浅议建筑工程的岩土勘察及地基处理

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  摘要:随着我国社会经济的急速发展,建筑行业的发展进程也在不断加快,各种基础建设和高层建筑大量兴建,导致基础和基坑深度也在不断增加,这就对地基处理技术提出了更高的要求,尤其是在当前土地资源日益稀缺的情况下,建筑工程的岩土勘察难度也在不断加大,因而为了确保建筑工程质量,就必须加强做好岩土勘察工作,并提高地基处理技术水平。
  
  关键词:建筑工程 岩土勘察地基处理
  中图分类号:TU198文献标识码: A
  
  一、建筑岩土勘察技术存在问题
  1、建筑岩土勘察作业人员专业技术水平参差不齐,缺乏统一的勘察规范
  建筑岩土勘察主要有主体力学指标和地质构成两方面内容,建筑岩土勘察的地质构成,对建筑的基础处理方法制定有着重要意义。建筑岩土勘察是在唯一性较强的建设场地进行勘察,采用方式也主要是看不见摸不着的钻探,在一定程度上导致建筑岩土勘察机构缺乏可比性,因此,建筑岩土勘察对现场作业人员的专业技术水平有着较高要求,同时也对现场勘察作业人员的操作有着严格的规范。然而,现目前建筑岩土勘察现场作业人员专业技术水平参差不齐,其所受的建筑岩土勘察教育同时也存在较大差距,加上不同单位在建筑岩土勘察过程中采用的相关勘察规范和标准也各不相同,使得建筑岩土勘察缺乏准确、统一的勘察标准。一些单位在建筑岩土勘察过程中并未进行当地地理环境的勘察,加上一些建筑岩土勘察人员专业技术水平不高,导致建筑岩土勘察过程中出现不良状况或不对建筑岩土勘察过程中的突发现象进行及时处理等现象,使得建筑岩土勘察无法适应现代建筑岩土勘察的需要。
  2、建筑岩土勘察工具较为落后
  建筑岩土勘察是一项对精密度要求极高的工作,因此,建筑岩土勘察工具应当具备较高进度,只有这样才能为建筑岩土工程的各个环节提供准确的参考数据,以便制定具体、详细的施工方案和计划。然而,现目前很多建筑岩土勘察机构在进行建筑岩土勘察时,采用的看勘察仪器和工具仍然相对落后,所使用勘察仪器的精密度相对较低,导致建筑岩土勘察无法为建筑岩土工程的各个环节提供准确的参考数据,同时落后的建筑岩土勘察工具或仪器体积和质量相对较大,不便于运输,导致建筑岩土工程无法制定具体、详细的施工方案和计划,使得建筑岩土工程的施工工期和资金得不到有效保障。此外,采用落后的建筑岩土勘察仪器或工具在进行建筑岩土勘察时,无法获得准确的勘探数据,只能获得大约数字,同时也存在应当勘察的岩土数据勘测不出来的现象,在一定程度上影响岩土工程的质量和工期。
  3、建筑岩土勘察监理力度不到位
  建筑岩土勘察是岩土工程施工的准备阶段,科学、高效的建筑岩土勘察监理工作是建筑岩土工程质量的有效保证。然而,现目前我国很多施工单位和监理单位为了在建筑岩土勘察中节约成本,对建筑岩土勘察的监理工作走重视度不够,使得建筑岩土勘察监理力度不到位,出现一些勘察人员为了尽快完成任务对勘测数据进行胡编乱造,弄虚作假,同时忽视了对岩土工程中的某些部位的勘察等现象,导致建筑岩土工程的施工设计出现误差,直接影响的建筑岩土工程的建设。
  
  二、建筑工程岩土勘察基本内容和要求
  在建筑工程中,往往会遇到各种各样的地质情况,为了便于工程施工,就需要进行岩土勘察,该项工作的主要内容和具体要求包括以下几个方面:其一,获取带有坐标和地形的建筑物整体平面结构图,并对建筑工程中不良地质的成因、地质类型、分布情况以及该地质对建筑工程造成的危害进行评价,进而提出可行的处置措施。同时,查清建筑附近岩石的厚度、种类、结构等,并对地基的承载力和稳定性进行计算;其二,对于建筑工程中的地震设防区的土体类型及场地类别进行划分,当场地抗震烈度大于等于6度时,需要做好土体类型和场地类别划分。如果抗震烈度大于等于7度,那么应判定出饱和砂土的地震液化,并通过计算确定出具体的液化指数;其三,在进行岩土勘察作业时,还应当对工程所在地的地下水进行调查,在地基降水设计时,应对地下水水位变化情况和发展趋势及其规律详细阐明,并查明地层的渗透性。同时,还应对建筑工程周边的水资源环境以及土体情况可能对建筑材料造成的影响进行准确判断。此外,还应当进一步了解建筑物地下水的深度、流动状态、水中所含元素的种类等等,以此为依据判断出地基的土体类型和地下水变化趋势对建筑结构稳定性造成的影响,进而给出有效地的应对措施;其四,深基坑开挖前,应获得相应的岩土参数,并以此为据进行桩基稳定性计算,再按照计算结果选择合理的处置措施。
  
  三、岩土施工技术中的普遍特点
  1、具有不确定性
  岩土的性质随着施工过程中,岩土性质的变化不是人为能够全面了解的,因此,这造成了岩土工程施工技术的不确定性特点。具体原因主要是岩土工程施工前期勘察和报告的数据寥寥无几,部分的数据不能反映场地的性能参数具体的概括。其次,施工在一定程度上会改变岩土所处的环境条件,引发某些岩土性能的改变。最后,由于环境条件的改变而导致性能改变的岩土又会反馈到环境中去,造成施工环境在局部的改变,甚至会严重影响施工的顺利进行。施工技术中的不确定性是岩土工程中无法避免的现象,严重情况需要改变工法。应对这种情况的手段是,通过现场监测和原位测试得到的场地信息的基础上进行逆分析,再根据逆分析的数据对原方案进行合理修改并运用到施工中。对这种方法可在一定程度上降低不确定性对施工带来的负面影响。
  2、具有区域性
  部分岩土性质及性能参数与所在场地的地理环境有关,会随着所处区域不同而产生不同程度上的改变。由此可见,不同区域的岩土,其工程设计参数、抗剪强度标准和压缩性标准、工程处理目的以及施工的方法都会存在差异,因此不同区域岩土的应力应变关系会发生变化。
  3、具有隐蔽性
  岩土工程其施工是在岩土中实施的,具有一定的隐蔽性,如桩基、地基处理、锚杆以及地下连接墙等的施工。另外,施工后的工程运行环境也具有隐蔽性,这种隐蔽性往往造成了工程中的问题不易被察觉,即便察觉后也比较难修复,而且这些问题的解决都需要一定的时间范围来考证。对于这种情况,只能在施工过程中以及施工成后进行各种专项检测,以保证工程中的问题能及时被发现,便于采取措施加以解决。
  4、工具有依赖性
  岩土施工工程技术不是单一学科,它不仅需要岩土工程学科的发展,而且还依赖于其他相关学科的进步和发展。这是因为岩土工程是综合性的工程,施工中的许多环节需要其它学科配合处理。若没有其他技术的支持,那么就无法保证岩土工程施工顺利进行。例如,岩土施工工程的静压桩技术就依靠了液压学科技术的高度配合,真空预压法是以真空泵技术和射流泵技术为基础理论,岩土工程中的质量检验步骤就充分运用了超声波技术,这样岩土施工工程的质量检验有了新保证,因此毫无疑问地说岩土施工工程需要其它各学科的原理的大力协作并且提供技术支持,这样才能使岩土工程施工技术的不断发展。
  5、具有前导性
  施工中的实践性能大于理论性能,施工中对施工效果先评价,再对其理论进行分析和研究这就是岩土工程施工中的前导性。比如,岩土工程施工的扩底桩、夯实水泥土、夯扩桩以及复合地基等技术的运用和发展,都是經过实践后,具有良好效果而实际应用在施工中,但其理论的发展却比较缓慢。
  
  四、常用的建筑地基处理措施
  1、垫层换填法
  垫层换填法属于一种对软基的进行浅层处理的方法。常用的填充材料有碎石以及泥土。被广泛的应用于对固体坚硬物质含量少的土层进行填充,在进行垫层换填法时,常用的工具有两种,一种是人工的方式,另一种是采用机器作为动力辅助。其使用原理是依靠人工或者机器将浅层的泥土抽取出来,然后将碎石等相对僵硬的物质填埋进去,实现换填的目的。但是,在换填的时候,有一项非常重要的注意事项,就是当填埋的深度超过一米时,为了实现功能的最大化,就需要加一层土工布等物质。这种换填的方法本质上还是为了满足房屋建筑的需要,保证其能够承担更大的压力。此外,这种换填还有效地解决由于地基冻胀对房屋建筑地基造成影响的问题。
  2、深层搅拌法
  通过特制的深层搅拌机械,在地基中就地将软粘土(含水量超过液限、无侧限抗压强度低于0.005兆帕)和固化剂(多数用水泥浆)强制拌和,使软粘土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的地基土。根据上部结构的要求,可对软土地基进行柱状、壁状和块状等不同形式的加固。这种方法主要是通过泥浆或石灰等一些固化剂,通过在地质深处与原本的软土层搅拌,使其充分硬结在一起,加强土质的坚固程度,从而加强了岩土的承受能力和牢固程度。
  3、强夯法
  该方法是指使用起重机将大吨位夯锤提升至离地10m-30m高度,而后让夯锤自由落下,反复夯打地基,逐步缩小建筑工程地基密度,从而达到提高地基稳固性的目的。通过使用强夯法,能够使地基表面较之其内部相比更加坚硬,有利于提升地基表面的承载能力。该地基处理方法主要适用于石土、碎砂石、粉土以及饱和度较低的粘性土等基地处理,可以提高原地基土的强度,避免地基土的压缩性对建筑工程造成不利影响,进而提高地基土的抗液化能力和抗震能力。
  4、高压喷射注浆法
  高压喷射注浆法是一种在注浆法的基础上并通过采用高压喷射技术而形成的地基加固新方法。它主要是先通过钻机钻孔,并将带有特殊喷头的喷射管插至设计处理深度后,再用高压脉冲泵通过高压(20~40MPa)将浆液射出以冲击切割土体,当速度比较快、能量又较大的脉状喷射流的动压远超过土体结构自身的强度时,土粒便随之剥落,而此时一部分细小的土粒就被浆液所置换,并随着浆液被带到了土面上,至于其余的土粒则与浆液混合,并按照一定规律和比例重新排列,待其凝固之后,便在土体中形成固结体,从而达到地基加固的目的。高压旋喷注浆法适于处理淤泥质粘土、淤泥地基。当土体含有较多的坚硬粘性土、大粒径块石等物质时,则应根据现场试验结果来确定其使用程度。
  5、挤密桩法
  该方法主要适用于地下水位以上素土、杂填土、黄土的地基处理。挤密桩法是指在施工过程中,先要严格按照施工设计方案布置桩孔,并将准备好的素土等材料填入桩孔内,夯实孔内材料,确保其符合设计要求。挤密桩法包括灰土挤密桩法和土挤密桩法两种形式,灰土挤密桩法有利于增强地基土的承载能力和防渗水性,土挤密桩法有利于消除地基土的湿陷性。
  6、化学加固法
  通过使用化学浆液以及胶结剂等在压力或者电渗基础上完成使用灌注、压入、高压喷射或拌和把浆液与土粒进行胶结提高地基土的物理特性和力学特性的地基处理技术。在地基中形成加固体以达到地基处理,使用较多的是浆液有水泥浆液、以水玻璃为主的浆液、以丙烯酰胺为主的浆液、以木质素为主的浆液等。主要方法有灌浆法、深层搅拌法、高压喷射注浆法等,目的是在地质深处与原本的软土层加固地基,使其充分硬结在一起,加强土质的坚固程度,从而加强了岩土的承受能力和牢固程度。
  7、静载法
  所谓静载法,就是在地基的硬度不符合要求的时候,在其上面加重物,将软性物质进行压缩,提高其硬度,达到房屋建筑的要求。这种高硬度的地基,有利于提高房屋建筑的使用周期。在房屋建筑建设中使用此方法都是利用高强的压力,这种对泥土施压的方式能够减少软土中的水分。当在泥土中使用此方法时,应当选择合适的时间进行。
  8、添加剂法
  添加剂法顾名思义就是在软基中添加一些物质。假如软基是软土等物质,那么就需要在里面添加一些物质,提高泥土的可塑性。众所周知,软性泥土承受的压力非常的小,这就导致大型机械无法在其上面进行作业,只有在添加各种物质之后,才能加强其强度以及抗压力。目前,使用最多的添加剂就是水泥。
  
   结语:
   总而言之,对建筑工程的岩土勘察及地基处理技术进行分析与探讨,具有非常重要的意义。岩土勘察及地基处理工作对于我国基础建设和高层建筑工程有着深远的影响,因此,必须加强岩土勘察及地基处理工作,并制定合理的基础处理方案,引进和应用先进的地基处理技术,以此来确保工程质量,从而促进我国建筑工程的可持续发展。
  
  参考文献:
  [1]张翔宇.建筑工程岩土勘察和施工处理技术研究[J].中国新技术新产品,2013,03:64-65.
  [2]孙富强.某高层建筑岩土勘察分析及地基处理技术应用探讨[J].中華民居(下旬刊),2013,03:231-232.
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