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2场地水文地质条件
据地表地质调查及钻探探查,拟建场地地下水类型主要地下水为上层滞水和基岩裂隙水,叙述如下:场地下伏基岩为中风化泥岩、石灰岩,为含水性较好的岩层,其发育的节理裂隙为地下水流动提供了较有利的渗流条件,地下水埋藏较深,地下水径流方向为东南向南西,小车河为排泄基准面。
3岩土工程勘察概况
勘察之初,钻孔按一桩一孔布设,钻探揭穿地表覆盖层及地下强风化层进入完整基岩9m,在场地平场和钻探过程中,多处发现岩溶和裂隙,但仅靠所布钻探,不能确定其分布延伸范围。为迅速查明岩溶发育的分布情况,决定沿拟建物主要轴线布设测线,应用物探方法中的地震映像法和高密度电法,对钻探发现的岩溶现象进一步详查。本次勘察,沿拟建物主要轴线布设测线计完成高密度电法剖面3条,经过数据处理,综合分析,编制出物探异常平面分布图,为拟建物的基础设计和施工方案制定提供了充分依据。
4工程物探的基本原理及有关参数
4.1高密度电法:电法勘探是研究地层电学性质及电场、电磁场变化规律,根据研究地质对象的电性差异,通过仪器测量电场情况,进而研究电场的分布规律,以了解地下构筑物或地质体的状况,从而达到勘探目的。本次勘察,使用重庆地质仪器厂生产的DUK-2电法仪,采用60极接收,极距2m~3m,在预定位置布置测线剖面,本次勘察,电极的排列装置采用温纳四极装置。
4.2本场区工程地球物理特征:岩土电性地球物理条件是指运用物探手段解决地质问题的各种充要条件。地球物理勘探的前提是被探测体与周边岩土介质存在物性差异,常表现为电、磁、弹性波速等物性参数的异常。本次勘探目的主要是初步查明场区布设测线范围内隐伏的不明岩溶构造,如隐伏断裂、岩溶空洞或溶蚀破碎、地下暗河、充水溶洞及老旧窑形成的采空区等异常。本次高密度电法测试采用的物性参数为视电阻率值,通过对场区岩石和部分异常体的电性测试,结合贵阳地区同类型场地电性参数综合归纳本场区岩土电性特性。
5结论和建议
5.1测区内岩体多以泥岩、砂岩、页岩等中~软质类为主,局部地段,分布有石灰岩等相对坚硬的岩体。
2几个重要工程技术存在的缺陷
2.1由于地质形态造成的问题:通常包括确定不明的地下物体、地下空洞以及岩石的分布形态和相关位置等。
2.2岩土参数的相关问题:需要对一些难以取到原装的岩石以及难于在室内进行实验的粗颗粒土、风化石以及残积土等。这些岩石的参数是比较难确定的。
2.3技术素质的问题:工作人员的专业素养和知识水平也会对岩石勘察工作产生巨大影响,一些工作人员缺乏基本的专业素质或者是技术交流能力,也是造成岩石勘察工作问题的重要原因。
3提高勘察水平的解决方法
3.1随着电子、电子计算机技术的飞速发展,近十几年来,工程物探专业根据弹性波理论、电磁波理论和电学原理发展了许多新的工程物探方法并相应发展了一大批集数据适时采集处理,软、硬件功能于一体的工程物探探测设备,它具有采样密度大、速度快、成本低、信息量大等特点。可以利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的地质界面。从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点;并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题,如地下不明物体、洞穴、软弱结构面、滑动面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。并且可以提供许多工程建设所需的岩土动力参数和设计地震参数。相对传统的钻探方法,工程物探技术使用时受场地、地形条件的限制较少,具有节省时间、费用且勘探精度高等特点。但是,各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象的适用性,物探条件的适用性越强,解决问题的可靠的性越大,因此,为了有效地解决某些复杂的岩土工程技术难题,必须采用多种工程物探手段和钻探联合使用的方法,起到互相补充、互相验证的作用。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合,无疑是解决岩土工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。
3.2加强室内、外测试新技术和施工检测、监测技术的使用,通过其所获得的数据和资料,经过分析、对比,建立它们之间的经验关系,并通过工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据,确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。并达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数等问题。此外,还可以利用土工离心模拟技术检查工程安全的可靠性;验证堤坝、边坡的变形和稳定性;解决建筑物浅基础的地基变形特征、破坏模式及极限承载力,桩基础的承载力和施工工艺对桩基础承载力及变形的影响;解决挡土结构的变形及破坏机理,土体与结构物之间的相互作用;了解动力工程、砂土液化、单桩和群桩在水平动荷载作用下的性状。
4针对我国岩土工程勘察提出的建议和对策
虽然我国岩石工程勘察技术得到一定发展但是仍然不能满足我国发展的需要,而造成这一问题的因素比较多,我国必须要结合自身发展实际选择正确的方式解决,主要从以下几个方面入手:
4.1要不断加强对岩土工程技术人员的培训,提高勘察人员整体素质;岩土工程勘察是一项专业技术工作,集多种学科于一体,近年来,随着勘察工艺和技术的不断发展,各种新的规范和标准不断更新,因此,岩土工程勘察人员必须与时俱进,提高自身的专业素质,以适应新时代的岩土工程勘察要求。在推行土木工程师准入制度的同时,要不断加强对勘察人员的培训,以全面提高其技术水平和专业素质。此外,还应该不断加强勘察市场的监管,推行勘察监理体制。
4.2要不断加强勘察质量的认证,健全勘察质量管理体系。建立专业的质量管理体系,设置以过程模式作为勘察标准的结构。而且要明确勘察工作的质量标准,通过过程方法对岩土工程实施PDCA的勘察管理方式,以全面提高勘察工作的质量及作用。
4.3对建设程序、市场勘察进行严格的规范,科学的建设程序应该严格坚持先勘察、再设计、后施工的流程。对于投资决策的工程,如没有科学的地质勘察资料,则不予报建。对于未按照地质勘察规范进行勘察的的工程不予报建。此外,还应该建立高效的市场约束体系。一方面加强国家和政府法律法规的监管,通过项目招投标制度和实际过程中对行为主体进行有效的监管;另一方面应该实行工程建设全程监理制,通过事前、事中、事后全程勘察的地质控制办法,以最大限度的避免建设过程中的地质问题,从而确保勘察有效,使建设投资效益最大化。
4.4定期进行勘察设备的维护和保养。随时掌握各种室外勘察设备和室内试验设备的完好性能,这是确保勘察工作有效进行的基础。对于现有的仪器设备应该定期进行检测,以确保其工作性能和状态,对于老化陈旧的设备仪器要及时更新换代。
一、前言
地铁一号线北起余杭区临平镇,沿线经过乔司、彭埠、火车东站、汽车东站、武林广场、延安路、城站路、城站火车路、秋涛路、钱江路、复兴地区、再经钱江四桥跨钱塘江至萧山区,沿北塘路转至市心路,终于蜀山车辆段,全线总长约52km。其中兴隆村站至凤凰城站及萧山区市心路段均为地下线,埋深约在现地表下10~20m;其余均为高架线路或地面线路。其中地下线路部分均为人群密集、建筑物密集、交通繁忙的闹市区。
二、沿线地基土层的构成与特征
杭州市位于杭嘉湖平原与浙西山区交会处的浙北地区,钱塘江下游,京杭运河南端,地理位置为北纬30°15′,东经120°10′。由于地质历史上受多次海侵海退影响,且区内多山,钱塘江又从市内穿过,造成杭州市地貌形态众多,地基土层复杂多变。
就地铁沿线所经过区域,主要为两种地貌形态。一为临钱塘江的冲海积平原,属钱塘江河口相冲海积堆积的粉性土及砂性土地区,由于堆积年代及固结条件不同,性质不一,竖向由松散至中密状变化,厚度一般在20m左右;其下为海陆交互相沉积的淤泥质软土及粘性土;地面下深约40~50m为古钱塘江河床堆积的圆砾层,中密~密实状态,底部基岩埋深一般在地表下50~65m左右。另一种为海陆交互相沉积的粘性土地区,主要集中在杭州老城区即艮山门站至中河路站一带及萧山市心路区段,地层软硬交替,一般上部20m左右均以软粘性土为主,下部基岩埋深约在地面下40~45m左右。
根据大量钻孔资料及原位测试和室内土工试验成果资料显示,杭州市淤泥质软粘土天然含水量一般在30~45%左右,天然孔隙比一般在0.85~1.50左右,双桥静力触探锥尖阻力约为500~800Kpa,压缩模量约为1.5~3.0Mpa,地基承载力fk约为70~80Kpa左右;局部夹有粉土,或呈互层状。软粘土性质类似与上海的淤泥质粘性土。而钱塘江两岸的河口相冲海积形成的粉土、砂性土(主要分布于城东地区),由于堆积年代、沉积环境、固结条件等的差异,其性质变化较大。资料显示,其密实度一般由松散至中密状态变化,含水量一般在23~35%左右,孔隙比约在0.8~1.1左右,双桥静探端阻力一般为2000~9000Kpa,标贯击数一般为8~20击/30cm。颗粒组成以粉粒为主,一般表现为粘质粉土及砂质粉土,为上细下粗,符合一般沉积规律。其压缩模量在6~20Mpa,地基承载力fk约为80~220Kpa。
综上述,地下线路掘进范围内各土层总体特征是:高含水量和大孔隙比、高压缩性、低强度,淤泥质软粘性土具较高灵敏度、弱透水性,粉土、砂性土透水性好,易产生流砂、管涌现象。
三、地下线路掘进过程中可能遇到的岩土工程问题
(一)地基土层的强度问题
掘进范围内地基土主要为饱和粉土、砂土及软粘土,一般均具低强度特性,因此盾构掘进较易。由于粉土、砂土与软粘土的强度等存在差异,及局部地段(如延安路段)在深度15~20m左右存在可塑状粘性土,与上部软粘土差别较大,造成掘进面上存在两种不同强度的地层,掘进过程中容易造成软弱层排土过多过快而引起地层下沉,或造成盾构在线路方向上的偏离。同时,由于低强度特性,隧道掘进时应及时衬砌并采取相应止水措施,以防掘进面地层产生应力释放,产生沉降。杭州软粘土尚存在较高灵敏度特性,故有较明显触变、流变特性,在动力作用下,极易造成土体结构破坏,使强度降低,且土体排水固结需要很长时间,如施工不当,极易造成工后沉降大和不均匀沉降,因此施工过程中须严格控制偏移量,尽量避免蛇曲推进。
(二)地基土层的变形问题
隧道基底土以粉土、淤泥质软土为主,均具低强度,高压缩性等特点,因此必须验算基底土强度和变形。同时,粉土、砂土和软粘土在变形特性上存在差异,其压缩沉降量不同,当隧道在穿越两种地层时,容易在界面附近造成沉降差。再则,两类地基土的固结特性也存在明显差异,粉土、砂土超孔隙水压力消散快,固结时间短,软粘土固结周期长,因此施工造成的工后不同沉降,导致差异沉降。
另外,软粘土尚存在蠕变特性,后期沉降量大,时间长,建成运营过程中会产生软大变形。国内某些修建于软土地层中的地铁线路已有类似工程问题产生。因此设计、施工中对于变形问题应引起足够的重视。
(三)地下水问题
区内地下水有上层滞水、浅层潜水和深部承压水三类,潜水位一般在地表下1~4m左右。承压水含水层为深部圆砾层,水位一般呈年周期性变化,承压水头一般在地表下6~7m左右。隧道掘进范围内软粘土为弱透水性地层,粉土、砂土则透水性好,其渗透系数一般为10-5~10-4cm/s。隧道掘进过程中必须及时衬砌,并做好注浆止水,以防粉土、砂土在水头差作用下产生流砂、管涌现象。地下水问题在地下车站基坑开挖中显得尤为突出,必须足够重视。由于开挖深度大,必须考虑下部承压水的影响。
(四)地下车站基坑开挖问题
由于地下车站多集中在闹市区,周环建筑物密集,地下管线多,环境条件复杂,且地下站埋深大,基坑深,一般均在10~20m左右;又土性条件差,地下水位高。基坑开挖时,坑壁土体在水土压力作用下不能自立,必须采取有效的支护措施,以免塌坍而影响工程安全及周围环境。按本地区经验,对于此类深大基坑,一般采用地下连续墙或排桩支挡,同时结合内支撑或锚拉,同时必须做好止水帷幕及排水工作。施工时必须对周边环境进行有效的监测工作。
由于地下车站多,基坑工程量大,一般常规方法均费用高,周期长,因此应尽量开发和利用新技术、新工艺,如新的桩型,新的止水、降水措施等。
(五)工程建设对环境的影响和防治
地下线路施工会引起周围土体内应力场发生变化,隧道基底土体产生回弹,软粘土的触变改变了土体的结构强度,降水引起土层再固结等,所有这些因素均会对周围环境产生影响。当隧道施工离地面建(构)筑物较近时,会引起坍落和沉降等不良影响。
盾构法施工之所以能在城市地下工程中广泛应用,主要是其可以将施工对周围环境的影响控制在很小的程度,但也不可能完全消除。伴随着盾构推进,一般也会发生地基变形,如开挖面上土水压力不平衡造成开挖面失去平衡,过大的排泥量,盾构推进对周边地层的扰动,地下水位的下降及渗漏水等等,所有这些影响均会在隧道上方一定范围产生松动区,从而引起地面沉降甚至坍落。
杭州地铁将修建在饱和粉土、砂土及软粘土中,为确保周围环境和隧道施工的安全,必须采用适当的施工工艺,控制推进路线和速率,尽量避免扰动周围土体。施工前应详细调查沿线建、构筑物的使用情况,特别是桩基及地下管线等情况,对影响范围内的邻近建、构筑物、地面道路及地下管线进行全过程动态监测,尤其象延安路、市心路区段等老城区,此项工作尤为重要。对可能受影响但又不能拆除的建(构)筑物应提前进行补强和保护。
(六)岩土工程勘察问题
“工程建设,勘察先行”,勘察是预测、预知,详细、全面、准确、可靠的地质勘察资料对地铁建设是极其重要的,在此基础上可以对盾构掘进过程中施工面前进方向可能遇到的不利因素进行超前预报,如地层、障碍物、地下水等情况能够预知,从而能够提前采取相应有效的措施,以保证施工顺利、安全地进行。
杭州地铁建设的岩土工程勘察须重点解决的两类地层是软粘土和粉土、砂性土,调查深度一般应在30m以内,但对地下车站部分则应加深。重点查明两类地层的分布情况及规律,它们的强度特性及变形特性,往复循环动荷载作用下的动力特性,粉土、砂土的颗粒组成及渗透性,软粘土的蠕变性,饱和粉土的地震液化特性等等。对地下水也应重点查明。
由于室内土工试验的局限性,地铁勘察应大量采用原位测试手段,如旁压试验、扁铲侧胀试验、十字板剪切试验、孔隙水压力量测及静探、动力触探等手段,以获取准确可靠的测试数据。
2环境岩土工程面临的问题
2.1环境岩土工程的基本问题
2.1.1岩土体力学的形变、稳定和渗流的问题。岩土体力学的形变、稳定和渗流的问题是环境岩土工程的基本问题。在基础工程的施工中,会面临基坑稳定、开采地下水造成的地表沉降、支护结构设计、卫生填埋中岩土体的防渗及地下水流场的变化等问题。2.1.2地震和其他环境振动的问题。地震和地震引起的振动对地面建筑物的影响和破坏是巨大的,在环境岩土工程中会对区域性的地震效应做一定的研究。另外,周边环境的施工、交通等引起的环境振动会对自身基础工程施工过程中的岩土体造成一定的影响。2.1.3岩土体在化学方面的问题。岩土体在化学方面的问题主要是指岩土体本身的化学组成,地下水岩土体的化学作用,包括地下水对岩土体的侵蚀、置换、结晶沉淀、离子吸附等化学作用。在基础工程施工中,还会出现岩土体污染、地下水污染、固体废料淋溶等影响。2.1.4能量场变化方面的问题。在基础工程施工过程中面临的环境岩土工程能量场问题主要由温度变化引起,例如冻土问题、固体废料填埋对岩土体的热应力,由此会影响岩土体的结构稳定。2.1.5岩土体的组成物质的物理迁移的问题。一些特定的基础工程的施工地区的岩土体在流水、风力的侵蚀作用下发生形变、迁移等引起的环境问题,例如沙尘暴、水土流失、土壤沙漠化、海岸侵蚀淤积、河流冲刷、石漠化河流下游的淤积等。在这种情况下的环境岩土工程需要研究物质迁移和堆积产生的原理以及引发的环境问题的预防。2.1.6放射性方面的问题。目前在基础工程施工中尤其是在地下建筑和空间,放射性元素氡的危害是极大的,因此在环境岩土工程中对氡的贮存、运输和防护都是需要考虑的问题。2.1.7特殊的岩土体的问题。特殊的岩土体的形成原因可能是自然原因,也可能是人类活动原因。自然原因包括火土、泥潭、盐渍土、膨胀土、海底淤泥等。人类活动原因可能是生产生活排放的废弃物、垃圾、废料等污染物。2.1.8生态环境的问题。在荒漠、高原、极地等地的生态环境十分脆弱,轻微的活动都有可能对当地的环境造成不可逆转的伤害,甚至由于蝴蝶效应引发更大范围的破坏。因此,在基础工程施工中,对生态敏感地区的施工建设和开发需提高技术含量,以维护生态环境的安全。
2.2基础工程施工中的环境岩土工程面临的新问题
2.2.1岩土体是基础工程施工中的直接环境,随着生产的加剧,可选择的施工场地越来越少,因此导致很多曾经不适宜施工建设的场地也被用来开发,从而会引发很多施工难题,面临的岩土体环境也更加复杂。2.2.2随着基础工程的施工,环境岩土工程的性质也在不断变化,因此,需要研究在人类的作用下不断变化的岩土体对工程的影响。2.2.3基础工程的施工会破坏原本生态环境的平衡,对环境或多或少地造成不良影响。因此在对环境岩土工程进行研究时应当考虑环境污染问题。2.2.4随着科学技术的发展和人类探索认知能力的提升,人类对环境岩土工程的问题研究已经转移到岩石圈表层,而这一领域是传统岩土工程很难攻克的一面。
2采空区岩土勘测方法分析
2.1采空区勘测的重点内容
采空区岩土勘测内容主要包括下面几个部分:(1)勘测矿层的分布和层数以及厚度等参数,并且对矿层的埋深特点和覆盖岩层的岩性及地质构造进行勘测。(2)分析矿层开采范围和深度以及厚度、时间以及顶板管理、空隙和积水等诸多元素。(3)全面了解地表变形特征分布情况,主要包括地表陷坑和台阶以及裂缝的位置和大小等诸多参考量,并且对开采边界和工作面推进方向进行分析。(4)分析地表移动盆地特征和划分中间区以及内外边缘区域,并进一步确认地表移动变形主要参数。(5)分析采空区附近的水资源的使用情况。
2.2设计阶段的勘测措施
为了有效提升设计的科学性和可实施性,需要对施工地段进行全面的勘测和考察,对采空区地表破坏形式进行分析,同时对电力工程涉及到采空区地段范围进行勘测,并设计符合这个地段的线路施工方案。在勘测任务下达之后,地质人员要和电力工程人员进行配合,遵循线和位的有效结合为基本原则,优先实施规避采空区的施工方案,特别是可能存在滑坡以及地陷地段要规避建筑施工。如果线路无法规避采空区,那么要对采空区相关资料进行全面勘测,然后选择通过采空区的最短路径。设计阶段的勘测任务主要包括以下方面:首先要对煤矿区井田分布现状,煤矿分布图进行勘测分析。然后要对煤层埋深及厚度进行勘测。接着是对各煤矿的开采方法和开采规划资料进行收集整理。重点了解老采空区主要范围和填充状况及相应的密实度,并分析该区域的上覆岩层的稳定性。而对于未来或者现在正出现的采空区,可以基于针对老采空区的勘测数据进行分析验算,从而预算未来和现在采空区的地表变形特征值,然后再结合《岩土工程勘察规范》的有关内容对电力工程的线路施工和杆塔建设进行规划,规避可能存在的采空区地表变形风险。对于老采空区和小窑采空区等区域,采用地质勘测方式不能够分析这些区域的特征时,还可以进行适当的物理钻探方式进行勘测,从而保障勘测的准确性。
2.3施工阶段的勘测措施
(1)注重上下结合的勘测方式。在电力工程施工时,需要将线路工程涉及到的地质条件和采空区的稳定性进行综合考量,特别是在采空区确立杆塔位置时,需要遵循下面的原则:①该区域地形平坦开阔;②地质构造相对简单且采空区上覆岩层厚度大,且硬度高,地表没有变形;③矿层较薄,且采空厚度薄,矿层埋深深度高。④矿区上存在的安全地段,比如主副巷道区域和通风井区域等。这些区域相对稳定,能够为杆塔提供良好支撑。如果没有准确的判断经验,则可以分析矿层深厚之比来进行确定。如果采深和采厚之比大于某一个数值,那么采空区地表变形程度就会较低,可以在此地段进行建设。采空区深厚比施工原则,当深厚比值区间在0~40时,不可以进行任何等级的电路施工;当深厚比值区间在40~100时,可以建立35kV以下的送电线路;当深厚比值区间在100~200可以建立110kV到220kV之间的送电线路,在200以上时,可以建设不同电压等级的送电线路。
(2)岩土勘测时紧密结合杆塔设计。在定位杆塔时若发现在构建杆塔时出现岩土工程稳定性需求和采空区地面稳定性相差很大时,为了保障杆塔地基的稳定性,应该针对这个采空区的地质结构进行一定的处理,从而让其稳定性能够满足实际需求,具体处理方法如下:①为了规避临空面问题,需要降低开放量,并采用高低腿基建模型,且进行浅埋操作。②对于已经勘测有裂缝或者塌陷的采空区,可以通过回填或者压力灌浆法进行重新加固,从而提升采空区地表的稳定性。③对于可能会影响塔基稳定性的矿洞或者巷道可以进行锚喷处理,或者架设顶板支护。④如果塔基部位可能会存在沉降,那么需要在四个塔基地基下设置整块混凝土结构进行固定,从而提升塔基稳定性,与此同时也可以采用桩基建设方法来进行建设,这样也能够提升塔基基础稳定性。
(3)完善质量监督管理体系构建。在施工阶段,要让勘测设计和施工单位以及监理单位和运行单位紧密结合起来,对施工环节进行全面的质量监管。而且这几个部门之间要相互配合才能够有效提升施工质量。特别是电力工程建设设计单位需要综合考量采空区具体情况进行精确设计,施工单位要按照标准规范进行施工,监理单位要对施工方和设计图纸的正确性进行监督,只有做到这三位一体的质量体系的构建和完善才能够有效提升电力工程建设质量。
1.2不高的岩土工程施工质量如今,岩土工程重特大安全事故频发,主要是由于施工企业偷工减料,砌筑砂浆配合比设计不合理,砖砌体纵横墙不同步砌筑,钢筋成型绑扎不正确,钢筋漏放或钢筋长度不够等一系列问题所造成的,岩土工程工程的施工质量已成为全社会各方普遍关注的焦点,这不仅影响到建筑物的正常使用,更加关系到人民生命财产的安全。
1.3不规范的合同管理目前,由于我国岩土工程施工企业存在企业缺少合同的规范管理,企业的合同管理人员法律意识淡薄这一严重的问题,再加之企业在利益的驱使下经常会接受一些制定的合同条件中存在“不平等条款”的合约,有时甚至在施工过程中,为了施工方便,临时需要随意修改合同条款,这就严重影响工程建设的市场秩序,增加了企业的法律风险,对于我国本来就不成熟的建筑市场来说,无疑是雪上加霜。
1.4设计质量与责任联系不紧密ISO900质量体系管理中明确要求施工单位在岩土工程施工过程中,不管设计如何按要求变更,都不能调整III类设计变更。因为设计中存在的主地方要求增加的项目,地质钻勘不准等主要的问题,是施工单位不可能通过经营管理来控制的引起的设计变更和增加,即使是施工单位事前将预测列入包干,如果施工单位一意孤行,则有可能导致在施工过程中出现拆东墙补西墙的情况,进而导致在以后的施工中的出现偷工减料的现象,为施工工程的质量埋下了隐患。
1.5面窄,素质较低的工程监理目前我国的工程监理现状主要注重施工现场的质量监理和验工计价的数量核准、签认工作,并没有从项目可研、设计、施工、交付的全过程多方位的对岩土工程施工进行监理,工程监理工作仅限于施工阶段,工程监理的范围狭隘,并没有贯穿于整个岩土工程施工建设的始终,不能根据其发现的问题提出可行性的建议,施工单位随意压价,工程监理市场不规范,工程监理为了能够得到项目而勉强接受,工程监理的积极性得不到充分的发挥。再加上有的监理公司的为了应付,东拼西凑找来个对规范、规则知之甚少,有“证”而没有能力且无实际经验的监理工程师来滥竽充数,承包商也往往将工程监理当作质检员,工程监理在控制工程质量中的作用得不到发挥,这样不仅造成了工程质量因监理不严而出问题,监理工作不能发挥作用,还使监理市场十分混乱,监理事业能不到良好的发展,从而工程不能保证顺利的进行。
2施工管理的法制化、科学化的施工管理
2.1建立健全项目承包经济责任制,加强对工程报建和施工许可的管理企业必须建立和完善以工程项目管理为基点的承包管理机制,这样才能保证通过工程承包、目标分解到工程项目来实现企业自身要确保各项技术经济指标的完成,履行施工企业与业主签订的工程合同条款中所规定的一些内容。企业可以根据工程项目特点,以项目经理为项目承包的主体,以多项管理复合指标作为考核指标,签订以确保工程质量为中心,对承包工程的安全、质量、成本、工期、及职工教育负责,即对工程项目的管理负全部责任为考核内容的项目承包经济责任制。施工企业应该在招投标竞争中取得成功之后,以安全、成本、质量、工期、职工教育的综合指标对项目经理进行考核,做到“考核严格、指标清楚、责任明确、利益挂钩”,明确项目的安全目标、质量指标、工期指标,同时,按企业内部模拟市场价格综合计算出工程项目的目标成本,实施标价分离。
2.2建立适应项目管理的运行机制在岩土工程施工的项目管理中坚持坚持项目管理层和作业层分离,是企业推行项目管理逐步形成内部劳动力有序流动的必要条件,这样才能使项目管理班子相对稳定,施工队伍按需进出,同时还需正确处理项目经理部、经营决策层和施工作业层的关系,项目经理部要抓好项目的具体实施,服从企业层的管理和监督;企业经营管理层要对项目管理实行全过程的调控和监督,强化服务意识;作业层为了形成机制灵活、适应性强、有竞争能力的新的企业组织形态,应该提高自身专业技术水平和管理能力。在正确处理好目经理部、经营决策层和施工作业层的关系后,企业为了防止出现管得太死不利于项目经理部主观能动性的发挥,管得太松造成项目经理部权力过大的情况出现,另外,应该综合考虑项目经理的素质、企业对项目控制能力等因素来决定授权范围和内容。
在岩土工程中,存在着十分复杂的情况,在这种情况下进行技术选择最关键的标准就是能否投入实践,技术分析以及理论计算是不能够对现实状况作出准确判断的,只有以实际状况为标准才能够确定最终的施工方案。随着相关施工设备以及工艺的不断成熟和进步,设计方法也在逐渐增加,不仅如此,很多不同的方法能够取得异曲同工的效果。
2适用性原则
选择任何一种施工技术都会有利有弊、利弊参半,不仅如此还会涉及到很多方面的问题,在这种情况下,应做好相关主管部门的协调与沟通工作,并在此基础上保证总体工程的顺利进行。而且由于这一技术没有较为明显的特征,很难对其进行细致的鉴别,所以在判定技术的优良时,不能够将评判标准单一化。总体来讲,对于岩土工程来讲没有最好的技术,只有最合适的技术。
3经济性原则
在岩土锚固工程施工过程中,所应用的技术种类没有固定性,同一种技术内容能够在不一样的岩土锚固工程中应用,确定一种工程所应该选择的技术种类,需要综合考虑到多个方面的因素,其中不仅要考虑到安全,还要兼顾到经济,与此同时技术水平也是不能忽视的,而且还需要关注到工期。但是在对于后备技术方案进行选择时,最关键的因素考虑就是经济。
二、岩土锚固工程技术要点
1预应力锚杆的施工准备
对施工进行统筹安排的过程中,要做好质量管理工作,以及安全管理监测,除此之外还要做好施工方法以及工艺的整体流程安排。在工程正式开工之前,一定要做好几个方面的准备工作,其中有机械设备,还有配套比试验,不仅如此还有浆体材料试验以及开工报告,除此之外还包含锚筋材料试验在内。按照既定程序,需要通过拨拉破坏实验,来检测其抗破坏性能,这一实验主要是为了检验锚索的结构设计是否科学合理,以及相关的研究工作是否取得成效,工艺设计以及施工质量是否达标。如果出现突况,一定要在第一时间内作出反应,及时做出有针对性的调整和安排,在此基础上,要保证不受到各种物理性的破坏。
2锚孔钻造过程中的注意事项
在锚孔钻造过程中,需要着重关注以下几点:
①对塌孔的处理:塌孔是在进行钻孔时常见的意外状况,一般来讲都是在钻孔之前进行注浆,然后才进行钻孔,一旦出现塌孔情况,则应该立即对塌孔注浆,并在相隔大约十小时之后才能再次钻孔。
②处理卡孔:当岩层的密度分布不够均匀时,岩层就会呈现出软硬不均的状况,这时极易引起卡孔现象的发生。一旦发生这种情况,就需要通过利用钻机在卡孔处进行反复启动,将孔的空间扩大就能够取出钻杆,在将孔内杂物进行彻底清理干净之后,才可以继续钻孔。
③钻孔尺寸合理:在具体进行钻孔时,一定要掌握好钻孔的实际尺寸,确保其深度以及直径符合设计标准。
④做好记录:在这一过程中,记录工作需要关注到地下水的情况,还要兼顾到地层情况,除此之外,钻压、钻速也在应记录的范围之内。
⑤控制钻速:要把握好钻孔的速度,将其控制在合理范围内,,避免出现因钻速过快而导致失控,使得孔洞出现变形。
⑥事后检验:在完成钻孔之后,要按照严格的标准进行检验,确定符合标准后才能够进行下一道工序。
3安装锚筋工艺
①在锚筋进行下材的过程中,应该全部采用机械的方式进行切割,使得锚筋能够标准整齐;
②做好相关构件的加固工作,保证挤压头的稳定,承载板的坚固,限位片栓的稳固,而且还要保证在对承载体进行组装时,位置能够准确无误;
③做好锚筋体质量验收工作,确保质量达标,做好相应的位置分布,进行对孔安装;
④在具体安装锚筋体时,一定要保证平稳,不能出现随意转动的情况。
4锚孔灌浆
①要对灌浆材料进行严格把关,保证质量达到标准,一旦在灌浆过程中出现长时间的间歇,则需要通过水以及泥浆对管路进行;
②注浆液应该现用现配,比例合理搅拌均匀;
③完成锚孔钻造之后,在安装锚筋体还有锚孔钻浆时,中间间隔时间不能够超过一天。
5加工以及安装钢筋
要在开工之前,对钢盘质量进行抽样调查,要严格按照标准尺寸加工,将产生的误差控制在最小的范围内。安装钢筋时应对安装位置进行确定,而且要保证受力钢筋的强度达到标准。
6混凝土浇筑
在进场前对水泥进行质量复查,只有达标才能够在施工中投入使用。在对混凝土进行搅拌处理时,还应该通过实验确保水的质量,在接下来的振捣环节中,保证振捣面积的全面均匀,最应该注重的就是锚孔周边的振捣情况。
2.勘察前期作业重要性
岩土工程勘察外业可以看做是整个岩土工程的前期活动,而岩土工程勘察外业也有自己的前期准备工作,即在勘察前期对整个勘查工作的系统化构思与状况了解。就工作性质而言,作为一名合格的岩石工程勘察人员,在分析岩石工程的过程中不能局限于基础工作的记录,必须通过详细的现场分析实际勘测,找到地质中存在的不良现象以及可能存在的安全隐患,并结合工程的实际需求评估工程实施的可行性,并走访当地的居民,根据当地的建筑结构类型分析当地需要采用的地基建造类型。通过对已有的建筑绘制结构图纸,并将房屋结构以及地下水利用状况进行分析,确定工程的便利性及安全性。在进行勘察前期工作时必须注意对基本资料的收集,不能忽视任何细节。通过收集的信息结合计算机仿真技术进行当地地质情况以及建筑结构的模拟,以此为岩石工程勘察外业工作提供有力的数据支持,提高工作准确率。勘察前期的工作不仅能够为后期工作提供资料支持,还能够为扦插工作提供布置工作的依据,一般进行完勘察前期的相关工作后即可进行勘查工作任务的布置和安排,使得勘察工作有条不紊的进行。勘察前期的重要性主要体现在为整个岩石工程的提供了有力的基础支持,由于房屋建筑中的地基一样。通过勘察前期工作不仅为勘查工作做好铺垫,也能够初步判断岩土工程的效益及可行性,形成岩土工程的初步概念。如缺少了勘察前期工作不仅勘查工作的进展受到影响,还会导致岩土工程在施工过程中可能由于基础条件不足造成重大的损失。
3.勘探与取样的重要性
3.1勘探
勘探是对物探、钻探以及坑探等各种勘探方法的总称。从其作用上来看,勘探主要是确定勘探处的地质情况,并结合取样过程对相关因素进行测试分析。物探是一种基本的间接勘探技术,其最大的特点是操作过程简便,浪费较少,方式经济,并能够迅速得出勘探结果,在实际使用过程中常结合测绘技术综合考量。通过物探能够为岩土工程提供初步的实测数据。另外物探还能作为坑探以及钻探的先行工程,辅助坑探以及钻探的有效展开。钻探以及坑探是勘探工程的主要组成部分,也是应用比较直接的勘探方式。通过钻探以及坑探能够准确掌握地质情况,并未后期工作的展开提供有力的支持。从周期上来说,钻探以及坑探由于工作的严谨性以及全面性,在准备以及工作内容上更为周到,因此相比于物探而言周期更长。实际勘探中钻探以及坑探是必不可少的,尤其钻探工作的应用最为广泛。对勘探方法的选择主要结合当地的地层类别以及勘探要求选择最佳的方法,当勘探情况不明时最好采用坑探。勘探能够准确掌握岩土工程的地质情况,为工程提供有效的决策依据,促进工期的顺利展开。
3.2取样
取样是利用科学的抽样方法,在岩土工程的工作范围内选取合适的样品进行地质情况考察。取样数目一般不少于六组。实际测量过程心中一些工作人员只注重样品数量的选择从而忽视样品的随机性。实际勘测过程中需要选取具有代表性的样品,确保勘测结果的可靠性。选取样品时一定要注意样品间的间距,避免出现在同一区域取样造成实测数据比较片面的状况。取样是对勘测结果量化的重要步骤,实际勘测过程中只有做到科学取样才能够得到准确的数据。
4.原位测试的重要性
原位测试是勘测中的重要组成部分,随一些特殊样品如粘性土壤等就可以利用原装图样进行室内试验,取样过程中样品不会因为受到外力的作用而发生变形,保持其原有的特性。另外一些土壤由于粘性不够在取样过程中会发生变形,因此在进行密实度、强度、压缩性等性能测试的过程中只能通过原位测试的方法进行。对地质情况的勘测必须还原其真实特性,因此在进行相关参数的测量时最好能够让样品最接近于其原始形态。原位测试即能够通过相关手段还原样品的真实性,降低外界因素对测量结果的影响。目前最常用的原位测试方法主要有圆锥动力触探试验和波速测试。圆锥动力触探试验主要是利用锤击圆锥头进入岩土中的原理,根据灌入土中的难易程度判断土质的一种现场实测方法。通过圆锥动力触探试验能够对地质分层进行有效辨别,明确土质的物理特性以及化学特性。波速测试主要是利用相关仪器发出的脉冲波对地质情况进行探究的一种勘测方法,这种方法的准确度高,能够对地质情况进行准确量化,但需要借助相关仪器。原位测试能够准确反映岩土工程的施工效果,通过前期数据测量为后期的方案制定以及计划展开提供有力的基础支持,提高方案的可行性和经济效益。
通常情况下,软土地基主要是在自然环境中,其孔隙大于等于1mm的软土物质,一般这种软土地基中的水分含量较多,具体具备了以下几点特点。
1.1软土地基自身具备较强的触变性能,改性能是指当软土在受到其他外力因素干扰时,地基结构就会产生一定的损坏,这样就会极大影响其强度的可靠性,与此同时,在振动负荷的作用下,也会发生侧向滑动,甚至还会出现沉降的现象,很容易引发安全事故,造成人员的伤亡。
1.2如果软土在受到较大的承载压力以后,就会发生变形,而其自身的空隙也会迅速变小,水分页将会被快速排除掉,除此之外,由于软土结构受到载荷的影响而导致剪切变形的出现,我们统一将这一特点称之为软土的流变性。
1.3由于软土孔隙较大的特点,其压缩性能也比较大。因此,若选择软土作为建筑物的地基时,就很有可能发生大幅度的沉降现象。
1.4相关技术人员通过实验检测发现,当软土在自然状态下时,其抗剪强度并不会发生较大的变化,承载能力较低,并且,如果软土边坡可靠性较差,就很容易因剪切力破坏而导致建筑物结构发生失稳的情况。
1.5虽然软土地基中的含水量较多,但其实际的透水性能非常差,这对于地基排水的流畅性十分不利,并且,软土地基上建筑沉降时期较长,尤其是在加载初期基础时,将会达到增加孔隙水的压力,从而导致整个地基的稳固性都受到了极大的损害。
2软土勘察的基本内容与要点分析
2.1软土勘察的内容。软土勘察主要包括了:软土的形成类型、埋藏情况、分布和发展规律、层理特征、渗透性能、立体分布的均匀性、表层硬壳的厚度、地下硬土层的情况等等;对软土的固结情况进行勘察,强度、变形特征以及随着应力改变而变化的规律,并且了解其结构破坏对强度和变形的影响情况;软土中存在的地貌形态差异、填土、河道等的分布范围和深度等;地下水埋藏的情况,分析其对施工材料、安全设置、环境等影响。
2.2软土地基勘察的基本要点。软土勘察的勘探点布置应根据实际情况进行设计,工程性质、场地形状、勘察分段、成因类型、复杂情况评价等都应当考虑在内。当土层出现复杂变化时应对此位置进行加密;勘察中钻探取样的时候应结合原位置测试的结果,去氧应利用薄壁取土装置,原位测试应采用静力触探或者十字板剪切试验完成。
2.3软土剪切试验。当软土的加载和卸载的频率过高的时候其内部的水分形成的空隙水压消散速率也会发生改变,此时应采用自重压力预固结德尔不固结排水三轴剪切试验,对透水性较低的粘性土质可以采用无侧限的压强度试验或者十字板剪切试验来完成测试;当软土排水速率快切施工过程缓慢的时候应采用固结不排水三轴剪切试验或者直接剪切试验获得数据;对土体可能发生大的应变项目因此测定其残余的剪切强度必要的时候应将蠕变试验、动态扭剪切试验、动态三轴试验等纳入到检测中。
3软土岩土工程勘察的基本流程
3.1一般来说,岩土勘察的等级都是由工程性质而决定的,这是因为一般的软土岩土工程的施工环境十分复杂,无论是地基的设计,还是勘察难度方面,都必须遵守规范的勘察内容而进行全面的调查分析以后,才可以进行准确的划分,勘察人员会切实根据工程项目的实际情况,按照等级的不同来对工程等级进行划分。例如,该工程的规范设定为一级,那么,其场地等级,复杂程度等都要按照一级标准。
3.2在进行正式的勘察工作以前,勘察人员应当充分做好一切准备工作,根据实际的工作量来采取相应的勘察措施,可以通过在建筑物周围设定勘察点,并对其间距与孔深进行精细的剂量,并得出该工程所需的钻孔量,最终将这些所得的数据统一汇总在一起,将其作为被工程所需的工程量以及基本采样量,以此来选择合适的检测方法和实施步骤,从而确保软土岩土工程勘察工作的顺利开展,进一步提高勘察结果的质量。
3.3通过上文叙述,我们可以得知,当工程量和取样数量都确定了以后,试验人员就可以根据所得数据,制定出从一个完整的检测试验流程,并制定出明确的勘察试验时间表,这也是为后续施工作业提供的基本保障。其次,对于早期已经勘察的土壤,试验人员更应该准确划分出其具体的采样数量以及位置,充分做好试验勘察前期的准备工作,及时出现取样数量增加的问题,也可以保证在预期的时间内完成样品的检测工作,从而避免资源不足的情况发生,确保检测试验结果的真实有效性。
4软土地基的土工工程勘测的数据处理
4.1软土地基的岩土工程试验往往采用的是土工试验,其优势的简单而方便。获得数据和处理的时候,应保证岩土试验室内的项目设计应从岩土类型和工程性质出发进行综合考虑,并结合工程分析计算的要求确定试验的方式和数据处理方法,并最终确定软土的基本性质,这才是数据处理的最终目标。
1.2场地微振动测试为了能够更好地提高抗震设计的质量,可以对场地微震动进行测试,对脉动幅度值等参数进行确定,从而将场地内的地震区进行划分。另外,在室内外测试过程中,利用各种检测技术可以获取各种数据资料,通过对这些数据资料进行分析和研究,从而确保能够获得更加准确和可靠的岩土工程设计参数。
2地理信息系统
当前地理信息系统已经开始广泛应用在空间数据处理中,其主要是以地理坐标为主,通过勘察来获取某一区域内的数据资料,从而利用地理信息系统来有效管理岩土工程勘察信息。地理信息系统在应用过程中得以不断的完善,其功能也不断的增多,不仅具有输入、编辑、维护图形数据和属性数据的功能,同时对于文件型图形数据和关系型的属性数据还具有有效的连接功能,这样不仅有效确保了这两种不同的数据库能够互相进行访问,还可以对图形数据进行更好的分析。由于是完全面对用户进行界面设计,而且还能够提供相应的接口,这样可以有效确保二次开发的顺利进行。利用地理信息系统的空间信息处理能力,可以有效确保信息管理系统可视化功能的实现。当前地理信息系统技术和功能不断完善和发展,其应用领域也在不断的扩大。地理信息系统应用在民用建筑岩土工程勘察工作中,不仅可以将地质资料在工程中进行输入和查询,还可以使可视化综合动态查询和检索功能得以实现,有效确保了勘察信息的真实性和可靠性,这样就可以为勘察管理部门提供更真实的数据,确保其决策的科学性和合理性,有利于更好地指导岩土勘察工作的实施。
3遥感技术
利用遥感技术可以确保探测范围和信息量的进一步扩大,同时通过多种先进的技术手段,可以在短时间内即获取到相应的信息,可以实现动态的监测。而且利用遥感技术收集到信息后,可以对信息进行存贮、传输,这对于信息的进一步应用带来了较大的便利。在民用建筑岩土工程勘察中利用遥感技术,可以更好地显现出地域内的不同地貌特征,为工程建设方案的设计提供科学的依据,有利于更好地掌握复杂的地理环境。
1.2岩土工程勘察过程中缺乏对工程现场以及周边环境地质信息的测量和采集当前岩土工程勘察过程中一个很容易出现的问题就是施工单位往往只重视工程施工现场某一点或者某一部分的地质信息的测量以及采集,对工程现场以及周边整体土质信息的测量和采集则表现的不够重视,具体来讲,就是施工单位的勘察过程缺乏对工程现场区域性的勘察。事实上,工程周围环境的变化对所要建造的建筑物的地基也有着非常剧烈的影响,如果对施工现场以及周围整体的土层特点和性质的没有准确的勘察,就难以发现其即将表现的变化规律,也就难以保证工程地基设计不会受到其造成的影响。
1.3勘察报告内容的表述不规范、不全面,对地基设计要面对的情况缺乏准确性的描述岩土工程勘察报告是对勘察结果的一次全面、精确的总结,是工程地基设计以及工程施工过程中的重要依据,但施工单位在勘察报告的描写过程中对勘察结果缺乏一个精确、全面的描述,报告内容的表述方式也缺乏规范性的定义,对工程设计和施工过程中要面对的地质信息没有准确的描述,也缺乏相关性和建设性的建议措施,对工程设计的整体帮作用不大,勘察报告的内容没有上升到相对的高度。
1.4地基设计的过程中对周围环境变化情况估计错误在地基设计的过程中,设计单位只顾着满足工程的要求,对周围环境的情况只作出了寥寥的对应,忽略了地基周围环境变化的情况下会对地基造成的相关影响[3]。事实上,地基承受的作用力来自工程和环境两个方面,而且某种程度上来自于环境的压力和工程的压力相比更加的变化莫测和复杂,在工程地基设计的过程中一定要注意对周围环境变化情况的针对性措施。
2岩土工程勘察和地基设计的问题解决措施
2.1做好工程相关准备工作在准备工作方面,施工单位应该对将要修建的工程具体要求例如工程使用目的、工程结构形式、要求地面标高、成本具体投入、要求材料性质等等有着清楚的认知,对岩土工程勘察过程中要用到的工具和具体过程都有明确的规划,制定相应的勘察纲要,按照纲要来进行岩土勘察工作。
2.2做好工程勘察工作岩土工程勘察工作是一项要求严格、工作复杂、程序繁多的工作,施工单位应该在勘察纲要的指导下对勘察工作中土质信息的钻探、采样、实验、环境测量以及分析、编制等工作都做好质量上的要求,对勘察过程中有关于土质取样、信息分析、数据编制的内容都做好相关的管理工作。综合来讲,施工单位应该加强对勘察结果的质量要求,严格按照勘察程序和工程要求进行。
2.3保证工程勘察报告的规范性工程勘察报告是岩土工程进行地基设计以及施工阶段的工作基础,施工单位应该保证工程勘察报告的规范性,工程勘察报告的内容应该包括对工程现场以及周围土质信息的准确描述、对相关环境变化的情况以及变化情况对地基设计造成的影响清楚的标明、对当前技术条件下建议采用何种的地基材料以及地基的结构形式提出详细的建议和建议的理由作出清楚的描写。总而言之,工程勘察报告一定要具有良好的规范性、标准型,勘察报告的内容一定要精度、准确、全面,对于建议以及建议的理由应该有清楚的描写。
2.4加强地基设计过程中诸多影响因素的估量岩土工程地基设计的质量直接影响到后续的施工以及工程的施工质量,在岩土工程的地基设计过程中设计单位应该在勘察报告的基础上综合工程要求、国家规定的工程建设规范以及工程现场周围环境变化和土质信息的情况综合进行设计工作,对地基的承受力以及地基变形的诸多影响因素都有针对性的解决和改善措施,保证地基设计的结果能够符合相关的要求。