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建筑工程岩土地质弊病及勘察重点分析

来源:学术堂 作者:韩老师
发布于:2016-01-07 共3319字

  建筑工程建筑地基承载着建筑物的整体荷载压力,特别是随着时代的发展,一系列形状各异的建筑物出现在大众的视线中,部分建筑物设计要求高,建筑难度大,对于地基的要求也就特别高。所以,在建筑施工之前,必须对岩土地质条件评估分析,综合运用各种技术手段,找出勘察区存在的岩土地质问题,及时采取正确措施给予解决,从而保障建筑物的质量安全与使用安全。

  1 建筑工程岩土地质存在的问题及原因

  1.1 基础沉降

  1.1.1 建筑物的荷载压力过大

  建筑物对地基的荷载压力过大,是引起基础沉降的主因。这主要是在建筑荷载以及自重压力的作用下,欠固结土在固结的过程中引发的。地基中天然的土层,在固结的过程中承受到有效的压力,就是前期固结压力。有时候,当现有的地基覆盖土层自重压力大于前期固结压力的时候,这种土层就是欠固结土,需要重视。例如:人工填土和新近沉积的粘性土等,主要是因为沉积所需的时间较短,受到土自身重量压力作用没有完成固结。对于欠固结土出现沉降的问题,不只是因为建筑地基的附加应力,还包括固结不稳定的原因。

  1.1.2 地基基础的不均匀

  在建筑施工中,由于地基基础的不均匀,也会出现沉降不均匀现象。在膨胀土、湿陷性黄土、软土等不良建筑地基上的基础建筑物,一旦地基发生变性,并且超过规定的限度,就非常容易出现地基基础沉降,甚至出现开裂和破坏的现象。在地质较恶劣的地基上进行建筑作业时,为了降低沉降造成的危害,可以充分利用桩基础等类型的深基础进行地基加固,或者对建筑地基进行特殊的地基处理,同时在设计施工的时候,采用适合的结构措施、施工措施以及建筑措施。

  1.1.3 地下水的影响

  部分施工地区,由于地下水的过度抽取,导致水位下降引起基础沉降。当地下水位降低后,处于降深范围的天然土层,因为重度的改变,引起地基应力的改变,出现土层固结,使得地面发生沉降,对于周围的地下管线、建筑物以及一些其它设施,造成一定的负面影响。所以在进行降水施工时,应当进行必要的环境监测,事先制定合理的解决措施,保障建筑施工安全。

  1.1.4 新建相邻建筑物的影响

  在原有建筑物旁边修建新的建筑物,也可能会引起基础沉降。

  新建的建筑物荷载,对于原有的地基会造成应力叠加,并且会产生不均匀的基础附加沉降,使得新老建筑物都会发生变形。这种挠曲和变形,会严重影响建筑物的安全,导致建筑物出现裂损现象。因此,在新建筑物施工之前,必须对其预加载荷进行详细的分析,从而设计出合理的建筑结构与施工程序。

  1.1.5 建筑物加层的影响

  对于已经存在的建筑物进行加层施工,从而增大了建筑原有载荷导致沉降。在建筑施工前,应该准确测算出地基的实际抗压力与承载力,例如:极限荷载、临塑荷载等。从而确定加层承载力与原有承载力的相关安全系数。同时,还应该考虑桩基的基本情况,例如:对于超孔隙的水压力,单桩的承载力会随着时间而增大,另外,在软土地基中,当孔隙水压力减弱或者消失后,会对桩基产生负摩擦力。对于建筑物加层后的沉降,特别是差异沉降,应该进行认真预估,保证倾斜与挠曲在允许的限度范围内。

  1.2 基坑失稳

  1.2.1 地基隆起

  在进行基坑的开挖过程中,由于应力得到释放,在回弹作用的影响下会导致地基隆起。开挖深基坑,实际上就是在逐渐的将荷载卸去的过程,开挖深度的不断增加,地基的压力就会大幅度的减弱,非常容易因其土层膨胀,引起坑底回弹。应该事先做好室内压缩的相关试验,总结出压力增加的临界点,也就是当压力达到某一数值时,就应该开始卸压,这时就能发现土层的回弹,根据试验可以绘制出相应的回弹曲线。因为基坑回弹引起的地基隆起,对于基坑会造成巨大的影响,同时还会对周围的建筑物造成严重的破坏。

  1.2.2 边坡土体出现位移

  当基坑较浅、土质条件相对较好、周围没有建筑物、开挖面足够的时候,可以进行放坡开挖。但是在进行基坑的垂直方向深开挖的时候,必须设置支护设施。在没有支护条件的情况下,边坡土体发生位移,主要是因为在坡顶存放的建筑材料荷载过大,以及车辆行驶、打桩的震动影响,使得原有的平衡被打破。当土体内部的含水量变大时,就会降低抗剪强度。在深基坑开挖的时候,支挡结构不合理、回填不紧密、支挡构件接触不好以及支护的不及时都会造成边坡位移。

  2 岩土地质勘察要点分析

  各项建设工程在设计和施工之前,必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。也就是按工程建设各勘察阶段即勘察要点的要求,正确反映工程地质条件,查明不良地质作用和地质灾害即岩土地质问题,通过野外勘探取样试验、室内土工试验测试等方式,提供拟建场地资料完整、评价正确的岩土工程勘察报告。

  2.1 可行性研究阶段

  在建筑工程开始之前,对岩土地质环境进行可行性的调查研究,是为了评价拟建场地的稳定性与适宜性。在进行可行性调查的时候,主要是针对拟建场地的地质资料进行搜集,例如:地形地貌、矿产、地震等,另外,还要对附近的工程地质条件资料和建筑经验进行相关的调查。调查到了充足的地质资料后,要对这些资料进行详细的分析研究,充分了解所在勘察地区的岩土性质、不良地质作用、地层、构造和地下水等方面。

  2.2 初步勘察阶段

  对岩土地质条件进行初步勘察,主要是针对建筑场地内位于不同工程地段的稳定性做出评估,以及地基的岩土相关技术条件,研究得出科学、合理的评价,同时,对于建筑物布置总平面图,主要建筑物的基础方案选择,以及地址问题的解决对策,提供相关的数据支持与参考依据。并且,对建筑工程地基可能会采取的基础方案设计进行科学的论证。地质条件初步勘察的主要内容,基本包括初步查明地质构造、地层结构、土层和岩石的力学性质;对抗震设防烈度等于或者大于 6 度的场地,初步评价场地和地基的地震效应;同时初步查明季节性冻土冻结深度以及水文相关地质条件;对高层建筑中的地基基础类型、基坑开挖与支护、工程降水方案初步分析评价;对于建筑场地不良地质问题以及原因、分布、发展趋势的范围进行勘察,还要充分考虑到岩土地质问题对于建筑稳定性与安全性的影响。初步勘察勘探点的间距见下表 1:
  
  2.3 详细勘察阶段

  详细勘察就是在初步勘察的基础上,对于相关的地质方面进行详细认真的分析研究,对于建筑物地基进行相关工程地质方面的科学评价,为施工图纸的设计提供科学、准确的数据信息参考。搜集附有坐标和地形建筑总平面图、场区地面整平标高,建筑物的规模性质、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形等;查明勘察区内岩土层类型、深度、分布、工程特性,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;查明勘察区地上、地下是否有对工程不利的障碍物;对需要进行沉降计算的建筑物,提供地基变形计算参数,预测建筑物的变形特征;对抗震设防烈度等于或大于 6 度的场地,应根据国家批准的地震动参数区划和有关的规范,确定场地类别,提出专门的研究建议;查明地下水埋藏条件以及论证地下水和土对工程和环境的影响,同时,为深基坑开挖、工程支护和降水设计、不良地质现象预防、地基加固以及地基设计提出有效的建议。详细勘察勘探点的间距见表 2。
  
  2.4 施工勘察阶段

  进行施工勘察是建筑物施工前的重要阶段,需要勘察部门或者人员,与施工单位和设计单位密切合作,进行施工基坑基槽的检验,对于地基的处理以及桩基工程的效果进行认真的质量检验,当岩土条件与勘察资料不符或发现必须查明的异常情况时,就应进行施工勘察;在工程施工或使用期间,还要对岩土工程,如地基土、边坡体、地下水等进行现场相关监测,并且对工程和环境的影响进行分析评价,还要确保岩土地质问题的妥善解决,对于施工过程中地基设计方案的改变提供准确的地质资料。

  3 结束语

  总之,对于建筑场地的岩土地质问题需要进行详细的调查研究,充分考虑施工的可行性,对于地质条件不能满足施工要求的场地,绝对不能允许施工。认真做好可行性研究、初步勘察、详细勘察和施工勘察每个阶段工作,就能为施工方案的设计提供有效的数据信息,就能保证施工方案的科学性,从而保障建筑物的整体质量,提高建筑物的稳定性与安全期性,大力推动建筑行业的稳定、健康、正常可持续发展。

  参考文献
  
  [1]段绍伟,曾垂军.水平简谐荷载对深基坑开挖变形的影响[J].地下空间与工程学报,2007(2).
  [2]王盛琳.建筑物地基不均匀沉降的防治措施[J].中国新技术新产品,2009(13).

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