工程地质勘察方法(6篇)
来源:
工程地质勘察方法篇1
关键词:岩土工程;勘察质量;因素;措施
中图分类号:P62文献标识码:A
一、岩土工程勘察概述
1、岩土工程勘察的概念
所谓岩土工程勘察,就是查明工程地质条件,分析存在的地质问题,为工程建筑地区做出工程地质评价,岩土工程勘察的任务是根据不同的勘测要求,反映出不同施工地区的地质条件和岩土形态,并根据具体的施工条件,建筑要求,做出符合标准规范的勘察成果报告,并指导建筑施工。岩土工程勘察的内容涉及广泛,为优化岩土工程勘察,对施工场地工程地质条件进行准确分析就需要提高技术与方法,如工程地质调查和测绘,勘探及采取土试样,原位测试,室内测试,
现场检验和检测等方面,不断提高其勘测能力,优化勘测方法【1】。
2、岩土工程勘察的必要性
从具体的建筑工程项目来看,岩土工程勘察的程序复杂,是一个十分繁琐的系统化工作,并必须在实际操作中做到以下方面,才能保证整个项目的进展顺利。为了保证建筑物的稳定,岩土工程勘察必须进行地震效应地调查,判断施工场地的地质情况。同时,还要对深基坑进行科学的核算,通过具体的技术参数信息来安装支护,避免出现积水问题。另一方面,在岩土勘察的过程中,需要详细评价水、地下矿物质、桩基的承载力等环节对于建筑物的影响,才能针对出现的勘察难题进行及时地解决。由此可见,岩土工程勘察对于工程项目来说十分关键,如果没有做好系统化地实地调查,就无法科学地评价施工场地的承载情况,更不能制定有针对性地目标评价和政治。
二、岩土工程勘察质量的影响因素
1、施工环境因素
在岩土工程勘察中,施工环境因素主要是指其作业面。当前,岩土勘察的作业面比较狭窄,虽然岩土勘察的结果是通过不断的实践才获得的,但是,在进行勘察的过程中,若没有分析施工现场岩土的具体情况,就无法得到最准确、最有效的土层地质信息,且这些信息是后期岩土工程得以顺利开展的关键依据,也是对后期工程进行调整、改进的首要依据。相关人员对岩土工程进行实际勘察的过程中,往往会对施工现场土质的情况详细的进行了解,却没有注意到工程四周的地质环境情况,从而严重影响了工程的施工的进度。另外,岩土勘察的具体工作中还有许多影响工程质量、施工进度的问题存在:如相关工作人员缺少实践经验、对于相关的规定无法灵活运用,且完全忽略了地区的工程活动;这些情况对岩土勘察工程的有效进行造成严重的影响。
2、人员因素
在开展岩土勘察工作时,要求勘察人员必须具有较强的勘察技术及专业知识,须通过具体的技术考核才能够从事具体的勘察工作。但是,国内一些勘察部门为了节省一定的资金,常常雇佣一些农民工来进行岩土勘察工作,因为这些人员缺少相关的培训、缺少专业知识及技术,导致测量结果无法让人信服,进而严重影响了岩土工程的勘察质量。
3、方法因素
原位测试在岩土勘察工程中有着重要的作用,是岩土勘察重要的技术手段,一旦原位测试未按照规范进行,测试方法选择出现问题,必然会导致岩土勘测出现误差,影响建筑施工,不利于优化岩土工程勘察【2】。
4、设计因素
因为施工现场地质情况的不同,所以在具体的勘察工作中,相关的勘探点的深度也会不一样。且由于勘探环境比较复杂、变化较快,致使勘探点的密度定位、选择也缺少一定的精准性,而这些因素往往会对后期工程的有效开展留下一定的隐患。勘察人员在具体的勘察工作中没有严格根据勘察规定对施工现场的土质情况进行勘察,没有严格划分地质环境,也会对岩土勘察的结果造成影响,使勘察结果缺少准确性。
三、加强岩土工程勘察质量的具体措施
1、勘察部门应该不断建立健全相关的勘察体系
因为勘察结果直接影响着工程是否得以顺利地完成,所以勘察部门应该通过相关的勘察管理体系来对勘察人员的行为、勘察工作进行约束、管制。勘察部门只有建立相应的勘察管理体系,才能确保岩土工程勘察工作顺利完成,才能使勘察结果更加准确、可靠,此外,在进行岩土工程勘察工作时,相关部门还应该全面检查、监督整个勘察工作,建立健全勘察管理机制,防止勘察部门出现造假、不合理的勘察情况。勘察结果的可靠性及稳定性不是依靠勘察部门就可以得到确保,还必须依靠政府及具体的法律法规才能使勘察工作、勘察人员的行为得到约束。因此,只有加强相关的管理体系才能使勘察数据的准确性得到保证,才能使勘察质量得到确保,才能顺利完成岩土勘察工作。
2、合理选择合适的岩土勘察方法
岩土工程勘察主要是研究地基基础与地下工程的关系,由于地基土壤性质的不同,在接受岩土勘察任务,必须明确探测的主要矛盾,抓住主要矛盾,采取重点法,两点法相结合的方法,解决主要矛盾,解决技术问题,选择合适的岩土勘测方法。目前岩土工程勘察方法主要有以下几种,工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,是在岩土勘察初期进行,这个方法主要是为了推断建筑工程地质情况,对地面的地质现象进行观测与预测,了解地质规律,为以后的勘测工作打下基础,按照客观规律办事,顺应自然。原位测试与室内测试的主要目的是为了解决岩土勘察工作中需要了解各方面参数问题,就是为岩土工程问题分析评价提供需要的技术参数,主要涉及岩土的物性指标,固结变形特性参数,强度参数,渗透性参数和应力,应变时间关系的参数等,选择原位测试的方法,有利于提高岩土勘察工作的正确性,有效性。
3、合理布置点线
对于工程的点线布置来说,如果没有得到合理化的布置,将导致严重的经济损失,甚至发生人员伤亡。所以,必须重点勘察点线的布置,对勘察线进行具体地分析,保证其垂直于场地。同时,对于地貌单元来说,必须保证有充足的勘察要点,合理分配才能从数量上提高收集地质信息的准确性,避免遗漏地形的信息。在勘察点的布置上,还要进行网格化的布局,根据当地的实际地形情况,明确布置点线的深度。
4、加强现场检验
现场检验的内容是在施工阶段对勘察成果的验证核查和施工质量的检测,主要包括两个方面,一方面,对岩土工程施工质量的检验与控制,保证施工可以连续安全的进行;另一方面,检验核查岩土工程勘察成果评价与建议,保证勘测成果合理性,必要时候做出一定的补充。现场检测是根据工程勘察,设计,施工等程序下,或者在整个工程运营时间对工程有不良影响的地质环境,岩土性状等方面的检测,目的是为了保证建筑工程的正常施工与运营,保证工程安全,是企业实现利润最大化,主要针对施工和各类负载情况下,岩土性状变化影响【3】,在施工和运行期间,工程构造以及结构物检测,在工程建筑中对环境条件的检测,只有努力完善现场检验与检测,才能优化岩土勘察工作,提高我国岩土勘测能力。
5、进一步加强施工勘察
岩土工程勘察并不是单向性地工作,需要随时随地对施工前、施工中、施工后都做好仔细的勘察工作,并归纳统计相关的资料信息,方便日后查阅使用。对于施工勘察来说,必须详细了解建筑物的地基状况,制定针对性的施工计划。对于基槽的处理,更要保证在地质条件的基础上,进行对应的设计修改,不能盲目地根据现有的勘察资料进行绝对性地施工,必须从基槽的实际情况来进行判断。另一方面,如果是深基础施工,也要在设计前进行取样测试,避免施工过程中出现崩塌的情况。同时,在施工时,会面临很多奇形怪状的地质情况,可能有些是之前地面勘察没有预测到的地貌,尤其是一些遍布的溶洞、坑洼、土洞等,需要对其进行查明,判断其发育程度和分布范围。此外,针对施工过程中的土坡失去稳定性的情况,更要提前制定预防方案,一旦发生土层地陷或崩塌等不良现象时,一定要尽快做好解决措施,保证施工的顺利。
6、加强勘察设备及勘察人员的管理
在岩土工程勘察工作中,因为勘察设备及勘察人员对勘察结果的准确性、稳定性有直接的影响,且勘察人员是勘察工作得以顺利进行的前提,也是勘察部门得以在竞争激烈的市场中站稳脚跟的关键所在。所以勘察部门应不断增强勘察人员的技术水平及专业知识,给勘察人员提供更多培训的机会,使勘察人员的勘察能力、经验得到提升。另外,勘察部门应该加大对勘察设备的投入,在资金充足的前提下,应购买先进、科学的勘察设施,使勘察结果的准确性得到有效保证。勘察部门只有使勘察设备得到保证,使勘察人员的专业技能及专业知识及综合素质得到不断的提升,岩土工程勘察的质量才会得到保证,才能使岩土工程勘察工作顺利、有效地进行。
结束语
岩土勘察工程具有复杂性和系统性,其勘察质量受到多方面因素的影响,给岩土勘察安全带来的影响也是不容忽视的,为了更好地促进岩土工程的发展,就必须高度重视岩土勘察质量,确保其勘察安全,从而提高勘察水平。
参考文献:
[1]李金龙.岩土工程勘察质量影响因素评析[J].科技和产业,2013,05:135-137.
工程地质勘察方法篇2
岩溶又名喀斯特,是可溶性岩层(石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等)以被水溶解为主要的化学溶蚀作用,并伴随以机械作用而形成沟槽、裂隙、洞穴等一系列现象和作用的总称。我国的岩溶地区分布十分广泛,以广西、四川、云南、贵州最为发育,其余如湖南、广东、浙江、江苏、山东、山西等地均存在规模大小不同的岩溶地区。由于地表水和地下水的溶蚀作用,发育着各种类型的岩溶地貌和岩溶形态,破坏了岩石的完整性,大幅度地降低了岩石的强度和稳定性,从而影响着建筑物的安全。另外,岩溶的发育给工程建设带来了一定的复杂性。而岩溶问题与许多工程有关,诸如水利水电工程、公路和铁路工程、桥梁工程、工业与民用建筑工程、地质灾害的防治与环境保护工程、旅游资源的综合开发工程等等。例如,在水利水电建设中,因库坝位址选择不当,岩溶洞穴导致水库渗漏,影响水库的效益和正常使用;在岩溶区修建隧道、地下洞库和开采矿产,一旦揭穿高压岩溶管道水时,就会造成大量突水,有时挟有泥沙喷射,给施工带来严重困难,甚至淹没坑道,造成机毁人亡等事故;在地下洞室施工中遇到巨大溶洞时,洞中高填或桥跨施工困难,造价昂贵,有时不得不另辟新道,因而延误工期;在覆盖型岩溶区,土洞的发育及地表塌陷对农田和各种建筑物造成严重破坏。由此可见岩溶与工程建设的关系十分密切。在岩溶地区首先掌握岩溶的形态特征、发育规律及分布状况,认识不同岩溶作用的特点,以便充分利用有利条件,对不利因素采取相应的措施,确保建筑物的基础可靠地建立在岩溶体上,这是一项非常有意义的工作。
1研究的现状
由于岩溶发育的不均一性和复杂性,随着桩基础在岩溶地区的普遍应用,使勘察、设计、施工都面临着许多新问题。有不少工作者已经在这些方面总结出很多工程建设实践经验,一些学者也做了不少的研究工作。例如,对溶洞顶板稳定性的研究,有学者提出了视溶洞顶板为梁板(悬臂梁、简支梁、两端固定梁)、塌落拱、压力拱等的溶洞顶板稳定厚度计算方法;有学者根据弹性体内存在孔洞,在双向均匀应力场的作用下孔洞边界上的应力集中现象,按椭圆形水平坑道的计算公式求解溶洞周边的切向应力,以此来判断溶洞顶板的稳定性,有学者用平面问题的有限单元法对溶洞进行应力分析。有学者采用有限元――无界元耦合分析的方法,对岩溶临空面稳定性进行了研究。有学者对覆盖型岩溶区的桩基础稳定性进行评价。本文通过调查收集资料,并对这些资料进行整理、分析和研究,总结出岩溶地区工程地质勘察的合理方法。
从空间问题角度,在理论上为溶洞顶板稳定性的分析以及桩基嵌岩临界深度问题提供一条研究途径。
2岩溶工程地质合理的勘察方法
不同地质时代的可溶性岩层,在漫长的地质作用下形成的岩溶形态千差万别,错综复杂,如溶洞、溶沟、溶槽、地下暗河等。由于岩溶在空间上发育的不均一性,造成岩溶地区的地质情况非常复杂,因此在进行岩溶勘察时,仅靠传统的地质方法(如槽探、坑探)难以得到满意结果。因为对岩溶认识不足勘察方法不对路,工程处理不当,在一些城市(如济南、广州、南海等)发生了工程失误现象,造成极大的损失,因而了解岩溶地区的地质,查清地下岩溶的分布情况,为工程提供可靠的地质资料是至关重要的。由此可见,岩溶地区工程地质勘察有着十分重要的作用,而合理的勘察方法也就成为人们所关注的问题。本文通过广泛地收集工程资料和前人的研究资料,对这些资料进行整理、分析和研究,总结出适用于岩溶地区工程地质勘察的方法,如钻探、遥感技术、地球物理勘探、静力触探等。现分述如图1。
2.1钻探
钻探是广泛应用于工程地质勘察的勘探手段。除地形条件对机具安置有影响外,几乎任何条件下均可使用钻探方法。钻探工作的目的是要了解一定深度范围内的岩溶发育情况,尤其当地表无岩溶现象或有覆盖层时,要在地质调查和物探成果的基础上,结合工程要求去指导钻孔布置。工程地质勘察中使用的钻探方法较多,因而要根据具体情况选用适宜的钻探方法,此外,为了利用钻孔更好地了解地下地质情况,配合钻探,往往要进行钻孔压水试验或抽水试验等水文地质工作。条件允许时,还可采用物探测井、钻孔摄影、井下电视等技术手段,以配合了解钻孔周围的地质情况。
2.2遥感技术的应用
遥感技术是根据电磁辐射的理论,应用现代技术中的各种探测器,对远距离目标辐射来的电磁波信息进行接受,传送到地面接收站加工处理成遥感资料(图象或数据)用来探测识别目标物的整个过程。它是建立在现代物理学、数学、电子计算机技术和地学规律基础之上的。具有调查面积大,重复性好等特点,遥感图像能宏观而真实地反映地表特征和各种地质现象的空间关系,遥感影像视域广阔、信息量大,在识别岩溶地貌形态、岩溶层组划分及地质构造特征等方面,具有其它勘测方法所不及的优点,尤其更适用于我国南方裸露型岩溶地区。
地球资源卫星遥感(MSS.TM,SPOT)、
航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等,在20世纪70年代引进我国以后,被广泛应用于岩溶地区工程地质勘察。遥感在新建铁路选线、水利水电工程区域稳定性评价、岩溶水库渗漏分析等方面都发挥了重要作用,在红水河、清江流域规划和大瑶山铁路隧道选线中获得了较好的效果。
2.3地球物理勘探
地球物理勘探(简称物探)理场的各种参数进行地质解译,是通过获得天然的或人工的物具有一定的“透视性”。它不仅可以在地面测量,而且可以在地下测量(例如在钻孔中、中或其间)以及地下(钻孔勘察所研究空间的岩溶分布、隧道等)与地面之间的测量隧道以洞穴进行探测。由于信息技术特别适用于对岩体中复杂的岩溶、电子计算机技术的引进,使物探方法得到了很大的发展。目前,适用于岩溶勘察的物探方法主要有电阻率法、微重力法、钻孔电磁波透视法、五极纵轴电测深法、地震层析成像技术、瞬变电磁法、地质雷达等。本文在总结资料的基础上,对各种方法的优缺点、勘察效果和适用条件如表1所示。
由表1可以看出,每一种方法的应用都有其应用的前提,只有在满足前提条件下的勘察效果才会是好的。因此,在确定使用何种方法之前,正确地分析判断建筑场地的地质情况是非常重要的。同时,根据大量实践的经验认为,在不同的地质条件下,进行不同的勘察,采用综合物探,可以取得更好的效果。从上述的总结可以看出,将物探应用到工程地质勘察中,能降低勘察成本,缩短勘察工期,提高勘察工作质量。尽管如此,我们还是不能忽略钻探作为最基本的工程地质勘察的勘探手段所发挥的重要作用。如柳州市银都大厦所处的位置是典型的岩溶发育区,因为存在一种错误的观念,认为钻探是“一孔之见”,所以不相信钻探,于是出现了用物探替代设计要求的孔底作超前钻孔检测基岩情况的决策失误,结果导致做补充勘察和补强基础,造成工期延长,投资增大。每种方法都有各自的优缺点及适用条件,应取长补短,互为补充。大量的工程实践表明,物探定性配合钻探定量,能更好地了解工程地质情况,为设计提供准确的依据。
2.4静力触探
工程地质勘察方法篇3
1.1高寒地区岩土工程勘察的特点
高寒地区由于海拔较高,且空气比较稀薄,勘察人员难以适应恶劣的环境,通常会出现头晕、无力等高原反应,难以进行勘察工作,给勘察工作带来了人力方面的困难。高寒地区相对于平原地区气候极为恶劣,温度较低,岩土往往会因温度低而结冰,甚至会出现冻坏的现象,岩土工程勘察会由于这些因素影响而使勘察结果出现误差。高寒地区由于交通不便、生活条件艰苦等原因,导致了前往此地进行勘察必将付出较大的经济代价,勘察单位往往需要付出更多的资金。高寒地区岩土勘察工程的勘察地点相对分散,这给勘察质量管理带来了极大的困难。
1.2高寒地区岩土工程勘察质量管理存在的问题
1.2.1相关管理人员责任落实不到位。
高寒地区岩土工程勘察能否达到质量要求,很大程度上取决于勘察人员工作水平,因此,加强对勘察人员的管理,是做好勘察质量管理的第一步。然而,实际情况是,相关管理人员的责任并没有肩负起来,对于勘察工作的管理不到位,勘察人员难以形成积极主动的工作精神,因此,管理人员必须加强勘察工作的管理,调动工作人员的积极性,增强勘察团队的凝聚力。并且要建立起一套合理的管理制度,坚持以人为本的原则,让勘察人员都能够尽到自己的责任。
1.2.2岩土工程采取不当的施工方法。
现如今,很多勘察单位中聘用的勘察人员并不完全具备良好的职业素质,尤其是勘察钻机机长,作为勘察团队中的核心一员,机长的素质直接关系到勘察工作的优劣,如果机长缺乏必要的素质,那么,就无法带领、教育其他人员,勘察人员也就难以掌握勘察要领,找不到恰当的施工方法。在岩土工程勘察过程中,如果施工方法不当,就会导致勘察结果中出现种种错误,或者对于高寒地区岩土并未能进行全面的勘察,遗漏了较为重要的部分,这些都会降低勘察的质量。
1.2.3岩土工程使用质量不合格的施工材料。
现如今,无论是何种产品,都会存在良莠不齐的现象,岩土工程勘察中所使用的施工材料也是如此。一些勘察单位为了节约成本而购进廉价的施工材料,或是租赁勘察钻探,这也就无法保证勘察材料质量是否合格。而勘察人员在野外勘察时,就会出现各类问题,比如,勘察钻机出现故障,延误勘察工作,或是数据记录不准确,得到的信息错误,也就导致了岩土工程勘察质量难以达标。
1.2.4岩土工程施工环境恶劣。
高寒地区环境较为恶劣,海拔较高,勘察人员容易出现各种高原反应,在难以适应当地环境的条件下,勘察人员总会有意或无意中出现一些工作问题,难以进行规范的施工。再加上这些地区温度较低,空气环境差,日光照射等原因,勘察场地岩土质地较差,给勘察工作带来了极大的困难。种种原因结合到一起,导致了勘察质量下降。
2高寒地区岩土工程勘察质量管理体系的建立与完善
由于高寒地区岩土工程勘察质量存在诸多问题,而且管理工作进行困难,因此,必须建立一套较为完善的质量管理体系,加强对岩土工程勘察的质量管理,减少勘察错误的出现,消除后期工程实施中的安全隐患,增强勘察工作对工程建设的作用。
2.1勘察质量管理体系建立的目标
高寒地区岩土工程勘察质量管理的目标,就是要保证勘察工程的全面性、真实性,切实完成勘察工作的任务,消除投机取巧、弄虚作假的现象。通过勘察质量管理体系的建立,制定一系列具有较强可实施性的管理方案,合理分配每个人的责任,运用恰当的勘察方法,使用合格的施工材料,让勘察工作做到位。
2.2勘察质量管理体系建立的原则
2.2.1要遵循系统性原则。
高寒地区岩土工程勘察涉及到多个部门以及多个工作人员,在勘察过程中,各部门、各成员必须进行系统性地配合,才能将勘察工作做好。
2.2.2要遵循分权与集权平衡性原则。
勘察单位总部要掌握主要的管理权力,有利于对勘察工作的宏观调控,而将一定的权利分配给各个部门,则可以使其能够根据勘察工作的具体情况作出适当的应对策略,从而提高勘察工作的效率。总部权利过于集中,就会抑制各部门人员的工作积极性,增加管理的难度,而权利过于分散,则不利于相互之间的统筹合作。
2.2.3要遵循目标合理性原则。
由于高原地区特殊的环境,岩土工程勘察不可能像平原地区那样顺利,因此,对于勘察目标的制定要合理,人员分配、所用时间、资金支出等各方面要充分考虑,并非是将目标制定足够高就一定能保证勘察质量好。
2.2.4要遵循集中与系统管理原则。
对于工程项目的管理,通常都会采用一些集中控制的手段,这样的管理方式有利于增强各部门之间的联系,保证工作进度的统一性,然而,过于集中的管理方式,会限制某些部门的职能,一些工作进度较慢、效率低的部门会减缓整个工程项目的实施,且集中管理并不会细致地渗透到每一个角落,因此,集中管理与系统管理并行,才能使质量管理更有力。
2.3勘察质量管理体系建立的内容
质量管理体系建立的内容,体现出该体系所包含的各个方面,也从侧面反映了该体系是否能够对质量管理起到应有的作用。建设勘察单位领导小组,能够使负责岩土工程勘察的人员便于监督、审查勘察工作,及时发现勘察质量问题,并提出合理的修改意见,并对勘察人员给予绩效评价,督促其做好勘察工作。建立勘察综合项目部,对勘察工作进行全面的管理,严格的质量监管,以及把握资金支出事项,督促勘察小组保质保量完成勘察任务。建立钻探小组,外出到工程项目地点,进行实地的勘察工作,并适当提高该小组的工资,以便吸引、留住更多素质较高的人员。
2.4勘察质量管理体系建立的措施与保障
管理体系建立的措施与保障,首先要考虑如何保障勘察质量。勘察单位应当聘请更多有权威的勘察专家进行指导,克服勘察过程中遇到的困难,运用更新的勘察理论、勘察技术、勘察方法,提高勘察质量。加强对勘察人员的技术培训,提高勘察人员工作素质。建立合理的管理体系,保证勘察过程中使用正确的施工方法,避免因操作不当造成的质量问题。加强对勘察材料的监控,保证施工材料合格。
3结语
工程地质勘察方法篇4
[关键词]地铁工程岩土工程勘察要点分析
[中图分类号]U231+.3[文献码]B[文章编号]1000-405X(2014)-1-71-1
0前言
为保障工程建设的质量,包括地铁工程在内的各项工程建设在设计和施工前,都需要严格按照建设的基本程序对施工的场地岩土体进行勘查,以此生成有效的基础资料和设计参数,为建筑设计及施工提供科学依据。地铁岩土工程勘察工作按勘察阶段的不同分为可行性研究阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段、(施工过程中)补充勘察阶段[1]。勘察阶段不同,其勘察精度和要求也会有所不同,这就要求相关勘察人员根据不同的勘察阶段采取不同措施,保障勘察工作的高效、顺利开展。只有将岩土工程勘察放在重要地位,严格控制技术分析中的各个环节,实行事先预估、事中控制、事后总结的有效勘察工作机制,才能够保证工程的顺利进行,才能保障地铁工程的整体质量,促进地铁社会效益的最大化实现。
1地铁岩土工程勘察的注意事项
地铁线路敷设方式和施工方法的多样性,导致地铁工程基础类型和结构形式多样化,因此地铁岩土工程勘察兼有深基坑、铁路隧道、城市高层建筑、水文地质勘察的特点[2]。基于这些特点,地铁岩土工程勘察过程中,应尽量避免单一勘察手段,根据不同地质状况和地质条件采取适当的实验方法,以保障基础资料和设计参数的科学性与合理性。在地铁岩土工程的勘察中,尤其需要注意:(1)在地质复杂、岩土特殊以及有特殊施工要求的地段,应实施重点勘察、综合分析。(2)在出入口、通风道以及车流量较多的地段,应采取单独勘察,具体分析潜在不利因素。同时,要注意对每个地段进行水文地质试验,并做出合理评价。(3)对沿线建筑物、地下构筑物,应对地铁施工干扰下的稳定性进行有效分析,拟定相应的保持对策。
2地铁岩土工程勘察中的关键问题
2.1地下水问题
地铁岩土工程勘察中,必须做好地下水的勘察,主要包括地下水水位、流速、流向、腐蚀性、补给情况、渗透情况等。同时,要对地下水对岩土体及建筑物产生的影响进行有效分析和评价,包括施工过程中,由于降、排水措施可能引起的市政道路下沉、塌陷;地下管线及各种设施的变形;附近建筑物变形等问题,并拟定相应的防治对策。
2.2地质构造问题
地铁岩土工程勘察中,要对相关的地质构造进行有效掌握,了解地铁沿线地质的大致走向、倾向、、富水情况等,特别是断裂带及采空区,要重点勘察并及时给出建议。如有必要,应进行断裂专题勘察,为考虑是否需对结构进行特殊处理的工程设计提供资料。
2.3不良地质及特殊性岩土问题
地铁岩土工程勘察中,还要对地铁线路通过处的不良地质及特殊岩土分布进行勘察,重点勘察对象主要有软土、膨胀土、残积土、人工填土、地震可液化层等等。尤其要注意的是,勘察过程中必须慎重对待人工填土问题,如有必要,要适当增大勘探孔密度,以此保障基础资料及相关数据的科学性。
3常见施工方法及地铁岩土工程勘察的要点
3.1常见施工方法中的盾构法
所谓盾构法,是指将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止坍塌,同时用切削装置进行土体开挖,出土机械将泥土运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种全机械化施工方法[3]。基于这种施工方法,地铁岩土工程勘察要查明地层构造、层序以及地层中洞穴、透镜体和障碍物分布,重点勘察影响盾构机运行的因素,如松散砂层、掌子面软硬不均地层、高粉粘粒含量地层及硬岩地层等。同时,要结合勘察情况,进行土石可挖性分级及并提供工程地质纵横断面,为衡量隧道失稳可造成的破坏后果提供参考指标。对于盾构法,勘探孔沿线路两侧交错布置于隧道外3~5米处。
3.2常见施工方法中的明挖法
所谓明挖法,指的是先将隧道部位的岩土体全部挖除,然后修建洞身、洞门,再进行回填的施工方法。基于这种施工方法,地铁岩土工程勘察不仅要对基岩产状、起伏及坡度情况,岩土分层及厚度,土石可挖性分级等各方面进行勘察,还要查清地下水相关情况,不良地质以及可能对混凝土及钢结构的腐蚀情况等。此外,还要对基坑降水的可能性、管涌、浮托破坏的可能性等进行有效判断,评价环境对基坑开挖施工的承受能力,并提供工程地质纵横断面及施工所需的各种参数。对于明挖法,勘探孔应布置于结构边线外2米处,而明挖通道、风道等钻孔可沿其中心线布置,结构外侧1倍开挖深度范围宜布置钻孔[4]。
3.3常见施工方法中的矿山法
所谓矿山法,指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法。基于这种施工方法,地铁岩土工程勘察应重点进行准确的隧道围岩分级及土石可挖性分级并提供工程地质纵横断面。同时,还应对水文地质条件、构造破碎带及岩土的类型、性质等各个方面进行勘察,为施工提供科学依据,对于矿山法,勘察孔尽量布置在开挖范围外侧3~5米处。
4小结
作为工程建设的最基础工作之一,岩土工程勘察为工程设计与施工提供重要的依据,其质量好坏将会对工程建设的各项预期目标的实现具有决定性的影响,良好的岩土工程勘察质量能够有效促进工程顺利开展,保障工程的进度和质量。地铁工程也是如此,因此,须将岩土工程勘察放在重要地位,针对不同勘察阶段的不同勘察重点,采取不同的措施,确保岩土工程勘察质量,保证工程的顺利开展。
参考文献
[1]张雪雷.地铁岩土工程勘探过程中的几个关键问题[J].长沙铁道学院学报(社会科学版),2010,(01):236-237.
[2]贾素勤,王仙伟,郭哲峰.岩土工程施工技术探讨[J].科技致富向导,2011,(30):234+271.
工程地质勘察方法篇5
岩溶又名喀斯特,是可溶性岩层(石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等)以被水溶解为主要的化学溶蚀作用,并伴随以机械作用而形成沟槽、裂隙、洞穴等一系列现象和作用的总称。我国的岩溶地区分布十分广泛,以广西、四川、云南、贵州最为发育,其余如湖南、广东、浙江、江苏、山东、山西等地均存在规模大小不同的岩溶地区。由于地表水和地下水的溶蚀作用,发育着各种类型的岩溶地貌和岩溶形态,破坏了岩石的完整性,大幅度地降低了岩石的强度和稳定性,从而影响着建筑物的安全。另外,岩溶的发育给工程建设带来了一定的复杂性。而岩溶问题与许多工程有关,诸如水利水电工程、公路和铁路工程、桥梁工程、工业与民用建筑工程、地质灾害的防治与环境保护工程、旅游资源的综合开发工程等等。例如,在水利水电建设中,因库坝位址选择不当,岩溶洞穴导致水库渗漏,影响水库的效益和正常使用;在岩溶区修建隧道、地下洞库和开采矿产,一旦揭穿高压岩溶管道水时,就会造成大量突水,有时挟有泥沙喷射,给施工带来严重困难,甚至淹没坑道,造成机毁人亡等事故;在地下洞室施工中遇到巨大溶洞时,洞中高填或桥跨施工困难,造价昂贵,有时不得不另辟新道,因而延误工期;在覆盖型岩溶区,土洞的发育及地表塌陷对农田和各种建筑物造成严重破坏。由此可见岩溶与工程建设的关系十分密切。在岩溶地区首先掌握岩溶的形态特征、发育规律及分布状况,认识不同岩溶作用的特点,以便充分利用有利条件,对不利因素采取相应的措施,确保建筑物的基础可靠地建立在岩溶体上,这是一项非常有意义的工作。
1研究的现状
由于岩溶发育的不均一性和复杂性,随着桩基础在岩溶地区的普遍应用,使勘察、设计、施工都面临着许多新问题。有不少工作者已经在这些方面总结出很多工程建设实践经验,一些学者也做了不少的研究工作。例如,对溶洞顶板稳定性的研究,有学者提出了视溶洞顶板为梁板(悬臂梁、简支梁、两端固定梁)、塌落拱、压力拱等的溶洞顶板稳定厚度计算方法;有学者根据弹性体内存在孔洞,在双向均匀应力场的作用下孔洞边界上的应力集中现象,按椭圆形水平坑道的计算公式求解溶洞周边的切向应力,以此来判断溶洞顶板的稳定性,有学者用平面问题的有限单元法对溶洞进行应力分析。有学者采用有限元——无界元耦合分析的方法,对岩溶临空面稳定性进行了研究。有学者对覆盖型岩溶区的桩基础稳定性进行评价。本文通过调查收集资料,并对这些资料进行整理、分析和研究,总结出岩溶地区工程地质勘察的合理方法。
从空间问题角度,在理论上为溶洞顶板稳定性的分析以及桩基嵌岩临界深度问题提供一条研究途径。
2岩溶工程地质合理的勘察方法
不同地质时代的可溶性岩层,在漫长的地质作用下形成的岩溶形态千差万别,错综复杂,如溶洞、溶沟、溶槽、地下暗河等。由于岩溶在空间上发育的不均一性,造成岩溶地区的地质情况非常复杂,因此在进行岩溶勘察时,仅靠传统的地质方法(如槽探、坑探)难以得到满意结果。因为对岩溶认识不足勘察方法不对路,工程处理不当,在一些城市(如济南、广州、南海等)发生了工程失误现象,造成极大的损失,因而了解岩溶地区的地质,查清地下岩溶的分布情况,为工程提供可靠的地质资料是至关重要的。由此可见,岩溶地区工程地质勘察有着十分重要的作用,而合理的勘察方法也就成为人们所关注的问题。本文通过广泛地收集工程资料和前人的研究资料,对这些资料进行整理、分析和研究,总结出适用于岩溶地区工程地质勘察的方法,如钻探、遥感技术、地球物理勘探、静力触探等。现分述如图1。
2.1钻探
钻探是广泛应用于工程地质勘察的勘探手段。除地形条件对机具安置有影响外,几乎任何条件下均可使用钻探方法。钻探工作的目的是要了解一定深度范围内的岩溶发育情况,尤其当地表无岩溶现象或有覆盖层时,要在地质调查和物探成果的基础上,结合工程要求去指导钻孔布置。工程地质勘察中使用的钻探方法较多,因而要根据具体情况选用适宜的钻探方法,此外,为了利用钻孔更好地了解地下地质情况,配合钻探,往往要进行钻孔压水试验或抽水试验等水文地质工作。条件允许时,还可采用物探测井、钻孔摄影、井下电视等技术手段,以配合了解钻孔周围的地质情况。
2.2遥感技术的应用
遥感技术是根据电磁辐射的理论,应用现代技术中的各种探测器,对远距离目标辐射来的电磁波信息进行接受,传送到地面接收站加工处理成遥感资料(图象或数据)用来探测识别目标物的整个过程。它是建立在现代物理学、数学、电子计算机技术和地学规律基础之上的。具有调查面积大,重复性好等特点,遥感图像能宏观而真实地反映地表特征和各种地质现象的空间关系,遥感影像视域广阔、信息量大,在识别岩溶地貌形态、岩溶层组划分及地质构造特征等方面,具有其它勘测方法所不及的优点,尤其更适用于我国南方裸露型岩溶地区。
地球资源卫星遥感(MSS.TM,SPOT)、
航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等,在20世纪70年代引进我国以后,被广泛应用于岩溶地区工程地质勘察。遥感在新建铁路选线、水利水电工程区域稳定性评价、岩溶水库渗漏分析等方面都发挥了重要作用,在红水河、清江流域规划和大瑶山铁路隧道选线中获得了较好的效果。
2.3地球物理勘探
地球物理勘探(简称物探)理场的各种参数进行地质解译,是通过获得天然的或人工的物具有一定的透视性”。它不仅可以在地面测量,而且可以在地下测量(例如在钻孔中、中或其间)以及地下(钻孔勘察所研究空间的岩溶分布、隧道等)与地面之间的测量隧道以洞穴进行探测。由于信息技术特别适用于对岩体中复杂的岩溶、电子计算机技术的引进,使物探方法得到了很大的发展。目前,适用于岩溶勘察的物探方法主要有电阻率法、微重力法、钻孔电磁波透视法、五极纵轴电测深法、地震层析成像技术、瞬变电磁法、地质雷达等。本文在总结资料的基础上,对各种方法的优缺点、勘察效果和适用条件如表1所示。
由表1可以看出,每一种方法的应用都有其应用的前提,只有在满足前提条件下的勘察效果才会是好的。因此,在确定使用何种方法之前,正确地分析判断建筑场地的地质情况是非常重要的。同时,根据大量实践的经验认为,在不同的地质条件下,进行不同的勘察,采用综合物探,可以取得更好的效果。从上述的总结可以看出,将物探应用到工程地质勘察中,能降低勘察成本,缩短勘察工期,提高勘察工作质量。尽管如此,我们还是不能忽略钻探作为最基本的工程地质勘察的勘探手段所发挥的重要作用。如柳州市银都大厦所处的位置是典型的岩溶发育区,因为存在一种错误的观念,认为钻探是一孔之见”,所以不相信钻探,于是出现了用物探替代设计要求的孔底作超前钻孔检测基岩情况的决策失误,结果导致做补充勘察和补强基础,造成工期延长,投资增大。每种方法都有各自的优缺点及适用条件,应取长补短,互为补充。大量的工程实践表明,物探定性配合钻探定量,能更好地了解工程地质情况,为设计提供准确的依据。
2.4静力触探
静力触探手段在工程地质勘察中主要是用来确定软土、粘性土和砂类土的承载力。把静力触探用于覆盖型岩溶工程地质勘察,在长(春)大(连)铁路瓦房店路基塌陷病害整治工程提供了实践经验。在一定的地层条件下,静力触探手段解决了其他勘探手段未能解决的问题,取得了良好的效果。在覆盖型岩溶工程地质勘察中,静力触探手段主要是查明第四系覆盖层中有无隐蔽土洞存在;土洞的规模及埋藏位置;疏松裂隙带的分布及其范围等。其方法是:在依据钻探物探资料进行了初步稳定性分区的基础上有针对性的布置静力触探孔,结合具体情况,解释静力触探PS-h(PS:贯入阻力,h:探测深度),有是否出现异常值来推测有无土洞或裂隙带。静力触探方法得到的成果分析资料的准确性和可靠性,在勘探期间和紧接着的设计与施工中,都得到充分的证实。
覆盖型岩溶工程地质勘察,在钻探、物探手段受到技术上和经济上的限制以及场地的限制,无法满足要求时,为了探明覆盖层中潜蚀作用的分布范围和强度,可以采用静力触探方法。根据不同勘察设计阶段、不同工程性质及地层条件,在综合勘探中合理使用静力触探手段可以提高勘测质量、缩短勘测周期。通过静力触探与地质雷达相结合来探明土层中隐伏土洞与扰动土层的效果显著。
参考文献
工程地质勘察方法篇6
关键词:岩土工程;地质勘察;建议
岩土工程勘察在快速的发展过程中,不论是在体制还是在勘察方法、计算机辅助软件、勘察报告编制等各方面工作都有了较大的进步,并且还在在不断优化中。岩土工程勘察工作研究的主要对象是地基和基础以及地下工程的关系。由于地基土解决哪些主是因地而异的,在接受一项岩土工程勘察任务时,必须明确该工程的主要技术矛盾是什么,需要要技术间题。在对设计意图和设计要求以及建筑物荷载情况了如指掌的情况下,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,给以充分的论证和分析,最终提出经济合理、技术可行的解决方案。只有这样,岩土工程勘察才能提高勘察成果质量,才能有较大的市场。
1岩土工程勘察的目的和任务
1.1勘察场地概貌
查明勘察范围内场地原始地形、地貌,岩土层的成因、类型、深度、分布、工程特性和变化规律,分析评价地基的稳定性和均匀性。
1.2埋藏物情况
查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、旧基础、孤石等对工程不利的埋藏物及其分布范围。
1.3地质作用的影响
查明影响建筑场地稳定性的不良地质作用(包括:岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降、场地和地基的地震效应、活动断裂等)和特殊土(包括软土、填土、污染土、湿陷性土、膨胀土、红粘土、多年冻土等)的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,并提出相应防治措施的建议。
1.4地下水埋藏情况
查明地下水埋藏情况、类型、补给及排泄条件,地下水位,水位变化幅度及规律;评价地下水(土)对建筑材料的腐蚀性。对基坑工程还应查明各土层的渗透性质,分析评价地下水的静水压力、动水压力及浮托力的作用和影响;预估产生基坑突涌、流沙(土)或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度,并提出相应的防治措施建议;提供基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;提供用于计算地下水浮力的设计水位。
1.5基坑周边环境
基坑工程还应查明基坑周边环境,提供基坑设计所需的岩土参数,分析评价放坡开挖的可能性和基坑边坡稳定性,适宜选用的支护结构类型及其稳定性,基坑开挖与降水对地基变形、周围建筑物和地下设施的影响。
2岩土工程勘察的主要方法
2.1工程地质测绘
工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论,对地面的地质现象进行观察和描述,分析其性质和规律,并藉以推断地下地质情况,为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地,必须进行工程地质测绘但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地,则可采用调查代替工程地质绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。
2.2勘探与取样
勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段,它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是,物探成果判释往往具多解性,方法的使用又受地形条件等的限制,其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地质情况,在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛,可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时,可采用坑探方法。坑探工程的类型较多,应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备,耗费人力、物力较多,有些勘探工程施工周期又较长,而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点,布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据,切避盲目性和随意性。
2.3原位测试与室内试验
原位测试与室内试验的主要目的是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试的优点是试样不脱离原来的环境,基本上在原位应力条件下进行试验所测定的岩土体尺寸大,能反映宏观结构对岩土性质的影响,代表性好。试验周期较短,效率高尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。缺点是试验时的应力路径难以控制、边界条件也较复杂有些试验耗费人力、物力较多,不可能大量进行。室内试验的优点是试验条件比较容易控制边界条件明确,应力应变条件可以控制等入可以大量取样。
2.4现场检验与监侧
现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全,提高工程效益。现场检验的涵义,包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监朋则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料,可以反求出某些工程技术参数,井以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。
3加强岩土工程勘察的建议
3.1加强勘察设计单位的质量认证,健全质量管理ISO9001∶2000质量管理体系确立了以过程模式作为标准的结构。勘察设计企业应通过有效应量管理体系的要求,运用过程方法,采用PDCA循环进行岩土工程勘察的实施和管理,持续改进。提高勘察设计的能力,增加顾客的满意程度。
3.2采用先进的岩土工程勘察技术。在岩土工程勘测中,为了避免勘探点布置的随意性,可使用克里格法。在岩土工程分析评价中,为提高精确度,可使用多道瞬态面波勘探技术和高密度点法。岩土工程勘测中,为了准确确定地基承载力特征值,可使用回归分析。岩土工程勘测资料的整理中,为了保证成果的正确性,应使用计算机进行处理。
综上所述,技术性问题是制约岩土工程勘察工作向前发展的瓶颈,因此要高度重视勘察技术的提高和改良。在实际工作中,要尽可能地采用高科技的勘测方法和仪器设备,确保勘察结果的准确性,另外加强勘察人员的技术水平也是至关重要的。总之,随着新技术、新方法、新材料在地质勘察工程中应用,地质勘察工作必将迈向新的台阶。
参考文献:
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