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岩土工程勘察方法(6篇)

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岩土工程勘察方法篇1

关键词:城市轨道;工程勘察;岩土参数;参数统计;样本值;变异系数

中图分类号:U231文献标识码:A文章编号:1009-2374(2012)31-0096-03

1概述

随着经济的发展,城市交通压力越来越大,很多城市开始进行城市轨道交通规划和建设。轨道交通施工工法多,且大部分为地下工程,地质条件及勘察成果对工程设计和施工的影响大。轨道交通工程要求提供的岩土物理力学参数项目多、涵盖面广,且工程勘察又分不同阶段、分不同的施工工法进行。面对如此多的参数,如何能够快速提取可靠的岩土参数是决定勘察工作质量的一个重要因素。虽然有不少学者对可靠性分析在岩土工程中的应用进行了卓有成效的研究,提出了很多参数统计的方法,然而复杂的可靠性设计目前在常规岩土工程勘察实践中却难以推广。广大岩土工程师们还是采用《岩土工程勘察规范(2009版)》(GB50021-2001)中推荐的传统岩土参数分析方法。然而,面对庞大的试验数据,如何快速地剔除错误数据,保留能充分体现岩土物理力学性质的参数及其他参数,是摆在岩土工作者面前的一个问题。

2城市轨道交通岩土工程勘察需提供的岩土指标

在城市轨道交通勘察要求深度范围内主要地层为第四系全新统人工填土层(Q4ml)、第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)、上更新统冲洪积层(Q3al+pl)及中更新统冲洪积层(Q2al+pl),以黏性土、粉土、砂土和碎石类土为主。勘察报告中要求提供岩土物理特性指标、力学指标,还应提供岩土的抗震特性指标及水文地质参数等。

岩土的物理特性指标主要有:岩土的重力密度ρ、土粒的相对密度Gs、天然含水量W、天然重度γ、天然孔隙比e,对粘性土和粉土尚应测定土的液限WL、塑限Wp,液性指数IL、塑性指数IP,土的颗粒级配等。

岩土的力学指标主要有:粘聚力c、内摩擦角φ、无侧限抗压强度qu及土的灵敏度St、岩土层承载力特征值fak、桩侧阻力特征值qsa、桩端阻力特征值qpa等。

岩土的变形指标主要有:压缩系数a、压缩模量Es、剪切模量G、前期固结压力pc、压缩指数Cc、回弹指数Cs、泊松比μ、弹性模量E、岩土基床系数(Kv、K)、静止侧压力系数K0。

岩土水文地质参数有:水平、竖直渗透系数(Kv、Kh)、水位埋深、承压水头高度、基坑涌水量估算等。

岩土动力学特性指标有:场地岩土层的剪切波速、场地特征周期、土层电阻率。

岩土导热特性指标有:导热系数λ、导温系数u以及比热容C。

3岩土参数的统计方法

按照《岩土工程勘察规范(2009版)》(GB50021-2001)的参数统计要求:

(1)应按场地的工程地质单元和层位分别

统计。

(2)应按下列公式计算平均值、标准差和变异系数:

式中:

——岩土参数的平均值

——岩土参数的标准差

——岩土参数的变异系数

(3)分析数据的分布情况并说明数据的取舍标准。

(4)岩土参数的标准值:

式中:

——统计修正系数

式中正负号按不利组合考虑,如抗剪强度指标的修正系数应取负值。统计修正系数也可按岩土工程的类型和重要性、参数的变异性和统计数据的个数,根据经验选用。

4岩土参数的分析和选定

岩土参数的分析选用,应充分考虑取样、试验操作等因素影响,根据场区地层沉积规律划分地层,对于土层测试、试验指标,分析舍去明显不合理数据后,采用算术平均值、最大值、最小值、变异系数等可靠的数理统计学指标,以获取准确的岩土设计参数。

岩土参数的取舍应充分考虑各个指标的相关性,不能盲目一刀切,剔除一个数据,就把该土样的所有数据都剔除,也不能完全靠照变异系数来控制,而是要充分分析各指标间的相互关系,并且结合地区工程经验,最终使得到的岩土参数更趋向于真值,能真实反映岩土层的物理力学状态,为设计和施工提供可靠的参数,见图1:

4.1土性剔除

如果地层的划分足够准确,按照土的分类可进行整样剔除,如黏性土和粉土按IP指标进行剔除,砂类土按颗分试验指标进行剔除。如果按土性剔除的数据相对过多,就应考虑地层划分的准确性,重新分层,然后重新统计参数指标。

4.2三倍标准差剔除

设岩土参数被建模为随机变量X,X服从正态分布,均值为μ。三倍标准差是基于这样一个事实而得,即X的任意值落在区间[μ-3σ,μ+3σ]的概率为99.73%。三倍标准差法不仅对具有大量样本值的统计参数行之有效,而且对有限样本值的统计参数也方便使用,并且现在很多岩土勘察软件都能提供该功能,易于实现。

4.3人为相关剔除

有的岩土工作者在进行参数统计时,经常一组样子中一个参数异常就把整组样子的参数剔除,这样容易使一些指标的正常值被误剔除,使样本的数量减少,而降低了统计的可靠性。人为进行剔除,就是要克服这种简单剔除的缺点。当一组样子试验的参数有一个或者几个异常值被剔除时,其他的指标要根据与被剔除参数的相互关系选择剔除或者保留。WL、Wp、Ip和IL,c和φ,a和Es,前期固结压力pc、压缩指数Cc和回弹指数Cs,泊松比μ和静止侧压力系数K0等都是一组指标,如果统计,在剔除时应成对剔除。天然含水量W、天然重度γ、孔隙比e是一组关联数据,统计时出现异常,就要看本样品能否代表该层的实际值,只要不是夹层或者透镜体,就可以参加统计。

4.4小频率剔除

在执行完三倍标准差剔除及人为相关剔除后,还应统一分析各个指标的参数值,剔除对工程有利的小频率值,然后再执行人为相关剔除。

4.5变异系数控制

岩土参数的标准差可以作为参数离散性的尺度,但由于标准差是有量纲指标,不能用于不同参数离散性的比较,因此,规范引入了变异系数δ的概念。在正确划分地质单元和标准试验方法的条件下,变异系数反映了岩土指标固有的变异性特征。因此,在用δ来控制剔除指标时,可以根据地区的变异系数经验值作为标准来参考剔除,然而目前国内对这方面的研究还比较少,文献[1]收集了近年来国内外关于土性参数的变异性研究的相关文献,并将它们的结果汇总成表,可以作为参数统计工作中变异系数选取的一个参考。

当遇到剔除数据时δ始终很大,应该综合分析指标参数,可能是指标样本数太少导致或是场地地层的不均匀性导致数据离散性较大,也可能是地层的划分不准确,这时要考虑是否应重新划分地层。

5岩土物理力学参数参考值

依据某地区城市轨道交通勘察的原始资料,结合地区以往的工程经验,对地层进行合理划分后,按照上述岩土参数分析方法对岩土参数进行统计,得出了主要地层岩土物理力学参数参考值(见表1),为今后的勘察设计工作提供参考。

6结语

目前在岩土工程勘察中面对庞大的试验数据,岩土工作者还是普遍采用岩土勘察规范中推荐的方法进行统计,进行统计时:首先,按土的性质整样剔除;然后,按三倍标准差剔除;在剔除数据中都要考虑指标的相关性,相关参数成组剔除;再次,结合工程实际情况进行小概率剔除;最后,通过控制变异系数来控制参数的离散度。总之,在进行岩土参数的剔除时,既要考虑数据的统计,又要结合工程经验进行合理剔除。

参考文献

[1]张继周,缪林昌,刘峰.岩土参数的不确定性及其统计方法[J].岩土力学,2008,(S1).

[2]中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范(2009版)(GB50021-2001)[S].

[3]中华人民共和国建设部.城市轨道交通岩土工程勘察规范(GB50307-2012)[S].

[4]黄戡,彭建国,刘宝琛,等.数理统计在确定岩土参数标准值中的应用研究[J].2010,35(3):62-64.

[5]张征,刘淑春.岩土参数的变异性及其评价方法[J].岩土工程学报,1995,(6).

[6]邓建,李夕兵,古德生.岩石力学参数概率分布的信息熵推断[J].岩石力学与工程学报,2004,23(13):2177-2181.

岩土工程勘察方法篇2

【关键词】岩土工程;勘察;钻探;原状土取样;原位测试

自20世纪80年代以来,我国开始实施岩土工程勘察体制。与地质勘察工程相比,岩土工程勘察任务不仅要正确反映场地和地基的工程地质条件,还应结合工程设计、施工条件进行技术论证和分析评价,并服务于工程建设。岩土工程勘察主要是通过现场钻探、原状土取样、室内试验和现场进行原位测试查明拟建场地的地质情况,给出基础类型建议、地基承载力特征值等可供设计使用的重要资料。必须重视每一个环节严格按照有关规范执行,同时结合地区经验,才能保证勘察结果的准确性。勘察成果的准确性对工程的基础形式、结构方案有着重要的影响。勘察成果过于保守,将会导致工程的造价大幅提高;反之,会严重影响到工程的安全性。

1钻探

钻探在岩土工程勘察中是重要的一项工作,钻探的好坏直接影响到岩土层划分和定名以及岩土物理力学性质的准确性。因此钻进深度和岩土分层深度的量测必须要精确,符合规范要求,不应少于±5cm,同时钻进过程中应严格控制非连续取芯钻进的回次进尺,使分层精度符合要求。对一些搬机困难的山坡、洼地可根据实际情况和设计的要求,采用小口径麻花钻或洛阳铲进行钻进,使勘探目的和经济效益相结合,既节省成本又达到勘察目的。

2原状土取样

原状土样是指将天然状态下的土以一定的手段从地下取出,并保证土的结构和构造不变,并将其固定在一定尺寸的容器内密封的土样。容器外要标明取土位置和时间。室内通过对原状土样基本的物理力学性质测试可以获得表征土原始状态的参数如含水率、密度、塑性指数、液性指数等,还可得出基础设计重要参数指标,如强度、压塑性、渗透性等。这是获取土的物理力学性质指标最重要的环节,但土样在原位围压条件下被取出要经受一个卸荷过程,从而产生一定程度的膨胀量,同时土样在采取过程中,取土器侧壁与土样之间的摩擦会使土样受压。这样土就会受到扰动土原来的物理性质就会改变,取土样必须严格执行相关取样规范,使土样少受扰动。取土质量的好坏,由土的类型、取土器的种类、取样设备以及取土方法等因素决定。如今取土器种类很多,应根据地区经验针对不同土质采用,尽量采用模锻取土管,使刃口处的直径比管的内径稍小,可减小侧壁的摩擦。软土应采用薄壁取土器,较硬土可采用三重管取土器,确保扰动最小。取样方法的不同会导致土样含水率有一定的变化,应注意在取土装置上及时加装套管,以避免地下水对原状土的影响。取出后应迅速密封。天气炎热时为避免蜡封融化,宜采取多种措施密封。天气寒冷要避免冰冻。土样保存时间不宜超过三周。土样运送过程中,采用自制的缓震装置对土样加以保护,对无粘性土样应尽量避免有过大的震动。

3原位测试的应用

普通的粘性土可以通过采取原状土样进行室内试验,对于无粘性沉积土或饱和度高的软土来说,由于几乎不可能获取不受扰动的原状试样。所以对这类土的密实度、强度和压缩性评价通常需要通过原位测试方法获得。勘察中我们常用的几种原位测试手段的作用与适用性如下:

3.1荷载试验(PLT)

荷载试验是在现场用一个刚性承压板逐级加荷,以测定天然地基或复合地基的变形随荷载的变化而变化,借以确定地基承载力的试验。通常此试验可确定地基土的承载力、变形模量、机床反力系数等,也可以用于地基处理效果检测。荷载试验应布置在有代表性的地点,每个场地不宜少于3个,当场地内岩土不均时,应适当增加。要注意的是荷载试验其影响深度较有限,一般为承压板宽度的两倍左右,不能对深层地基做出评价。

3.2十字板剪切试(VST)

十字板剪切试验是将套管打到预定的深度,并将套管内的土清除。将十字板装在钻杆的下端后,通过套管压入土中,压入深度约750mm。然后由地面上的扭力设备对钻杆施加扭矩,使埋在土中的十字板扭转,直至土剪切破碎。也可以用静力的方法,将电测十字板头压入土中,然后施加扭矩,将十字板头扭转,直至土剪切破坏。此试验适用于原位测定饱和软粘土的不排水抗剪强度,所测得的抗剪强度值,相当于试验深度处天然土层在原位压力下固结的不排水抗剪强度。由于不需要采取土样,避免土样扰动及天然应力状态的改变,是一种有效的现场测试方法。在沿海软土地区被广泛使用。它可在现场基本保持原位应力条件下进行扭剪,适用于灵敏度St≤10,固结系数Cv≤100(m2/a)的均质饱和软粘土,对于不均匀土层,特别夹有薄层粉细砂或粉土的软粘土,该试验会有较大的误差,使用时需谨慎注意。十字板剪切试验成果可按地区经验,确定地基承载力、单桩承载力,计算边坡稳定,判定软黏性土的固结历史。为避免出现较大的误差,每次试验前必须对仪器进行校正和严格按规范操作仪器。

3.3圆锥动力触探试验(DPT)

圆锥动力触探试验是利用一定的锤击能量,将一定规格的圆锥探头打入土中,根据贯入土中的难易程度(贯入度)来判别土的性质的一种现场测试方法。根据它的试验指标可用于进行地基土的力学分层,定性地评价地基土的均匀性和物理性质(状态、密实度),查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置。通过建立地区经验,也可用于评价地基土的强度和变形参数,评价地基承载力、单桩承载力。圆锥动力触探设备简单,操作方便,适应性广,并有连续贯入的特性,但试验误差较大,再现性较差。主要存在人为因素、设备因素、杆长、地下水和土的性质等因素的影响。

3.4标准贯入试验(SPT)

标准贯入试验是利用规定的落锤能量(锤质量为63.5kg,落距76cm)将贯入器打入土中,根据贯入的难易程度,用贯入30cm的击数N判定土的物理力学性质。它操作简单,地层适应性广,对不易钻探取样的砂土和砂质粘性土尤为适用,当土中含有较大碎石时,使用受限制。通过试验可取得扰动土样,进行鉴别土类的有关试验。该试验的缺点是离散性比较大,所以只能粗略地评定土的工程性质。与圆锥动力触探试验相似,它不能直接测定地基土的物理力学性质,而是通过与其他原位测试手段或室内实验成果进行对比,建立关系式,积累地区经验,才能用于评价地基土的物理力学性质。标准贯入试验影响的主要因素是杆长、土的自重压力以及地下水位。这就要求对试验数据按规范或地方经验进行修正。

3.5静力触探试验(CPT)

静力触探试验是利用准静力以恒定的贯入速率将圆锥探头通过一系列探杆压入土中,根据测得的探头贯入阻力大小来进行分层和间接判定土的物理力学性质的原位试验。试验仪器经过多年的发展有了不同类型的触探探头,其中电测孔压式是较新的一种静探方法。它可以利用孔压测量的高灵敏度来修正所测参数,分辨薄土层的存在,可评估土的固结特性等。特别是对饱和粘土更是如此。但是静探试验不能对土进行直接的观察、鉴别,而且对于含碎石、砾石的土层和很密实的砂层不适用。根据静力触探资料,利用地区经验,可进行力学分层,估算土的塑性状态或密实度、强度、压塑性、地基承载力、单桩承载力、沉桩阻力,进行液化判别等。根据孔压消散曲线可估算土的固结系数和渗透参数。

3.6波速测试

波速测试是利用波速确定土的物理力学性质或工程指标的现场测试方法。主要用于测定各种类岩土体的压缩波、剪切波或瑞利波的波速,以此来划分场地类型;提供地震反映分析所需的地基土动力参数(动剪切模量、阻尼比、动剪切刚度等);提供动力机器基础设计所需的地基土动力参数(抗压、抗剪、抗扭刚度及刚度系数、阻尼等);判定地基土液化的可能性,划分场地类别,确定场地土的特征周期。另外,波速测试本身可以用来评价地基土的类别和检验地基加固效果。

4结语

岩土测试手段很多,各种技术在不断的进步,这就需要我们熟悉每种试验手段的适用范围,并及时掌握最新的技术,以提高工作速度和质量。

参考文献

[1]黄俊泉.谈工程勘察中的问题与措施[J].广东科技,2007(S1)

[2]常金铭.土工程勘探工作重点[M].北京:冶金工业出版社,2002.11

[3]胡景文.岩土工程勘察常见问题分析.广东科技,2008.03

岩土工程勘察方法篇3

(1)工程地质测绘技术

工程地质测绘是岩土工程勘查的基础,也是工程勘查中最重要的工作。通过工程地质测绘可以了解勘察地的地貌、地形、地层和不良地质之间的关系,对地貌进行划分,还可以鉴定岩层的风化程度。对待一些地形比较复杂的工程,地质测绘技术的作用就显得更加重要,可以帮助工程顺利完工,还可以降低工程的成本,提高工程的收益。

(2)数字化勘查技术

数字化勘查技术中常用的方法是数字化建模和地形建模。目前,数字化勘查技术在我国岩土工程勘查中已经得到了广泛的应用。使用数字化勘查技术可以把勘查地域的实际情况呈现出来。具体的说,就是根据一定的要求,把性质一样的点连接起来形成面,就可以得到一个网状的图,然后对图进行分析和研究,了解该地区的区域属性,要想使用数字化建模技术,就一定要进行数据和信息的收集和整理。数据和信息可以从一些分散的数据中获得,然后通过这些信息可以对地质构造进行分析,充分的了解和掌握工程实施区域的地质特征。

(3)地下水测量方式

岩土层的含水量多少对岩土工程有很大的影响,所以,根据相关规定必须对勘查的区域进行地下水试样分析。一般情况下,勘查区域附近的地下水开采会影响到地下水的水位。因此,在测量勘查区域的水位的时候,要附近地下水的变化情况考虑进去,并和标高回测和钻孔坐标相结合。如果水位的埋深不同,可能就会出现一些细小的误差,这就需要采取相应的措施解决。例如可以预先留出一个出空口,并把出空口作为标准,然后进行标高回测,对孔口的坐标进行标记,之后就可以勘查地下水的水位深度。

(4)新型的勘查技术

在岩土工程的实际勘查中,一般来说并不会只采取单一的技术和设备,而是使用多种勘查技术和设备,同时进行勘察。如果可以合理的运用勘查技术,不但可以提高勘查工作的质量,还可以保证勘查利益的获得。另外,在精准的勘查下,可以获得准确的资料,为设计提供了基础,提高了设计参数的准确性和合理性。在岩土工程勘查中加强新技术的应用是提高地质勘查准确性的有效措施。对岩土工程进行勘察需要精确的分析出岩石的承载能力,并获得相应的数据。目前我国使用的是回归技术,让回归技术和克里格法技术相结合,就可以发挥最大的作用。

2强化岩石勘察的措施

(1)选择和运用工程探测设备要合理

工程探测设备具有密度大、信息量大、速度快和成本低等特点,利用这些特点可以很好的获得连续地质界面,改变传统钻探方式的划分不准确和漏判等缺点,传统的勘查方式不容易处理岩土工程问题。工程物探技术受地形的限制比较少,而且相对来说比较节省时间和费用,和传统的勘查方式结合,可以有效的解决岩土工程勘查中存在的问题。

(2)广泛应用新技术保证工程的质量和进度

可以在岩土勘察工作中广泛应用计算机技术,计算机技术可以对岩土勘察问题的发生和演化过程进行有效的分析和处理,并结合实际制定出解决问题的方案,节约了大量的人力资源和物力资源。同时还可以使用室内测试技术、室外测试技术以及检测和施工检测技术,通过对比分析建立起经验关系,从而保证岩土工程设计数据的准确性和可靠性,如果使用传统的勘察方式没办法获得工程的设计数据。在此基础上利用土工离心模拟技术检查工程安全的可靠性和稳定性。使用这些新技术可以有效的预防岩土工程勘查问题。

(3)提高工作人员的技术创新能力

在岩土工程勘察部门可以实施定期轮换制度,组织勘查部门的工作人员参加相关的学术交流活动,提高工作人员的知识水平和操作能力,特别是工作人员的计算机应用能力,包括承载力计算、地震反应分析、地基和基础共同作用的分析等能力。这些方式的应用可以在一定程度上提高工作人员的综合能力。

3总结

岩土工程勘察方法篇4

关键词:岩土;工程勘察;地质勘察;

Abstract:Alongwiththefurtherspeedupurbanizationprocess,theconstructionofurbaninfrastructureprojectsandhighbuildingisalsoontherise,thetraditionalengineeringsurveymethodandtraditionalinvestigationtechniqueshasbeendifficulttomeettheneedofmodernarchitecturaldesign,andtherearemanyinneedofsolutionengineeringsurveytechnologydefect.Further,marketssurveymoreandmorecompetition.Lowquotedpricemakemanyinvestigationunitdidn'twanttousetheadvancedmeansandadvancedequipment.Inrecentyears,theinvestigationtechniqueprogresshasstalledtrend.

KeyWords:geotechnical;engineeringinvestigation;geologysurvey

中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:

引言

岩土工程勘察所接触的对象和需解决的问题范围较大,涉及的内容多且十分复杂。岩土工程勘察工作者,只有全面掌握与岩土工程有关的规范、规程,并在实际工作中认真细致的开展工作,同时汲取互相在实际工作中积累的经验,交流学习,不断总结提高,才能有效开展工作,确保勘察成果满足设计和施工的要求。岩土工程勘察是一项综合性的工程地质调查工作。

岩土工程勘察的目的是:为了查明拟建场地的地质情况并为设计施工提供地质勘察成果及各项岩土工程参数,运用各种勘察测试手段和方法,对建筑场地进行调查研究,分析判断修建各种工程建筑物的地质条件以及建设对自然地质环境的影响;研究地基和上部结构共同工作时,保证地基强度、稳定性以及不致产生过大沉降变形的措施,分析并提出地基的承载能力;提供基础设计、施工以及必要时进行地基加固所需要的工程地质和岩土工程资料。

1岩土工程勘察技术中存在的主要问题

随着我国国民经济不断高速发展,众多基础建设项目和现代化超高层建筑物不断兴建,基础和基坑开挖深度越来越深,各种公共建筑物的建筑风格迥异,其平面和立面变化大,给结构和勘察专业带来诸多的新课题,采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要,存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题。这些问题主要有以下几个方面:

(1)界面划分问题:主要有岩土体和岩石风化程度的界面划分,地质构造和软弱结构面的判定,以及不良地质体的地质界面等;

(2)地质形态问题:主要有不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和埋藏深度的确定;

(3)岩土参数问题:主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室内、外试验的岩土层如粗颗粒土、残积土和风化岩等。其岩土设计参数(承载力变形指标等)难于确定;

(4)综合能力问题,主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨别真伪、归纳总结的能力,缺乏建筑、结构设计方面的知识,常造成勘察的目的不明确,所提供的资料不能满足设计的需要;

(5)技术素质问题:主要是勘察技术人员知识的广度和深度问题,勘察各专业缺乏内部沟通、技术交流,对各自技术服务的对象和技术发展状况不了解,导致碰到重大项目和复杂工程时束手无策,不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。

2岩土工程勘察技术问题的解决措施

要解决上述岩土工程勘察工作中存在的主要技术问题,可以考虑以下几个方面:

第一,利用现代科技手段连续加密测点的办法来获得连续的地质界面。随着电子、电子计算机技术的飞速发展,近十几年来,工程物探专业根据弹性波理论、电磁波理论和电学原理发展了许多新的工程物探方法并相应发展了一大批集适时采集处理,在目前中国的工程物探的专业技术中也有了弹性波、电磁波理论和电学原理等等理论知识为基础的勘察、采集、处理等设备的运用,这些设备现象,而且由于这些技术设备的先进,也可以解决岩土工程中的暗洞、不明物体等地下分布特征、形态深度和位置,可以利用工程物探为工程中的连续加密测点提供很大帮助,在很大程度上解决了原有技术方面的界面划分问题中的漏判和划分不准确从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点;并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题。如地下不明物体、洞穴软弱结构面、滑动面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置,为工程技术数据提供动力参数和设计地动参数。但是,各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象的适用性,物性条件的适用性越强,解决问题的可靠的性越大,因此,为了有效地解决某些复杂的岩土工程技术难题,必须采用多种工程物探手段和钻探联合使用的方法,起到互相补充、互相验证的作用。利用现代科技手段从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点;并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合,无疑是解决岩土工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。

第二,加强室内、外测试新技术和施工检测技术的使用,例如:多功能静力触探头、标准贯入试验、波速测试、静载荷试验等等,通过其所获得的数据和资料,经过分析、对比,建立它们之间的关系,并通过工程施工检测所获取的实测资料反算所得到的参数作为对比依据,确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。

第三,加强工程技术人员培训、学习、勘察施工前,组织技术人员研讨工作重点、方向、需要掌握的知识技术及涉及相关专业有关问题。工作过程中定期进行交流、反馈,及时更改调整、学习补充、加强勘察技术人员的再教育和技术培训并形成定期制度,促进其知识的更新换代。勘察单位施行内部岗位轮换制度,促成勘察各专业的技术交流、知识渗透,尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座,达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的。强调计算机技术的应用,例如:受压层深度计算、承载力计算、土压力计算、各类静力或动力有限元计算、基坑支护设计计算、沉降分析、数理统计、地基与基础协同作用分析地震反应分析、渗流分析等等,采取这些措施可以提高技术人员的技术综合能力。

结束语

岩土工程勘察作为一门应用科学和技术,在自身的发展中正经历着一个重要的阶段。并面临着新的挑战和机遇。近二十年来,勘察专业体制的改革虽然取得了显著成绩,但并未真正到位,因而阻碍了岩土工程的技术进步和经济效益的提高。随着工程地质岩土力学和土木工程等学科的发展,相互渗透和衔接,岩土工程体制的形成使岩土工程勘察在资源能源开发交通、城乡建设、农田水利、国土整治及国防建设等领域发挥更重作用,显示出勃勃生机,同时,推动着勘察技术向高精深方向发展。

参考文献

【1】张友安岩土工程勘察中技术问题分析与对策研究【J】价值工程,2010,29(3)

岩土工程勘察方法篇5

摘要:岩土工程勘察是应用岩土工程的观点、技术和方法,查明、分析、评价建设场地的地质环境特征和岩土工程条件。工程建设前,进行岩土工程勘察,查明建设场地的地质条件,对存在或可能存在的岩士工程问题提出解决方案,对存在的不良地质作用提前采取防治措施,可以有效防止地质灾害的发生。同时,岩土工程勘察所占工程投资比例甚低,通过勘察可以充分利用有利条件,避免或改造不利条件,减少工程后期处理费用,提高工程质量。传统的勘察手段以及传统的工程勘察方法已经显得力不从心,,在岩土工程勘察的过程中出现了很多不规范行为,故需要通过技术改进的方式来解决问题。本文对岩土工程勘察中存在的问题进行详细分析,及对岩土工程勘察技术改进方法的探讨。关键词:岩土工程勘察常见问题改进方法

中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号岩石的裂隙性和土的孔隙性是岩石和土区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。习惯将岩石和裂隙视为一个整体称为“岩体”,将裂隙概化为“结构面”。弄清结构面的产状、参数和分布,是岩土工程勘察设计的重难点。土是一种散体材料,存在孔隙。对于饱和土是固、液两相;对于非饱和土,是固、液、气三相。在饱和土中,由于孔隙水压力的增长和消散,不同的加荷速率地基承载力不同。饱和土中的超静水压力可导致挤土效应,使桩被挤断、挤歪和上浮;非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力,基质吸力随着土中含水量的增加而降低,因而不稳定。总而言之,把握好孔隙压力是岩土工程的重要关键。1常见岩土工程勘察中的问题根据实例勘察的过程和结果,总体可以将工程勘察中出现的问题归结如下:1.1资料搜集不全,任务目的不明确:只有设计意图明确,才能有的放矢,才能有效地解决工程设计和施工过程中的岩土工程问题。但不少勘察报告的前期资料搜集不全面,拟建工程的地面整平标高、结构形式等情况也不详细,设计单位的勘察技术要求严重缺乏。1.2地质形态的问题:主要是地下可能存在不明物体、空洞以及其埋藏位置、分布形态和深度的确定。1.3界面划分的问题:主要包括岩石风化程度和岩土体的界面划分,软弱结构面以及地质构造的判断,还有不良地质体的地质界面等。例如:在实例中的界面划分,有的时候会出现划分的混淆。1.4岩土参数的问题:主要是那原状岩土样难以取到和室内外试验难以进行的岩土层也就是粗风化岩、颗粒土和残积土等。其岩土设计参数(变形指标、承载力等)都难以确定。1.5技术素质的问题:主要涉及到勘察技术人员知识的广度与深度,勘察各专业之间缺乏技术交流与内部的沟通,不了解各自的技术服务对象和技术发展的状况,导致一旦遇到了复杂工程和重大项目的时候往往束手无策,不知道该采取何种技术方法及手段去解决所面对的技术问题。1.6综合能力的问题:主要表现在一些技术勘察人员不具备对勘察各专业的野外和室内原始资料的分析、整理、利用的能力,缺乏如何辨别真伪、去伪存真、归纳总结、补充印证的能力,结构、建筑设计方面的知识不足,因此常常会造成勘察的目的不明,所提供的资料无法满足设计的要求。2容易忽略的问题岩土工程勘察工作一个最大的特点是地层情况变数大,没有一个场地条件和土质情况是同样的。国家规范和行业规范很多也很具体,但都不能照搬硬套。岩土工程勘察工作应根据拟建工程特点和场区工程地质条件确定。在工程实践中应注意以下容易忽略的问题:2.1认为地基条件只要满足承载力即可,容易忽略建筑物对变形和场地土层均匀性和稳定性的要求;勘察工作的内容,不仅应提供满足建筑结构荷载所需要岩土工程特性指标和地基基础设计参数,尚应包括可能影响工程稳定的不良地质作用、建筑场地类别、建筑抗震地段划分和岩土地震稳定性等对建筑场地稳定性适宜性评价所需要的内容。2.2易忽略在详细勘察中勘探深度应自基础底面算起的规定;在一些建设工作中往往场地未经平整,现场地面标高高出设计地面标高很多,勘察前因没有收集详细标高资料,忽视详细勘察的勘探深度自基础底面算起的规定,以致选成勘探深度小于规范强制性条文的规定。2.3只满足每个场地每主要土层的原状土样或原位测试6组的要求,忽略了某些土样取样质量差、离散性大,6组土样不能满足统计计算、基坑支护和地下水控制所需用的各类岩土工程参数。2.4基础选型建议应全面客观、安全经济。在进行岩土工程勘探的第一个钻孔开始,就应对拟建工程的基础,有一个基本概念,因为采用的地基形式也关系到钻孔深度和勘察工作量是否满足抗震设计、场地评定等规范要求的问题。地基方案的选取应在对周边原有建筑物的基础、本地的施工条件和施工能力、完工时间、工程造价等多方面进行调查分析的基础上,结合拟建场地的土层情况及建筑物的结构和荷载、设备等各方面情况进行综合分析,提出安全、经济合理的地基方案建议。3岩土工程勘察技术改进方法的探讨3.1应用数字化岩土工程勘察技术数字化岩土工程勘察是应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术及CAD技术,通过计算机及其软件,将工程项目的所有信息有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的智能化的工程勘察设计体系,主要解决的是岩土工程勘察中场地方域的数字化、场地物性指标的数字化、场地地层的数字化和岩土工程勘察数据库的设计。3.2岩土工程数字化建模方法岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法,主要通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法。其数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料,包括测点的几何特征数据和属性特征数据,然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性,有很多方法用来表示表面,可以采用不规则格网法,就是将区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络。区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内,如果任意点不在顶点上,则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程,在三角形内则用三个顶点的高程),所以TIN是一个三维空间的分段线性模型,在整个区域内连续但不可微。3.3基于GIS的岩土工程勘察技术将岩土工程地质勘察与地理信息系统(GIS)结合起来,利用地理信息系统强大的数据采集、管理能力和空间查询、分析能力,解决了传统岩土工程勘察由于勘察数据内容上的复杂性和形式上的多样性而在数据处理上无能为力的状况,而且利用地理信息系统强大的可视化操作能力为岩土工程勘察提供了一个可视化的操作平台,实现岩土工程勘察数字化系统中场地方域的数字化。由于岩土工程勘察设计需要涉及到大量的勘察数据处理、图件绘制、自动计算及辅助决策等,将GIS技术引入岩土勘察设计领域,可以大大提高工作效率,节省人力物力资源,提高勘察设计结果的准确性。岩土工程勘察所接触的对象和需解决的问题范围较大,涉及的内容多且十分复杂。岩土工程勘察工作者,只有全面掌握与岩土工程有关的规范、规程,并在实际工作中认真细致的开展工作,同时汲取互相在实际工作中积累的经验,交流学习,发现存在问题,通过技术改进,才能有效开展工作,确保勘察成果满足设计和施工的要求。

岩土工程勘察方法篇6

关键词:岩土工程勘察措施手段

中图分类号:K826.16文献标识码:A文章编号:

引言在快速发展的过程中,不论是在体制还是在勘察方法、计算机辅助软件、勘察报告编制等各方面工作都有了长足的进步,,仍然在不断优化。这项研究的主要对象是岩土工程勘察地基与基础及地下工程之间的关系。由于地基土是因地而异的,岩土工程勘察任务必须明确什么是该项目的主要技术矛盾,有什么需要解决的主要技术问题。在对设计意图和设计要求,以及建筑荷载情况了如指掌的情况下,在岩土工程勘察的实施过程中,根据项目的具体情况,依据基础及地下工程设计,施工过程中可能会遇到的问题,给以充分的论证和分析,最终提出经济上合理、技术上可行的解决方案。只有这样,岩土工程勘察才能提高勘察成果质量,才能有更大的市场。

1岩土工程勘察的方法

1.1工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察工作的基础,通常是在勘察的初期阶段。使用这种方法的本质是运用地质、工程地质理论,观察和描述地面的地质现象,分析其性质和规律,并以此来推断地下地质情况,为勘探、测试和其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地,必须进行工程地质测绘但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地,则可采用调查代替工程地质绘。工程地质测绘的是认识场地工程地质条件最经济,最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。

1.2勘探和取样。勘探工作包括各种方法,如物探,钻探和坑探。它是用来研究地下地质条件和勘探的工程样品在原位测试和监测。应根据调查目的和各种勘探方法的岩土工程特征的选择。物探是一种间接的勘探方法,它的优点相比钻探和坑探轻便、经济快速,能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又迫切需要了解的地下的地质条件,所以常常和测绘工作的使用。它可以是作为钻探和坑探的先行或辅助装置。然而,物探解释的结果,往往具有多解性,使用的方法又受地形条件等的限制,需要使用的勘探工作的结果来验证。钻探和坑探,也被称为勘探工程,均是直接勘探方法,能可靠地了解地下地质情况,在岩土工程勘察是必不可少的。使用最广泛的钻探工作,可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质条件情况时,可采用坑探方法。坑探工程的类型较多,选择应根据勘察要求。勘探项目一般需要使用的机械及电力设备消耗更多的人力,物力,有些勘探工程施工周期又很长,并受到许多条件的限制。因此,这种方法应采用经济的角度来看,需要根据工程地质测绘和地球物理勘探项目的安排,切断,以避免盲目性和随意性。

1.3原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的,是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试的优点是试样不脱离原来的环境,基本上在原位应力条件下进行试验所测定的岩土体尺寸大,能反映宏观结构对岩土性质的影响,代表性好。试验周期较短,效率高尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。缺点是试验时的应力路径难以控制、边界条件也较复杂有些试验耗费人力、物力较多,不可能大量进行。室内试验的优点是试验条件比较容易控制边界条件明确,应力应变条件可以控制等入可以大量取样。

1.4现场检验与监侧。现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全,提高工程效益。现场检验的涵义,包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监朋则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料,可以反求出某些工程技术参数,井以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。

2岩土工程勘察常见的问题

2.1勘察质量不高。目前许多勘察单位已实行企业化,由原来的行政拨款改为自负盈亏,勘察任务也由原来的上级下达改为单位自找。于是,有的勘察单位为了眼前利益,放松了对勘察质量的管理,造成勘察成果质量下降。主要表现有:第一,由于勘察工作量不足,为了能争取任务,只好压低预算价,但又要利润,就减少工作量,该做的项目不做或者少做;其次,是钻探、测试及取样不符合规范要求,现场勘察时,为了抢速度,钻探取样不执行规范,往往是2~3m才提一次钻,结果往往造成分层位置不准确,或漏掉一些特殊的地质现象,如薄的软弱透镜体,小裂隙等。此外取样时,有的不用取样器,而直接从岩芯管中取原状土样。更有甚的是个别单位原位测试时,现场只做少量几个,其余的照此编造了事。

2.2勘察纲要编制不完整。部分单位勘察纲要内容不完整,甚至未经审核审定就施工。也没有勘探点平面布置图。个别单位甚至无勘察纲要。责任人签名或仪器编号填写不全。如室内土工试验、野外施工记录、静探试验记录缺责任者签名及试验日期,缺乏可追溯性,部分漏签、部分自动记录静探数据无责任人签名。不少单位对勘察原始资料的校审未真正落到实处少数单位原始资料归档制度不完善,有的原始资料缺失。

2.3忽视生态环境的论证。一些勘察单位对岩土工程设计、施工论证不足,其结果是导致灾难性后果。如建筑场地四面紧邻高层建筑物或马路,对于这种建筑场地,岩土工程勘察时,除了按高层建筑岩土工程勘察规定的一般要求进行外,还应重点论证工程施工及运营时对周围环境的影响,但勘察报告中常常忽略这方面的工作,致使无法满足岩土工程施工及设计的要求。基坑开挖时使用的很多技术手段很难取得预期效果,反而造成很大的经济损失。

3强化岩土工程勘察的措施

3.1严格执行建设程序、规范市场行为、推行全程化监理科学的建设程序应当遵循“先勘察、后设计、再施工”的原则。不按原则办事,必然会受到自然规律的惩罚。一方面必须仰仗政府主管部门按国家的法律、法规,对项目招投标和实施过程中的行为主体进行全面有效的监督管理,另一方面应积极推行工程监理全程化,采用事前、事中、事后控制相结合的方法,最大限度地避免不当行为的发生,保证勘察质量和投资效益最大化。

3.2严格市场准入、尽快实施注册土木工程师制度,加强相关人员培训经过近年勘察设计资质换证,对勘察设计单位进行了一定的清理整顿,对规范市场起到了一定的作用。但应该清醒地看到,我国的勘察资质门槛很低,尤其是打破行业壁垒后不同行业间的衔接过渡尚未完成,以高级工程师的数量来衡量技术水平不能如实反映勘察企业的技术实力。建议尽快实施注册土木工程师制度,通过采用企业资质和个人执业资质双重控制来规范勘察市场、促进勘察技术水平的提高。

3.3加强勘察设计单位的质量认证,健全质量管理ISO9001∶2000质量管理体系确立了以过程模式作为标准的结构。勘察设计企业应通过有效应量管理体系的要求,运用过程方法,采用PDCA循环进行岩土工程勘察的实施和管理,持续改进。提高勘察设计的能力,增加顾客的满意程度。

3.4采用先进的岩土工程勘察技术在岩土工程勘测中,为了避免勘探点布置的随意性,可使用克里格法。在岩土工程分析评价中,为提高精确度,可使用多道瞬态面波勘探技术和高密度点法。岩土工程勘测中,为了准确确定地基承载力特征值,可使用回归分析。岩土工程勘测资料的整理中,为了保证成果的正确性,应使用计算机进行处理。

参考文献:

[1]袁明.浅谈岩土工程勘察方案的优化设计[J].岩土工程界.2007.(04).