建设工程项目设计一般分为可行性研究,初步设计和施工图设计三个阶段。为了提供各设计阶段所需的工程地质资料,勘察工作也相应地划分为选址勘察(可行性研究勘察)、初步勘察、详细勘察三个阶段。对于工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重要建筑物地基,尚应进行预可行性及施工勘察;对于地质条件简单,建筑物占地面积不大的场地,或有建设经验的地区,也可适当简化勘察阶段。各勘察阶段的任务和工作内容简述如下:
1选址勘察阶段
选址勘察工作对于大型工程是非常重要的环节,其目的在于从总体上判定拟建场地的工程地质条件能否适宜工程建设项目。一般通过取得几个候选场址的工程地质资料进行对比分析,对拟选场址的稳定性和适宜性作出工程地质评价。选择场址阶段应进行下列工作:
①搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质资料及当地的建筑经验;
②在收集和分析已有资料的基础上,通过踏勘,了解场地的地层、构造、岩石和土的性质、不良地质现象及地下水等工程地质条件;
③对工程地质条件复杂,已有资料不能符合要求,但其它方面条件较好且倾向于选取的场地,应根据具体情况进行工程地质测绘及必要的勘探工作。
选择场址时,应进行技术经济分析,一般情况下宜避开下列工程地质条件恶劣的地区或地段:(1)不良地质现象发育,对场地稳定性有直接或潜在威胁的地段;(2)地基土性质严重不良的地段;(3)对建筑抗震不利的地段,如设计地震烈度为8度或9度且邻近发震断裂带的场区;(4)洪水或地下水对建筑场地有威胁或有严重不良影响的地段;(5)地下有未开采的有价值矿藏或不稳定的地下采空区上的地段。
2初步勘察阶段
初步勘察阶段是在选定的建设场址上进行的。根据选址报告书了解建设项目类型、规模、建设物高度、基础的形式及埋置深度和主要设备等情况。初步勘察的目的是:对场地内建筑地段的稳定性作出评价;为确定建筑总平面布置、主要建筑物地基基础设计方案以及不良地质现象的防治工程方案作出工程地质论证。本阶段的主要工作如下:
①搜集本项目可行性研究报告(附有建筑场区的地形图,一般比例尺为l:2000~1:5000)、有关工程性质及工程规模的文件。
②初步查明地层、构造、岩石和土的性质;地下水埋藏条件、冻结深度、不良地质现象的成因和分布范围及其对场地稳定性的影响程度和发展趋势。当场地条件复杂时,应进行工程地质测绘与调查。
③对抗震设防烈度为7度或7度以上的建筑场地,应判定场地和地基的地震效应。
初步勘察时,在搜集分析已有资料的基础上,根据需要和场地条件还应进行工程勘探、测试以及地球物理勘探工作。
钻探过程中有三个基本程序:
破碎岩土:在工程地质钻探中广泛采用人力和机械方法,使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯的现象,叫做破碎岩土。岩土的破碎是借助于冲击力、剪切力、研磨和压力来实现的。
采取岩土:用冲洗液(或压缩空气)将破碎的碎屑冲到孔外,或者用钻具(抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等)靠人力或机械将孔底的碎屑或样芯取出于地面。
保全孔壁:为了顺利地进行钻探工作,必须保护好孔壁,不使其坍塌。一般使用套管和泥浆来护壁。
减少土试样扰动的注意事项
为保证土样少受扰动,采取土试样的前后及过程中应注意如下事项:
合理的钻进方法是保证取得不扰动土样的前提。
也就是说,钻进方法的选用首先应着眼于确保孔底拟取土样不被扰动。这一点几乎对任何种土样都适用,而对结构敏感或不稳定的土层尤为重要。从国内外的经验看,主要有以下几点要求:
1)在结构性敏感土层和较疏松砂土层中需采用回转钻进,而不得采用冲击钻进;
2)以泥浆护孔,可以减少扰动。并注意在孔中保持足够的静水压力,防止因孔内水位过低而导致孔底软粘性土或砂层产生松动或涌起;
3)取土钻孔的孔径要适当,取土器与孔壁之间要有一定的距离,避免下放取土器时切削孔壁,挤进过多的废土。尤其在软土钻孔中,时有缩径现象,则更需加大取土器与孔壁的间隙。钻孔应保持孔壁垂直,以避免取土器切刮孔壁;
4)取土前的一次钻进不宜过深,以免下部拟取土样部位的土层受扰动。并且在正式取土前,把已受一定程度扰动的孔底土柱清理掉,避废土过多,取土器顶部挤压土样;
5)取土深度和进土深度等尺寸,在取土前都应丈量准确。
取土过程中,如提升取土器、拆卸取土器等每个操作工序,均应细致稳妥,以免造成扰动。
取出的土应及时用蜡密封,并注明上下,贴上标签,作好记录;
另外(即除了钻探过程的问题外),在土样封存、运输和开工做试验时,都应注意避免扰动。严防振动、日晒、雨淋和冻结。