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所屬欄目:礦業論文 發布日期:2010-08-31 10:45 熱度:
【摘要】結合《巖土工程勘察規范》(GB50021—2OO1)、《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)和《高層建筑巖土工程勘察規程》(JGJ72-2004),對巖土工程勘察中的控制性勘探點、地基均勻性評價、地基承載力的確定、地下水的評價、地震效應及沉降計算等問題進行了探討,并提出了自己的見解。
【關鍵詞】巖土工程勘察,基礎設計
巖土工程勘察的主要目的是為設計施工提供各類土的設計參數,其報告質量對工程的安全和造價起到重要作用。勘察成果的質量將直接影響建設項目的工程安全和工程造價。一份高質量的巖土工程勘察報告在滿足相應規范的基礎上,不僅要真實客觀地反映勘察場地的地形、地貌、地層構造、地下水、巖土性質和不良地質現象等問題,更重要的是應該進行正確合理的巖土工程分析評價,提供合理可信的巖土工程參數和建議。結合《巖土工程勘察規范》(GB50021--2001)、《建筑地基基礎設計規范》(GB50007--2002)及《高層建筑巖土工程勘察規程》(JGJ72--2004),對巖土勘察報告中的一些問題做以下探討。
1控制性勘探點
控制性鉆孔與一般性鉆孔是針對于初步勘察而言,在《巖土工程勘察規范》(GB50021--2001)初勘中有控制性勘探孔的比例要求,控制孔占勘探孔的1/3~1/5,在詳勘中沒有比例要求。而在《高層建筑巖土工程勘察規程》(JGJ72-2004)中詳勘階段控制孔的數量為1/3。那么對于一般多層建筑物的詳勘階段控制性孔的比例應為多少呢?筆者認為不能因為多層就降低控制孔的數量,應根據初勘與詳勘,一般初勘應采用1/5,詳勘采用1/3。
2地基均勻性評價
在《高層建筑巖土工程勘察規程》(JGJ72—2004)中,地基土的均勻性評價可以有章可循,而在普通多層建筑中進行均勻性評價有沒有意義呢?地基承載力和穩定性是保證工程安全的前提,但工程經驗表明,絕大多數與巖土工程有關的事故是變形問題,所以分析評價地基的均勻性就非常重要,地基均勻性包括土層厚度的均勻性和土性的均勻性,特別是強度指標和壓縮指標的均勻性。《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)第4.1.11條第3款規定了要分析和評價地基的穩定性、均勻性,與舊規范不同的是增加了均勻性評價,但沒有規定具體定量或定性的方法,原因是給各地留有一定的余地,由各地在編制地方規范中規定。如
北京地區地方規范中以壓縮模量的變化來確定均勻性系數,目前,對于鄭州地區還沒有相應的規范出臺,對于多層建筑一般以《建筑地基基礎設計規范》(GB50007--2002)中表3.0.2中的規定進行判定。該方法是一種評價途徑,也得到了較多巖土工作者的認可。
3地基承載力的確定
3.1根據理論公式計算
(1)采用地基承載力理論公式(如漢森公式)求取極限承載力后,將之除以安全系數K便可得到地基的承載力。安全系數K的取值,與建筑物的安全等級荷載性質、土的抗剪強度指標的取值可靠度等因素有關,一般可取2—3。
(2)根據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002),當偏心距e≤0.033b(b為基底寬度)時,可根據土體的抗剪強度指標,按下式求取地基承載力特征值,并應滿足變形條件要求
為由土的抗剪強度指標確定的地基承載力特征值/kPa。
3.2根據載荷試驗確定
載荷試驗是一種現場測定的原位測試方法,在載荷板上分級加載,測定各級荷載下的沉降量,然后根據P—S曲線來確定地基承載力,地基承載力特征值是在此基礎上利用統計方法取得。
3.3查表法
《建筑地基基礎設計規范》(GB50007—2002)中取消了承載力表。新規范之所以取消承載力表是考慮到我國幅員遼闊,巖土特性變化大,很難用一張表加以概況。雖然新規范取消了承載力表,但作為一種經驗方法還是可以參考的。《建筑地基基礎設計規范》(GB50007—2002)中規定地基承載力特征值可由載荷試驗或其他原位測試、理論公式計算,并結合工程實踐試驗綜合確定。然而在實際工作中除非重要的建筑物,對一般建筑物來說由于工期、造價的原因一般不采用載荷試驗,但在采用查表法時,應注意結合本地區的經驗,不能盲目照搬。
4地下水的評價
從目前的勘察報告來看,地下水這部分內容與現行巖土工程勘察規范要求相比,存在相當大的差距。在很多勘察報告中,僅僅提供勘察期間的地下水穩定水位及其高程。其實在工程設計中,對地下水的評價將對工程安全與造價產生極大影響,例如:在地下室的設計中,地下水位是最重要的參數之一。勘察單位應符合現行巖土工程勘察規范(《巖土工程勘察規范(GB50021--2001)》的強制性條文規定了勘察報告對地下水的評價要求)。建筑物合理使用年限一般為50年,勘察報告應提供歷史最高水位及變化幅度、勘察期間地下水位及其變化幅度,并提出防水設計水位和抗浮設計水位等建議。
4.1地下水的變化幅度
這個問題在勘察報告中普遍存在,要么是不提供變化幅度,這肯定的不對的(在規范中明確提出要提供),要么是隨便提供一個范圍值就了事。此事馬虎不得,地下水枯水期和豐水期的水位不同對設計和施工影響很大,如有些工程勘察是在枯水期,那么到了豐水期地下水位到底上升了多少?當然對一般工程來說,地下水的長期觀測對于工期、造價來說都不現實,那我們可以去有關部門搜集相關的資料。
4.2滲透系數
現在高層建筑愈來愈多,很多深基坑開挖都需降水,滲透系數這一重要的水文地質參數用途越來越大,其數據的準確性愈來愈嚴格。在很多的勘察報告中對此不提,很多審查人員也未提出。滲透系數的重要性不言而喻,它的測定有現場試驗和室內試驗兩種方法,一般室內試驗誤差較大,現場試驗比較切合實際,但對些弱透水地層可采用室內試驗來確定,對重要工程和對降水有特殊要求的工程,應以現場試驗結合室內試驗和經驗值綜合確定。
5地震效應
5.1場地土劃分
規范規定,在抗震設防烈度等于或大于6度的地區進行勘察時,應劃分場地類別,劃分對抗震有利、不利或危險地段。但對于一些場地來說,場地土的類型劃為中軟土,既不屬于《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)表4.1.1中的不利地段,也不屬于有利地段,按照本規范條文說明,可視為可進行建設的一般場地。
5.2液化指數
在判別液化的過程中,經常遇到同一個孔同一層中不同深度有的液化、有的不液化,在一些勘察報告中提出了“部分液化”的結論。根據《建筑抗震設計規范》(GB50011.2o01)中規定,液化指數的判定是一項綜合指標,場地內部分液化、部分不液化,要判定液
化等級還是要根據液化指數。因為液化指數是一個綜合指標,包括了要求深度范圍內不同深度處、不同的液化程度,也包括不液化的部分。因此,“部分液化”的結論不符合規范。還有些情況是這樣的,在幾個孔中有的判定液化,有的孔則不液化,而規范中規定“根據每個孔的液化指數綜合確定場地液化等級”,至于如何綜合確定沒有統一的規定,可對每個孔的液化指數進行統計分析來確定,這就需要在布置鉆孔時多進行標貫試驗,并結合其他方法進行液化判定,這樣就可以對場地的液化程度進行較可靠的評價。
6沉降計算
6.1附加應力系數和平均應力系數的區別
在《建筑地基基礎設計規范》(GB50007--2002)的附錄中有關于附加應力系數和平均應力系數的表,很多勘察人員對這兩個概念搞不清楚而出錯,二者是不同的,前者是計算附加應力用的,得到的結果是附加應力隨深度分布的曲線;而后者是計算附加應力的應力面積,可直接代入規范的沉降計算公式求沉降。
6.2壓縮模量的取值
壓縮模量E,是變形計算中最重要的參數,所以工程上都要求土工試驗中做壓縮試驗來測定計算地基土的壓縮系數和壓縮模量。對同類地基土而言,其壓縮系數和壓縮模量也不是定值,它們因荷載壓力的大小而異。
在很多勘察報告中,一般都提出了100—200kPa下的壓縮系數a1-2和壓縮模量Ea1-2,很多勘察人員在進行沉降計算直接采用100~200kPa下的壓縮模量進行。首先,這種做法與巖土的實際受力明顯不符。如果工程荷載較大,或采用樁基礎的工程壓縮層計算較深,那么壓縮層下部土層的荷載壓力較大,在壓縮試驗時就需要測定計算相對應荷載壓力下的壓縮系數和壓縮模量s,以便進行沉降估算。其次,《建筑地基基礎設計規范》(GB50007--2002)中給出的公式:E=(1+e)/a,其中口為從土自重壓力至土的自重壓力與附加壓力之和壓力段的壓縮參數,e0為土自重壓力下的孔隙比,而非天然孔隙比。由于天然孔隙比大于自重壓力下的孔隙比,所以前者算出的壓縮模量大于后者,致使按前者算出的變形量明顯偏小,偏于不安全,這就要求提供壓縮曲線來確定自重壓力下的孔隙比。
所以,在進行地基土沉降估算中,試驗前應明確工程竣工后地基土不同土層的應力環境或荷載壓力大小,壓縮模量一定要選用與實際應力環境相對應荷載壓力級別下的壓縮模量,做到有的放矢。
7結束語
巖土工程勘察是工程建設的第一個環節,作為勘察者來說,對工程地質條件做出準確的評價分析直接影響到勘察質量。上述的問題都是在工作實踐中發現并不斷總結得來的,這也要求勘察人員在工作中對規范要不斷的學習,不斷領悟,只有這樣,勘察質量才能有所保證。
參考文獻
[1]GB50021--2001巖土工程勘察規范[S]
[2]JGJ72--2004高層建筑巖土工程勘察規程[S]
[3]GB50007--2002建筑地基基礎設計規范[S]
文章標題:探討巖土工程勘察中的問題
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