淺談巖土工程地質(zhì)勘察與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

王香娟

（大同市二院建筑設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，山西 大同037000）

巖土工程中地質(zhì)勘察和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)和施工作業(yè)的開展提供可靠依據(jù)和支持，能確保后續(xù)工作的有效落實(shí)，提高巖土工程建設(shè)質(zhì)量，降低工程建設(shè)的危險(xiǎn)系數(shù)。

1 巖土工程地質(zhì)勘察的概述

地質(zhì)勘察是巖土工程得以順利開展的前提條件。地質(zhì)勘察的目的是對(duì)巖土工程所在區(qū)域的地質(zhì)條件加以掌握，分析可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害問題，降低巖土工程施工的危險(xiǎn)性，全面提高工程建設(shè)質(zhì)量。巖土工程地質(zhì)勘察包括的內(nèi)容較多，如巖石的物理性、化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征、分布區(qū)域、厚度等，只有準(zhǔn)確了解地層情況，才能為后續(xù)施工方案的編制提供可靠依據(jù)和支持，推動(dòng)巖土工程的有序開展。而在地質(zhì)勘察中，要求工作人員一方面具備豐富的專業(yè)知識(shí)和高超的勘察技能，另一方面發(fā)揮創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，對(duì)地質(zhì)勘察方式方法實(shí)行優(yōu)化和改革，從而加強(qiáng)地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)的全面性、真實(shí)性、可靠性，為巖土工程作業(yè)開展提供依據(jù)和保障。

2 巖土工程地質(zhì)勘察的重要性

任何建筑工程在開始前都需要先開展地質(zhì)勘察，了解建筑所在區(qū)域的地質(zhì)地形特征、水文環(huán)境等，為后續(xù)施工方案的編制提供依據(jù)（見圖1）。巖土工程更是需要加大對(duì)地質(zhì)勘察的重視力度，只有明確了解地質(zhì)情況，才能降低不良因素對(duì)工程的影響，改進(jìn)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)質(zhì)量。地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)獲取后，工作人員需要做好分析工作，與以往數(shù)據(jù)展開對(duì)比，了解勘測(cè)區(qū)域存在的問題，以及可能出現(xiàn)的災(zāi)害情況，在協(xié)調(diào)研究下，找出科學(xué)有效的解決措施和方案，提高巖土工程的質(zhì)量。此外，巖土工程地質(zhì)勘察可開展巖土分布、成分、特性的分析工作，準(zhǔn)確了解土層的流變性和滲透性，為方案內(nèi)容的完善提供依據(jù)。

3 巖土工程地質(zhì)勘察的應(yīng)用

圖1 巖土工程地質(zhì)勘察

目前，巖土工程地質(zhì)勘察的常用方法以工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探取樣、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)和物探這四種為主，每種方法適應(yīng)的環(huán)境各有不同，需要工作人員結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況加以分析和選擇。另外，在地質(zhì)勘察中，為增強(qiáng)數(shù)據(jù)獲取準(zhǔn)確性、勘察工作的安全性，還需對(duì)存在的影響因素實(shí)現(xiàn)科學(xué)細(xì)致分析，有效規(guī)避不良因素帶來的問題，為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、方案完善提供可靠的資料數(shù)據(jù)。具體來說，巖土工程地質(zhì)勘察中需要注意的問題有：

3.1 地層巖性

巖土工程地質(zhì)勘察中，巖土性質(zhì)和分布情況是勘查要點(diǎn)，只有掌握巖土性質(zhì)和分布范圍，才能準(zhǔn)確了解巖土體層的變化特征，掌握地層的具體承載能力，從而為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)，維護(hù)地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性?；诖?，在實(shí)際勘察工作中，工作人員需科學(xué)選用勘察技術(shù)和方法，獲取準(zhǔn)確信息，并通過試驗(yàn)分析的方式確定地層性能，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。在地質(zhì)勘察中，如果勘察結(jié)果顯示軟土結(jié)構(gòu)，則要采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄔ鰪?qiáng)軟土層堅(jiān)固性，提高地基強(qiáng)度和承載能力，避免后續(xù)變形、沉降等病害問題的產(chǎn)生。

3.2 水文特征

在勘察工作中，要利用精準(zhǔn)勘測(cè)技術(shù)了解地下水水位線的位置，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料分析水位線變化特征，并通過實(shí)時(shí)勘測(cè)獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)內(nèi)容，可以為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供可靠資料，減少地下水侵蝕對(duì)地基結(jié)構(gòu)的影響。對(duì)勘測(cè)中存在的水位線較高情況，應(yīng)根據(jù)巖土工程地基基礎(chǔ)要求，開展施工方案的規(guī)劃工作，從而降低水位線，減少地下水流動(dòng)對(duì)建筑地基的影響，維持工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

3.3 地質(zhì)構(gòu)造和地層情況

地質(zhì)構(gòu)造與地層情況的復(fù)雜性較強(qiáng)，如果不能對(duì)其予以科學(xué)把控，則很容易影響地基質(zhì)量，增加問題或風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)概率。在巖土工程地質(zhì)勘察中，要對(duì)地質(zhì)構(gòu)造及地層情況予以詳細(xì)了解和分析，并提交完善的勘測(cè)報(bào)告，做好相關(guān)信息的記錄和標(biāo)注。參照建筑地基施工情況，找出可能影響地基穩(wěn)固性的因素，為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供可靠的勘察信息。再者，針對(duì)一些無法避免的地質(zhì)構(gòu)造和地層，可在勘察中給予一定的處治方案和建議。

4 基于巖土工程勘察的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)研究

4.1 抗力限制與荷載組合的規(guī)劃

在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，工作人員要從地質(zhì)勘察報(bào)告中了解地基的承載能力，增強(qiáng)基礎(chǔ)層地面的承載效果，確定開挖及掩埋深度。在使用樁基承載時(shí)，要計(jì)算樁基數(shù)量和單樁承載能力，確定抗力限制及荷載組合標(biāo)準(zhǔn)，以此確定承臺(tái)的承載力水平，并與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求作對(duì)比分析，荷載系數(shù)控制在1.0左右，確定地基基礎(chǔ)面的荷載承受限值。計(jì)算承臺(tái)高度時(shí)，要科學(xué)選擇承臺(tái)類型。高度計(jì)算中，可通過對(duì)鋼筋等材料強(qiáng)度、承載能力的判斷確定承臺(tái)高度。根據(jù)對(duì)地基反力的了解，全面分析荷載效應(yīng)的組合。在計(jì)算地基裂縫寬度時(shí)，也需要根據(jù)具體要求展開計(jì)算，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)。

4.2 荷載預(yù)估

荷載預(yù)估需要充分利用地質(zhì)勘察報(bào)告內(nèi)容，要求工作人員做好前期地址勘測(cè)工作，獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，保證荷載預(yù)估的可靠性。對(duì)高層建筑來說，荷載的計(jì)算要從地面開始，每上升一層荷載數(shù)值1m2可達(dá)到12～15kN；如果是地下結(jié)構(gòu)，一層的荷載在20kN/m左右。在荷載預(yù)估中，深度考慮基礎(chǔ)自重影響，以免設(shè)置的承載力與實(shí)際要求不符。在不同的框架中，荷載能力也是有所不同的。在多層框架結(jié)構(gòu)中，地面上每一層的荷載都在10～12kN/m2之間。對(duì)多層砌體結(jié)構(gòu)來說，承重屬于線性荷載，而這種荷載通常較大，要保持在30～35kN/m2。

4.3 地基基礎(chǔ)參數(shù)確定

結(jié)合上述預(yù)估、計(jì)算及地質(zhì)勘察信息，對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的相關(guān)參數(shù)展開明確標(biāo)準(zhǔn)，為地基施工作業(yè)的開展提供科學(xué)指導(dǎo)。地基基礎(chǔ)參數(shù)信息包含：基礎(chǔ)地面的承載力情況，在使用鉆孔灌注樁施工技術(shù)時(shí)，樁的掩埋深度、單樁承載力、樁體數(shù)量等，并與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范加以對(duì)照，確定其在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；參照樁基組合情況對(duì)可能存在的沉降問題加以分析，計(jì)算準(zhǔn)確的沉降量。為維護(hù)地基基礎(chǔ)長期的可靠性，還需對(duì)基礎(chǔ)底面的載荷效應(yīng)作極限狀態(tài)下的準(zhǔn)永久性分析，且在計(jì)算過程中考慮到風(fēng)、地震等特殊情況的影響，將地基基礎(chǔ)變形數(shù)值限定在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)；承臺(tái)高度計(jì)算中，詳細(xì)標(biāo)注混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋粗細(xì)度等內(nèi)容。同時(shí)要對(duì)地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力情況加以分析，判斷承載力最大值和相關(guān)系數(shù)，如分項(xiàng)系數(shù)、恒載系數(shù)等。

4.4 鉆孔灌注樁壓漿

鉆孔灌注樁施工中壓漿處理是非常重要的環(huán)節(jié)。做好壓漿處理一方面可提高施工作業(yè)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)施工目標(biāo)，另一方面可增大地基結(jié)構(gòu)的承載力，減少變形、沉降等問題的發(fā)生，維持上部建筑的穩(wěn)定性，見圖2。在鉆孔灌注樁壓漿處理中，先要檢查樁身混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到規(guī)定等級(jí)要求。之后檢查樁身上安裝的倒灌質(zhì)量，確定有無封堵情況，保證混凝土漿液的有效傳送。

在施工過程中，應(yīng)當(dāng)檢查砂漿材料與土體間連接的緊密性與否，適當(dāng)進(jìn)行樁身抬升處理，以加大樁的承載力。壓漿技術(shù)在應(yīng)用中，除提高承載能力，維持地基穩(wěn)固性外，還可有效控制沉降問題的發(fā)生，提高工程質(zhì)量，為企業(yè)獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益提供保障，且在壓漿處理過程中，樁體質(zhì)量也可得到較好的管理和控制，避免質(zhì)量問題的發(fā)生。

5 結(jié)束語

鑒于地質(zhì)勘察和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在巖土工程中的重要作用，相關(guān)部門及人員應(yīng)當(dāng)加大對(duì)其重視力度，采用科學(xué)有效的技術(shù)和方式，做好地質(zhì)勘察和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，高效完成鉆孔灌注樁壓漿作業(yè)，確定地基基礎(chǔ)參數(shù)，以此為巖土工程的高質(zhì)量開展提供保障。