干重度(一般γd≥15.0kN/m3)由现场试验确定。基坑开挖时若采用机械设备,建议对坑底接近设计标高以上30cm位置处,采用人工作业挖除,以免地基土体受到扰动。基坑不得雨水浸泡,否则应将浸泡土体清除。
进入槽(坑)内的灰土,不得隔日夯打、碾压,夯实后的灰土三日内不得受水浸泡。如迂阴雨天,应采取防雨及排水措施,刚碾压或未碾压完的灰土,如遭受雨淋浸泡,应将积水及松软灰土挖除并补填夯实,受浸湿的灰土,应在凉晒干后再压实。
5.2.3灰土垫层的质量检验:
在施工进程中,应分层取样检验,采用环刀法(采取原状土试样)检验。取样点应在每层表面下2/3厚度处。检验点数量:每个独立柱基不应少于1个点,每层不少于3处,取样点的位置应在各层的中间及离边缘150-300mm处。
质量要求:当灰土垫层的压实系数λc≥0.95时即为合格。(注:当计算压实系数时,应采用轻型标准击实试验测其最大干密度值)垫层竣工验收若采用载荷试验检验其承载力时,每个单体工程不宜少于3点。5.2.4 基坑开挖及边坡稳定
按设计要求,基坑开挖深度约为3.0-4.0m,小于6.0m。依据《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004,J366-2004)表8.7.2,基坑工程安全等级为三级。由基坑侧壁土体自立高度(HC)计算公式: HC=2c/γ³[tan(45+φ/2)] 式中:HC——允许自立高度(m);
c——侧壁土体粘聚力,取标准值17.9kPa(按第②层计算); Ф——侧壁土体内摩擦角,取标准值17.360;
γ——侧壁土体的天然重度,取平均值17.6kN/m3;
经验算,侧壁土层允许自立高度为2.76m,略小于基坑开挖深度。
根据洛阳地区经验和考虑到施工时对边坡的不利影响,建议按700-750放坡开挖,对于填土厚度较大地段,应减小坡角、增大外放距离,并采取切实可行的支护等安全措施,严禁在坡顶面进行堆载和浸水。5.3 人工级配砂卵石垫层
根据场地地质条件,结合建筑物使用要求,对于5#、6#、18#及19#等7-9层建筑,由于柱荷载大,建议全部挖除第①、②层后,采用整片人工级配卵石垫层,这样,基坑开挖深度一般为4.0-4.5m左右,初步设计如下: 5.3.1卵石垫层的初步设计如下:
5.3.1.1依据JGJ79-2002规范第4.2.1条,垫层的厚度Z应根据下卧层的承载力确定,并符合下式: Pz+Pcz≤faz
式中:Pz——垫层底面处的附加压力 Pcz——垫层底面处土的自重压力
faz——垫层底面处土层的地基承载力特征值 5.3.1.2 卵石垫层的承载力
卵石垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定,本工程的地基础设计等级为丙级,当卵石垫层的压实系数控制在0.94-0.97时,其承载力特征值fa可采用200-300kPa。初步设计时承载力特征值fa按300 kPa考虑。5.3.1.3 计算基础底面面积A:
根据独立基础底面面积公式: A≥ Fk/(fa-γd)
卵石垫层的地基承载力特征值﹙不做深度修正﹚fa=300kPa,柱荷载Fk=5000kN,基础埋深d=1.5m,基础及上伏土的平均重度γ=20kN/m3。代入矩形基础面积计算公式: A≥ Fk/(fa-γd)=5000/(300-1.5³20)=18.5m2(按方形基础取4.5m³4.5m)。5.3.1.4 卵石垫层强度fak的验算
卵石垫层的强度要滿足GB5007-2002 规范中5.2.1-1式: fak≥pk
按GB5007-2002 规范中5.2.2-1公式求基础底面处的平均压力值pk:
式中:FK——上部结构传至基础顶面的竖向压力,取5000kN; GK——基础自重和基础上的土重;GK=L.b.d.γ
(式中: L、b、d分别为基础础的长度、宽度和埋深;γ为基础和上伏土的平均重度取20kN/m3),基础自重和基础上的土重:GK=4.5³4.5³1.5³20=607.5kN; A——基础底面面积,取4.5m³4.5m; 代入公式 = =276.9kPa 卵石垫层的fa=300kPa≥基础底面处的平均压力值Pk=276.9kPa, 垫层的强度滿足要求。5.3.1.5 卵石垫层厚度验算
⑴、求垫层底面处的附加压力值PZ: 矩形基础:pz= 式中:b——基础底面的宽度=4.5m L——基础的底面长度=4.5m Pk——基础底面压力=276.9kPa pc——基础底面处土的自重压力=dγ=1.5³17.6=26.4kPa z——基础底面下垫层的厚度,平均按2.5m计算; θ——垫层的压力扩散角卵石取30°(tan300=0.577)代入公式算: pz= =93.0kPa ⑵、求垫层底面处土的自重压力pcz=(垫层底面到地面的距离为4.0m,第①、②层的平均重度按19.0kN/m3)pcz=4.0³19.0=76.0kPa ⑶、求垫层底面处土层经深度修正后的地基承载力特征值faz: 根椐下式计算:faz=fak+ηdγm(d-1.5)式中:faz——经深度修正后的下卧层承载力特征值; fak——下卧层的承载力特征值,按第③层中砂,取150kPa ηd——承载力的深度修正系数=4.4 γm——基础(垫层)底面以上土的加权平均重度=19.0kPa d——垫层底面的埋置深度=4.0m 代入公式计算:
faz=fak+ηdγm(d-1.5)=150+4.4³19.0³(4.0-1.5)=359kPa faz=359.0kPa≥pz+pcz=93.0+76.0=139.0kPa
当卵石垫层的厚度z取2.5m时,下卧层强度(第③层中砂)滿足要求。
而对于19#楼东部9层地段,由于采用柱下独立基础时,因底面积较大,可能给基础的布置带来困难,故建议该部分可采用柱下筏板基础(同样以该卵石垫层做基础持力层)。
5.3.1.6 垫层的宽度 整片垫层的平面处理范围,毎边超出建筑物外墙基础外缘宽度应不小于2.0m。5.3.1.7 卵石填料的标准要求:
要求采用级配卵石,其配比关系宜为4:3:3即:
卵石4(砾径50≥d≥20mm):圆砾3(砾径20≥d≥2mm):中粗砂3(砾径2≥d≥0.25mm)。最大砾径不超过50mm,含泥量(<0.1mm颗粒含量)不超过3% 5.3.1.8 根据施工经验建议施工参数: ⑴、使用16-18吨振动压路机; ⑵、压路机行驶度≤35m/min;
⑶、毎层压实填料虚铺厚度≤30-35cm; ⑷、毎层先静压两遍,再振压8遍。5.3.1.9 填层施工:
根椐施工经验,施工前应先将符合质量要求的卵石填料人工拌合均匀后,运至坑底虚铺35cm厚,在静压前,洒水使填料处于湿润状态(含水量控制在8-12%即可),然后用振动压路机先静压2遍,再振压8遍,碾压时,先按长度方向行驶,然后补压短边没压到的地方,以保证卵石填料均匀获得规定遍数的压实功能。垫层的底面宜铺设在同一标高上,如深度不同,基底土层面应挖成阶梯或斜坡搭接,并按先深后浅的顺序施工,搭接处应碾压密实。分段施工时,接头处应做成斜坡,每层错开0.5-1.0m,并应碾实。在土地基上做卵石垫层时,为防止基坑底面表层软土发生局部破坏,应在基坑底部及四侧先铺一层20-30cm厚的中粗砂垫层做底面,用木夯夯实,然后再铺卵石垫层。砂卵石填料中,不得含有草根、垃圾等有机杂物。
垫层铺筑前,应先验槽,坑底浮土应清除,边坡必需是稳定的,以防塌土,如发现基槽(坑)两侧附近如有低于地基的空洞、沟、井、古墓穴等,应在未做地基前加以填实处理。
5.3.1.10 垫层施工质量检验标准及方法: 根据下同要求可选用以下3种方法:
⑴、静载荷试验法(按GB50007-2002规范附录C、D中的要求确定);
⑵、N120超重型动力触探法;按GB50021-2001表3.3.8-2碎石土密实度桉N120分类: N120≤3松散;3<N120≤6稍密;6<N120≤11中密;11<N120≤14密实;N120>14很密;
⑶、灌水法、灌砂法(按GB/T50123-1999 5.3-5.4节要求试验)各层平均干重度应≥20.0kN/m3。大基坑整片垫层每50m2应有一个检测点; 5.3.1.11 基坑开挖及边坡稳定
采用大开挖方式进行灰土垫层施工,由剪切试验结果,按朗肯理论,粘性土侧壁允许自立高度HC按下式验算: HC=2c/γ³[tna(45+φ/2)] 式中:HC——允许自立高度(m)
c——侧壁土体粘聚力,取标准值17.9kPa; Ф——侧壁土体内摩擦角,取标准值17.360;
γ——侧壁土体的天然重度,取平均值17.6kN/m3;
经验算,侧壁土层允许自立高度为2.76m,基坑不可以直立开挖,根椐当地施工经验应采取600-700左右坡角进行放坡开挖,必要时应采取水泥砂浆喷面支护措施,并应严禁在坡顶面及基坑周边进行堆载和浸水。5.4 复合载体夯扩桩
根据场地岩土工程地质条件及周边环境条件,可采用复合载体夯扩桩对地基进行加固处理,初步设计如下;
5.4.1 复合载体夯扩桩持力层的选择
场地内第④层卵石层,埋深较浅(一般为地面下3.5-6.0m左右,但由于该层大部分地段上覆有第③层中砂,将给施工带来困难,应予以充分重视),强度高,厚度大,分布稳定,是良好的桩端持力层,可做为复合载体夯扩桩的桩端持力层。5.4.2 桩基参数的确定
各土层的桩侧阻力特征值qsia,可依据地区经验按下表采用: 层号 qsia(kPa)② 18 ③ 22 ④ 50
桩端持力层第④层卵石层的桩端阻力特征值,按《复合载体夯扩桩设计规程》JGJ/T135-2001中的4.2.2条规定确定: qpa(fa)=fak+ηdγm(d-1.5)式中:qpa(fa)——复合载体下地基土经深度修正后的地基持力层承载力特征值,按现行GB50025-2004规范5.6.5式确定;
fak——地基承载力特征值,第④层fak=300kPa;
ηd——深度修正系数按基底下土的类别由GB50007-2002规范表5.2.4中取值,取ηd=4.4;
γm——基底以上土的加权平均重度γm=17.6kN/m3; d——基础埋深,即复合载体夯扩桩底深度; 5.4.3 单桩竖向承载力的确定
初步设计时,单桩竖向承载力特征值可按JGJ/T135-2001规范4.2.2式确定:Ra=πdΣqsiaLi+qpa²Ae
式中:Ra——单桩竖向承载力特征值(kN); d——桩身直径,取0.4m; qsia——桩侧阻力特征值;
Li——桩身穿越第i层土的厚度;
qpa——复合载体地基土经深度修正后的地基承载力特征值; Ae——等效桩端计算面积,按JGJ/T135-2001规范按表4.2.2取值。Ae=1.6m2(卵石层的三击贯入度按10cm考虑);
若桩身直径d取0.4m,按各幢楼桩端入土深度的不同(考虑桩长较小,故不计桩侧阻力),计算的单桩竖向承载力结果见下表:
楼号 桩径(m)桩入土深度(m)持力层承载力特征值(kPa)Ra(kN)备 注 修正前 修正后
5# 0.4 4.0 300 494 790 采用该方案时,应考虑部分地段③层中砂易坍塌,对施工造成的不利影响,建议施工前首先进行试验性施工,满足设计要求时即可采用。
6.0 648 1000 6# 0.4 6.0 300 648 1000 8# 0.4 3.5 300 455 728 4.5 532 850 9#16#-19# 0.4 4.5 300 532 850 5.0 570 910 12# 0.4 4.0 300 494 790 4.5 532 850 13# 0.4 3.0 300 416 666 4.5 532 850 依据JGJ/T135-2001规范第3.0.3条要求及桩端持力层性质,桩间距不应小于1.6m。
5.4.4 单桩完整性及承载力检测
⑴、可采用低应变动侧法对工程桩进行桩身质量的检验。抽检桩数应为总桩数的10-20%,并不少于10根。
⑵、单桩竖向承载力的特征值,最终应由单桩静载荷试验确定,每个单体工程不应少于3根。
⑶、在桩身混凝土强度达到设计要求的前提下,从成桩到开始检验的间歇时间:对于砂及碎石土不应少于10天。6.结论与建议
1)、场地地貌单元处于洛河右岸Ⅰ级阶地,地形基本平坦。
2)、本场地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,场地地震作用特征周期值为0.35s。场地类别为Ⅱ类,为建筑抗震有利地段,适宜建筑。3)、本次勘察在勘探揭露深度内未地下水,设计与施工可不考虑其影响。4)、根据场地地层分布及建筑物情况,对于8#、9#、12#、13#、16#、17#楼(均为5层建筑),建议采用灰土垫层地基处理方案,垫层厚度不宜小于2.0m;对于18#及19#楼亦可采用该方案,但必须全部清除第①、②层土体(灰土垫层厚度不宜小于2.0m)。
5#、6#、18#及19#楼(西段)由于为7层建筑,单柱荷载大,建议全部清除第①、②层土体后,用人工级配卵石垫层进行整片换填处理(垫层厚度不宜小于2.0m),采用独立基础方案。
对于19#楼东部(9层地段),可采用筏板基础,以该层人工卵石垫层做筏板基础持力层。
本场地各幢建筑若采用复合载体夯扩桩地基处理方案,由于桩端持力层第④层埋藏较浅,层面变化较大,大部分地段该层上部分布有第③层中砂层。因此,必须采取有效的施工工艺措施,将桩端置于第④层卵石层之中。否则,由于桩的入土深度过小,不宜采用该方案。
工程地质勘察报告论文
摘 要:建筑行业的飞速发展使其在施工过程中面临着更多的安全问题及质量问题,特别是在实际施工之前要充分做好工程地质的全面勘探,这其中的钻探技术就是地质勘测中的主要施工途径,不仅能够保证施工队伍及时了解施工地点的地质特征,而且能够提升建筑工程的完成效率以及整个工程的质量。该文主要介绍了工程地质钻探的主要特点及适用条件,同时对工程地质钻探的特殊要求、钻探方法、钻探设备、钻孔设备进行了深入的讨论,从而为钻探技术的应用提供专业的参考依据。
1 工程地质钻探的主要特点及适用条件
进行建筑工程地质勘探时普遍应用的途径就是钻探施工技术。钻探技术应用的范围较广,适用性较强,不论是何种地质条件、何种工程建筑类型,只要满足工程地质勘探的要求,就可以应用钻探施工技术。
在进行工程地质勘探过程中应用钻探技术需要注意以下四点:第一,应用钻探技术前,要考虑建筑工程施工地点的地质地貌特点,根据建筑工程的类型及施工特点,确定钻孔的分布。例如,在工民建工程施工过程中,确定钻孔的分布的依据是建筑物的轮廓线;但是在水利工程施工过程中,应该根据水坝的坝轴线确定钻孔分布。第二,一般的建筑工程,在开展钻探工作时,钻孔的深度比较浅,平均深度在9m-10m,因此采用简单的钻探方法,使用简单易操作的钻探设备即可。但是像大型水利工程、具体地区的地质勘探工程等,应用钻探技术时就需要深度较大的钻孔。第三,钻探技术的基础操作是钻孔,钻孔的目的是勘测建筑工程施工地点的地质地貌、水文、岩石等特征,除此之外,钻孔可以方便施工单位技术人员在施工地点取样进行试验,因为试验与钻孔大都是同时进行的,所以会影响建筑工程的钻探进程。第四,工程地质勘探中应用钻探技术需要注意钻孔的结构、方法以及观测钻孔进程并进行记录等。
在工程地质勘探中应用钻探技术,可以保证钻探的精确度,方便技术人员提取样本。应用钻探技术可以加深勘探深度,加快钻进速度。
2 工程地质钻探的特殊要求
工程地质钻探的目的是为建筑工程设计提供参考依据,保证建筑工程的施工质量,因此在应用钻探技术时,要严格控制钻进方法、钻孔结构以及钻进过程中的观测编录等。建筑工程地质勘探中应用钻探技术要求岩心采取率高于80%,工程建筑的软弱夹层与断层破碎带高于60%,在钻探过程中,岩心采取率一般很难达到80%。为提高钻探的岩心采取率,需要依据工程施工地面的岩层性质选择合适的钻进方法。例如,在软弱夹层与断层破碎带钻孔时,应该选择干钻,进行低速钻孔。
应用钻探技术的同时要确保施工现场的水文、地下水位测试工作的正常开展,所以要根据工程施工地点的含水层位置及有关试验要求选择合适的钻进方法,合理确定钻孔分布。对不同的含水层要换径并分层止水,加以隔离,换径、分层止水的.次数与含水层的数量呈正比。钻孔的直径一般为91毫米,孔身结构确定依据是换径的位置及次数。若在基岩而以上的砂卵石层中作抽水试验千钻,不允许使用泥浆加固孔壁的办法。一般钻孔要直,不能发生弯曲;孔壁要求光滑规则,同一孔径段应大小一致。这些要求在钻探操作工艺上给予满足。
钻孔水文地质观测,是工程地质钻探的一项重要工作,藉以了解岩层透水性的变化,发现含水层之间的联系,找到含水层水位的规律。若在岩层较坚硬地区可借助岩心开展取样工作,但是要注意岩石软弱夹层与断层破碎带的保护。取样过程中,为保证样品的质量,需借助先进的取样设备,采用科学的取样方法,钻探技术施工人员需要严格遵守取样操作工序要求。
3 工程地质钻探常用的钻探方法和设备
工程地质钻探的钻探方法和设备的选择依据是施工地点的地质特征。钻探方法有四种,分别是冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探和振动钻探,其中冲击钻探和回转钻探是工程地质勘探中经常使用的两种钻探方法。钻探方法若依据动力来源划分,可分为人力钻探和机械钻探,其中最广泛使用的钻探方法是机械回转钻探方法,因其具有高效率、钻孔深、岩心采取容易等特点。目前,国内外正在人力革新钻探技术,逐步朝着全液压驱动、仪表控制、勘探与测试相结合的方向发展。
力学性质,在工程地质勘察中,应结合勘探工作采取原状土样。但是在钻孔中采取原状土样时受到很多因素影响,其中主要的是取土器的结构和取土实用。取土器主要有限制球阀式取土器、上提橡皮垫活阀式取土器、回转压入式取土器和水压活塞式取土器4种,这4种取土器适用于采取粘性土的原状土样。采取砂类土和饱水软粘土就比较困难了,需要使用特制的取土器。如采用厚壁管靴长筒上提活阀式取土器,反旋活阀分节取土器和真空活塞取砂器等,采取地下水位以下的原状砂类土和软粘土样,效果较好。原状土样的采取方法主要有3种:第一种,击入法。适用于较硬的土层中取样,又可分为孔外及孔内的轻锤多击法和重锤少击法。实践证明,孔内的重锤少击法取样效果好,效率高而且土样扰动小。第二种,压入法。适用于较软的土层中取样,又可分为连续压入和断续压入法。连续压入法是借助活塞油压筒或钢绳滑轮组合装置,将取土器一次快速均匀地压入土中,土样的扰动较小,当采用连续压入法无法将取土器压入土层时,则可采用断续压入法。第三种,振动法。当振动钻进时,可利用振动器的振动作用将取土器压入土中。这种方法对土样的边缘部分扰动较大。易受振动液化的土层不适用。
为了保证土样的质量,除了对取土器和取土方法进行选择外,还应注意钻探方法、钻孔结构、清除孔内残土、操作方法和土样封存及运输等各顶问题。
4 工程地质勘探钻孔类型及其适用条件
钻孔的类型指的是钻孔的角度及其方向。钻孔的角度即是钻机的立轴钻杆与地平线的夹角,也叫做钻孔倾角。按照钻孔倾角及其变化情况,可将钻孔分为铅直孔、斜孔、水平孔和定向孔4种。在进行工程地质勘探时,为了能取得尽可能多的地质资料,又节省钻探工作量,钻进方向最好与不同岩性接触而或与断层而垂直。
4.1 直孔
直孔倾角为90度。在工程地质钻探中此类孔最常用适于查明岩浆岩的岩性岩相、岩石风化壳、基岩石以及第四纪覆盖层的厚度及性质、缓倾角的沉积及断裂等。作压水试验的钻孔一般都采用铅直孔。
4.2 斜孔
斜孔倾角小于90度。当钻孔倾角小于90度时,需要表明钻孔的方向。例如,在沉积岩岩层应用钻探技术,钻孔角度多数大于65度,在钻进时应该选择和岩层断层带相反的方向。斜孔勘探一般用在水电、水利工程的地质勘探,目的是了解水利工程的地质结构。若勘探峡谷工程或河床较窄的工程,最好选用斜孔钻进方法,既可以避免在河中央布孔的困难,也可以有效控制河床结构。
4.3 水平孔
水平孔的倾角多数为0度。水平孔一般在坑探工程中布置可作为平铜、石门的延续,用以查明河底地质结构、进行岩体应力量测、超前探水和排水。在河谷斜坡地段用以探查岸坡地质结构等效果比较好。
4.4 定向孔
在工程地质勘探过程中,根据工程地质的具体情况,采用某些先进技术,使钻孔方向随着深度的变化而改变,实现钻孔定向钻进,定向钻孔的角度大于60度。例如,对上缓下陡的岩层进行钻孔,钻孔需要保持一定的深度间隔,可以在一个钻孔中控制多个定向孔,钻进同一岩石层,定向钻孔方向要求与岩石层垂直。定向钻孔工艺在操作时比较复杂,目前国内采用的是在一个钻孔中控制多个定向分支孔的方法开展定向钻孔工作。
5 钻探技术的具体分析
地质钻探技术简单的来说,就是通过对地下进行钻孔从而打碎岩石的一种施工方法,同时,地质钻探技术是一种对地下岩层材料信息和实物资料,以及矿石品位的评价和计算储量进行验证的一种重要的技术手段。由于地质钻探的目的不一样,所以使用的钻探工艺与钻探装备也不相同。目前,我国对钻探技术投入了许多人力资源、物力资源和财力资源,使我国的钻探技术逐渐形成一个技术体系,在地质勘测中,常用的一些钻探技术包括绳索取心技术、新型的节水钻探技术、液动潜孔锤钻探技术、以及反循环钻探技术等。
5.1 绳索取心技术
绳索取心技术不依赖钻孔直接用钢丝绳打捞器提取出岩心,只有在钻头损坏或更换钻头时才会使用钻机。采用绳索取心技术进行地质钻探的技术要点分别是:第一,绳索取心技术设备包括具有良好性能的钻杆、双层或三层的岩心杆、钢丝绳索打捞器等。第二,钻机的钻头需选用金刚石材料,因其具有高强的适应性。第三,需使用高性能的钻机和泥浆泵。第四,绳索取心技术操作人员需要进行专业的技术培训,掌握相应的技术要领。
绳索取心技术因其效率高、节省钻进时间,广泛应用在工程地质勘探中。例如在天然气钻探、石油钻探、冰层钻探、矿产钻探中等多领域中。同时,绳索取心技术的钻孔深度不大,可有效减少钻杆与钻进的摩擦,延长钻孔设备使用时间。
5.2 反循环钻探技术
依据循环介质不同可以将反循环钻探技术分为空气反循环技术和水利反循环技术。水利反循环钻探技术将泥浆或水运送到孔的底部,提取钻头后得到岩心。空气反循环钻探技术以空气作为循环的媒介,使用双壁钻杆运送空气至孔底,潜孔锤会在孔底空气膨胀产生的压力的作用下,不断撞击岩石,提取钻杆可以带出部分岩屑,我们可以通过岩屑对岩层进行研究。水利反循环勘探技术能提取较完整的岩石,提高岩石研究的精准度,其缺点是在应用时,钻进速度缓慢且耗费大量水资源。空气反循环钻探技术有效节约成本,实现节水钻进,适合在干旱、缺水地区应用,其缺点是通过岩屑无法研究岩层的特性,但其应用范围较广,多用于固体矿产资源的勘探中,尤其是稀有矿产或破碎地层中。例如,第三、四系砾岩型金矿或赋存在构造破碎带、蚀变带的金矿床的勘探中,用普通钻进方法很难获取岩心,若使用水利反循环钻进技术会污染岩心,只能采用空气反循环钻探取样,保证地质研究结果的准确性,提高钻去效率。
5.3 液动潜孔锤钻探技术
我国在应用和研究液动潜孔锤这类钻探技术时,所取得的研究成果在世界上都是处于领先地位的。其工作原理为用冲洗液来带动液动潜孔锤工作,当外界的力量冲打液动潜孔锤时,液动潜孔锤同样也会将这部分能量传递给钻头,这时钻头就可以击破岩石了,施工现场的泥浆泵就是输送冲洗液的最佳工具,钻头的反复运动就可以产生有节奏的冲击负荷。作为回转钻探技术的一种改进技术,在冲击力和回转力的驱使下,液动潜孔锤钻探技术大大的提升了设备的钻进效率,并且也减少了打孔的成本。另外,液动潜孔锤钻探技术还能够很好的利用坚硬岩石脆性大并且抗剪强度低的特点,有效的解决钻探复杂状况以及无法保证钻孔质量的问题。
因为在采用液动潜孔锤钻探技术时,其一直都是在高频作业的,所以这种技术对于岩质坚硬以及脆性较大的地质结构中是较为适用的,但是在施工作业时一定要重视设备的紧固问题,并且液压的泥浆质量将直接决定液动锤的实际磨损状态,所以我们在选择液压泥浆时,也尽量选择润滑性能好、含沙量低并且粘稠度也较低的原料。当处于较高强度的工作环境中,液动潜孔锤钻探技术的使用寿命以及工作状态是无法得到有效的保证的,所以此技术的发展趋势应为延长潜孔锤的使用寿命并且提升潜孔锤的工作效率,现阶段,液动潜孔锤钻探技术主要应用在水电建材、石油化工以及金属矿山等领域中。
5.4 组合钻探技术
组合钻探技术是将“绳索取心技术”、“液动潜孔锤钻探技术”、“反循环钻探技术”三种钻探技术进行组合,可以充分发挥三种钻探技术的优势。在工程地质勘探中,应用组合勘探技术可以避免地质条件限制,根据实际情况进行钻探施工,降低施工劳动强度、节省成本,提高钻探的工作效率。
6 结语
近日,福建省住房和城乡建设厅发出《关于启用全省岩土工程勘察项目备案管理系统的通知》(以下简称通知),力求落实工程勘察事前报告制度,有效实施工程勘察现场作业动态监管。
通知明确,自今年5月1日起,福建省签订工程勘察合同的勘察项目,勘察单位应在现场作业前3日登录“全省岩土工程勘察项目备案管理系统”,如实填报勘察项目相关信息,予以备案。完成“系统”备案后,勘察单位还应填写《福建省岩土工程勘察现场作业事前备案表》,并在审查时与勘察成果文件一并报送审查机构。此外,各施工图审查机构应加强审查把关,对未提供备案表的工程勘察项目,审查机构不得受理。审查机构应对备案表进行核实,并通过施工图审查系统予以上报。
同时,福建省住房和城乡建设厅要求,该省各设区市住房城乡建设主管部门要督促本辖区工程勘察企业做好勘察现场作业前的备案工作。要充分利用系统备案信息,切实加强工程勘察现场作业动态监管,保证工程勘察质量。另外,为发挥社会监督作用,该系统登录主页公布了全省各地工程勘察投诉举报方式。有关单位、建设单位如发现勘察单位弄虚作假、违规行为以及服务等问题,可以通过举报电话或系统主页的工程勘察质量回访信箱反映。
岩土工程勘察报告提交以后,勘察单位还有许多后继工作要做。勘察报告必须接受施工图审查,根据施工图审查意见进行整改并进行回复。基础施工开始后,勘察单位的相关责任人应及时参加现场施工验槽,遇到异常情况时,应结合地质条件提出处理意见和建议,必要时进行施工勘察。工程实施过程中,根据业主需要,提供相关技术咨询。工程竣工后项目负责人应参加地基与基础、主体结构分部工程等相关分部工程验收、工程竣工验收。
本文结合笔者多年工作实践,对勘察报告提交后的若干工作内容和方法,进行分析和总结,供业主、相关单位技术和管理人员借鉴。
1 工程勘察文件的审查意见回复工作
根据建设部《实施工程建设强制性标准监督规定》、《建设工程勘察质量管理办法》、《工程建设标准强制性条文》等相关规定,工程勘察文件应当经县级以上人民政府建设行政主管部门或者其他有关工程勘察质量监督部门审查。工程勘察质量监督部门可以委托施工图设计文件审查机构(以下简称审查机构)对工程勘察文件进行审查,施工图设计文件审查单位应对勘察报告逐项审查,通过者才能作为设计和施工的依据,施工图未经审查合格的,不得使用。勘察单位应根据审查机构对工程勘察文件的审查意见进行整改并进行回复,这是从技术上确保建设工程质量的关键。
根据笔者经验,勘察单位对审查人员的审查意见,要组织相关责任人在认真进行分析和理解的基础上进行整改、回复,如果和审查人员对某些问题有不同见解,应主动与审查人员联系、沟通和交流,可以进行技术探讨,这样可使大家的水平共同提高。勘察文件审查通过后,要做好施工图审查意见和回复资料的建档工作,要求审查意见和回复资料按项目随勘察报告一起存档。要经常组织勘察技术人员对存在的问题进行统计分析、分类总结经验教训,可有效防止同类问题在同一单位的不同技术人员中多次重复出现。
勘察单位必须加强综合管理,建立内部勘察质量考核制度,实行勘察质量责任制,谁签字、谁负责,定期或不定期对勘察质量进行抽查、考核,做到奖惩分明。经常组织勘察人员学习工程建设法律、法规、标准、规范,重视标准的更新和学习,分析总结勘察工作中的技术问题和质量问题,不断提高勘察成果质量。
2 现场施工验槽工作
2.1 施工验槽工作重要性
由于岩土体是在漫长的地质历史时期,复杂地质作用下的产物,虽然能通过勘察尽可能查明其基本性质,但又不可能完全查清,勘察成果报告中勘探点之间的地层变化规律多是人为推测的[1],再完美的勘察也不能解决所有的问题。通过现场施工验槽可以核查勘察成果的准确性[2],能及时发现和处理遇到的种种问题,消除影响安全的隐患,确保工程质量。
为强度验槽工作重要性、保证验槽工作有效进行,国家、地方均已建立基槽检验的制度,由主管部门监督执行。例如《建设工程勘察质量管理办法》中规定,工程勘察企业不参加施工验槽的,由工程勘察质量监督部门责令改正,处1万元以上3万元以下的罚款;《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002也将基槽检验规定为强制性条文(10.1.1条)。因此,施工验槽是每个工程必须进行的常规工作。
2.2 施工验槽主要工作内容[3]
2.2.1 应做好验槽准备工作,熟悉勘察报告,了解拟建
建筑物的类型和特点,研究基础设计图纸及环境监测资料。当遇有下列情况时,应列为验槽的重点:
(1)当持力土层的顶板标高有较大的起伏变化时;(2)基础范围内存在两种以上不同成因类型的地层时;(3)基础范围内存在局部异常土质或坑穴、古井、老地基或古迹遗址时;(4)基础范围内遇有断层破碎带、软弱岩脉以及湮废河、湖、沟、坑等不良地质条件时;(5)在雨季或冬季等不良气候条件下施工、基底土质可能受到影响时。
2.2.2 验槽应首先核对基槽的施工位置。平面尺寸和
槽底标高的容许误差,可视具体的工程情况和基础类型确定。一般情况下,槽底标高的偏差应控制在0mm~50mm范围内;平面尺寸,由设计中心线向两边量测,长、宽尺寸不应小于设计要求。
2.2.3 当发现有与勘察报告和设计文件不一致,或遇
到异常情况时,应结合地质条件提出处理意见和建议。基槽(坑)检验报告是岩土工程的重要技术档案,应做到资料齐全,及时归档。
2.3 施工验槽主要工作方法[4,5,6]
验槽方法宜采用目测、手摸、袖珍贯入仪、钎探或轻型动力触探等简便易行的方法,当持力层下埋藏有下卧砂层而承压水头高于基底时,则不宜进行钎探,以免造成涌砂。当施工揭露的岩土条件与勘察报告有较大差别或者验槽人员认为必要时,可有针对性地进行补充勘察测试工作。
2.3.1 验槽时必须具备条件
勘察、设计、监理、施工及建设方有关负责人员及技术人员到场;现场能提供附有基础平面和结构总说明的施工图阶段的结构图、详勘阶段的岩土工程勘察报告;基槽开挖完毕,槽底无浮土、松土。
2.3.2 无法验槽的情况
基槽底面标高没有到达设计要求标高;基槽底面没有按设计要求整理平整,坡度较大或高差悬殊;槽底有明显的机械开挖、未加人工清除的沟槽、铲齿痕迹,槽底土扰动明显,等等。
2.3.3 推迟验槽的情况
设计所使用承载力和持力层与勘察报告不符;场地内有软弱下卧层或地基不均匀而设计方未说明相应的处理办法,等等。
2.3.4 施工验槽重点
重点注意以下几种情况:场地内是否有填土和新近沉积土;槽壁、槽底岩土的颜色与周围土质颜色不同或有深浅变化;局部含水量与其它部位有差异;场地内是否有异常带;是否有因雨、雪、天寒等情况使基底地层的性质发生了变化;场地内是否有被扰动的地层。
(1)对换土垫层,应在进行垫层施工之前进行,根据基坑深度的不同,分别按深、浅基础的验槽进行。经检验符合有关要求后,才能进行下一步施工。(2)对各种复合桩基,应在施工之中进行,查明桩端是否达到预定的地层。(3)机械成孔的桩基,应在施工中进行。干施工时,应判明桩端是否进入预定的桩端持力层;泥浆钻进时,应从井口返浆中,获取新带上的岩屑,仔细判断,认真判明是否已达到预定的桩端持力层。(4)人工成孔桩,应在桩孔清理完毕后进行。对摩擦桩,应主要检验桩长。对端承桩,应主要查明桩端进入持力层长度、桩端直径。在混凝土浇灌之前,应清净桩底松散岩土和桩壁松动岩土。对大直径桩,特别是以端承为主的大直径桩,必须作到每桩必验。检验的重点是桩端进入持和层的深度、桩端直径等。
2.3.5 施工验槽程序
现场验槽时,一般是由建设单位会同监理、设计、勘察、施工各方,先察看现场,再开会协商,如满足勘察报告与设计文件的要求,则各方在验槽记录上签字。主要由勘察单位出具意见,设计单位也要认可签字,目的是认可现场施工开挖情况与勘察文件、设计要求的吻合性。
如遇异常情况,由各方协商处理意见,大家取得共识后,一般是以会议纪要的形式确定,各方在会议纪要上签字确认,必要时对重大内容进行专门的专家论证或审查。
3 施工勘察工作
施工勘察就是基础施工过程中,对岩土技术条件复杂或有特殊使用要求的建筑物地基,当发现地基条件的实际情况与原勘察报告不符,或发现必须查明的异常情况时,应建议进行施工勘察[7],施工勘察是工程勘察的一个重要阶段。施工勘察必须要有针对性,应根据工程特点、要解决的问题等,合理布置勘察工作量和测试内容,提交施工勘察报告。
4 技术咨询工作
岩土工程技术咨询工作,是依据勘察单位岩土工程专业知识和丰富工程经验,在基础类型选择、桩基选型、基坑支护型式、项目施工、运营等多方面,帮助项目参与相关单位出主意、想办法,提供相关技术支持。可以是工程的全过程,也可以就某一项工作积极提出合理化建议,协助业主进行相关管理工作,提高工程的质量和经济效益。必要时接受客户委托,为工程项目设计方案比选、实施及运营等阶段提供智力服务。
当施工过程中出现质量事故时,勘察单位应当参与建设工程质量事故原因分析,提出相应的技术处理方案建议。
5 参加工程验收工作
工程施工完工后,由工程质量验收责任方组织,参与建设活动的有关单位共同对检验批、分项、分部、单位工程的质量进行抽样复验,对技术文件进行审核,并根据设计文件和相关标准以书面形式对工程质量达到合格与否做出确认[8]。
参加工程施工质量验收的各方人员应具备规定的资格。
5.1 参加分部工程验收
由总监理工程师(建设单位项目负责人)组织施工单位项目负责人和项目技术、质量负责人等进行。由于地基基础、主体结构工程关系到整个工程的安全,技术性强,为严把质量关,地基与基础、主体结构分部工程的勘察、设计单位工程项目负责人也应参加相关分部工程验收,并在“分部(子分部)工程验收记录”上签字确认。除地基基础、主体结构以外分部的分部工程,勘察单位可不参加。
5.2 参加单位工程质量验收
也称质量竣工验收,是建筑工程投入使用前的最后一次验收,也是最重要的一次验收。工程竣工验收由建设单位(项目)负责人组织施工(含分包单位)、设计、勘察、监理等单位(项目)负责人进行单位工程验收,并在“单位(子单位)工程质量竣工验收记录”上签字盖章确认。单位工程的验收人员应具备工程建设相关专业的中级以上技术职称并具有5年以上从事工程建设相关专业的工作经历,参加单位工程验收的签字人员应为各方项目负责人。
5.3 提交勘察单位工程质量检查报告
根据质量监督部门的要求,项目完工后,勘察单位还须向建设单位、工程质量监督部门提交“勘察单位工程质量检查报告”,一般从以下几个方面填写质量验收意见,并由项目负责人、法人代表签名,勘察单位盖章。
(1)通过现场全面检查,确认工程施工质量是否达到勘察成果文件的要求,是否认可施工单位的自评意见;(2)本工程依法进行勘察工作及执行有关主管部门批文的情况;(3)本工程是否按强制性条文进行勘察工作;(4)本工程提供的工程成果是否符合合同要求,且真实、准确;(5)勘察单位是否按要求参加工程地基基础检验,是否参加与地基有关的工程质量事故调查,并配合设计单位提供技术处理方案;(6)本工程地基验槽情况是否与本工程地质勘察报告书内容相符;(7)其他需要说明的情况。
6 结束语
以上岩土工程勘察报告提交后的若干工作,基本都是经验性很强的工作。基础型式不同、地层不同、工程特点不同,发现问题、解决问题的方法也就不同,应针对具体情况进行具体分析,根据实际地质条件,结合上部结构要求,才能取得好的工作效果。由于笔者小平有限,文中如有不当之处,请大家批评指正。
摘要:从勘察报告提交以后施工图审查意见回复、现场施工验槽、相关技术咨询、参加工程验收等方面,对勘察报告提交后的若干工作内容和方法进行分析和总结,可供业主、相关单位技术和管理人员借鉴。
关键词:勘察,施工图审查,施工验槽,工程验收
参考文献
[1]李艳梅.浅析基础验槽重要性及常见问题处理方法[J].硅谷,2008(18):100.
[2]孔晓峰.基槽检验与地基的局部处理[J].价值工程,2010,29(21):127.
[3]中华人民共和国建设部,GB/T50007-2002.建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[4]王鸿胤.北京地区地基验槽常见工程地质问题及其处理[J].岩土工程技术,2006,20(4):197,199.
[5]韩继军.建筑地基验槽及局部处理方法[J].西部探矿工程,2007,19(5):175,177.
[6]史丹频.浅谈地基验槽的技术要求及地基处理原则[J].常州工学院学报,2008,21(z1):39,41.
[7]中华人民共和国建设部,GB50021-2001.岩土工程勘察规范(2009年版)[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.
关键词 认识实习;STS;教学模式;环境工程专业
中图分类号:G642.44 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)12-0142-02
1 引言
“STS”即Science Technology Society(科学,Science;技术,Technology;社会,Society)。STS教育是科学教育改革中兴起的一种新的科学教育构想,其宗旨是培养具有科学素质的公民。它要求面向公众,面向全体;强调理解科学、技术和社会三者的关系;重视科学、技术在社会生产、人们生活中的应用;重视科学的价值取向,要求人们在从事任何科学发现、技术发明创造时,都要考虑社会效果,并能为科技发展带来的不良后果承担社会责任[1-2]。
环境工程专业是培养学生掌握环境污染控制的理论知识和技术方法,去解决因环境污染带来的社会问题。环境工程专业学生培养的过程贯穿了“STS”教育理念。环境工程专业认识实习是对本专业所从事工作的性质和内容的一次实地考察和认识,为以后专业课程的学习奠定必要的实践基础。本文针对环境工程专业认识实习教学目标,基于STS教育理念,构建新的环境工程专业认识教学模式,提高教学质量。
2 环境工程专业认识实习教学的现状
环境工程专业认识实习是环境工程专业教学的一个不可或缺的重要环节,认识实习教学过程受限于实习场地和教学学时,大多数院校的认识实习教学不被重视,存在影响教学质量的问题[3-4]。认识实习主要参观污水处理厂、燃煤电厂、垃圾焚烧厂等污染治理工程,由于实习场地在室外,学生行动自由,容易分散,不利于集中管理;加之涉及面广,内容多,学生刚开始接触,难以系统掌握实习内容。现有认识实习教学模式主要采用实习单位工程师带队讲解,讲解过程随机性很大,没有系统安排讲解内容,难以激发学生的主动性和积极性,缺失引导学生思考过程[5]。
目前环境工程专业认识实习教学环节仍然比较薄弱,还不能完全与课堂教学内容相适应,不能激发学生的主动性和积极性,迫切需要寻求新的实习教学模式,改变目前教学过程中存在的弊端,以提升教学质量和教学效益。
3 基于“STS”环境工程专业认识实习教学模式的构建
3.1 基于“STS”的教学理念分析
结合环境工程认识实习特点,将STS教育理念融入实习教学过程。STS教育注重科学—技术—社会之间的关系。环境工程认识实习就是让学生了解环境问题来源,如何利用科学技术手段解决环境问题,同时认识到科学技术应用过程中又产生环境问题。另外,社会进步需要提高人们所生活环境的质量。在此过程中体现出STS教育的思想,学生在探讨环境问题主题的活动过程中,很自然地学到环境专业知识和方法。同时让学生明确社会责任感,增强公民意识,树立正确的世界观、人生观和价值观。
3.2 基于“STS”的教学内容
环境工程认识实习是专业教学计划中的主要组成部分。一般安排在专业课程开课之前进行,以了解主干专业课程涉及的工艺设备、净化流程和净化装备为主要教学目的。按照污染控制理论、原理(Science)、污染控制技术(Techno-
logy)及其对社会(Society)影响的教学模式,即STS教学模式,设计环境工程专业认识实习的教学内容,如表1所示。
3.3 基于“STS”的教学方法和手段
环境工程专业认识实习教学采用集中讲解、现场参观和分组研讨相结合的方法。针对典型的生产工艺,通过预先布置预习作业,动员学生利用图书、网络等资源收集、查阅资料,了解相关污染控制原理、常规的技术方法、能解决的主要污染问题,在此过程中培养学生的自学能力。利用实习单位的会议室集中讲解,先介绍该公司面临的主要环境问题,也就是社会影响,即S(Society);采用哪些技术方法,即T(Technology);这些技术方法运用了那些科学原理,即S(Science)。在此过程中通过自制污染控制工艺多媒体课件,把复杂、抽象、枯燥的各种工艺过程、设备结构原理及功能,通过文字、图片、声音、图表、动画及影像等手段形象直观地展现在学生面前,既提高教与学的效率,又给学生提供了更多的信息量。
再带学生按工艺流程顺序到工艺现场参观,让学生直观了解各工艺单元具体构造和功能,并主动引导学生思考构筑物的技术原理,既解决了学生在自学过程中的困惑,又达到举一反三、触类旁通的目的。学生到典型污染处理单位实习后,到学校集中实施分组讨论,结合社会热点环境污染事件,设定几组讨论话题,引导学生从环境污染的来源、环境污染带来的社会危害和影响、环境污染的控制技术方法、所应用技术的原理和理论、如何消除这类环境污染等方面进行讨论,通过小组研讨汇总写出报告。
4 结语
基于“STS”的认识实习教学模式有利于学生通过认识实习全面地认识环境污染问题。科学技术是把双刃剑,辩证地看待环境污染问题,树立正确的世界观、人生观和价值观,有利于培养学生学习环境专业知识的兴趣,激发学生主动分析问题,对于学生后续课程的学习有着积极的作用。
参考文献
[1]张志颖,张晓燕,余丹.“STS教育”理念下的高校教学模式改革的探讨[J].长春理工大学学报:社会科学版,2011(9):
123-125.
[2]方丽梅.“STS教育”指导下的研究型教学模式的探讨[J].实验技术与管理,2008(2):125-127.
[3]蒋明虎,荆国林.地方石油院校环境工程专业认识实习实践[J].河北化工,2010(9):74-75,78.
[4]张俊新,刘长发,李英杰,等.环境工程专业认识实习的教学改革探讨与实践[J].中国现代教育装备,2011(21):56-57.
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