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1、 淺談巖土工程勘察中場地與地質(zhì)體勘察技術(shù) 何民生【摘要】巖土工程實(shí)踐是在地殼表層某一深度范圍內(nèi)進(jìn)行的,提出了土層是巖土工程鉆探的主要對(duì)象,應(yīng)可靠地鑒定土層名稱,準(zhǔn)確判定分層深度,正確鑒別土層天然的結(jié)構(gòu)、密度和濕度狀態(tài)等特殊要求?!娟P(guān)鍵詞】巖土工程:場地復(fù)雜;勘察技術(shù):抗震穩(wěn)定度;地質(zhì)現(xiàn)象一項(xiàng)工程建設(shè),尤其是重大工程,從構(gòu)思設(shè)想到建成運(yùn)行需要經(jīng)過反復(fù)研究和不斷深化,而不可能是一次完成的。只有經(jīng)過不斷的、反復(fù)的實(shí)踐,才能認(rèn)識(shí)客觀事物的內(nèi)部規(guī)律性,使人的主觀意圖適應(yīng)于客觀存在。按巖土工程勘察規(guī)范gb50021-2001(以下簡稱規(guī)范)規(guī)定,巖土工程
2、勘察的復(fù)雜性,是由工程場地和地基的復(fù)雜程度等因素決定的。首先應(yīng)分別對(duì)場地復(fù)雜程度進(jìn)行分級(jí),并進(jìn)一步對(duì)復(fù)雜地質(zhì)進(jìn)行勘察技術(shù)分析。1場地復(fù)雜程度等級(jí)在巖土工程勘察中。場地復(fù)雜程度是由建筑抗震穩(wěn)定性、不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育情況、地質(zhì)環(huán)境破壞程度和地形地貌條件四個(gè)條件衡量的。1.1建筑抗震穩(wěn)定度按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范gb50011-2001規(guī)定,選擇建筑場地時(shí),對(duì)建筑抗震穩(wěn)定性的劃分見表1:表2場地土的類型劃分注:(1)vn.vsm分別為土層的剪切波速和平均剪切波速,后者取地面以下l5m且不深于場地覆蓋層厚度范圍內(nèi)各土層的剪切波速,按土層厚度加權(quán)的平均值計(jì):(2)fk為地基土靜承裁力標(biāo)準(zhǔn)值kpa)。(1
3、)危險(xiǎn)地段:地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地衷位錯(cuò)的部位。(2)不利地段:軟弱土和液化土,條狀突出的山嘴,高聳孤立的山丘,非巖質(zhì)的陡坡、河岸和斜坡邊緣,平面分布上成因、巖性和性狀明顯不均勻的土層(如故河道、斷層破碎帶、暗埋的塘沃溝谷及半填半挖地基)等(3)有利地段:巖石和堅(jiān)硬土或開闊平坦、密實(shí)均勻的中硬土等。1.2不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育情況不良地質(zhì)現(xiàn)象泛指由地球外動(dòng)力作用引起的,布于場地內(nèi)及其附近地段,主要影響場地穩(wěn)定性,巖土工程有不利影響?!皬?qiáng)烈發(fā)育”是指由于不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育招致建筑場地極不穩(wěn)定,直接威脅工程設(shè)施的安全。1.3地質(zhì)環(huán)境破壞程度由于人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)
4、導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境的干擾破壞,是多種多樣的。例如,采掘固體礦產(chǎn)資源引起的地下采空;抽汲地下液體(地下水、石油)引起的地面沉降、地面塌陷和地裂縫;修建水庫引起的邊岸再造浸沒、土壤沼澤化;排除廢液引起巖土的化學(xué)污染,等等。地質(zhì)環(huán)境破壞對(duì)巖土工程實(shí)踐的負(fù)影響是不容忽視的,往往對(duì)場地穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。1.4地形地貌條件主要指的是地形起伏和地貌單元(尤其是微地貌單元)的變化情況。一般地說,山區(qū)和丘陵區(qū)場地地形起伏大,工程布局較困難,挖填土石方量較大,土層分布較薄且下伏基巖面高低不平。地貌單元分布較復(fù)雜,一個(gè)建筑場地可能跨越多個(gè)地貌單元,因此地形地貌條件復(fù)雜或較復(fù)雜。平原場地地形平坦,地貌單元均一,土層厚度大且結(jié)
5、構(gòu)簡單,因此地形地貌條件簡單。2復(fù)雜地質(zhì)體的鉆進(jìn)技術(shù)巖土工程鉆探往往會(huì)遇到復(fù)雜地質(zhì)體,如軟弱夾層、破碎帶和深厚砂卵石層等。這些地層常常是工程所關(guān)注的重要對(duì)象。為了探明這些復(fù)雜地層的空間分布、工程性質(zhì)和水文地質(zhì)條件,須保證鉆進(jìn)的穿透能力和千方百計(jì)地提高巖心采取率,以提供有關(guān)的地質(zhì)信息。主要措施有:增大巖心抗扭斷能力、改善鈷具單動(dòng)性能、及時(shí)起鉆和縮短回次進(jìn)尺時(shí)間、減小破巖作用力、提高鉆具穩(wěn)定性、減少?zèng)_洗液的沖刷、提高卡取巖心的可靠程度等。無泵鉆進(jìn)技術(shù)在鉆進(jìn)過程中不用水泵,而是利用孔內(nèi)水的反循環(huán)作用,不使鉆頭與孔壁或巖心粘結(jié),同時(shí)將巖粉收集在取粉簪內(nèi)。這種鉆進(jìn)技術(shù)較簡便,但它可防止由于水泵送水而沖刷
6、巖心及孔壁,較順利地穿透軟弱、破碎巖層,并提高巖心采取率和基本保持巖層的原狀結(jié)構(gòu)。3復(fù)雜地質(zhì)體勘探工作的特殊要求(l)土層是巖土工程鉆探的主要對(duì)象,應(yīng)可靠地鑒定土層名稱,準(zhǔn)確判定分層深度,正確鑒別土層天然的結(jié)構(gòu)、密度和濕度狀態(tài)。為此,要求鉆進(jìn)深度和分層深度的量測誤差范圍應(yīng)為±0.05m,非連續(xù)取心鉆進(jìn)的回次進(jìn)尺應(yīng)控制在1m以內(nèi),連續(xù)馭心的回次進(jìn)尺應(yīng)控制在2m以內(nèi);某些特殊土類,需根據(jù)土體特。性選用特殊的鉆進(jìn)方法;在地下水位以上的土層中鉆進(jìn)對(duì)應(yīng)進(jìn)行干鉆,當(dāng)必須使用沖洗液時(shí)應(yīng)采取雙層巖心管鉆進(jìn)。(2)巖心采取率要求較高。對(duì)巖層作巖心鉆探時(shí),一般巖石不應(yīng)低于80%,破碎巖石不應(yīng)低于65%。
7、對(duì)工程建筑物奎關(guān)重要需重點(diǎn)查明的軟弱夾層;斷層破碎帶、滑坡的滑動(dòng)帶等地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象,為保證獲得較高的巖心采取率,應(yīng)采用相應(yīng)鉆進(jìn)方法。例如,盡量減少?zèng)_洗液或用干鉆,采取雙層巖心管連續(xù)取心,降低鉆速,縮短鉆程。當(dāng)需確定巖石質(zhì)量指標(biāo)及qd時(shí),應(yīng)采用n型雙層巖心管鉆進(jìn),其孔徑為75mm,采取的巖心直徑為54mm,且宜采用金剛石鉆頭。(3)在鉆進(jìn)過程中,為了研究巖土的工程性質(zhì),經(jīng)常需要采取巖土樣。堅(jiān)硬巖石的取樣可利用巖心,但其中的軟弱夾層和斷層破碎帶取樣時(shí),必須采取特殊措施。為了取得質(zhì)量可靠的原狀土樣,需配備取土器,并應(yīng)注意取樣方法和操作工序,盡量使土樣不受或少受擾動(dòng)。采取飽和軟粘土和砂類±的原狀土樣,還需使用特制的取土器。參考文獻(xiàn)1顧寶和.巖土工程勘察技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展問題述評(píng), (工程勘察)1998,(4)2孫巍.沈小克,張?jiān)诿?巖土工
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