詳細勘察階段
在初步設(shè)計完成之后進行詳細勘察,它是為施工圖設(shè)計提供資料的。此時場地的工程地質(zhì)條件已基本查明。所以詳細勘察的目的是提出設(shè)計所需的工程地質(zhì)條件的各項技術(shù)參數(shù),對建筑地基作出巖土工程評價,為基礎(chǔ)設(shè)計、地基處理和加固、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程等具體方案作出論證和結(jié)論。詳細勘察階段的主要工作要求是:
①取得附有坐標(biāo)及地形的建筑物總平面布置圖,各建筑物的地面整平標(biāo)高、建筑物的性質(zhì)和規(guī)模,可能采取的基礎(chǔ)形式與尺寸和預(yù)計埋置的深度,建筑物的單位荷載和總荷載、結(jié)構(gòu)特點和對地基基礎(chǔ)的特殊要求;
②查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢及危害程度,提出評價與整治所需的巖土技術(shù)參數(shù)和整治方案建議;
③查明建筑物范圍各層巖土的類別、結(jié)構(gòu)、厚度、坡度、工程特性,計算和評價地基的穩(wěn)定性和承載力;
④對需進行沉降計算的建筑物,提出地基變形計算參數(shù),預(yù)測建筑物的沉降、差異沉降或整體傾斜,
⑤對抗震設(shè)防烈度大于或等于6度的場地,應(yīng)劃分場地土類型和場地類別。對抗震設(shè)防烈度大于或等于7度的場地,尚應(yīng)分析預(yù)測地震效應(yīng),判定飽和砂土和粉土的地震液化可能性,井對液化等級作出評價;
⑥查明地下水的埋藏條件,判定地下水對建筑材料的腐蝕性。當(dāng)需基坑降水設(shè)計時,尚應(yīng)查明水位變化幅度與規(guī)律,提供地層的滲透性系數(shù);
⑦提供為深基坑開挖的邊坡穩(wěn)定計算和支護設(shè)計所需的巖土技術(shù)參數(shù),論證和評價基坑開挖、降水等對鄰近工程和環(huán)境的影響;
⑧為選擇樁的類型、長度,確定單樁承載力,計算群樁的沉降以及選擇施工方法提供巖土技術(shù)參數(shù)。
詳細勘察的主要手段以勘探、原位測試和室內(nèi)土工試驗為主,必要時可以補充一些地球物理勘探、工程地質(zhì)測繪和調(diào)查工作。詳細勘察的勘探工作量,應(yīng)按場地類別、建筑物特點及建筑物的等級和重要性來.確定。對于復(fù)雜場地,必要時可選擇具有代表性的地段布置適量的探井
鉆探過程中有三個基本程序:
破碎巖土:在工程地質(zhì)鉆探中廣泛采用人力和機械方法,使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯的現(xiàn)象,叫做破碎巖土。巖土的破碎是借助于沖擊力、剪切力、研磨和壓力來實現(xiàn)的。
采取巖土:用沖洗液(或壓縮空氣)將破碎的碎屑沖到孔外,或者用鉆具(抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等)靠人力或機械將孔底的碎屑或樣芯取出于地面。
保全孔壁:為了順利地進行鉆探工作,必須保護好孔壁,不使其坍塌。一般使用套管和泥漿來護壁。
工程地質(zhì)鉆探可根據(jù)巖土破碎的方式,將鉆進的方法分為以下四種:
沖擊鉆進
沖擊鉆進法采用底部圓環(huán)狀鉆頭。鉆進時將鉆具提升到一定高度,利用鉆具自重,迅猛放落,鉆具在下落時產(chǎn)生沖擊動能,沖擊孔底巖土層,使巖土層達到破碎之目的而加深鉆孔。
回轉(zhuǎn)鉆進
回轉(zhuǎn)鉆進法采用底部嵌焊有硬質(zhì)合金的圓環(huán)狀鉆頭進行鉆進。鉆進中施加鉆壓,使鉆頭在回轉(zhuǎn)中切入巖土層,達到加深鉆孔的目的。在土質(zhì)地層中鉆進,有時為有效地完整地揭露標(biāo)準地層,還可以采用勺形鉆鉆頭進行鉆進。
沖擊-回轉(zhuǎn)鉆進
沖擊-回轉(zhuǎn)鉆進綜合了前兩種鉆進方法在地層鉆進中的優(yōu)點,以達到提高鉆進效率的目的。其工作原理是:在鉆進過程中,鉆頭克取巖石時,施加一定的動力,對巖石產(chǎn)生沖擊作用,使巖石的破碎速度加快,破壞粒度比回轉(zhuǎn)剪切粒度增大。同時由于沖擊力的作用使硬質(zhì)合金刻入巖石深度增加,在回轉(zhuǎn)中將巖石剪切掉。這樣就大大提高了鉆進的效率。
沖擊-回轉(zhuǎn)-振動鉆進
沖擊-回轉(zhuǎn)-振動鉆進綜合了前三種鉆進方法在地層鉆進中的優(yōu)點,以達到提高鉆進效率的目的。采用機械動力所產(chǎn)生的振動力,通過連接桿和鉆具傳到圓筒形鉆頭周圍土中。由于震動器高速振動的結(jié)果,圓筒鉆頭依靠鉆具和振動器的重量使得土層更容易被切削鉆進,切鉆進速度較快。
減少土試樣擾動的注意事項
為保證土樣少受擾動,采取土試樣的前后及過程中應(yīng)注意如下事項:
合理的鉆進方法是保證取得不擾動土樣的前提。
也就是說,鉆進方法的選用首先應(yīng)著眼于確保孔底擬取土樣不被擾動。這一點幾乎對任何種土樣都適用,而對結(jié)構(gòu)敏感或不穩(wěn)定的土層尤為重要。從國內(nèi)外的經(jīng)驗看,主要有以下幾點要求:
1)在結(jié)構(gòu)性敏感土層和較疏松砂土層中需采用回轉(zhuǎn)鉆進,而不得采用沖擊鉆進;
2)以泥漿護孔,可以減少擾動。并注意在孔中保持足夠的靜水壓力,防止因孔內(nèi)水位過低而導(dǎo)致孔底軟粘性土或砂層產(chǎn)生松動或涌起;
3)取土鉆孔的孔徑要適當(dāng),取土器與孔壁之間要有一定的距離,避免下放取土器時切削孔壁,擠進過多的廢土。尤其在軟土鉆孔中,時有縮徑現(xiàn)象,則更需加大取土器與孔壁的間隙。鉆孔應(yīng)保持孔壁垂直,以避免取土器切刮孔壁;
4)取土前的一次鉆進不宜過深,以免下部擬取土樣部位的土層受擾動。并且在正式取土前,把已受一定程度擾動的孔底土柱清理掉,避廢土過多,取土器頂部擠壓土樣;
5)取土深度和進土深度等尺寸,在取土前都應(yīng)丈量準確。
取土過程中,如提升取土器、拆卸取土器等每個操作工序,均應(yīng)細致穩(wěn)妥,以免造成擾動。
取出的土應(yīng)及時用蠟密封,并注明上下,貼上標(biāo)簽,作好記錄;
另外(即除了鉆探過程的問題外),在土樣封存、運輸和開工做試驗時,都應(yīng)注意避免擾動。嚴防振動、日曬、雨淋和凍結(jié)。