岩土工程勘察与地基施工处理技术分析

(整期优先)网络出版时间:2024-08-10
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岩土工程勘察与地基施工处理技术分析

李忠正

四川省第七地质大队  四川乐山  614000

摘要:岩土工程勘察作为工程设计与施工的基础,通过详细的地质勘察手段与分析,为地基处理提供了科学依据。地基施工处理技术则依据勘察成果,采用多种方法改善地基(土)性能,确保工程安全与稳定。本文结合岩土工程勘察与地基施工处理技术在建筑工程中的应用,分析了岩土工程勘察的主要内容和流程,以及地基施工处理技术的多种应用方法,并强调了两者在保障工程质量中的重要作用。

关键词:岩土工程勘察;地基施工处理技术;地质条件;地基承载力

岩土工程勘察及地基施工处理技术在建筑工程领域中占有必不可少的重要地位。岩土工程勘察的目的是通过细致的地质勘察手段和分析,对工程场地工程地质条件、岩土特性等有一定的认识,从而为工程设计提供基本的数据支持。而地基施工处理技术就是在勘察成果的基础上,运用科学、合理的方式进行处理地基,从而提高地基承载力及稳定性,以此来确保整个建筑工程能够安全稳定地进行。在建筑技术不断发展、工程需求越来越复杂的今天,岩土工程勘察及地基施工处理技术在工程中的运用迎来了全新的挑战及机遇。

一、岩土工程勘察的内容和流程

岩土工程勘察对于建筑工程来说是一个极其关键的环节,其涉及到对于工程场地工程地质条件进行细致的勘察和分析,其目的就是为了给工程设计提供精准而全面的基础数据支撑。岩土工程勘察工作内容与过程紧密相联,共同组成这个复杂且又重要的工作系统。

从内容上看,岩土工程勘察中涉及到大量地质信息的采集和分析。其中包括地形图测量、勘探点的测放、工程地质测绘、勘探(钻探、井探或槽探)、原位测试、取样检测及物探测试等),通过以上外业工作的实施,为后续地质分析提供基础数据。工程地质测绘在勘察中也占有重要地位,涉及到研究地质构造与地层岩性特点,从而揭示工程场地地质背景及工程地质特性[1]。另外,对岩土分布与性质进行勘察也是非常重要的,这就需要勘察人员对岩土层分布,厚度以及物理力学性质进行详细的了解,从而为地基设计以及施工处理奠定基础。

从流程上看,岩土工程勘察是按照一套科学规范的程序来进行的。准备阶段,勘察团队需确定勘察目的与任务、搜集有关工程资料与设计要求。拟定详细勘察方案与工作计划。该阶段工作对保证勘察工作顺利开展,勘察成果准确有着重要影响。之后为外业工作阶段——岩土工程勘察核心部分,现阶段勘察人员要根据勘察方案要求开展现场地质测绘、勘探取样及原位测试,工程地质测绘对工程现场地形地貌、地质构造、不良地质作用及不利埋藏物等进行调查,为后续地质分析工作提供了直观信息。勘探取样主要是利用钻探、取土器及坑探等方法来收集地下岩层的样本,这样可以进行实验室的试验分析,从而更好地了解岩土的物理和力学特性。原位测试是一系列在现场进行的试验,包括标准贯入试验和圆锥动力触探试验等,目的是直接测量岩土的原位强度和变形特性。物探测试主要为钻孔波速测试,为划分场地类别提供了较充分的依据。外业工作结束之后,勘察团队将转入内业工作阶段,现阶段勘察人员将所采集的地质信息加以整理分析,并编写岩土工程勘察报告。勘察报告作为勘察的最终结果,详细地记载着勘察过程、勘察方法、勘察成果及结论等内容,从而为工程设计提供科学依据。勘察人员编写勘察报告时需保证其准确性与可靠性,使设计人员对勘察成果有一个全面的了解与应用。

二、岩土工程地基施工处理技术的运用方法

(一)换填法

换填法是岩土工程中常见的地基施工处理技术之一,它主要应用于浅层软弱地基和不均匀地基的处理。这种方法的核心理念是在基础底面以下的特定区域内挖掉软弱的土层,然后用高强度、低压缩性、无侵蚀性的材料,例如砂、级配碎石或灰土等来达到增加地基承载力,减小地基变形和加强地基稳定性[2]

具体实施换填法时,需先确定换填深度及范围,这一般取决于地基软弱程度,建筑物荷载要求和地基土物理力学性质。通常情况下,填充的深度不应少于0.5米,并且应该超过冻土层的厚度。当进行换填时,其宽度应当超过基础的底部,并且每边的宽度至少应为0.5米。选择换填材料也是其中关键的一个环节,常见换填材料为砂、级配碎石和灰土,选料时需综合考虑强度、压缩性、透水性和与原地基土相容性等。如对需承受大荷载的基础,可选用碎石作换填,其强度大、压缩性好。但对某些需控制地基变形的项目,可选用砂或灰土作换填。采用换填法处理可明显提高地基承载力。以工程实例为例,原地基承载力仅为80kPa,换填后地基承载力增至150kPa,满足建筑物荷载要求。

(二)采用预压法

预压法是岩土工程中高效的地基施工处理技术之一,其主要应用于冲填土,淤泥质土及其他黏性土地基的处理,这种方法是将预压荷载作用于建筑物修建之前的地基上,使得地基土提前固结沉降完成,以提高其承载力与稳定性[3]

预压法实施过程可划分为预压和建筑物建造两个阶段,预压阶段首先要对基础进行预压加载,其大小及分配应视地基土特性,建筑物对载荷要求及基础处理对象而定。预压荷载可采用堆载、真空或者二者共同作用,堆载预压的作用方式为将重物堆置于基础之上,真空预压的作用机理可以使基础表面产生真空状态。通过地基土的固结度、沉降量和承载能力等多个指标,可以评估预压法的处理成果。例如,在一个具体的工程案例中,通过应用预压法进行处理,地基土壤的固结度成功地提升到了90%以上,同时沉降量也得到了有效的控制。地基的承载能力从原先的100kPa增加到了超过200kPa,从而满足高层建筑结构的荷载需求。

(三)强夯法

在岩土工程领域,强夯法被广泛认为是一种关键的地基施工技术,它主要应用于碎石土、砂土、粉土、粉质黏土和湿陷性黄土等多种地基的处理。这种方法是利用重锤在高空自由下落时的冲击能对地基土进行压实,以提高其承载力及稳定性。

强夯法实施工艺比较简单,但是有几个关键技术参数需引起重视,一是要考虑的是夯锤的质量和形态,这要求根据基土的特性和处理标准来做出决策。通常情况下,夯锤的质量介于10-40吨,并且它们的形态大多是圆的或者是方形的。二是夯击能量及数量,还需结合地基土特性及处理要求而定。夯击之能量可通过调整夯锤的轻重与落距加以控制,夯击数量需依据地基土的致密与处理成效而定。

强夯法实际施工时一般按下列程序进行:先将地基清理、整平,以保证夯击点能精确地落入预定位置,接着,夯锤被吊起到预定的高度,自由下落,夯击地基,然后,继续执行上面提到的步骤,直到满足预设的夯击次数或者地基达到预定的密实度,最后通过检测处理地基质量来保证地基达到设计要求。强夯法处理效果可从地基土密实度,承载力和变形模量方面进行评价,以工程实例为例,采用强夯法处理后地基土密实度明显提高,承载力由原120kPa增加至250kPa,变形模量相应增大。这样使地基能较好的承担建筑物荷载,确保建筑物稳定安全。同时强夯法具有施工方便、工期短、成本低等优点而被广泛的应用于实际的工程。

结束语

岩土工程勘察和地基施工处理技术对建筑工程起着关键作用。岩土工程勘察经过细致的地质调查及分析,从而为工程的设计提供科学的基础资料,保证设计合理可行。地基施工处理技术是根据勘察结果来采取各种科学,合理的方式来处理地基,切实提升地基的承载力及稳定性,以确保建构筑物的安全。

参考文献

[1]郑亚娣,曹启增,刘阳.岩土工程勘察中的基础地质技术应用策略[J].砖瓦,2021,33(03):66-67.

[2]戴巍.特殊地质条件下岩土工程勘察与地基施工处理技术研究[J].价值工程,2023,42(10):72-74.

[3]杜正权.岩土工程勘察与地基施工处理技术要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2022(23):115-117.