地基基礎(chǔ)-工程地質(zhì)
14 工程地質(zhì) 14.1 勘察 選址勘察階段,應(yīng)對(duì)擬選場(chǎng)址的穩(wěn)定性和適應(yīng)性作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。在這一階段要搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)。在搜集和分析已有資料的基礎(chǔ)上,通過(guò)踏勘,了解場(chǎng)地的地層、構(gòu)造、巖石和土的性質(zhì),不良地質(zhì)現(xiàn)象和地下水等情況對(duì)工程地質(zhì)條件復(fù)雜的,已有地質(zhì)資料不夠要求的而又?jǐn)M選的場(chǎng)地,應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪及必要的勘察工作。 初步勘察階段,應(yīng)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià),并為確定建筑總平面布置,主要建筑物地基基礎(chǔ)方案,及對(duì)不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程方案提供工程地資料。在這一勘察階段,要初步查明地層、構(gòu)造、巖石和土的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水埋藏條件及土的凍深查明場(chǎng)地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布范圍、對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性影響程度及發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)設(shè)計(jì)烈度7度及7度以上的建筑物應(yīng)判斷場(chǎng)地和地基地震效應(yīng)初步勘察時(shí),尚應(yīng)查明地地下水對(duì)工程的影響,調(diào)查地地下水的類型、補(bǔ)給和排泄條件,實(shí)測(cè)地下水位,初步判定其變化幅度對(duì)地下水對(duì)基礎(chǔ)的浸蝕性作出評(píng)價(jià)。 詳細(xì)勘察階段是與施工設(shè)計(jì)相配合的勘察階段,所以,詳細(xì)勘察也叫做技術(shù)勘察在詳細(xì)勘察階段,應(yīng)對(duì)建筑地基作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)并對(duì)地基設(shè)計(jì),地基處理與加固,不良地質(zhì)現(xiàn)象防治工程提供工程地質(zhì)資料。詳細(xì)勘察的手段以勘探、原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)為主,必要時(shí)可以補(bǔ)充一些物探和工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查工作。詳細(xì)勘察中勘探點(diǎn)的布置、勘探孔的深度以及勘探孔的總數(shù),見(jiàn)《勘察規(guī)范》??辈旆椒煞譃殂@探、觸探、坑探等。詳細(xì)勘察的手段以勘探、原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)為主,必要時(shí)可補(bǔ)充一些物探和工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查工作。 地質(zhì)勘察報(bào)告是地質(zhì)勘查工作的最終成果。一個(gè)單項(xiàng)工程的勘察報(bào)告一般包括以下幾個(gè)內(nèi)容:1)工程名稱;2)場(chǎng)地位置:地形地物、地下水概述;3)地層土質(zhì)概述、地層土的類別、厚度和均勻性、物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等,并附有勘探點(diǎn)與建筑物平面布置圖及地層剖面圖;4)結(jié)語(yǔ)及建議:根據(jù)建筑條件和勘察結(jié)果,對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工提出建議。 14.2 巖土分類和特性 巖土是根據(jù)物理狀態(tài)分類的。工程中對(duì)地基考慮的主要是承載力、壓縮性能等工程指標(biāo)。雖然考慮的出發(fā)點(diǎn)不同,但是巖土的工程特性和巖土類別是有關(guān)的。 巖石是顆拉間牢固聯(lián)結(jié)、呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體。巖石按堅(jiān)固性分為硬質(zhì)巖石和軟質(zhì)巖石;按風(fēng)化程度分為微風(fēng)化、中風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化。微風(fēng)化的硬質(zhì)巖石為最優(yōu)良的地基,強(qiáng)風(fēng)化的軟質(zhì)巖石工程性質(zhì)差。?碎石土是粒徑d>2mm的顆拉含量超過(guò)全重50%的土稱碎石土。根據(jù)土的粒徑級(jí)配、顆粒含量及顆垃形狀再細(xì)分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫、角礫六種。在工程性質(zhì)上根據(jù)顆拉的排列、可挖性與可鉆性,分為密實(shí)、中密和稍密三等。常見(jiàn)的碎石土強(qiáng)度大、壓縮性小、滲透性大,為良好的地基。?砂土是粒徑d>2mm的顆粒含量不超過(guò)全重50%,且d>0.075mm的顆粒超過(guò)全重50%的土。根據(jù)粒組含量再細(xì)分類;粒徑由大到小分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂、粉砂五種。常見(jiàn)的礫砂、粗砂、中砂為良好地基;粉細(xì)砂要具休分析,如為飽和疏松狀態(tài),則為不良地基。沙土的密實(shí)度分為密實(shí)、中密、稍密、松散四類,有具體的指標(biāo)。 粉土是粒徑d>0.075mm的顆粒含量不超過(guò)全重50%,且塑性指數(shù)小于或等于10的土。粉土的性質(zhì)介于粘性土與砂土之間。很據(jù)d<0.005mm的顆粒含量是否超過(guò)全重10%,再細(xì)分為粘質(zhì)粉土與砂質(zhì)粉土。粉土的密實(shí)度可為密實(shí)、中密和稍密三等,有具體的指標(biāo)。粉土的濕度分為稍濕、為很濕、飽和三類,也有具體的指標(biāo)。密實(shí)粉土性質(zhì)好,飽和稍密的粉土地震時(shí)易產(chǎn)生液化,為不良地基。 粘性土是塑性指數(shù)大于10的土,稱為粘性土。按塑性指數(shù)的大小再細(xì)分為2類。塑性指數(shù)大于17的為粘土;塑性指數(shù)在10和17之間的為粉質(zhì)粘土,也稱亞粘土。粘性土隨其含水量的大小,處于不同的狀態(tài)。密實(shí)硬塑狀態(tài)粘性土為良好地基,疏松流塑狀態(tài)的粘性土為軟弱地基。 人工填土是由人類活動(dòng)堆填形成的各類土,與上述五大類由大自然生成的土相區(qū)別。人工填土情況復(fù)雜。其中素填土是指由碎石、砂土、粉土、粘性土等組成的不含雜物的,經(jīng)分層壓實(shí)的土;工程中的回填土就是壓實(shí)土。雜填土是指含有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物的填土,不能作為地基。 除了以上類別外,還有一些特殊類型的土,如淤泥、紅粘土和次生紅粘土等。 14.3 地下水 地下水對(duì)工程有著密切關(guān)系。如果對(duì)地下水處理不當(dāng),可能產(chǎn)生不良影響,甚至發(fā)生工程事故。地下水對(duì)工程的主要影響有幾個(gè)方面。 當(dāng)?shù)叵滤诘鼗至又猩仙?,則將使粘性土軟化,膨脹土地基吸水膨脹。當(dāng)?shù)叵滤辉诘鼗至又写蠓认陆?,則使建筑物產(chǎn)生附加沉降。此外,某些不良環(huán)境下的地下水質(zhì)對(duì)混凝土可能有浸蝕性, 在工程地質(zhì)勘察報(bào)告中,必須提供地下水水質(zhì)的情況。如地下水水質(zhì)對(duì)混凝土有侵蝕性,則工程設(shè)計(jì)時(shí)需采取相應(yīng)措施。如可用抗硫酸鹽水泥、礦碴水泥等。 地下水位分實(shí)測(cè)水位和歷年最高水位兩種??碧姐@孔時(shí)測(cè)得的地下水位即實(shí)測(cè)地下水位。建筑場(chǎng)地的地下水位不是固定的,夏季高,冬季低,施工季節(jié)與勘察季節(jié)不同時(shí),應(yīng)加以注意。 地下水位除了上述當(dāng)年各季節(jié)不同外,各年之問(wèn)因有豐水年、枯水年之別,水位也不同。在同一地區(qū)進(jìn)行多年長(zhǎng)期觀測(cè)地下水位,將測(cè)得的數(shù)據(jù)以時(shí)間為橫坐標(biāo),水位深度為縱坐標(biāo),繪制地下水位時(shí)程由線。由曲線可見(jiàn)每年夏季有一個(gè)峰值,在各年峰值中找出最高值,即為歷年最高水位。 14.4 討論和其它 壓實(shí)填土的填料,可以選用級(jí)配良好的砂土或碎石土或性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料;以砥石,卵石或塊石作填料時(shí),分層夯實(shí)時(shí)其最大粒徑不宜大于400mm;分層壓實(shí)時(shí)其最大粒徑不宜大于200mm;以粉質(zhì)粘土,粉土作填料時(shí),其含水量宜為最優(yōu)含水量,可采用擊實(shí)試驗(yàn)確定;不得使用淤泥、耕土、凍土、膨脹性土以及有機(jī)質(zhì)含量大于5%的土。壓實(shí)填土的施工:在鋪填料前應(yīng)清除或處理場(chǎng)地內(nèi)填土層底面以下的耕土和軟弱土層;分層填料的厚度、分層壓實(shí)的遍數(shù),應(yīng)根據(jù)所選用的壓實(shí)設(shè)備,并通過(guò)試驗(yàn)確定;在雨季、冬季進(jìn)行壓實(shí)填土施工時(shí),應(yīng)采取防雨、防凍措施;壓實(shí)填土的施工縫各層應(yīng)錯(cuò)開(kāi)搭接,在施工縫的搭接處,應(yīng)適當(dāng)增加壓實(shí)遍數(shù);壓實(shí)填土施工結(jié)束后,宜及時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)施工。 地質(zhì)條件是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù),因地質(zhì)條件掌握不準(zhǔn)確造成的工程事故時(shí)有發(fā)生。由于鉆孔數(shù)目的限制,地質(zhì)勘查不可能百分之百地了解地下的情況,鉆孔之間地下的情況只能假定為均勻變化,這就帶來(lái)了一定隱患。加強(qiáng)驗(yàn)槽工作是必要的,但驗(yàn)槽時(shí)依據(jù)的目測(cè)、釬探等方法要求有一定經(jīng)驗(yàn),也不一定準(zhǔn)確。鉆探時(shí)巖土取樣和試驗(yàn)有時(shí)較粗糙,更有時(shí)僅憑目測(cè)和經(jīng)驗(yàn)。以上這些都可能影響地質(zhì)條件的準(zhǔn)確性。