某地基工程地质勘察技术分析

发表时间:2021/6/10   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:耿佳弟 赵艳华
[导读] 摘要:中国存在较广泛的岩溶发育区。
        四川成都  610000
        摘要:中国存在较广泛的岩溶发育区。如何运用勘察技术精确得知岩溶的发育情况,进行后续治理,是目前工程建设能够在岩溶发育区顺利进行的一个重要课题。本文在对国内外岩溶勘察的研究发展以及地质勘察方法的总结基础上,对某个项目中的岩溶地基勘察技术与治理检测的进行了研究归纳。对治理方案有针对性的进行了全面优化,通过探治结合,根据现场情况不断进行调整,以达到最佳的岩溶治理效果与经济效益。建立了系统的岩溶地基勘察及治理检测结合的工作方法,为以后类似岩溶地基工程地质勘察建立了范本。
        关键词:地基工程;地质勘察;技术分析;
        1引言
        岩溶地区的地质灾害的主要表现形式为地面的塌陷以及建筑地基塌陷,究其原因,岩溶发育的地区下会有大量的形状、大小不一的溶洞及土洞,这些溶洞及土洞在自然因素或人类开采等因素的影响下会产生坍塌从而影响其上部地面地基的稳定性。这使得岩溶地区的工程与当地的财政、人文等要素产生紧密的关系。溶洞和土洞给上部的工程建设带来了极大的不稳定性,需要制定合理有效的岩溶地基勘察方案及并对其发育影响程度进行分析评价,来有效避免或降低岩溶问题对建筑地基的破坏。正因如此,建立系统的、成体系的岩溶地区勘察技术方案、治理方法,对建设有着深远的意义。如何针对此类岩溶制定和理由下的勘察技术方案以及后期的治理手段,一直是困扰当地地质工程师的难题。尽管国内外学者针对岩溶的勘察和治理做出了大量的研究和探索并取得了一定的成果,但由于岩溶从发育机理及发育程度两方面存在很大的地域性及差异性,其他地区的理论在唐山地区不一定会完全受用且实际操作也可能不一样的实施。
        2某工程的岩溶勘察
        2.1工程地质调
        市区有两个最重要的褶皱构造,它们分别是开平向斜和碑子院背斜。其中开平向斜的分布范围比较广,轴向总体呈北东40°,自开平向东转成近东西方向,长约50km,宽 15~20km,两翼极其不对称,西北翼构造复杂,岩层倾角的角度较大,并伴有着若干次一级构造。东南翼就相对平缓了,构造也比较简单。地质作用分成十多条断裂,其中距离较近的断裂有陡河断裂和唐山断裂。
        地质上河北处于中朝准地台,唐山市位于燕山台褶带,拟建场区在碑子院背斜东翼、开平向斜西翼之间。这就造成了场区地下构造很复杂,经历过强烈的造山运动。燕山运动塑造了本区的主要构造框架。主要构成附近地质条件的有碑子院背斜、开平向斜,此外本场区还会受到陡河断裂和唐山断裂的影响。
        市区内地下水存在方式有三种,一是第四系内的松散岩类孔隙水,其二是奥陶系的岩溶裂隙水。最后一种,也是数量较少的一种,就是石炭-二迭系碎屑岩类裂隙孔隙水。工程拟建场区位于唐山市区中心城区,是一个典型的平原水文区。根据以往的地质资料和工程经验,我们可以将工程建设场区地下水分为第四系松散岩类孔隙水和奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙水。
        2.2物探工作开展
        拟建工程在工程设计之初,便进行了针对项目的岩土工程勘察,一二期共完钻孔263 个,最大深度50,编制了岩土工程勘察报告。工程勘察中虽然在50m深度范围内没有揭露石灰岩层,但场地东部(二期)下部揭露了残积土层,含有的石灰岩风化的碎屑岩块量随深度增大。研究勘察报告的成果,结合所做的地质调查,考虑到工程为棚户改造的民生工程,建筑物高度和总量又达到了一定规模。经过工程相关方的讨论研究,一致决定对拟建场地进行岩溶地基专项勘察。
        3. 物探成果解释
        3.1 现场管理要素管控问题
        项目管理涉及因素多,施工工序繁杂,施工作业人员数量多,因此造成了管理人员推行精益建造工作的艰巨性和重要性。同时,对于设备操作,要求有特种工种操作证书的人员带证上岗,因为施工要求对设备操作严格控制,避免操作失误,否则会对施工现场人员造成一定的安全威胁。施工现场的生活环境和办公环境会影响施工人员、班组长和管理人员的情绪,影响工作效率,而生产环境,可能威胁到现场人员的安全。因此,一个有序的环境可以保证建设的顺利进行。某项目开始时,就特别重视环境管理。

精益建造要求维持好环境的管理,这需要对管理人员、班组、及作业工人严格要求,因为精益建造意识的差别,造成办公环境、生活环境管理出现一定偏差,对精益建造的实施产生一些影响。
        3.2 精益建造实施效果期限问题
        精益建造的实施是一个长期的过程,需要持续改进,然后开展一系列活动,最终的效果不是通过短期的实施而认定。基于精益建造的项目管理,是一种对传统项目管理模式的改变,包括管理的理念、管理的方法,精益建造理论及技术的推广应用,涉及建筑工程参建者的各个部门和他们参与的各种业务活动。精益建造的思想,是持续改进,短期内想看到非常明显的效果,是不太可能的,正因为如此,这可能导致部分参建者放弃精益建造理论的整体和完全推进,因为他们过多追求即时效益而放弃长远实施带来的巨大增值的问题。
        4. 持续改进对策
        4.1 钻探验证
        物探技术的运用,极大的加快了工程勘察,尤其是岩溶地基工程地质勘察的工作效率,对岩溶发育情况的掌握,对后续相应工作的开展都有着重要意义。但同时物探工作不能代表所有勘察结果,地震波在地层介质中的传导,也会受到细微因素的影响,物探之后钻探验证工作也十分重要。
        为了配合物探工作,验证物探结果的准确性,同时对物探工作进行补充,更好的为下一步工作做充分准备。本次钻探验证共布置实施了钻探孔4个,钻孔深度70~80m。同时,进行了土工试验和原位测试,共取原状样38个,扰动样445件,岩样15件,标贯试验 44 次。
        4.2岩溶稳定性评价分区
        在本次阶段性勘察 4 个钻孔深度范围内,在第11 层中风化灰岩层内发现溶洞及破碎带多处,溶洞(溶隙率5.6~45.4%)、基岩隙较为发育,在钻进过程中漏浆现象明显,需进行注浆封堵,避免形成第四系土与基岩之间的截流渗透通道,对溶洞及溶隙风化破碎带的处理防治方法建议如下:
        1)岩溶治理:采用注浆法作为初步方案。溶洞内的松散充填物,经高压设备注入溶洞及溶隙内的水泥浆进行混合,能够与之形成强度较高的结合体,提高建筑地基的承载能力,避免形成土洞塌陷,加强地基的稳定。具体方案需充分论证。
        2)防水措施:建成后,截断了第四系与岩溶发育带渗透水力联系。地表水集中下渗、地下管道渗漏和破裂等均易造成岩溶地表塌陷,故在建筑物施工期间及小区建成后均应避免上述问题的发生。
        3)变形监测:在建设期间及建成后均应进行相关的监测,面对问题,坚持及时发现及时解决的原则。进一步防患于未然。
        5.勘察结论
        在详细计划的工作指导下,通过认真分析已有勘察成果,最终基本查明了勘察场区岩溶的发育规律及危害程度。最后勘察报告提出预防对策、治理措施有以下几点内容。 1)根据本次勘察结果,勘察场区第四系地层较正常、稳定。场区内基岩分部范围广,石灰岩中的溶洞、溶蚀及破碎带发育。岩溶发育程度为中等,需进行注浆治理。2)在本次勘察期间、勘察深度内,一共揭露了一层地下水位,其埋深为9.2~12.5m,绝对高程 7.36~12.81m。3)工程一期、二期发育区交错分布,治理工作内容和工艺要求不宜分开,应统一安排治理工程,避免交叉作业、影响治理效果。
        参考文献
        [1]曹贤发,  李海玲. 中国典型岩溶发育区域划分[J]. 地球科学前沿, 2018, 8(4):845-851.
        [2]朱铭. 综合物探技术在隐伏岩溶探测中的应用[J]. 湖南交通科技, 2011( 02):119-121.
        [3]郭颖.岩溶地基强化注浆浆液性能控制机理及其应用研究[D].北京交通大学.2018.
        作者:耿佳弟,身份证号:51060219780110XXXX.作者:赵艳华,身份证号:41072619800305XXXX.
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