巖土工程勘察分析及地基處理技術應用

魏錫康

福建巖土工程勘察研究院有限公司 福建 龍巖 364000

引言

地質(zhì)工程勘察是建筑工程最基本的部分之一，為建筑設計、基礎支撐設計和基礎管理提供了重要的參數(shù)基礎。建設基地是項目的重要組成部分，是決定項目能完成哪些重要任務。因此，施工人員在進行建筑設計和施工前，應當對施工設計方案進行全面科學研究，按照巖石勘探和施工項目規(guī)劃制定的詳細規(guī)范，繪制符合設計要求的施工地質(zhì)狀況圖。提供工程勘察任務，有效實施工程項目。

1 巖土工程勘察項目中常出現(xiàn)的問題現(xiàn)象

1.1 準備工作不足

在地質(zhì)土建工程勘察施工中，隨著工程規(guī)模的增大，對施工勘察質(zhì)量的要求也逐漸提高。地面施工調(diào)查的工時大大增加。在工程勘察中，勘察施工技術人員前期準備不足，對工地周邊自然環(huán)境和地層認識不足，勘探規(guī)劃鉆井深度不足，鉆井缺口過大，后期進行地質(zhì)土建工程勘察不能滿足工程設計要求。調(diào)查技術人員在對外工作建設過程中缺乏充分的監(jiān)督和指揮，外部工程施工過程中存在的工程技術問題得不到及時解決，影響調(diào)查數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)整理中的準確性缺乏充分依據(jù)。

1.2 勘察外業(yè)過程中常見問題

巖土工程測量場地建設時經(jīng)常出現(xiàn)的問題有：場地編錄人員沒有經(jīng)過專業(yè)培訓，鉆入記錄不細致；巖石工程技術研究部門對研究數(shù)據(jù)不感興趣。另外，由于在該領域工作的研究者應用技術水平不同，工作質(zhì)量也不高。并且，經(jīng)常出現(xiàn)工程地質(zhì)和巖土調(diào)查工作，后期數(shù)據(jù)采集工作有錯誤和遺忘問題。在土地原狀取得流程中沒能按照標準進行作業(yè)?；蛘吣嗤翗悠访芊獠粐?，樣品暴露在密封放置的地方，搬運過程中發(fā)生振動等，場內(nèi)地下水監(jiān)測不準確，對多個含水層進行水位分層測量中等等。在測量工程階段，施工管理人員必須收集、匯總所有的測量數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)的準確性進行分析。但是，在實際測量工程中，由于部分施工管理方法完全不適應巖石測量的規(guī)范，測量管理的規(guī)范化不能有效推進，結果影響了測量數(shù)據(jù)的科學性。項目施工失誤的可能性會提高[1]。

2 建筑工程地基管理技術

由于土木工程建造容量和條件的增加，施工要求日益增大，因而對地基承載能力和抵抗變形的需求日益增加，但天然基礎無法有效滿足承載力的需求，所以施工管理人員一定要對基礎做好密封管理?；A處理的目的是通過合理的建筑材料、機械設備和工藝方法，改善基礎土的硬度、壓縮力等，達到建筑材料在長期壓力情況下，建筑材料的一般應用特點和耐久性要求。至于基礎處理，其施工處理的方式多種多樣。各種基礎加強處理工藝，有相應的應用領域及其特點。在實際施工中，最常見的基礎處理工藝還有換填法、夯實法、復合地基、注漿法管理、微型樁管理等各種專業(yè)的技術工藝，而綜合地基處理技術則有，混凝土混合樁、粉煤灰碎石樁、灰土或黏土擠密樁、多樁管理等。根據(jù)各種類型的地基處理方式技術工藝，其科學合理的選擇應該根據(jù)施工現(xiàn)場要求、根據(jù)工程設計和規(guī)范要求、根據(jù)巖土工程勘察報告，選擇最經(jīng)濟合理的地基處理方式，以實現(xiàn)提高地基承載能力、降低地層變化的目的。

2.1 換填墊層法

置換墊層的施工方式，在實際施工中非常普遍，特別是在淺層或粗土層中。替換厚度由軟土層的深度決定。但是，在一般條件下，厚度不能超過3.0m。鋪板法主要針對施工現(xiàn)場土層的實際情況。軟土層不能挖出來。施工采用堅固、穩(wěn)定且免沖刷的建筑材料填充基礎。沙子、碎石子等物質(zhì)。但在使用必要的密度，并符合地面施工強度和變形性能的要求下，應采取分層鋪設、加強振動的方式。施工人員在更換項目和填埋處理時，施工技術人員應選擇適當?shù)慕ㄖ牧鲜┕?，合理確定鋪板的施工方式、填埋處理的厚度。并達到基建工程參數(shù)要求。鋪板的堵塞處理工程適時采用排水措施。不能在浸水條件下。在鋪板的轉床處理工程中，應逐級檢查地板的施工質(zhì)量，以保證地板轉床處理工程符合設計強度和防變形規(guī)定。本方法施工費用低，施工期限短，適用于松軟土壤的全部填埋處理，或基層內(nèi)部分疏松地、古井等的部分填埋處理。由于填埋厚度變化大，導致土的數(shù)量增加，或者在施工過程中由于施工深度過深，必須對斜坡進行保護，導致費用和時間變長，這種工程與其他解決方案相比是經(jīng)濟的解決方案。

2.2 壓實夯實法

夯實地基應用于基本回填大面積的地基沉降處置。一般采用自動擠壓處理方法，主要方式有較弱層土壤擠壓、低能裝置擠壓和振動裝置擠壓等。分層填土地其實也可采用分層壓實辦法加以解決。若地表水或土壤水分多，應用石灰、混凝土等建筑材料對土地進行分級扎實。夯基礎的技術可以，一般包括強夯與換填強夯的技術。換填壓縮一般采用高濕陷性土、低飽和度黏性土等。強夯法一般適用于塑性不良的軟土地基。而采用強夯法的，一般采用大型牽引起重機，在地面8～25m的高處裝卸20kg的重錘，以夯實土壤，因而大大提高了土壤的硬度，并降低了土壤的下沉率。進行重夯置換，主要功能是用重錘從高處墜落后，產(chǎn)生的碰撞能，把瓦礫、普通硅酸鹽水泥等物質(zhì)強力擠入換填地基的范圍內(nèi)，從而增強地基承載能力，達到工程建設要求。在進行換填壓實或強夯時，要選定若干個試驗場所，開展夯實試驗?；驈氖┕み^程中選取有代表性的場所試驗。試驗場上的工程地基試驗的規(guī)模，一般按照地基建設的復雜程度、工程規(guī)模的種類而決定。如果施工的地下水位超高，當施工管理人員估計它將會對施工的壓實效果造成一定的干擾時，在實施時就應該進行適當?shù)恼{(diào)整方法，以提高施工順利進行，強夯的范圍應超過建筑物的地面，基礎底部處的最小高度為5m。在建筑施工過程中，應確保防止在實施強夯過程中，橫向擠壓產(chǎn)生的振動對鄰近房屋造成沖擊。所以，在樓房密集的地方要慎重使用[2]。

2.3 復合地基法

對復合地基來說，它是在原有土地基礎中，摻入一定配比的補強料以達到共同承載基礎，增加對建筑負荷能力的基礎補強形式。在復合地基中，樁柱增強工序比較復雜。由于它具備優(yōu)異的經(jīng)濟性和實用性特征，所以被普遍用作軟土地基的補強處理。

2.3.1 水泥土攪拌樁。該處置方式一般應用于處理泥沙、素填土層、黏性土、細砂和中砂、飽和作用間隙等土壤。但具體使用時，要按照施工具體情況，又分成混合法（濕法）和粉狀物料摻和法（干法）兩類。一旦泥土含水率＜30%，則施工人員不能使用干法連接進行作業(yè)。如果采用時，應當確認其pH值、可塑性、地下水文情況滿足工程施工要求。在實施工程前，應對土成分與結構進行比較研究，并根據(jù)土壤特性選用處理劑、混凝土成分。實施混凝土攪拌樁時，要其組合底座和樁體完整性之間設有緩沖墊?；炷翑嚢铇妒┕ぜ霸囼瀾攪栏窀鶕?jù)國家有關現(xiàn)行標準要求實施。

2.3.2 水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）。水泥樁（CFG樁）的施工方法，用混凝土、礫石和砂漿等建筑材料，和水泥進行攪拌而組成的結構較高強的樁體。該方法適合于自黏性土、砂質(zhì)土層以及平坦土層。采用水泥樁方法能夠形成較大的基礎承載能力，有效增加了土層承受范圍，使基礎的變形量變小，并且具備較大的使用價值。所以這種建筑技術應用在工廠等民用建筑工程中。CFG的基本設計理論，要符合工程建設的基本承載力的要求；其應變量，也必須滿足建樁的變形規(guī)范要求。同時，必須符合底土的聚結和地基下沉的條件，地基預處理也必須滿足基本設計的要求。在進行設計CFG施工中，為了確保在建筑物中設計樁體安全性，管樁的增力層應設計在具有較好承載性能的地層中。CFG樁根據(jù)方法分類，可分成鉆井灌注成樁、沉管澆注成樁、泥漿成孔灌注樁等，它們都適應了不同的巖層特點。因此施工人員應依據(jù)設計條件、地層分布情況、地下水供應狀況、施工區(qū)域附近的居住人口數(shù)量，及對施工敏感設施使用情況等諸多原因，而選用最適宜的施工方法。對CFG樁的施工檢驗，還有對其單樁和復合承載力的檢驗。并應于工程施工完畢后的28d后完成[3]。

2.3.3 灰土擠密樁和黏土擠密樁。萊姆式擠密樁施工中，通過成孔時對土基礎的擠壓效應，進而對土孔與石灰?guī)r土層加以壓實，形成良好的側壓效應。它通常澆筑時是并排實施的，以實現(xiàn)深度壓實基礎的目的。它主要應用于對黏土、素填料及其各種材料的基礎夯實。還可有效解決由于地下水位而下降的空洞等狀況。處理主層土壤厚度范圍通常在為5m～15m左右。灰土樁的處理過程與壓實基礎區(qū)域建筑面積，一定不應低于建筑或其以下建筑外緣土地總面積。處理土質(zhì)不應低于2m。處理深度應按照現(xiàn)場施工土壤條件、技術條件與機械設備來決定。使用這種工藝的主要目的，在于對土層加以合理的夯實，以減少土層基礎下沉的情況。針對濕陷的黃土巖石，可以考慮采用混凝土擠密樁來提高地基的安全性。施工前，必須要有專業(yè)人士監(jiān)控地基的施工流程、進行材料封堵和補強作業(yè)，并詳盡記載實施進度。若施工層數(shù)和檢測數(shù)值錯誤，則暫停施工，或在達到必要的施工要求后再實施恢復作業(yè)。質(zhì)量檢驗應根據(jù)地基處理項目確定，開展擠密實效果檢測、消除濕陷性效果檢測和地基強化效果檢測。

2.3.4 多樁的復合處理。進行復合地基處理時，一般采用兩種以上的加固處理方法。采用這種施工方法與采用單獨加固處理方法相比，可以顯著降低施工成本和施工周期，提高施工質(zhì)量和地面工程的抗變形性能?？梢愿侠淼谋苊獾鼗こ谈g土質(zhì)問題的發(fā)生。最常用的施工方法有長短樁CFG樁板、土樁和CFG樁板組合地基、土樁結合CFG樁板和各種綜合樁形式。在實際的多組合基礎工程的設計和施工過程中，往往需要根據(jù)施工土壤條件、強度和對基本變形的要求、經(jīng)濟指標和環(huán)境條件等多種因素進行綜合判斷。復合地基的開挖順序為：先處理液化木樁，后處理濕潤木樁，再處理增加承載力的木樁[4]。

3 地基處理方法的問題

土壤方法的選用，要應依據(jù)項目周邊自然環(huán)境、地質(zhì)情況、水文地質(zhì)狀況合理加以選用。基礎處理措施選用時需要具有充分的地理信息和上部構造信息，對具有特殊性巖石的區(qū)域應該選用具有針對性的措施，基礎的選擇時也需要達到對特殊性巖石的處理和地基承載能力的需求。在選定地基處理方法時要充分考慮場地施工的可能性，處理方法在符合工藝條件的情況下也要充分考慮周圍環(huán)境的干擾，因此在建筑物密集的地方不能采用強夯的振動擠密樁。地基處理方法時應經(jīng)過各種技術的對比研究，以選擇更為可經(jīng)濟安全的處理方法。結語工程建造時，地基處理是最基本的任務，但巖土施工是地基處理的基礎，需要全面的巖土施工勘測，才能保證地基處理的設計與施工都有比較正確的方法。所以，在巖土工程勘察時，工程師們應該要根據(jù)情況按照我國的技術標準開展對巖土工程的勘察，而針對所勘察的地區(qū)地質(zhì)現(xiàn)狀及基礎工程設計的特點，施工時技術人員應選用了最好的地基加固措施，從而大大提高了基礎施工的效率，并避免了基礎施工在后期進行時發(fā)生困難，從而為施工造成了重大損失。

4 結束語

工程項目建設中，地基處理是基礎性的工作，而巖土勘察是地基處理的前提，只有完整的巖土工程勘察，才能對地基處理的設計和施工有更為合理的方案。因此，在巖土工程勘察中，施工人員必須嚴格按照需求和國家地方行業(yè)規(guī)范進行巖土工程的勘察，根據(jù)勘察的地質(zhì)情況和設計的要求，工程技術人員要選擇最佳的處理加固方案，以提高地基施工的質(zhì)量，防止地基工程在后期施工中出現(xiàn)問題，給工程帶來重大損失。