施工工程地質
❶ 如何做工程地質勘察報告
摘要:岩土工程勘察報告是建築地基基礎設計和施工的重要依據。在保證外業和實驗資料准確可靠的基礎上,文字報告和有關圖表應按合理的程序編制。要重視現場編錄、原位測試和實驗資料檢查校核,使之相互吻合,相互印證。地基岩土分層是一個重要環節,要根據岩土地質時代、土的成因類型、岩土性質、狀態、岩石風化程度和物理力學特徵合理劃分。岩土的工程力學性質是根據原位測試和實驗資料的數理統計值綜合判定。報告要充分搜集利用相關的工程地質資料,做到內容齊全,論據充足,重點突出,正確評價建築場地條件、地基岩土條件和特殊問題,為工程設計和施工提供合理適用的建議。
關鍵詞:岩土工程勘察 報告 圖表 編製程序 岩土分層
岩土工程勘察報告是工程地質勘察的最終成果,是建築地基基礎設計和施工的重要依據。報告是否正確反映工程地質條件和岩土工程特點,關繫到工程設計和建築施工能否安全可靠、措施得當、經濟合理。當然,不同的工程項目,不同的勘察階段,報告反映的內容和側重有所不同;有關規范、規程對報告的編寫也有相應的要求。下面著重談一談有關工業與民用建築的岩土工程勘察報告編寫工作,且側重於詳細勘察階段。
1報告的編製程序
一項勘察任務在完成現場放點、測量、鑽探、取樣、原位測試、現場地質編錄和實驗室測試等前期工作的基礎上,即轉入資料整理工作,並著手編寫勘察報告。岩土工程勘察報告編寫工作應遵循一定的程序,才能前後照應,順當進行。不然的話,常會出現現場編錄與實驗資料的矛盾、圖表間的矛盾、文圖間的矛盾,改動起來費時費力,影響效率,影響質量。
通常的編製程序是:
(1)外業和實驗資料的匯集、檢查和統計。此項工作應於外業結束後即進行。首先應檢查各項資料是否齊全,特別是實驗資料是否出全,同時可編制測量成果表、勘察工作量統計表和勘探點(鑽孔)平面位置圖。
(2)對照原位測試和土工試驗資料,校正現場地質編錄。這是一項很重要的工作,但往往被忽視,從而出現野外定名與實驗資料相矛盾,鑒定砂土的狀態與原位測試和實驗資料相矛盾。例如:野外定名為粘土的,實驗出來的塑性指數卻<17;野外定名為細砂的,實驗資料為中砂,其0.25~0.5mm顆粒含量百分比達50%以上;野外定為可塑狀態粘性土的,實驗出來的液性指數卻<0;野外定為稍密狀態的砂性土,標准貫入擊數卻<10擊;野外定為淤泥或淤泥質土的,實驗出的孔隙比卻<1;野外定為硬塑粘性土的,標貫擊數卻<18擊……產生諸如此類的矛盾,或由於野外分層深度和定名不準確,或試驗資料不準確,應找出原因,並修改校正,使野外對岩土的定名及狀態鑒定與實驗資料和原位測試數據相吻合。
(3)編繪鑽孔工程地質綜合柱狀圖。
(4)劃分岩土地質層,編制分層統計表,進行數理統計。地基岩土的分層恰當與否,直接關繫到評價的正確性和准確性。因此,此項工作必須按地質年代、成因類型、岩性、狀態、風化程度、物理力學特徵來綜合考慮,正確地劃分每一個單元的岩土層。然後編制分層統計表,包括各岩土層的分布狀態和埋藏條件統計表,以及原位測試和實驗測試的物理力學統計表等。最後,進行分層試驗資料的數理統計,查算分層承載力。
(5)編繪工程地質剖面圖和其它專門圖件。
(6)編寫文字報告。按以上順序進行工作可減少重復,提高效率;避免差錯,保證質量。在較大的勘察場地或地質地貌條件比較復雜的場地,應分區進行勘察評價。
2報告論述的主要內容
報告應敘述工程項目、地點、類型、規模、荷載、擬採用的基礎形式;工程勘察的發包單位、承包單位;勘察任務和技術要求;勘察場地的位置、形狀、大小;鑽孔的布置者和布置原則,孔位和孔口標高的測量方法以及引測點;施工機具、儀器設備和鑽探,取樣及原位測試方法;勘察的起止時間;完成的工作量和質量評述;勘察工作所依據的主要規范、規程;其它需要說明的問題。報告應附勘探點(鑽孔)平面位置圖、勘探點測量成果表和勘察工作量表。倘若勘察工作量少,可只附圖而省去表。一個完整的岩土工程勘察報告,由下面幾部分組成。
2.1地質地貌概況
地質地貌決定了一個建築工地的場地條件和地基岩土條件,應從以下三個方面加以論述:(1)地質結構。主要闡述的內容是:地層(岩石)、岩性、厚度;構造形跡,勘察場地所在的構造部位;岩層中節理、裂隙發育情況和風化、破碎程度。由於勘察場地大多地處平原,應劃分第四系的成因類型,論述其分布埋藏條件、土層性質和厚度變化。(2)地貌。包括勘察場地的地貌部位、主要形態、次一級地貌單元劃分。如果場地小且地貌簡單,應著重論述地形的平整程度、相對高差。(3)不良地質現象。包括勘察場地及其周圍有無滑坡、崩塌、塌陷、潛蝕、沖溝、地裂縫等不良地質現象。如在碳酸鹽岩類分布區,則要敘述岩溶的發育及其分布、埋藏情況。如果勘察場地較大,地
❷ 岩石工程勘查主要分為哪幾個階段
四個階段。
1、可行性勘察(選址用)。
2、初步勘察(初設用)。
3、詳細勘察(施工圖設計用)。
4、施工勘察(地層條件復雜的情況下,有針對性的對某個問題進行勘察)。
(2)施工工程地質擴展閱讀:
高層建築工程地質勘察要點為:
1、勘探孔布置見附圖,勘探單位可根據現場情況適當調整,但應滿足:控制性孔占勘察孔總數約1/3,取土樣試樣和進行原位測試的勘察孔在平面上均勻分布,其數量占勘探孔總數為1/3~1/2。
2、鑽孔深度:因沒有提供初勘報告,一般勘察孔的深度,由勘察單位根據當地土層情況按《岩土工程勘察規范GB50021-2001》和《高層建築岩石工程勘察規程JGJ 72—2004》定,控制孔深度宜到滿足沉降計算要求。如預定的孔深未見良好持力層時,鑽孔應加深,直至進入良好持力層。查明基岩面起伏狀況,鑽孔進入持力層深度不小於5m。
3、應判定各土層的成因時代,對場地的工程地質條件作出評價;提供場地土類別及場地地震效應評價。
4、查明各土層的類別、厚度、坡度、土性參數。並對地基土的穩定性和承載能力作出評價。提供各土層的一般物理力學指標、抗剪(固結快剪、快剪)強度指標等設計要素。提供樁基設計所需的岩土參數,要求提供樁側極限摩阻力標准值、樁端極限阻力標准值並推薦指標,建議樁的類型、長度及施工方法,提供樁的垂直極限承載力設計推薦值。
5、提供地基土的變形參數,建議基礎的合理形式並估算相應的沉降值。
6、提供基坑開挖所需岩土技術參數。
7、鑽孔取樣間距一般為1.0m,當土層變化大時,應加取土樣或連續取樣。
8、查明淺層地質的小螺孔間距及孔深根據當地土層情況,由勘察單位自定,若遇地質不良(軟土及液化砂土、溶洞等)或場地土層復雜(岩層起伏)時應適當增加布孔數量或孔深。
❸ CAD施工圖(工程地質圖)怎麼繪制
工程勘察的話,現在多用的是理正岩土軟體,把各個鑽孔數據輸入,就回能夠直接生圖,搞答施工話主要是CAD,這里一下也說不清楚,
http://tech.163.com/special/000915SN/AutoCAD_2007.html
這有個CAD的教程,基本的學會了,以後多實踐實踐咯
❹ 常見的工程地質問題和對工程危害程度的評述
一、常見的工程地質問題
深圳地區常見的工程地質問題有軟土地基不均勻沉降,岩溶地面塌陷,砂頁岩互層軟弱地層的崩塌、滑坡和對工程樁的影響,中生代晚期花崗岩中北西向斷裂對工程樁的影響,北東向斷裂對工程的影響。
二、對工程危害程度的評述
(一)軟土地基不均勻沉降對工程的影響
深圳灣沿岸、珠江口東岸的沙井-媽灣、鹽田港區、壩光西岸等地廣泛分布著淺海相或海-陸交互相淤泥、淤泥質黏性土、泥炭、泥炭質土等,一般厚度為5~10m,部分為10~16m,最厚達22 m,加上填海造地時填土為5~10m,總厚度為15~25m。軟土的特點是含水量高,壓縮性高、強度低、透水性差,具有流變性和不均勻性,其工程特性遠不能滿足建築物的變形和承載力及地面使用要求,必須進行加固處理。深圳地區近十多年來進行了皇崗口岸、福田保稅區、深港西部通道口岸、後海填海區、濱海大道及其北部填海區、前海灣填海區、銅鼓航道填海區、深圳國際機場、鹽田港填海區、壩光化工基地等大面積的填海造地,已經或將要填海總面積60km2以上,必須對厚5~22m的淤泥或淤泥質土進行加固處理,否則將會出現地基沉降或不均勻沉降,總變形量達軟土總厚度的20%~30%。目前填海造陸普遍採用的方法是先拋石擠淤或爆破擠淤形成海堤或隔堤,然後抽排海水,晾曬淤泥、鋪砂墊層、插塑料排水板,堆載預壓或強夯加固等方法處理。
工程實例一福田保稅區的賽意法(超大)廠區軟土地基不均勻沉降對工程的影響
該廠位於福田保稅區西部,地貌單元為海積平原,軟土厚度10~15m。在進行保稅區大面積軟基處理時,未對該廠區的軟基進行插塑料排水板,堆載預壓或強夯加固處理,直接進行樁基礎和上部建築物施工,建築物竣工後出現室內外地面不均勻沉降,造成室內隔牆嚴重變形開裂、設備傾斜下陷、室外道路嚴重下沉,管線變形斷裂,無法按期交付使用。經國內外岩土專家論證分析,認為是因樁間軟土未進行加固處理引起地面不均勻沉降。
工程實例二益田中學軟土地基不均勻沉降對工程的影響
益田中學位於益田村東側,地貌單元為海積平原、軟土厚度5~10m。設計建築地面採用攪拌樁處理,設計樁長均為14m,上部建築基礎採用樁基礎,以殘積土中下部或強風化岩為持力層。建築物竣工後,在使用的初期,禮堂、部分教室及連廊地面出現不均勻下沉、傾斜、開裂,無法按期提供使用。經檢測,部分攪拌樁未穿過淤泥層,樁底殘留淤泥1~3m,因淤泥的沉降變形引發部分地面下沉。
(二)岩溶及岩溶地面塌陷對工程的影響
深圳市龍崗區的橫崗、龍崗、坪地、坪山、坑梓、葵涌等地面覆蓋層下,廣泛分布有石炭系下統石磴子組灰岩、白雲質灰岩、大理岩,多為厚層狀、質純。分布面積100km2以上。可分為覆蓋型和埋藏型兩種,覆蓋型岩溶分布於橫崗-龍崗-坪地河谷平原,碧嶺-坪山-坑梓河谷平原和葵涌盆地中,覆蓋層厚度一般10~25m,部分5~10m,覆蓋層上部為第四系沖洪積粉質黏土,厚度8~20m,下部為含卵石礫砂,厚度1.0~5.0m。埋藏型岩溶分布於上述河谷平原的兩側及葵涌盆地周邊,埋藏於石炭系下統測水組砂頁岩的下部,多呈假整合接觸,即石磴子組海相灰岩形成後,地殼上升,灰岩露出地表,接受風化剝蝕,地表水的沖刷溶蝕,形成溶溝、溶槽、石芽、石筍和石柱等岩溶地貌,並在溝槽中堆積了坡積物。地殼又緩慢下降形成淺海,接受淺海相砂泥質沉積,形成測水組砂岩、頁岩、炭質頁岩、泥岩等互層。埋藏深度一般大於30 m。據大量工程場地岩土工程勘察資料,鑽孔見溶洞率為40%~80%,溶洞高度一般為0.5~3.0m,個別大於20m,可分為3~5層,上部溶洞大多為開口型,多被沖洪積或坡洪積含碎石粉質黏土全充填,分析可能屬溶溝或溶槽堆積。下部溶洞較小,多為閉合型,半充填,深部溶洞為無充填。沿斷裂帶溶洞更為發育,溶洞和溶蝕裂隙中含豐富的岩溶裂隙水,且一般連通性好,與地表水聯系密切。據志聯佳、龍躍大夏場地群孔抽水試驗,水位降深1.58~11.90m時,單井涌水量173.15~4968.00m3/d,滲透系數28.3~83.1m/d。
強岩溶發育區因地下岩溶和土層內土洞的不斷發育和抽取地下水,引發地面塌陷。從1990年起該區發生多起地面塌陷災害。例如:1990年冬在坑梓鎮深汕公路兩側約10km范圍陸續發生10餘處大小不一的突發性地面塌坑;人民大道塌陷約10m2,深5m,造成一輛正在行駛的汽車掉入坑內;田心村在建的四層民居的中心柱下突然塌陷,陷坑面積30 m 2,深度4 m。1992年3月4日晚,龍崗鎮巫屋村商業一條街剛封頂不到一個月的一棟三層樓的一角牆基突然塌陷,陷坑直徑3 m,1994年6月龍崗鎮盛平村一棟施工到三層的宿舍樓,突然倒塌,造成數十人傷亡。
上述強岩溶發育區為建設用地適宜性差區,被判定為不適宜建高層、超高層建築區,如要興建高層建築則地基處理難度大,處理費用相當高。
工程實例一 龍崗中心城志聯佳大廈岩溶塌陷對工程的影響
志聯佳大廈原設計地上27層,地下2層,採用挖孔樁基礎,先挖兩層地下室基坑,再進行挖孔樁施工,基坑挖至沖洪積含卵石礫砂層時涌水量並不大,可用明溝及集水井和常用水泵排除。當各挖孔樁至灰岩頂板時則涌水,水頭高約4m,一般涌水量5~20m3/h,最大50m3/h,整個基坑總涌水量大於3000 m 3/d,基坑很快被水淹,深約4 m。後採用封閉式降水井方案,在基坑周邊布置18口大口徑降水井,19個觀測井,先進行試驗性抽水試驗,最大水位降深7.5m,觀測井水位降低1.58~4.96m,平均3.72m,涌水量4968.0m3/d,降落漏斗半徑約40m。然後選5口降水井,採用大排量水泵同時抽水,21個觀測井,水位降低5.9~11.9m,平均8.28m,觀測井水位降低1.71~7.58m,平均5.95m,總涌水量10841m3/d,平均單井涌水量2168.26m3/d,降落漏斗半徑50m。數天後,基坑底及降水井周圍出現5處地面塌陷,塌陷面積0.84~14.8m2,體積0.72~36.0m3。為了將地下水位降下去,滿足挖孔樁施工要求,持續降水近一個月,每天排水量保持在11000m 3/d左右,後來引發場地南部800m處的西瓜鋪村中道路突然塌陷,直徑約15m,深度大於3m,四周30~40m范圍內的房屋出現不同程度裂縫和傾斜。在村民集體向龍崗區政府強烈要求下,區建設局下令志聯佳大廈停止降水。就此宣告志聯佳大廈人工挖孔樁失敗,直接經濟損失400多萬元人民幣,間接經濟損失難於估量,延誤工期1年多。此後龍崗區政府一直未批准過在龍崗中心區(強岩溶發育區)超過20層的建築物。
工程實例二 深圳市東部供水地下干線橫崗西坑段地面塌陷對工程的影響
深圳市東部供水網格干線工程用於統籌解決深圳市的缺水問題,是深圳市城市供水系統的重要組成部分。取水點設在東江的惠州市東部水口鎮,經惠陽縣的馬安、永湖、秋長、至龍崗區坑梓,引入松子坑水庫。干線起點在松子坑水庫11號壩下部,終點為南山區的西麗水庫和寶安區的鐵崗水庫。輸水建築以隧洞為主,全線採用重力流輸水方式。一號隧洞從碧嶺谷地南緣湯坑村附近進洞,在深圳水庫沙灣大望橋北側出洞,全長17958m。隧洞斷面凈寬4.2m,凈高5.3m。隧洞穿越橫崗鎮西坑村北側,該段地面標高82.0m,設計隧洞底板標高40.2m,埋深42.0m。隧洞頂部地層自上而下為第四系全新統沖洪積砂卵石層,厚度1.3~11.2m;上更新統沖洪積含礫粉質黏土,厚度2.9~23.8m;石炭系下統測水組絹雲母片岩、泥質粉砂岩風化殘積土;石炭系下統石磴子組大理岩化灰岩或大理岩,西坑段隧洞位於灰岩部位。一號隧洞由東向西掘進至西坑村東北部F38斷裂破碎帶時(2000年5月3日)洞內突然涌水,涌水量約200 m 3/h。因大量地下水被排出地表,引起西坑老屋村水井水位大幅下降或乾枯,大面積地面下沉開裂,民居牆壁傾斜開裂,一處民居突然倒塌,地面塌陷、陷坑直徑大於4m,深度不詳,總變形面積約7.3×104m2,地面普遍下沉2~5cm。塌陷出現在晚上,「轟」的一聲巨響,振動新老屋村幾平方公里范圍,當地居民以為是發生地震。村、鎮領導立即將老屋村村民緊急疏散,撤離到高處空曠地帶,涌水事件震動了省、市政府各部門及大、小報媒體。市領導責令市水務局邀請在深圳的地質專家,研討涌水原因和處理方法。並請深圳市勘察研究院對西坑盆地隧道段和老屋村受影響范圍進行詳勘,布置鑽孔46個,群孔抽水試驗2組,隧道段鑽孔結合跨孔CT進行探測。請深圳市地質建設工程公司進行地表地質測繪和地面物探。總勘察費用80多萬元人民幣,隧洞停止施工長達半年以上,後採用徑向全斷面小導管超前注漿加固的堵水方法,逐段掘進,獲得成功。直接經濟損失近千萬元人民幣,延誤工期近一年。
(三)軟弱地層的崩塌、滑坡對工程的影響
深圳市龍崗區的橫崗、平湖、龍崗、坪地、坪山、坑梓及葵涌鎮等廣泛分布的石炭系下統測水組泥質粉砂岩、石英砂岩、泥岩、頁岩、炭質頁岩互層。地貌單元一般為低丘陵或殘丘谷地。當道路建設和開發建設用地的削坡坡度大於30°時則極容易出現崩塌或滑坡,多為順層(順層面或裂隙面)崩塌或滑坡,支護治理很困難,工程費用高,且難於根治,在台風暴雨季節極易復發。
工程實例 深圳市龍崗區坑梓街道北通道市政工程的主道和匝道路塹邊坡,分東西兩側邊坡,坡長180m,坡高12~42m,分3~5級,每級高約8m,坡角45°~60°。除坡頂有薄層坡殘積土層外,均為強-中風化泥質粉砂岩、泥岩、頁岩、炭質頁岩互層。在道路建設中已採用漿砌石格構梁+植草進行支護。在交付使用前又出現多處崩塌及滑坡(圖2-2-17至圖2-2-20)。崩塌及滑坡長15~24m,高10~15m,厚2~3m,總體積300~500m3,多為順層或順裂隙面滑動或崩塌。
圖2-2-17 北通道匝道區東側邊坡崩塌
圖2-2-18 北通道匝道區西側邊坡崩塌
圖2-2-19 北通道匝道區東側邊坡順節理面崩塌
圖2-2-20 北通道主道路塹北段沿炭質岩崩塌
(四)石炭系下統測水組砂頁岩對工程樁的影響
深圳市龍崗區大面積分布石炭系下統測水組石英砂岩、泥質粉砂岩、泥岩、頁岩和炭質頁岩互層。因各種岩性的礦物成分不同,其風化程度相差懸殊。石英砂岩難於風化,一般呈中風化狀態,泥質粉砂岩呈強風化狀態;泥岩、頁岩、炭質頁岩容易風化,多呈泥狀、土狀軟弱夾層,相互組成軟硬互層。軟岩風化深度大,深達百米,硬夾層難於風化,呈中等風化夾層。有的場地地表就見到中風化石英砂岩,但鑽穿後數米,甚至上百米見不到中風化地層,造成一棟建築物的樁長相差很大,甚至找不到穩定的中風化地層。
工程實例 深圳市龍崗區歐景花園三期10、11號樓石炭系下統測水組砂頁岩對工程樁的影響
歐景花園三期10、11號樓位於龍崗區中心城,龍崗區人民醫院與婦幼保健院之間,建築物高度為地上17~28層,地下3層的商住樓。場地原始地貌為殘丘坡地。地層岩性:①第四系殘積粉質黏土,層厚3.05~36.00m,由炭質粉砂岩、頁岩風化殘積而成,普遍夾強—中風化石英砂岩;②石炭系下統測水組炭質粉砂岩、頁岩全風化帶,厚度4.00~15.70m,夾較多強—中風化石英砂岩薄層;③強風化炭質粉砂岩、頁岩,厚度3.20~36.00m,夾中風化石英砂岩;④中風化炭質粉砂岩,厚度2.30~20.10m,層頂埋深0.00~39.00m;⑤微風化炭質粉砂岩,揭露厚度1.74~13.30m,頂板埋深3.20~40.80m;⑥石炭系下統石磴子組灰岩,層頂埋深14.00~55.00m。場地處於構造小背斜的軸部,背斜軸為北東向。場地屬埋藏型岩溶區,其軸部埋藏淺,場地東西兩側(兩翼)埋藏深,由軸部向兩翼逐漸加深,深達55.00m以下。兩翼岩層傾角約75°,且地層撓曲現象明顯。灰岩中岩溶發育,其中有13個鑽孔見溶洞,洞高0.60~5.40m,大部分為無充填溶洞。
該工程採用沖孔樁基礎,以微風化灰岩或微風化炭質粉砂岩作持力層,施工前進行了施工勘察,基本上採用一樁一孔,復雜部位為一樁2~3個超前鑽孔。發現同一根樁各超前孔見微風化灰岩頂板埋深一般相差1~3m,多者相差5.0~7.2m;見微風化炭質粉砂岩頂板埋深相差12.6~13.4m。說明同一根樁的微風化灰岩或微風化炭質粉砂岩頂板埋深相差懸殊,起伏變化很大,極難將樁端嵌入穩定完整的微風化基岩中。各樁在終樁時均檢驗岩樣後才下鋼筋和澆灌混凝土。達到規范規定的齡期後才進行鑽心法抽心檢測,檢查結果發現樁身混凝土質量完好,但有40多根樁的樁底持力層沒有達到設計持力層(微風化灰岩或微風化炭質粉砂岩)要求,甚至部分樁底基岩仍為強風化或全風化炭質粉砂岩。後採用補樁處理,基本上是一根不合格樁補二根樁,增加基礎費用200多萬元人民幣。綜上所述,證實在石炭系下統測水組砂頁岩分布區不適宜採用端承樁和以微風化砂岩夾層為持力層,宜採用摩擦樁或摩擦端承樁,應盡量採用天然地基基礎或復合地基,以避開下伏灰岩強岩溶發育帶對基礎的影響。
(五)中生代晚期花崗岩中的北西向斷裂對工程樁的影響
中生代晚期花崗岩中的北西向斷裂一般規模較小,且多被第四系掩蓋,地表很難見到露頭,但對山間溪谷有較明顯的控製作用。斷裂走向多為北西30°~50°,大部分傾向北東,個別傾向南西,傾角60°~75°。該組斷裂形成於晚中生世以後和喜馬拉雅期,幾乎切截了北東向和東西向斷裂,水平斷距一般50~200m,多屬張扭性斷裂,構造岩為壓碎岩、碎裂岩、角礫岩夾薄層糜棱岩,視厚度10~35m,為富水斷裂。構造岩風化強烈,上部為土狀,中部為砂礫狀,下部為碎石狀。斷裂破碎帶部位中、微風化岩埋深比斷裂兩側正常基岩埋深大10~35m,對高層建築工程樁持力層選取造成很大困難,且施工難度大,造價高。
工程實例一 深圳市國通大廈(原名無線大廈)北西向斷裂對工程樁的影響
國通大廈位於深圳市福田區濱河大道與新洲二路交匯處的西南側。設計建築為四足鼎立的單體塔樓,主塔樓43層(其中地下3層),正方形、邊長45m×45m,框架結構,基礎砌置深度10m,單位荷重7500kN,屬一級建築物,對差異沉降敏感;副樓9層,矩形,框架結構,基礎砌置深度5m,單位荷重180kN。場地地貌為殘丘坡地,地面標高7.10~10.10m,下伏基岩為中生代晚期粗粒花崗岩。據詳勘資料,主樓微風化花崗岩頂板埋深大部分地段為32.5~46.9m,標高-22.17~-38.3m。主樓的西南角見北西向斷裂破碎帶,斷裂傾向南西,傾角約65°,構造岩為壓碎岩,角礫岩夾薄層糜棱岩,厚度11.0~17.3m,鉛直厚度24.3~38.2m,構造岩中可見綠泥石化和擠壓現象,構造岩自上而下可分為土狀、礫狀和塊狀。主樓基礎設計為人工挖孔樁,90%樁端以微風化岩作持力層,有效樁長23.0~36.5m,西南角位於斷裂破碎帶之上,完整基岩埋深81.0m,地下室底板以下埋深為71.0m,無法採用人工挖孔樁。經勘察、設計單位論證,借鑒已建成高層建築在構造岩中的成樁處理經驗,將西南角的樁端置於礫狀構造岩之上,樁長40.0~45.0m,礫狀構造岩的樁端承載力標准值取3700kPa。主樓西南角可節約樁長25~30 m,節約基礎投資數百萬元人民幣。建築物早已建成,安全使用近10年,主樓四角沉降量12.0~15.0mm,相差3.0mm,核心筒沉降量13.8~19.7mm,相差5.9mm,絕對沉降量及沉降差均滿足規范要求。
工程實例二 深圳市福田區賽格群星廣場北西向斷裂對工程樁的影響
賽格群星廣場位於深圳市華強北商業街北部,華強北路與紅荔路交匯處的東南側,建築物由一棟40層寫字樓及兩棟32層商住樓組成,裙樓4層,局部8層,設3層地下室,基礎埋深14.5m,建築結構採用框剪-核心筒結構。建築結構荷載大且差異大,單柱單樁荷載10000~152500 kN。場地地貌為殘丘坡地,地面標高13.1~14.5m,下伏基岩為中生代晚期粗粒花崗岩、微風化基岩頂板埋深一般為27.5~38.8m,標高-14.0~-34.8m。寫字樓西側受北西向斷裂影響,微風化基岩頂板埋深50.8~60.5m,標高-36.9~-46.6m,微風化基岩面與一般地段微風化基岩面相差22.9~11.8m,構造岩厚度10.0~14.2m。設計採用人工挖孔樁基礎,一般樁端以微風化岩作持力層,寫字樓西側樁端以礫狀構造岩帶作持力層,取樁端承載力標准值3500kPa,經設計計算可滿足單樁承載力及布樁要求,縮短了樁長,節約了基礎投資400萬元人民幣。建築物已建成使用7年,沉降量20~32mm,建築物東西端沉降差6mm,絕對沉降量及沉降量差均滿足規范要求。
❺ 岩體地質工程施工問題
現在來簡要地談談地質監控施工法基本內容,扼要地說,地質監控施工法的基本內容可用下面45條表述:
(1)岩體地質工程是地質工程的一種類型,它和其他類型地質工程一樣,是嚴格地受地質條件控制的。地質工程的基礎理論是地質控制論,岩體地質工程的基礎理論也是地質控制論。
(2)在地質控制論指導下進行地質工程建築的施工方法稱為地質監控施工法。地質監控施工法是岩體地質工程建築的基本方法,岩體地質工程設計和施工都必須運用這一方法作指導。
(3)岩體地質工程施工既是按圖施工,又是工程地質勘察的繼續。施工前的設計只是方案設計,在施工過程中應該根據新取得的資料和認識及時修改設計。按圖施工不是目的,確保建成的工程安全穩定投入運用才是目的。
(4)岩體地質工程施工設計必須運用岩體力學理論做指導進行分析判斷,修改施工設計。
(5)岩體力學是為岩體地質工程建設服務的,岩體力學為岩體地質工程建設服務不是僅靠岩體力學計算分析,而最重要的是靠正確和准確的岩體力學概念和經驗判斷,岩體力學和岩體地質工程工作者必須正確和准確地掌握岩體力學概念。
(6)為了進行岩體力學分析,在岩體地質工程施工設計前必須獲取岩體結構、地應力、地下水和岩體力學參數,並以此為依據進行岩體穩定性力學分析,修改施工設計。
(7)在進行岩體地質工程力學分析時,必須在准確地查清工程岩體的工程地質條件,准確地判斷岩體力學介質和正確地抽象給定岩體力學模型,准確地取得工程岩體力學性質指標基礎上,正確地選用岩體力學分析方法進行分析才能給出比較符合實際的結果。
(8)岩體力學分析不能僅考慮岩體自然條件,還必須把岩體改造措施加進力學模型內一起考慮,否則力學分析結果是不符合實際的。
(9)判斷岩體力學模型時,除了要正確地判斷岩體力學介質和岩體工程結構外,還必須正確判定岩體內結構面分布規律。結構面分布規律即是鑒別岩體力學介質和抽象岩體力學模型的必須充分考慮的地質條件,也是進行地質超前預報的重要依據。
(10)對岩體地質工程來說,地質監控施工法有4項重要技術:①地質超前預測、預報;②岩體改造;③爆破技術;④變形監測和監控技術。這4項技術都是受地質條件控制的。
(11)地質超前預測是指施工前,設計階段的工程地質勘察工作,是對工程建設區的地質背景進行判斷預測,但它的准確度是不高的。
(12)獲取地質結構、地應力和地下水的最有效方法是邊施工邊勘察及進行施工地質超前預報。
(13)為了確保施工地質超前預報工作的兌現,應將施工地質超前預報作為施工的一道工序,納入施工程序之中。
(14)施工地質超前預報的主要工作內容有:施工掌子面地質素描、鑽進速度測試、變形監測、掌子面地下水特徵監測等。
(15)地質超前預報是在施工過程中,一般來說,預報范圍超前5~10m即可。它可以較高的准確度獲取掌子面前方地質信息,對施工進行監控,採取科學的防災措施,實現岩體工程施工科學化,減少施工事故,降低建築成本。預報內容包括:①掌子面前方地質條件預報;②成災可能性預報;③防災措施方案預報。
(16)掌子面前方地質超前預報是根據地質素描和風鑽孔測試資料,運用地質規律進行判斷,主要的地質規律有3條,即:①結構面發育規律;②地應力的地質標志;③岩體水力學規律。
(17)地質素描的主要內容為斷層、大節理、岩脈、軟弱夾層、節理密度統計、結構面閉合和充填狀況等,這些資料對確定岩體力學模型及力學參數十分重要。
(18)施工設計中應該努力尋找關鍵塊體,對易產生冒落的關鍵塊體應該採取超前防護。
(19)鑽進速度測試可利用鑽速儀,亦可通過給進把感覺獲得,它對於判斷掌子面前方平行於掌子面的破碎帶、軟弱結構面和軟弱夾層十分有用。
(20)變形監測既可以判斷施工過程中岩體穩定性用作施工安全監測,亦可通過反分析方法用作分析岩體力學參數和地應力狀況。
(21)掌子面開挖後通過變形監測或根據地質素描結果進行塊體穩定性分析,發現掌子面附近存在有不穩定岩體時,必須及時進行臨時支護。常用的支護技術有噴射混凝土和砂漿錨桿,噴射混凝土的噴層厚度要根據圍岩岩性來定,對軟弱岩體噴層厚度不能小於30cm,錨桿長度應穿過形成塊體的軟弱結構面。
(22)施工暴露的工作面上出現的地下水不僅可以判斷掌子面前方地下水狀況,亦可作為判斷地應力狀況。
(23)簡單地說,高地應力地區一般岩體滲透性很低,不出現出水現象,即有出水點時不是高地應力地區,沒有出水點時可能是高地應力地區,地下水呈線性分布時地下水的滴水線方向常常與地應力的最大主應力方向垂直。
(24)在掌子面鑽進過程中如果出現飆水現象時應該特別注意,這表明掌子面前方存在高壓地下水,有可能出現突水現象。這時不應該急於爆破掘進,而應該迅速地進行地下水壓測量,根據地下水壓測量結果及前方地質結構和地質體力學性質,判斷產生突水可能性,進行突水預報。
(25)在出現有突水可能時,應停止掘進,採取防突措施。
(26)防止突水措施有兩項技術,一種是疏干掌子面前方地下水,導洞和超前鑽孔可用作疏干掌子面前方地下水;另一種技術是灌漿增加地質體抗拉強度,一般可採取超前灌漿30m,掘進10~15m,步步為營地前進。至於一次超前灌漿多少,掘進多少,要視掌子面前方岩體材料特徵來定,即可以通過預報灌漿體作防突層厚度來確定。
(27)掘進的掌子面由軟弱岩體組成時,掌子面出水會使掌子面形不成形狀,連續產生塌方,應急的措施是疏干掌子面前方的地下水或降低掌子面前方的地下水壓力。
(28)高地應力地段容易出現岩爆或塑性變形,岩爆既可以出現在地下洞室施工中,亦可以出現在地面工程施工中。制止岩爆的方法可以採用超前向圍岩內打鑽孔,進行圍岩內應力轉移,或採用預埋錨桿防止地面岩爆。
(29)低地應力地段容易產生塌方,必要時應對掌子面前方地應力情況進行快速測量或利用地應力的地質標志進行判斷,對產生塌方地段應採取超前防治措施。
(30)施工設計中應該努力尋找應力控制點或應力集中點,施工開挖順序應該使應力集中點的應力分散,降低地應力集中程度,減少地質體中主應力差,防止地質體產生破壞,產生施工事故。
(31)岩體改造不僅是為岩體工程加固服務,有時為了易於開挖或岩體放落,也要對岩體進行弱化處理,所以岩體改造有強化處理和弱化處理。
(32)根據成災超前預報結果,對施工開挖可能出現破壞地段,必須作出防災措施方案預報。防災措施方案預報內容包括:①防止施工過程中誘發產生災害對施工提出的要求,如防止大的爆破振動,防止掌子面暴露時間過長等;②防止開挖後產生塌方、突水災害。常用的防護技術有:採取超前支護,超前疏干,超前注漿,噴錨支護等。
(33)幾乎所有的岩體工程施工過程中都要使用爆破,爆破會損傷岩體,一旦岩體被損傷就不可能復原,而變成破碎岩體,岩體質量大大下降。岩體爆破一定要根據岩體結構特徵和岩體工程要求進行設計,岩體工程施工一定要使用控制爆破,禁止使用大爆破。
(34)為了防止岩體工程失穩,最好在岩體接近極限平衡狀態時,按岩體改造原理對岩體進行加固,這是岩體加固的最佳時期;不然的話,如果岩體失穩後再採取補救措施,必然拖延工期,工程投資亦必將大大增加。
(35)岩體加固和支護必須充分利用岩體變形發展過程特徵。岩體加固支護要利用積極彈性變形和充分利用粘性變形發展的一定過程,這是岩體工程加固和支護的藝術。
(36)因為岩體具有一定的粘性,岩體工程開挖後,即使是在力學上處於不穩定狀態,它也不是立即產生破壞,其破壞需要經歷一定的變形過程,即經歷一段時間,這段時間稱為岩體自穩時間,岩體工程加固工作必須在這段時間內完成。
(37)岩體自穩時間隨岩體質量不同而不同。岩體質量愈好,自穩時間愈長;岩體質量愈差,自穩時間愈短。鐵道圍岩分類中Ⅰ~Ⅱ類圍岩,如果有地下水活動的話,則不能自穩,必須採取管棚超前支護處理再開挖;Ⅱ類圍岩無地下水活動時,自穩時間約為4~8h,甚至可長至2~3d,它主要決定於圍岩內粘性成分含量和含水情況;Ⅲ類圍岩自穩時間可長達1周至數月;Ⅳ、Ⅴ類以上圍岩,除產生塊體塌方外,一般可較長時期穩定。
(38)為了保護地質體,在地質工程施工過程中,嚴禁採用大爆破。大爆破可以加快掘進速度,但由於爆破震動使地質體遭到破壞,比進行地質體加固和推遲掘進進度帶來的損失更大,特別是接近設計境界時絕對禁止採用大爆破進行施工。
(39)對於特殊的地質體,在施工過程中應該採取特殊的保護措施,如遇到膨脹岩時,應該對新開挖出來的掌子面盡快採取封閉措施,防止風化;同時,對這種地質體盡量少擾動,擾動會增加其膨脹性。
(40)對軟弱地質體掘進時應盡量採用短進尺,快支護措施,對有水的掌子面應注意留排水孔。
(41)變形監測是監控施工的基礎工作之一,是預防岩體地質工程施工過程中產生地質災害事故和保證岩體地質工程施工安全的重要技術,它是施工人員的眼睛。根據監測結果分析,及時修改設計和及時採取防災措施。聰明的地質工程建設者都清楚這一點,但是,很多人並不認識這一點,只是在出了事故後後悔,這是不應該的。
(42)變形監測技術應力求可靠,不要片面地追求精度,簡易可行的技術往往是可靠的,可保證工程順利進展。愈是精密的儀器對環境條件要求愈是嚴格,而岩體工程現場往往滿足不了它的使用條件要求,反而弄巧成拙。
(43)為了取得位移反分析的完整資料,變形監測不僅要在施工過程中做,在施工前和後的一定時間內也應該做。這有利於資料分析,特別是位移反分析和工程質量檢查工作。
(44)位移反分析是獲取岩體力學參數的重要手段之一。位移反分析結果的可靠性,除取決於監測資料的可靠性外,更重要的是取決於岩體力學模型抽象的正確性。位移反分析不應該簡單地一律都採用連續介質力學模型,應該根據岩體結構、岩體工程結構特徵、地應力狀況及工程變形特點和經驗,選用反分析力學模型。
(45)注重變形監測結果,當日變形率小於允許日變形率時,才可以施作永久襯砌。
上列45條內容的基礎是地質,必須根據地質情況靈活運用。
❻ 礦山地質工程問題及工程地質條件
礦山地質工程研究的主要任務是對礦山建設中將要遇到的地質工程問題和工程地質條件進行預報,這項工作是非常重要的。這項工作做好了,不僅可為國家節省大量資金,且可加快礦山建設速度。礦山建設中經常遇到的地質工程問題有:①露天礦邊坡穩定性問題;②井巷及采場圍岩穩定性問題。
控制上列地質工程問題的關鍵性工程地質條件有四項:①軟弱、破碎岩體及軟弱夾層;②軟弱結構面,包括斷層帶、層間錯動帶及貫通較長的大節理;③地下水;④地應力。這四項工程地質條件是控制上列礦山地質工程問題的關鍵,在礦山地質工程研究中必須查明。
地質因素是有規律的,工程地質條件是可以查清和作出預報的,我國礦山建設中有許多成功的實例,淮南煤礦成功地強行通過潘集三井下部含水層便是一例,潘集礦區位於淮河中游,沖積層厚139~463m,含有孔隙水,屬於水下採煤,涌水、突水是該礦基建中遇到的大問題。調查報告提出可能遇到17個含水層,需做5次注漿處理,需耗費工期9個月,投資246.28萬元。淮南指揮部地質測量處在施工過程中不斷總結經驗,找出地質規律,修正原地質勘察資料,在施工過程中不斷作出預報,保證順利地完成了建井任務。他們對礦井出水點進行了統計分析,發現該地區基岩裂隙水主要從NWW及NNE組裂隙及斷裂中湧出。前者為淋水,水量不大,時間長;後者為突水方式出現,出水集中,而時間短。基岩裂隙水主要通道是區域性活動斷裂,裂隙水具有垂直分帶規律,它與岩層中的砂岩密切有關。測量結果分析表明,裂隙水的補給源是有限的。因為該地區煤系地層均上覆有較厚的新生界鬆散蓋層。其中有較厚的粘土層分布,特別是底部有一層較厚的粘土層將上層水隔開,下部煤系中斷裂不發育,且有粘土層分隔,水力聯系差,突水條件極小,且在其附近的潘集一主井在323m處發生突水,開始時漏水量為151m3/h,突水點集中在井筒9m段內。第二天減為99m3/h,三五天減為74t,64t,48t。停工17d就復工了。據此判斷,三井不會產生嚴重突水,故決定不進行注漿止水,而做好准備採取強行通過。結果表明,施工工程地質預報是正確的,共節約注漿費326.49萬元,提前工期兩個月,超進尺一倍,三個井筒原計劃進尺450m,而年末實際進尺為922.8m。
兗州煤田興隆庄東翼皮帶大巷穿過巨王林斷層的地質預報是又一個成功的實例。興隆庄礦精查報告劃定的巨王林斷層是影響井田設計開拓的主要斷層之一,同時是東翼皮帶大巷施工的一大障礙。原精查報告指出,該斷層落差為25~110m,斷層附近岩石中裂隙發育,破碎帶較寬,導水性強,施工時將面臨斷層突水和頂板難於支護等困難。第一工程處地質組對精查報告重新進行了分析,發現原勘察中對巨王林斷層僅有一個鑽孔控制,而對皮帶大巷將穿過的地方斷層落差未予確定。他們根據斷層性質、斷層面向深部延展時斷距變化規律及施工中獲得的資料分析,提出:巨王林斷層為一扭性斷層,落差較小,應在1~17m之間,具有尖滅的可能性。岩層不會太破碎,且導水性不會好。皮帶大巷遇到斷層時,預計斷層兩盤以塑性泥質岩、粘土岩為主,斷層泥充填應較密實,亦預示導水性差,阻水可能性大。鑒於上述對斷層導水性和臨近含水層的分析認識,預計皮帶大巷遇到斷層時可能出現的最大涌水量為80m3/h,或者不出現涌水,不必停工注漿處理。在施工過程中施工人員取消了原施工組織設計中的注漿堵水措施,採取強行通過的方法通過。掘進實際情況表明,這一預報是正確的。結果井筒施工提前10個月左右完成,為國家節約投資240餘萬元。
上面兩個實例表明,工程地質工作在適量的勘察工作量配合下,充分利用地質原理,完全可以作出正確的地質預報。關鍵在於礦山工程地質工作者不僅要掌握一般的地質原理,而且還要掌握與礦體埋藏條件有關的地質規律,特別是小構造及小小構造,斷層、節理、蝕變帶等規律,這樣才能主動地去查明具體礦山工程地質條件,預報礦山建設及施工過程中可能出現的地質工程問題。
❼ 工程地質勘探施工包含哪些工作內容
工程地質勘探施工包含以下五項:
①搜集研究區域地質、地形地貌、遙感內照片、水文容、氣象、水文地質、地震等已有資料,以及工程經驗和已有的勘察報告等;
②工程地質調查與測繪;
③工程地質勘探見工程地質測繪和勘探;
④岩土測試和觀測見土工試驗和現場原型觀測、岩體力學試驗和測試;
⑤資料整理和編寫工程地質勘察報告。
❽ 重大工程建設的工程地質研究
近幾十年來眾多的大型工程建設項目紛紛上馬興建。在水利水電工程地質研究方面,如1996年第30屆國際地質大會報道的希臘Evinos高壩及29.4km長的引水隧道、土耳其幼發拉底河梯級大壩工程、我國的長江三峽工程、黃河小浪底工程等。三峽工程的前期地質勘察研究工作已開展了40多年,主要集中在壩址(壩區)比較、區域穩定性和地震活動性,水庫工程地質、環境地質及庫岸穩定性,水庫移民遷建工程地質、環境地質問題,水庫誘發地震問題,壩址及建築物工程地質水文地質問題,天然建築材料等6個方面。研究工作涉及地球科學中近10個學科。工程於1994年12月正式開工,1997年11月大江截流成功。在鐵道工程地質特別是深埋長隧道建設方面,據國內外數十個隧道工程實例統計,最長的達19.8km,最大的埋深達2480m。遇到的地質災害問題就有高地溫、高地應力、涌水突泥、地震震害、有害氣體等。採用了工程地質、水文地質、遙感地質、地球物理勘探、構造應力場分析等綜合勘探技術,為隧道建成積累了豐富的經驗。在沿海港口建設方面,如為香港沿岸港口及機場的擴展開展了近海地質調查,取得了大量的地質信息,奠定了建立地質資料庫及編制基礎圖件的基礎,並成功地應用於填海造地、擋海牆、防洪堤、海底斜坡及管道等的設計和建設中。其它如直布羅陀海峽通道工程、法國阿爾卑斯高速公路、荷蘭海岸工程、加拿大達林頓核電站等在工程地質領域的實踐方面都代表了最新的國際水平。
以往重大工程的工程地質研究主要放在前期論證上,如對壩址的勘測、分析、工程地質條件的評價、預測等方面。工程建設過程中的問題是施工部門的事。現在幾乎所有的大型工程建設自始至終甚至建成以後都要求工程地質工作者的參與,從而大大的促進了施工工程地質的發展和工程地質研究領域的拓寬。實踐證明,施工階段可以加深、驗證前期對一些工程地質條件和問題的認識。同時,快速採集、分析施工階段所揭露的大量地質信息,可及時反饋修改設計,指導施工,這種信息化施工可以收到很好的效果。
❾ 工程地質條件對工程建設的影響
具體可體現在以下三個方面:(1) 安全可靠性:藉助於已有的工程地質數據,專可以預測在工屬程修建中和建成後 的工程管理運行中,可能產生的工程地質問題,並進一步地提出防止不良的工程地質條件的安全方案,使得工程在其整個生命周期中得到盡可能的安全保障;(2) 技術可行性:不同的地質情況決定著不同的施工材料、施工手段等,也就是 說技術手段的實現取決於地質條件,而這正歸功於工程地質的勘測;(3) 經濟合理性:通過對於不同地段的工程地質條件的論證和評價,最終可以選 出最優的建築地點和線路方案,從而實現工程在經濟上的合理性。