沿海地区基坑工程岩土工程勘察的重点分析

发表时间:2020/10/10   来源:《建筑实践》2020年第16期   作者:夏新元 潘池泓 徐泽楠
[导读] 目前我国基坑工程越来越多,基坑安全事故时有发生,尤其沿海等软土分布地区
        夏新元  潘池泓  徐泽楠
        浙江省浙南综合工程勘察测绘院有限公司,浙江 杭州 310030
        摘要:目前我国基坑工程越来越多,基坑安全事故时有发生,尤其沿海等软土分布地区。岩土工程勘察作为基坑工程的第一步,其重要性直接决定了基坑工程的成败。本文通过对沿海地区基坑工程岩土工程勘察的重点进行分析,希望对基坑工程的安全实施有所助益。
        关键词:基坑;岩土工程;勘察;重点
        引言
        随着我国城市化建设的不断推进,人口快速向城市转移,城市土地供给与需求矛盾日益加重,为缓解城市建设中土地资源紧缺与土地开发利用十分有限的情况,地下空间的开发和利用势必成为未来建筑行业发展的重要方向。基坑支护的效果决定着整个工程的成败,岩土工程勘察为基坑支护提供必要设计参数的依据,其重要性不言而喻。因此在基坑项目实施之前,针对性的做好岩土勘察,把握基坑岩土工程勘察的要点、重点,为基坑方案设计、施工提供可靠、合理的数据,以确保地下工程施工建设的安全与顺利实施,提高地下工程的施工建设质量,具有十分积极的作用和意义。
        1岩土工程勘察工作对于基坑工程的重要性
        影响基坑工程的因素有很多种,岩土工程勘察作为基坑工程设计和施工的第一步,为基坑支护设计提供第一手的资料,其勘察的质量直接决定了基坑工程的成败。通过岩土勘察,基坑设计单位、施工单位可以全面掌握工程的地质与岩土状况,了解在建设中可能会带来安全隐患的因素,在设计和施工中采取措施进行防范,以避免安全问题的产生。基坑的岩土工程勘察,尤其是沿海地区覆盖层较厚区域的基坑工程岩土工程勘察,应针对基坑的规模、特点、区域地质情况,采取具有针对性的勘察方案进行勘察。只有掌握真实准确的岩土条件,才能够在基坑支护过程中最大程度的保证安全性、经济性。所以,基坑工程的岩土勘察要全面调查岩土工程现场的水文条件、地质条件等。因此岩土工程勘察时非常必要的,真实、准确掌握岩土工程条件,在基坑工程中起到基础性的作用。
        2基坑工程岩土工程勘察的重点
        2.1岩土性质
        作为岩土工程勘察,其重点就是查明地下土层的空间分布,尤其是深基坑开挖深度影响范围内的土层。我国沿海地区第四系覆盖层普遍较厚,除粘性土外还分布有砂土、粉土。由于粉土、粘性土常常交替分布或渐变分布,除正常稳定成层外,还常以夹层、互层、间层或透镜体形式与黏性土共存。因此,准确地将粉性土、砂性土从及淤泥质粘性土夹层划分出来或以合理的定名是重点。
        对于沿海地区粘性土,除通过野外有经验的技术人员现场判别外,一般还可通过实验室取得液塑限法来确定,同时充分运用静力触探测试成果。连续的 CPT 曲线弥补了传统的钻探施工间隔取样使测试指标不连续性的不足,由于粉、砂性土 Ps值明显高于软黏性土。粉、砂性土CPT曲线具有特殊的峰林状,从而帮助查明土层的空间分布。
        2.2岩土参数确定
        基坑岩土勘察的主要目的之一是为基坑设计何施工提供相应的参数,与建筑材料等基坑设计需要的参数不同的是,岩土工程参数(如直剪固快C、φ值、渗透系数、 静止侧压力系数、三轴CU试验强度指标等)受基坑所在区域、土层性质、地下水位等因素影响,数值变化较大,因此提供准确的岩土工程参数是基坑工程岩土勘察的重点之一。
        由于沿海地区浅层软土含水量高、灵敏度高,同时上部粉土、粉砂层易扰动,取到高质量的样较为困难,对土层参数的选取造成一定的失准。而真实准确的岩土数据对基坑工程的设计、施工、造价、质量、安全影响较大。勘察中可通过薄壁取土器等取土方式,取得高质量的一级试样,同时加强土样运送、保存过程中的防护措施,保证土样的制取质量,同时,参数的理论与规范是建立在实践检验的基础上,因此加强收集类似工程资料,如邻近工程的基坑资料、沉降观测资料等,通过对比分析,提高岩土参数的取值合理性。
        2.3地下水
        我国沿海地区地下水位普遍较高,土体含水量较大。

基坑在开挖过程中,特别在地下水位较高的透水土层(粉土、粉砂层),由于坑内外水头差大,较易产生流沙、管涌等渗透破坏现象,有时还会影响到坑壁的稳定;此外,土体中的水还会大大降低土体抗剪强度,造成基坑坑壁失稳等工程事故;因此勘察需重点查明场区的地下水类型、埋藏条件、补给和排泄条件、渗透系数、历年高水位、枯水位、勘察水位及水位变化趋势和主要影响因素等水文地质资料,提供工程降水设计所需参数,并预测开挖期间出水状态、涌水量,提供抗浮设防水位。判断地下水和土对建筑材料的腐蚀性,分析判断地表水体和地下水的补排关系及其对地下水位的影响。
        2.4不良地质作用及特殊性岩土
        基坑工程岩土勘察除了查明岩溶、滑坡、泥石流、崩塌、地下洞穴、地面塌陷和地裂缝等不良地质作用外,针对基坑开挖可能遇到的岩土方面的问题,还应有针对性的目的。基坑开挖时,粉土扰动后易流砂、管涌,因此对可液化土层(如饱和粉土等)须查明,判断其可液化性。实际工作中可通过标准贯入试验结合室内颗粒分析结果来判定。另外除淤泥层含水量高、具高压缩性、高灵敏特点,易造成坑壁失稳外,暗塘、古河道中的回填物、塘泥等性质极不均匀,也会造成基坑坑壁失稳,造成不良影响。因此还需查明表层人工填土(杂、素填土)、暗塘、古河道等不良地质作用和特殊性岩土。勘察中除通过钻探加强分析外,还可结合历史卫星照片进行对比,对可能存在暗塘、暗浜的区域勘察时重点查明。当分析研究认为有暗塘(浜)分布时,应进一步作详细的工作,如配合小螺纹钻、背包钻等对浅部土层进行勘察,查明场地内暗塘(浜)的深度和宽度及其分布范围等,确保勘察质量。另外局部沿海地区浅层土中还可能分布有少量天然气,当基坑施工时,由于浅层沼气释放,除极易诱火灾外,大量气体夹带泥沙喷溢会引起基坑边界失稳,造成人员伤亡,因此有浅层气分布的区域还应做好浅层天然气的勘察。
        2.5地下埋藏物及设施
        目前很多基坑工程都位于老城区等原有建筑密集区域,在基坑开挖范围内多有管线等地下设施通过;岩土工程勘察应查明基坑周边的各类地下设施,包括上、下水、电缆、煤气、污水、雨水、热力等管线或管道的分布和性状,以及管道完整性、渗漏情况。在实际勘察过程中,可通过翻阅以往资料档案的方法来进行调查,对于资料缺失或者资料不准确的基坑工程,还可通过专业设备对地下管线情况进行探测,来确定地下埋藏物及管线设施,从而提高数据采集结果的准确性。
        2.6周边环境
        勘察时,除基坑开挖面范围内的岩土数据外,还需进行场地周围环境状况的调查,查明邻近建筑物和地下设施的现状、结构特点以及对基坑开挖变形的承受能力。查明周边河道和邻近地区地表水汇流、排泻情况,查明基坑四周已有建筑物和道路的距离及车辆载重情况。另外还需对自然条件情况进行了解,内容包括区域平均降雨量、最大降雨量、平均气温等。
        2.7方案建议
        通过对基坑工程的规模、特点掌握,以及通过岩土工程勘察所得到的岩土和地下水条件以及环境要求,对基坑支护提出合理的建议方案。如基坑的降水、支护方式、抗浮措施等。基坑降水方法是指采用各类井点降低地下水位的方法。目前常见的有明沟加集水井排降法、轻型井点法、电渗井点法、喷射井点法、管井井点法和深井井点法等,并分析评价降水或隔水措施的可行性及其对基坑稳定和对周边环境的影响。基坑支护方式目前有自然放坡法、复合土钉墙围护结构、支锚式围护结构、排桩法、SMW工法、TRD工法等。基坑抗浮除提供抗浮水位供设计参考外,还应提供可行的抗浮措施,如抗拔锚杆、抗拔桩等方式。
        结语
        总之,对沿海地区基坑工程岩土工程勘察的重点分析有利于促进对类似地区基坑工程岩土勘察重点进行准确把握,从而提高岩土工程勘察的质量和效率,确保沿海地区的基坑工程施工的安全和顺利,推动工程建设的不断发展。
        
        参考文献
        [1]徐志明.浅谈基坑工程岩土勘察对基坑支护设计和施工的针对性[J].建筑工程技术与设计,2017(3):485.
        [2]王聪.建筑工程岩土工程勘察探析[J].中华民居,2010(5):259-260.
        [3]潘炳昌.深基坑的支护设计和岩土勘察技术[J].广东化工,2019(4):95-96.
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