周期
广西第六地质队 广西玉林 537000
摘要:随着城市化进程的加快,高层建筑逐渐成为城市的风向标,其对地下空间的开发规模也越来越大。由于深基坑自身的复杂性,使得其在设计和施工中的难度日渐增大,为加强深基坑支护设计与施工质量,做好岩土勘察工作显得尤为必要。本文将对深基坑工程中的岩土工程勘察工作要点进行分析阐述,以供参考。
关键词:深基坑;岩土勘察;基坑勘察
1基坑勘察的重要性
随着城市化进程的加快,在用地愈发紧张的密集城市中心,开发大型地下室已成为一种必然,这些深大基坑通常都紧邻建(构)筑物、交通干道、地铁交通以及各种地下管线,施工场地紧张,施工条件复杂,各种因素的叠加导致深基坑工程的设计和施工难度越来越大,基坑工程事故时有发生。
岩土工程勘察为基坑设计提供设计所需的有关岩土层参数,是深基坑设计和施工的前提和基础。保证岩土勘察的准确性,有助于优化深基坑设计和施工的合理性和经济性。
2基坑勘察的一般方法
基坑是为建筑工程地下施工开挖的地下空间,是一种临时性的结构,具有安全储备小,周边制约条件多,计算评价理论尚不完善等特点。由于深基坑工程主要荷载为水平方向的土压力,导致其勘察侧重点与一般建筑地基的勘察侧重点略有不同,基坑勘察获取相关岩土层参数的主要目的是确定岩土层的抗剪强度以及土压力的大小。
2.1深基坑勘察应解决的主要问题
(1)查明场地的地形地貌、地层结构与成因类型、分布规律。存在特殊土时,应查明其特殊性质(如胀缩性、湿陷性等)对基坑工程的影响。
(2)提供基坑设计所需要的有关岩土层参数。
(3)查明地下水的类型、埋藏条件、水位、赋水性、补给来源、动态变化、迳流条件及土层的渗流情况,提供基坑地下水控制设计所需的有关资料。
(4)查明基坑周边的建筑物、地下管线、道路、地下障碍的现状及地下空间是否可占用等环境条件资料。
2.2勘察准备阶段
准备阶段的工作主要是搜集相关资料,了解基坑工程的要求及设计意图,并依据这些资料结合相关规程、规范编制勘察纲要。具体应搜集的资料有:
(1)建筑物总平面布置图(应附有场地的地形和标高,附近已有建筑物和各种管线位置等)、基坑的平面尺寸、基坑设计深度、基坑拟采用的支护形式等。
(2)场地及其附近地区已有的勘察资料、建筑经验及周边环境条件等资料。
2.3钻探
钻探是勘察最主要的方法,其主要涉及的钻孔的布置范围、间距以及深度。
(1)钻孔布置范围:勘探点应沿基坑周边布置,宜在基坑外布置勘探点,其范围不宜小于基坑开挖深度的1倍(采用锚杆时为2倍)。目前高层建筑对土地的利用率较高,其基坑边线与建筑用地红线一般距离不大,在基坑边线外布置的钻孔较难满足此规定的要求,原则上基坑外能布置钻孔的尽量布置。当基坑外无法布置勘探点时,应通过调查取得相关勘察资料并结合场地内的勘察资料进行综合分析。对于深厚软土区勘察范围尚宜扩大。对面积较大的基坑,尚应按重要性等级要求在坑内布置勘探孔。
(2)钻孔间距:一般为15-25m,当地层变化较大,或存在暗沟、暗塘或岩溶等异常地段,应加密勘探点,查明其分布规律。
(3)钻孔深度:应满足基坑工程的坑底抗隆起和支护结构稳定性计算的要求,应不小基坑深度的2倍。当存在有较厚软土层,或因降水、防渗需要时,深度应适当加深,且应穿越软土层。在此深度内遇有厚层坚硬黏性土、碎石土及岩层时,可适当减小钻孔深度。对岩质基坑应穿过潜在滑动面进入稳定岩体3-5m。
2.4 原位测试
与一般建筑地基的勘察方法相同,一般常用的方法为静力触探试验、标准贯入试验、圆锥动力触探试验和十字板剪切试验等,要求每一主要土层的试验数据不应少于6 组。
2.5 室内土工试验
与一般建筑地基的勘察方法基本相同,要求每一主要土层的室内试验的数量不少于6个,现行的《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)对不同土层的抗剪强度指标的试验方法进行的明确的规定:
①黏性土:地下水位以上的土、地下水位以下的正常固结及超固结土应采用直剪固结快剪或三轴CU试验;地下水位以下的欠固结土,宜采用三轴UU试验。
②无黏性土:应采用有效应力强度指标,对砂土和碎石土可根据标准贯入试验和天然休止角等物理力学参数取值。当缺少有效应力强度指标时,也可采用直剪固结快剪或三轴CU试验取得的指标代替。
从理论上讲三轴试验更科学合理,但在过去相当长的一段时间里,我国大量的工程勘察报告仅提供了直剪试验强度指标,使得其对应的计算方法在支护结构设计上积累的丰富的经验,所以现阶段规范并没有指定必须采用三轴剪切试验。
2.6水文地质勘察
(1)查明场地范围及周边地下水的类型(上层滞水、潜水、承压水)、分布情况、初见及稳定水位埋深、补给条件、迳流条件和水力联系等。
(2)观测含水层的水位及其变幅,对水位变幅大的地区要特别注意观测或调查基坑开挖期间的水位;调查场地历史最高和最低水位并分析其主要影响因素。
(3)提供各含水层的渗透系数,对无黏性土一般可通过抽水试验测定,对黏性土一般可采用注水试验或室内渗透试验测定。
2.7周边环境调查内容
(1)基坑影响范围内建(构)筑物的分布,结构类型、层数、基础类型与埋深、基础荷载大小及上部结构现状等。
(2)基坑周边的各类地下设施(包括电缆、煤气、污水、雨水、热力、通信等管线或管道)以及地下人防工程等的分布和现状。由于地下管线部分涉及较多不同的主管部门,如对部分地段管线或管道走向分布存疑,应及时向项目委托反映,由委托方与相关主管部门核实其分布情况。
(3)雨季时场地周围和邻近地区地表水汇流、排泄情况,地下水管渗漏情况以及对基坑开挖的影响。
(4)基坑与四周道路的距离以及道路上车辆载重情况等。
3勘察方法的选择
3.1土质基坑
对土质基坑,应以钻探、原位测试,室内土工试验、周边环境调查等为主要勘察手段,对特殊性岩土,还应提供相关的特殊性参数。
3.2 岩质基坑
对岩质基坑,控制的其坑壁稳定性的因素主要是软弱结构面的产状、延伸长度、结合程度、充填物状态、力学属性、与临空面的关系等,所以其勘察方法应以工程地质测绘、调查为主,以钻探、物探、原位测试及室内土工试验为辅。当存在外倾软弱结构面时,宜在现场或室内测定结构面的抗剪强度。
4勘察报告中应包含的内容
(1)根据场地的钻探、原位测试、土工试验等结果,以及对场地周边环境的调查情况,综合分析场地的工程地质与水文地质条件,并提供基坑稳定性计算所需的岩土层物理力学参数以及地下水控制设计所需的参数。
(2)对基坑支护设计与施工提出建议,包括推荐合理可行的支护方案与地下水控制方案,基坑施工开挖过程中应注意的问题以及对施工监测工作的要求等。
5结束语
岩土工程勘察在深基坑工程中起到非常重要的基础性作用,做好深基坑的岩土勘察工作,正确掌握场地的工程地质条件和水文地质条件,有助于提高深基坑支护设计和施工规划的合理性,保证深基坑设计施工的质量与安全,提高建筑结构经济性、稳定性和安全性。
参考文献;
[1]郑龙.深基坑工程岩土工程勘察的重点分析[J].住宅与房地产.2020(06)
[2]张银川.深基坑工程岩土工程勘察的重点浅析[J].建材与装饰.2019(03)
[3]工程地质手册手册(第五版)