地质工程施工中的岩土勘察及地基处理技术研究

发表时间:2021/7/28   来源:《中国建设信息化》2021年6期   作者:易祝芳
[导读] 现如今,随着社会经济发展进步,在城市发展过程中,
        易祝芳
        湖南省地质矿产开发局408队 湖南郴州 423000
        摘要:现如今,随着社会经济发展进步,在城市发展过程中,高层建筑及高层住宅工程项目也越来越多,因此在工程建设中,岩土工程勘察作为项目基础内容发挥着关键性作用。在工程施工之前,做好岩土勘察,对施工区域的地质情况得以充分了解,提出合理准确的设计参数及建议,尤其面对软弱地基,提出合适的地基处基方案,选取相应的针对性施工措施,不仅能节约社会资源,更能提高工程效率,缩短工程工期,更能大大的节约工程成本。因此在地基工程实施过程中,岩土勘察以及地基处理都是较为关键的环节,对于拟建工程质量及成本有着直接关系。
        关键词:地质工程;岩土勘察;地基处理;对策
        前言:近年来,我国经济飞速发展,先进科学技术不断创新应用,地质工程行业顺势发展的同时,其施工技术也得以创新应用,在时代的推动下,技术水平得以明显提升。在地质工程中,岩土勘察技术以及地基处理技术为工程的开展打下了坚实基础。随着时代发展,在项目不断实施过程中应对地基处理技术落实优化应用,从而保证工程质量。基于此,本文通过对地质工程中岩土勘察的工作要点以及地基处理技术进行阐述,并结合实际案例对岩土勘察以及地基处理技术的应用进行分析。
一、地质工程中岩土勘察的工作要点
(一)合理的选择勘察方法及手段
勘察方法主要为:在充分收集拟建场地区域地质资料的基础上,目前主要采用地质测绘、工程钻探等方法,局部岩溶发育或采空区,加以物探辅证,查明拟建场地地形地貌、地层岩性、地质构造、基岩层面的埋藏深度和起伏状况及不良地质现象等工程地质及水文地质条件。同时还在钻孔中进行标准贯入试验及重型动力触探试验等多种原位测试,充分发挥综合勘探手段的作用,相互补充,相互验证,为设计取得了较为齐全、准确的物理力学指标。
(一)明确工程岩土勘察目的
  根据拟建项目性质和设计要求,勘察工作应达到的目的主要为:
a查明拟建建筑场地地层结构、组成及各地基岩土的主要物理力学性质,着重查明基础下的软弱土层和坚硬土层的分布及变化规律,提出合理的地基基础设计及施工所需的各岩土层参数;
b查明不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度,并提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议。
c查明建筑场地内地下水类型、埋藏情况、季节变化幅度、历史最高水位、地层渗透性,评价地下水对建筑材料的腐蚀性;
d确定场地的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计特征周期;确定场地土类型和场地类型,划分对抗震有利、不利或危险地段,对场地和地基的抗震措施提出建议。判定饱和砂土或粉土是否地震液化,提供液化指数,确定液化等级,提出防治措施或处理方法;
e对场地岩土工程条件进行论证分析,提出合理的地基基础设计方案(包括持力层建议、基础埋深建议以及基础形式建议等),并对地基基础设计、施工和不良地质作用的防治提出合理建议。
f对基坑开挖过程中的整体稳定性做出评价,预测可能破坏的模式;对降水工程的设计和提供基础资料,提出合理化建议及施工注意事项。
通过分析岩土结构从而对其稳定性进行分析,同时结合施工范围承载力的计算,对岩土结构进行细致分析。对这些影响岩土结构的因素进行分析,可以为后续施工技术的运用提供强有利的依据,进而提升地质工程质量稳定性。
图一:岩土勘察工程

二、地质工程地基处理技术
(一)高压旋喷注浆法
高压旋喷注浆法在地质工程地基处理过程中,较为常见的地基施工技术之一。多应用于软土层及松散的碎石土层地基加固、深基坑防渗帷幕、边坡挡土或挡水、灰岩地区岩溶洞腔加固项目。其原理是通过工程钻机把带有喷嘴的注浆管,钻入软弱土层的预定深处,然后将水灰比为1:1,密度为1.35~1.5g/cm3(单管法、两管法)的浆液以高压流的形式从喷嘴喷出,冲击切割周边土体,使之充分与浆液搅拌混合,随着喷浆管不断以360度回转提升,高压喷射注浆凝固体可形成设计所需要的形状,如旋喷形成圆柱状、盘形状,摆喷形成扇形状、亚铃状、梯形状、墙壁状,定喷形成板状,形成边续搭接的水泥加固体,从而提高地基承载力,由于其能在预定设计位置进行地基加固特性,因此高压旋喷注法在岩溶洞腔加固处理中较为常见,但该技术孔口返浆,施工时需加强做好防止污染环境措施。
(二)土层换填技术
    土层换填顾名思义就是将地基中原有的图纸,挖掘出来之后换填进去稳定性更强的土质。结合以往的施工案例分析可知,地基发生不均匀沉降通常与浅层地基有关,直接应用强夯技术效果并不明显,通过土层换填可以有效提升地基稳定性,在换填之后再应用地基夯实技术从而对地基承载力得以有效提升。但在应用这一技术时应当注意工程的实际要求,根据项目要求合理配置换填所需砂石的比例,保证土层换填的有效性从而为接下来的强夯打下基础。

图二:土层换填
(三)桩筏复合地基技术
    桩筏基础顾名思义是一种将桩与筏相结合的复合地基基础,在现代高层建筑中,一般多采用桩基(端承桩或摩擦桩),而对于复杂地基场地,由于上部地层承载力较低,不能满足设计承载力要求或沉降要求,下部持力层埋藏较深,成桩困难,易垮孔,成孔困难,施工工期长,且需全孔钢护筒跟进,施工成本费用高,此刻需要对地基进行处理,可以应用桩筏复合地基技术。其应用流程为:先按设计间距进行小口径桩(多为夯扩桩)施工,桩长以贯入度或试桩为准,对软弱层进行挤密加固处理,提高地基承载力,降低土层压缩(或变形)模量,经载荷试验通过设计地基承载力要求时,通过连系梁整体联接,再进行整体底板浇注,从而使下部桩与底板组成整体,形成桩筏基础。由于首先利用桩可以获得的较大承载力使基础设计能够基本满足设计要求的前提下,依靠筏板基础利用桩间土体具有承载力及筏板基础的整体稳定性使整个基础达到承载力和沉降的要求,可以说桩基是基础,筏板是有效补充,得到1+1>2的效果,因此主要应用于复杂地基或不均匀地基中的高层建筑的地基施工中。
三、岩土勘察以及地基处理技术的应用案例分析
(一)项目概况
    某工程建设项目包含5栋住宅建筑、1栋商业建筑,住宅建筑层高为33层,为剪力墙结构,地上32层、地下1层,总建筑高度为100m,基础荷载约为550KPa。商业建筑为地上二层、地下一层,共计3层的框架结构建筑,商业建筑总高度为12米,基础荷载约为200KPa。
(二)岩土勘察结果分析
    通过对该工程地质、水文等资料进行分析发现,施工范围内场地地层上部为主要为第四系卵石土、砂类土,局部夹黏性土,下伏基岩为石炭系灰岩,岩面起伏较大,岩溶发育,岩面埋藏较深、地下水位较浅。
(四)项目地基处理方案
针对以上岩土勘察分析结果,最终出具以下地基处理方案:针对于5栋住宅楼的地层情况,据以往经验,该地层多采用端承桩基础,成孔类型多为钻孔灌注桩(或冲孔灌注桩),以灰岩为基础持力层,但在施工中发现采用冲孔灌注桩成孔困难,易垮孔,成孔周期性长,成本高,严重影响工期及施工进度。为了提高效率,在建设方的组织下,经设计及勘察方多次论证,决定采用地基进行处理。深部溶洞处理方式为高压旋喷加固溶洞,防止因溶洞塌陷,引发地基不均匀沉降,对上部土层进行注浆+夯扩桩挤密,采用桩筏基础,提高地基承载力。
针对于1栋商业住宅,经过地质勘查发现,商业住宅下地基软土厚度最小的位置为2.5米,决定应用土层换填技术通过应用比例为3:7的灰土进行换填,提升地基密实度。
结束语:综上所述,随着我国经济建设不断发展完善,地质工程项目越来越多,在地质工程项目开展之前首先需要结合岩土勘探技术对施工区域地质、地下水等情况进行勘察,通过对勘察结果进行分析从而选出最为适合的地基处理技术,提升地基强度,进而提升地质工程质量稳定性。
参考文献:
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[5]刘献科,许颜,李松然. 岩土工程勘察在复杂地质环境下的相关技术方法探究综述[J]. 建筑技术开发,2020,47(5):133-135.
[6]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
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