規(guī)院技術(shù)丨巖土工程勘察的基本方法
日期:2021-01-12 09:26:51 瀏覽:1439
在我國的貴州喀斯特地區(qū),各種巖溶形態(tài)及其土洞、地面塌陷都會危及地面建筑的穩(wěn)定和人類生命財產(chǎn)安全。因此,對該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)成、水文環(huán)境等條件的詳細(xì)勘察,才能保障工程施工可行性的準(zhǔn)確分析和具體施工技術(shù)的順利實施。
貴州喀斯特地貌
巖土勘察的目的是對巖土工程設(shè)計、巖土體處理與加固、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程進(jìn)行計算與評價,以滿足施工圖設(shè)計的要求。巖土工程勘察的方法有工程地質(zhì)測繪和調(diào)查、勘探與取樣、原位測試與室內(nèi)試驗、現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測。
1、工程地質(zhì)測繪和調(diào)查
巖土工程勘察可分為四個階段:可行性研究勘察階段、初步勘察階段、詳細(xì)勘察階段、施工勘察階段。工程地質(zhì)測繪和調(diào)查是巖土工程的基礎(chǔ)工作,在可行性研究勘察階段或初步勘察階段,工程測繪和調(diào)查發(fā)揮重要作用。
這種方法的本質(zhì)是運用地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)理論,對地面地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述,分析其性質(zhì)和規(guī)律,以此推斷地下地質(zhì)情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據(jù)。在地形地貌和地質(zhì)條件較復(fù)雜的場地,必須進(jìn)行工程地質(zhì)測繪;但對地形平坦、地質(zhì)條件簡單且較狹小的場地,則可采用調(diào)查代替工程地質(zhì)測繪。工程地質(zhì)測繪是認(rèn)識場地工程地質(zhì)條件最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法,高質(zhì)量的測繪工作能相當(dāng)準(zhǔn)確地推斷地下地質(zhì)情況,可以起到有效指導(dǎo)其他勘察方法的作用。
2、勘探與取樣
勘探工作包括地球物理勘探、鉆探、井探、槽探和洞探等方法,用以調(diào)查地下地質(zhì)情況。利用勘探工程進(jìn)行取樣或原位測試。選用的勘探方法應(yīng)符合勘察目的及巖土的特性。
(1)地球物理勘探
地球物理勘探,簡稱物探,是一種間接的勘探手段,其優(yōu)點是較之鉆探和井探、槽探和洞探輕便、經(jīng)濟(jì)而迅速,能夠及時解決工程地質(zhì)測繪中難以推斷而又急待了解的地下地質(zhì)情況,所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是,物探成果判釋往往具有多解性,方法的使用又受地形條件等的限制,其成果需用其他勘探方法加以驗證。
(2)鉆探、井探、槽探和洞探
鉆探、井探、槽探和洞探是直接的勘探手段,能可靠地了解地下地質(zhì)情況,在巖土工程勘察中是必不可少的。其中,鉆探工作使用最為廣泛,可根據(jù)巖土類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當(dāng)鉆探方法難以查明地下情況時,可采用井探、槽探方法。對于大型邊坡勘察、地下工程勘察,當(dāng)需詳細(xì)查明深部巖層性質(zhì)、構(gòu)造特征時,可采用平洞或豎井。
鉆探施工
(3)取樣
土試樣質(zhì)量等級分為四個等級,根據(jù)試驗?zāi)康膭澐郑嚇硬扇〉墓ぞ吆头椒筛鶕?jù)土試樣質(zhì)量等級和適用土類綜合確定。巖石試樣可以利用鉆探巖心制作或者在探井、探槽、探洞中刻取。采取的試樣應(yīng)進(jìn)行加工,滿足試塊加工要求。采取的巖土試樣送往有資質(zhì)的實驗室進(jìn)行各種實驗項目的測試,獲取可靠的物理、力學(xué)性指標(biāo)參數(shù),為設(shè)計人員提供有力的依據(jù)。
取樣巖芯
3、原位測試與室內(nèi)試驗
原位測試一般都借助于勘探工程進(jìn)行,是詳細(xì)勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試與室內(nèi)試驗的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術(shù)參數(shù),包括巖土的物理力學(xué)性指標(biāo)、強(qiáng)度參數(shù)、固結(jié)變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應(yīng)力應(yīng)變時間關(guān)系參數(shù)等。
(1)原位測試
原位測試包括:靜力觸探、動力觸探、靜載試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、扁鏟側(cè)脹試驗、現(xiàn)場直接剪切試驗、巖體原位應(yīng)力測試、巖土波速測試等。
優(yōu)點: 不脫離原來環(huán)境,在不擾動或基本不擾動地層的情況下對地層進(jìn)行測試;所測定的巖土體尺寸大,能夠反映宏觀結(jié)構(gòu)對巖土性質(zhì)的影響,代表性好;試驗的周期較短,效率高;尤其對于難以取樣的地層仍能通過試驗評價其工程性質(zhì)。
缺點:試驗過程中的應(yīng)力路徑難以控制;邊界條件較復(fù)雜,有一些試驗需要耗費的人力、物力較多,大量進(jìn)行的可能性小。
原位測試設(shè)備
(2)室內(nèi)試驗
主要內(nèi)容包括:土的物理性質(zhì)試驗、土的壓縮-固結(jié)試驗、土的抗剪強(qiáng)度試驗、土的動力性質(zhì)試驗、巖石試驗。
優(yōu)點:試驗條件比較容易控制(邊界條件明確,水條件和應(yīng)力路徑容易控制;可以大量取樣試驗。
缺點:尺寸小,不能反映宏觀結(jié)構(gòu)和非均質(zhì)性對巖土性質(zhì)的影響,代表性差;試樣不可能真正保持原狀,在采樣、運送、保存和制備等方面不可避免地受到不同程度的擾動,特別是對于飽和狀態(tài)的砂質(zhì)粉土和砂土,難以取得原狀試樣,使得獲取的力學(xué)指標(biāo)嚴(yán)重“失真”。
室內(nèi)試驗
4、現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測
現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測是構(gòu)成巖土工程系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),主要目的在于保證工程質(zhì)量和安全,提高工程效益?,F(xiàn)場檢驗和監(jiān)測應(yīng)在工程施工期間進(jìn)行,對有特殊要求的工程,應(yīng)根據(jù)工程的特點,確定必要的項目,在使用期內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行。
現(xiàn)場檢驗包括施工階段對前期勘察成果驗證以及巖土工程施工監(jiān)理和質(zhì)量控制;現(xiàn)場監(jiān)測主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測、施工和運營期的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測和對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面。
文:黃偉
編輯:胡青
編審:朱媛云
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