克里格法在巖土工程勘察和地基處理與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陳媛媛（四川省川建勘察設(shè)計(jì)院，四川 成都 610000）

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克里格法在巖土工程勘察和地基處理與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陳媛媛
（四川省川建勘察設(shè)計(jì)院，四川 成都 610000）

摘 要：克里格法是進(jìn)行巖土工程勘察分析的一種輔助數(shù)段。采用此種方法有重要的意義，能夠擺脫傳統(tǒng)方法的隨意性和盲目性，可以準(zhǔn)確的檢測巖土工程的勘驗(yàn)成果。因而本文致力于對克里格法的應(yīng)用和意義進(jìn)行研究，從而為實(shí)踐提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察；地基處理與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；克里格法；輔助手段

根據(jù)勘探孔繪制的工程地質(zhì)剖面圖由于受到人主觀因素的影響，通過理論和實(shí)踐的證明，其具有極大的隨意性。這導(dǎo)致很多建筑都不符合要求。當(dāng)然這一方面也是設(shè)計(jì)原因造成的，但是可以說很大程度上都是由于地質(zhì)剖面圖的隨意性造成的。本文為改變當(dāng)前這種現(xiàn)狀，用克里格法來完善地基處理和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等相關(guān)問題。

1　工程概況

1.1場地工程地質(zhì)概況

擬建工程為剝蝕低丘結(jié)構(gòu)，呈東南高西北低的地勢走勢。地形的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)落差為4.5m。建筑場地的巖土層基本分層如圖1所示。

如圖2所示，場地巖土層最上面是雜填土層，土層厚度大致為0.3m～3.8m。填土層的特點(diǎn)是如其名字土壤不是一種顏色而是雜色。填土層土壤質(zhì)地干燥、松散，并且構(gòu)成部分一般是碎石，碎磚以及碎混凝土等。局部地方離地表柏油路僅僅只有4cm。雜填土層下一層是強(qiáng)風(fēng)化巖層，埋深在0.30m～3.8m，巖層厚度在1.70m～18.40m。該層結(jié)構(gòu)非常具有極高的可辨識度，呈黃褐色，但是只要碰到水就會出現(xiàn)軟化的現(xiàn)象，從而會崩開。最下方的就是中風(fēng)化頁巖，該層是泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖芯一般是呈塊狀或長柱狀。強(qiáng)度大致是一樣的，只有微小的區(qū)別。該巖層的顏色與強(qiáng)風(fēng)化巖層的顏色相對來說比較接近，呈現(xiàn)為黃褐色、灰褐色或者灰色并且在分布面積較廣，產(chǎn)狀與強(qiáng)風(fēng)化頁巖一致。其埋深在3.70m～21.50m，最大厚度為12.10m。

1.2建筑工程概況

擬建設(shè)的場地位置，大致在主干線中間。并且場地的周圍生活配套設(shè)施一應(yīng)俱全。如學(xué)校、大型的商場、菜市場等。工程總體呈現(xiàn)弧狀共六層計(jì)20m，其中地下兩層，地上四層。根據(jù)建筑外邊范圍區(qū)域內(nèi)進(jìn)行開挖，最大埋深12m。建筑工程的順利進(jìn)行，最重要的是一定要遵循相應(yīng)的規(guī)范和規(guī)則，比如勘孔深度。如根據(jù)相關(guān)勘察規(guī)范的要求，初步勘察勘孔深度要求見表1。在對整個(gè)工程進(jìn)行勘察和地基處理的過程中一定要綜合考慮各個(gè)因素，并對這些因素進(jìn)行全面分析。如地質(zhì)實(shí)際情況、施工規(guī)范、施工要求、建筑因素等等。擬建設(shè)的建筑綜合考慮各方面因素后決定埋深12m，采用筏形基礎(chǔ)方案，并決定用中風(fēng)化頁巖作為工程的持力層。但是由于考慮到中風(fēng)化頁巖自身的一些特點(diǎn)，如厚度分布均，因而應(yīng)該進(jìn)行褥墊處理工作。一旦完成基坑開挖，就應(yīng)該立馬對墊層進(jìn)行鋪筑工作，基本上褥墊的厚度控制在300m～500m。

表1　初步勘察勘孔深度

2　場地巖土層克里格估計(jì)

由于人思維的差異，而傳統(tǒng)的剖面圖又大部分基于人的主觀思維，因而不太精確，并且體現(xiàn)出隨意的特點(diǎn)。如圖1所示中的顯示的強(qiáng)風(fēng)化巖以及中風(fēng)化巖之間鉆孔的分界線，這種分界線并沒有反應(yīng)真實(shí)的巖層情況。克里格插值法內(nèi)插空間樣品值的特質(zhì)，可以真實(shí)的反應(yīng)巖土層的厚度變化。而場地勘驗(yàn)的位置也為克里格估計(jì)提供了可行性。場地分布呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的正交網(wǎng)絡(luò)狀，為克里格法的應(yīng)用提供了前提，因?yàn)檫@是克里格法空間分布的基本條件。

本文主要采用由美國開發(fā)的系統(tǒng)軟件Surfer7.0提供的克里格法。運(yùn)用克里格法來對建筑場地的地貌、地形以及雜填土層和強(qiáng)風(fēng)化圖層的厚度來進(jìn)行估計(jì)。Surfer運(yùn)用相關(guān)數(shù)學(xué)模型對分布不太均勻和規(guī)則的數(shù)據(jù)求差值，從而形成數(shù)據(jù)點(diǎn)分布。如果想繪制同等數(shù)值分布圖，可以采用格網(wǎng)化方法。Surfer差不多包含了現(xiàn)階段需要用到的所有模型。具體來說Surfer共包含7種模型及各自參數(shù)配置，不同的模型，參數(shù)配置也不一樣。我們可以通過實(shí)際特點(diǎn)，科學(xué)的選擇模型，并進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)配置，從而分別繪制各自等值線圖。由此可見克里格法由于其特點(diǎn)可以廣泛的應(yīng)用，并且是大勢所趨。

3　克里格估計(jì)應(yīng)用的意義

首先，三維塊狀圖在巖土勘察工作上表現(xiàn)良好，效果很理想。如可以更直觀的反應(yīng)建筑工程場地的地貌特征，可以對某土層的形態(tài)分布特點(diǎn)進(jìn)行更為全面的展示。這樣方便了工程設(shè)計(jì)人員的地基處理和勘察工作，同時(shí)也能能夠提高土方工程效率和計(jì)算工程的準(zhǔn)確性，大幅度提高了建筑工程的效益。其次，軟弱層的換填墊層具體如圖2所示，使用換填墊層法進(jìn)行地基褥墊處理。如果地基的褥墊處理完成之后進(jìn)行夯實(shí)工作，從而地基就得以生成，地基的形式就是圖2表現(xiàn)出來的土層；與此同時(shí)我們也可以考慮徹底清除厚度到達(dá)18m的表層雜填土、強(qiáng)風(fēng)化巖層和中風(fēng)化巖層。圖2的軟弱層清除法，很直觀的表現(xiàn)了這一點(diǎn)。通過對這兩種方法的分析，我們可以知道這兩種方法都是必須使用較大的土方量作為前提。使用克里格法進(jìn)行地基處理可以對軟弱地層有直觀的認(rèn)識，并且還可以提高計(jì)算工作使用資金和使用耗時(shí)的精確性。使用軟弱清除法的優(yōu)勢在于耗時(shí)較少，在進(jìn)行地基處理方案的確定工作時(shí)，我們應(yīng)綜合考慮軟弱巖土層的地面形態(tài)、施工具體要求、經(jīng)濟(jì)效益以及方案的優(yōu)勢。最后，從巖土工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)這方面來說，工程場地的強(qiáng)化風(fēng)言層處于工程場地南部，總體上層巖表面高低起伏，存在很多凹凸的地方。據(jù)相關(guān)專家推測，這可能就是為什么巖溶形成的原因。因而要想更全面的對地質(zhì)相關(guān)情況進(jìn)行分析，巖溶現(xiàn)象不容忽視，特別是隱形巖溶。在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作前一定要首先對巖溶現(xiàn)象進(jìn)行全面分析，通過分析視具體情況可以考慮加強(qiáng)工程場地南部的地基強(qiáng)度，避免因?yàn)閹r溶出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，而克里格法能夠完成這一目標(biāo)。

結(jié)語

克里格法是一種精確度很高的計(jì)算方法，如前文所述，其在巖土工程的勘察和地基處理中具有極大的優(yōu)越性和價(jià)值，因而具有重要的實(shí)踐價(jià)值，可以廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)及施工過程中。

參考文獻(xiàn)

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[3]中國建筑工業(yè)出版社.建筑工程勘察設(shè)計(jì)規(guī)范匯編[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

中圖分類號：P2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A