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岩土工程勘察与地基施工处理技术分析

2023-10-04蒋子龙

科技资讯 2023年17期
关键词:岩土工程施工工程

蒋子龙

(河北中色华冠岩土工程有限公司 河北廊坊 065201)

在现代建筑工程施工中,岩土工程勘察是基础建设中的一个关键环节。在施工前,承建单位必须派遣专业技术人员对工程施工区域进行全面的地质勘察,从而在满足工程要求的基础上,制订完善的施工规划。对于建筑工程施工而言,地基施工技术与工程最终的安全性有着直接联系,而岩土工程勘察则可以为地基施工处理提供支撑。因此,承建企业需要正确认识到岩土工程勘察的重要意义和价值,并以此为基础,对地基施工处理技术进行持续细致的研究,在两者有效结合的基础上,实现建筑地基结构建设能力的提升。就建筑工程施工前的岩土工程勘察来说,可将其分为3个阶段:可行性研究调查、初步调查和详细调查。在收集、分析和处理一系列详细的数据后,可以确保建筑基础施工的稳定性。

1 岩土工程勘察与地基结构处理技术之间的联系

通过实际应用,证明了岩土工程勘察对地基结构的处理技术选择具有重要的指导意义,前者为后者提供了详尽的数据资料支撑,从更为科学、合理的角度来完成地基承载能力的改善工作,改变施工区域的地基土层结构。通过前期的岩土工程勘察,能够对地基的稳定性展开合理的预测和综合分析,为今后的施工作业提供可靠的资料。提高岩土工程勘察的工作效率和质量,是不断优化和改进地基结构处理技术的重要前提,同时也为施工队伍调整基础施工工艺提供了依据[1]。施工单位可根据现场地质条件,采取更具针对性的施工工艺,完成地基结构的整改,确保工程质量及社会效益。

2 岩土工程勘察概述

在建筑工程前期准备阶段,岩土工程勘察是重中之重的一项工作,相关的工作人员需要在项目施工前,对于施工现场展开详尽的地质环境分析,依托工作人员在自身的专业性与相关的专业设备,对施工区域的地质环境条件与特征展开收集与分析,并在此基础上对可能影响施工质量的影响因素加以明确,从而确定正式施工中需要着重考虑的内容。从整体上来说,岩土工程勘察可分为以下几个步骤。

2.1 土壤颗粒比重试验

在岩土工程勘察中,土壤颗粒比重试验是一个关键环节,其目标是对土壤颗粒的各项指标进行分析。从顺序上来说,土壤颗粒比重试验需要优先于干土质量测定之前。其操作原理是将重瓶、水与干土的重量进行数据对比,从而得出土壤中的颗粒比重[2]。然后将土壤颗粒、水、空气等分成不同的体积,得到的容积率将作为后续稳定化的指标,也是进行孔隙比与饱和度计算的重要参数,这将对地基的设计方案产生重要的影响。经过以上分析,施工单位必须通过专业机构进行土粒比重测试,以保证最后测试的精确度。在试验中,需要尽可能地使用专业的设备进行计算,降低人为因素对最终数据的影响。

2.2 工程地质试验

该步骤具体指的是对施工现场的地质情况进行全面分析,依托综合勘测定位,相关的勘测人员可以有效把握好勘察结果,提升勘察工作的质量,减少其他因素对测量结果的影响。这一环节所获取的详尽数据,将为后续工程施工中的地基结构处理技术的选择与调整奠定良好的基础。随着科学技术的不断发展,工程地质测量方式也发生了变化。新一代的 GPS技术在岩土工程勘察中的运用,使勘察工作的效率和质量得到了明显提高。把新的测量技术和地质调查活动结合起来,将有效提升最终的检测准确性,也提升了工作人员对于测量对象的把握,从而明确最终的测量覆盖范围与深度,有效降低不利因素对于结果的影响。目前,对大型的建筑工程项目的岩土工程勘察工作得到了较快发展,而小型工程受规模及技术、人员的影响,则最终的勘察结果精度较差,对工程最终的影响较大。

2.3 岩土工程勘察与取样

在岩土工程勘察阶段,取样的目的是对施工区域内的岩土地质条件加以明确,在这一阶段,勘察与取样是两个不同的部分,需要将两者结合起来,从而对施工区域内的地质条件和环境加以了解,从而有效完善后续的施工处理方案。在这一阶段,勘察取样工作分为钻探、井探、物探3种模式。在这3种模式中,较为常见且应用范围广泛的为钻探。常用的钻探技术有钻井法和冲击钻法,其主要内容是钻探与取芯[3]。而相比之下,井探更适合于勘探浅部的作业,其费用消耗相对比较高。而物探则是依靠先进的仪器完成勘察取样工作,该模式不仅技术难度大,而且造价昂贵,其适用范围相对较窄。

2.4 岩土工程评价环节

在岩土工程勘察中,施工人员应尽量获得岩土工程的相关参数,以便科学、全面地评价岩土工程。相关操作人员在实际作业期间,需要尽可能对目标区域的地质、土壤状况展开客观分析,以实现该地区的地质承载能力和稳定性的科学测算。常规情况下,评价环节将对基础工程方案进行优化,从而实现降低工程造价的目的。

3 岩土工程勘察要点

3.1 岩土工程试验

在工程地质勘探中,岩土工程试验是一个主要内容,相关的工作人员需要根据工程建设的最终目标,对所确定的地区进行全面的地质调查,以获取较为完整的资料进行整理和分析。在勘察阶段,可借用各种技术手段和装备进行地质的划分和分析。

3.2 利用测量技术进行项目全面布局

在岩土工程勘测工作中,测量点的分布与地质条件有着密切的关系。在实际勘察作业中,相关人员可使用空间测量技术来完成勘测,其应用难度低、覆盖范围广、测量精度低且过程也更为便捷,通过该技术,可以快速地完成对岩土条件的准确分析与判断。因此,空间测量技术得到了广泛的使用,各种岩土工程勘测单位可以将所获得的详尽数据集合起来,搭建起完备的地质资料数据库,从而为后续的建筑工程建设与施工奠定下良好的基础。这也意味着建筑工程施工与岩土工程评价之间存在密切关联。

3.3 工程地质调查报告

针对地质情况数据资料的客观性解释与信息就是工程地质勘察报告,其也将针对可能会存在的变化与对工程项目产生的影响,根据详尽的报告提出相对应的建议,并为工程建设方案的优化提供帮助。

3.4 岩土工程评审

相关的岩土工程勘察单位应注重总体工作的客观化,注重评价方法的有效性和质量,以达到对项目成本的有效控制。特别要强调的是,评审工作需要与设计工作保持一致性,在勘察报告的基础上,进行基础工程规划的持续改进。

4 岩土工程勘察的必要性

在进行岩土工程勘察的过程中,由于建筑工程所处区域不同,因此所面对的地质对象也存在一定的差异,因此工作人员在勘察期间所获取的信息也会存在较大差异。因此,为了确保最终的数据结果的准确性与使用效益,工作人员应在实践中改进程序和方法,以满足实际勘察工作的需求[4]。岩土工程勘察工作包含了多个部分,共同保障了最终勘察结果的准确性,而以此作为基础将为建筑工程的地基结构处理提供详尽的数据支撑。

就建筑工程建设实施来说,岩土工程勘察与其全生命周期存在着直接关联,在施工期间,每个环节与作业环节,都会受到岩土工程勘察的影响,从效能角度而言,该工程实施可以确保工程设计的合理性,确保工程施工的安全性,同时也将提升对整个工程周期的把控能力。

在岩土工程勘察前,准备环节对于最终的数据结果也产生直接影响,需要从以下3 个层面展开准备工作:一是需要对相关文件加以确认,确定下勘察纲要,对即将勘察区域制订出详细的平面布局与方案规划;二是需要针对所要勘察区域的水文条件、气候环境展开前置性收集,了解将要勘察区域是否存在地质灾害问题,从而明确岩土工程勘察工作的详尽内容与相关标准;三是根据特定的地质情况和特殊的建筑结构要求,进行相应的准备,以便可以根据实际需求,对勘察作业的最终强度与注意点进行调整。

5 常见不良地基类型解析

在探究地基施工处理技术时,需要明确常见的不良地基,以下是我国范围内常见的不良地基类型。

5.1 软土地基

我国不同区域之间的地质条件存在较大差异。就现阶段建筑工程的建设情况来看,软土地基是我国南方地区普遍存在的一种不良地基类型之一,特别是在土水汇聚区大范围存在。软土地基因其水分含量较高,具有较高的塑性、抗变形能力,其内部孔隙较多,直径较大等显著特征。在受到外力的情况下,土体会发生较大的形变,其体积的变化也比较显著,在施工中很容易发生不均匀的沉降问题,对于建筑工程地基结构处理产生的影响较大,需要有针对性地进行处理。

5.2 膨胀土

膨胀土对建筑工程施工的影响同样是非常大的。研究发现,膨胀土主要是由蒙脱石组成的,它的吸水性能很好。在膨胀土吸水时,其体积会急剧膨胀,但在脱水后,它的体积也会急剧缩小。在变化过程中,膨胀土的物理结构会产生变化。一般来说,膨胀土大多处于缺水状态,呈现出高塑性黏土、强承载能力的特点,在外界水进入之后,则会出现结构反复变化,对于原有的工程结构会产生较强的破坏力,尤其在大量吸水之后,会影响土质本身的解耦股强度,造成地基结构干缩裂缝问题,最终影响工程质量,需要做出针对性的处理[5]。

5.3 湿陷性黄土

这种土壤对工程施工的主要影响表现为遇水后发生的不均匀沉降问题,这一问题的出现会造成建筑物出现大面积开裂、下陷,产生较为严重的次生伤害,这会加剧地基湿陷性。若是不能采取有效的处理方案,则会产生恶性循环,对建筑物造成不利影响。该不良地基可以通过桩基础来进行调整,将桩顶端支撑于可靠持力层之中,来获取理想效果。

5.4 冻土

对于建筑工程来说,冻土地基施工包含对地基的防护与改造两个部分,但是目前对冻土的利用没有明显呈现,不具备任何优点和实际价值。在工程实践中,由于冻土发生的冻胀、溶陷等问题,会导致建筑物发生非均匀沉降问题,在严重时,建筑物会出现倒塌现象,将会对施工人员造成严重的安全威胁,这对于施工单位的经济效益也会产生直接影响。对冻土采取的处理主要是为了规避后续危害,常用的处理技术为架空通风基础、铺设隔离垫或铺设热桩等。冻土的改造也是为了规避冻胀和融沉问题,确保工程的正常运行,保障工程质量。现阶段常用的有换填法、物化学法,与物化学方法相比,换填法拥有更为广泛的应用范围。

6 建筑工程中常用的地基结构处理技术

6.1 强夯法

在岩土工程勘察期间所获取的数据资料,将为工程施工提供优化手段,依托于地基结构处理技术,可以对原有施工区域的地质层结构进行优化,借此来提高施工现场地质层的结构稳定性与承载力,保障建筑施工的顺利实施。目前,地基施工处理作业中常用的手段就是强夯法,其施工操作极为简单。强夯法的成本降低且能作用于不同土质,适用范围较广。在强夯法应用期间,施工方需要根据岩土工程勘察工作中获得的详尽资料展开设计与规划工作,若是工程对地基有特殊需求,则需要对地基处理技术展开调整。在强夯法作业期间,需要对处理效果展开实时分析,对各项参数展开试验与设计工作。需要注意的是,对于已施工的区域,也需要及时展开检测工作,关注地质层的变化情况,以此来规避可能存在的问题和遗漏区域。

6.2 预压处理技术

针对软土地基来说,采用预压处理基础是目前极为常用的方法,但是现阶段,建筑工程施工不仅要考虑地址因素,同时也需要对工程施工区域内存在的地下埋管和地下基础工程做出详尽的勘察与分析,尤其是当工程施工区域处于城市内时,强夯法并不适用。但是为了对施工区域的地质层情况进行优化,可采用预压处理技术来实现对地质层的改善,以此来强化地基的承载力与稳定性[6]。目前,常用的技术存在较多类别,举例来说,真空预压模式通过真空压差减压现象,来强化施工区域底层,从而排除原有地层之中的水体。从成效上来说,该技术的施工成本低、处理效率高、可控性较强,具有较强的优势。

6.3 砂石桩处理技术

目前,砂石桩处理技术也是一种很成熟的技术,其是借用专业设备与砂石材料来压实地基土体,以此来增强施工区域的承载能力。该技术的关键点在于增加土层密度,削减原有涂层的压缩能力和孔隙比,对于松散砂土、丝质土、填土区的处理具有明显成效。在应用该技术时,需要提前对周边环境及建筑物进行调查分析,一旦发现问题,需要及时进行施工方案的调整,根据具体的地质情况变化采用针对性的补偿手段,借此来提升砂石桩处理技术的应用效益,保障工程质量,同时也将把控好整个工程周期,有助于提升工程效益。

6.4 CFG桩

CFG 桩是一种较为新型、安全的软土地基加固处理方法,可以用于黏性土、砂土、粉土、人工填土等地区的工程地质改造。在建筑工程施工中使用CFG 桩,需要对作业区域内的地质特征展开详细分析,通过在原有地层承重中增加一定量的碎石、粉煤灰或水泥,从而对地质土层的物理性质加以改变,搭建起一种全面复合地基土层。经研究表明:该技术所形成的复合地基可以有效提升地层承载力,并能够有效节约材料消耗,有助于控制造价。值得注意的是,在该技术的使用中,前期的试验工作是不可或缺的,如果未做好前期试验,一旦桩体发生质量问题,则会影响地基结构处理的结果,对于工程质量与进度也会产生负面影响。

6.5 置换法

当工程场地有大量非均匀软弱地质的情况下,可以采用置换方法。在应用该工艺时,为确保地基结构的强度与渗透能力,可选用具有高强度、低压缩性的材料进行置换,取代原来的地基基础。在缓冲区形成后,再进行强夯法作业。为了有效确保软土地基稳定性及承载力,施工队伍可以采取逐层、分层夯实的方法,并对更换填料进行有效的质量检验,从而确保置换法的效益。

7 岩土工程勘察与地基施工处理技术优化研究

7.1 岩土工程勘察的优化

在岩土工程勘察环节,为了确保所获取的数据信息的准确性与完整性,在实际作业期间,需要着重落实现场勘查与资料收集工作,对目标施工区域的地质情况、水文条件、地形环境做出详尽的调查与分析。因此,在进行岩土工程勘察工作时,必须针对特定的勘察目标,确定其最终目标,完善施工计划,控制工程成本,保证资料准确性和指导能力,从而提高勘察机构在市场上的竞争优势。岩土工程勘察工作的复杂性很大,为了减少不利因素的影响,必须全面、准确地处理原始资料,以防止在工程施工初期就发生方向性的差错。也要做好试验分析工作,对土质层的物理性质做出准确的判断,在此过程中,需要注意的是,必须保证试验操作方法的准确性和材料的原始状态不受损害。

7.2 地基结构处理的优化

地基施工处理技术的选择直接关系到建筑的后续施工情况,并直接关系到建筑施工完成后的结构稳定性。因此,施工单位应根据工程实际情况,进行地基结构处理技术的设计与选择。另外,在工地上进行地基处理的试验时,也需要关注试验工作的成效,确保所应用的技术手段都可以发挥出预期效果。值得注意的是,在进行地基处理时,也需要考虑材料的损耗、施工进度等内容的预期分析对比工作,从而选择更为恰当的施工工艺。

8 结语

对于建筑工程来说,岩土工程勘察与地基施工处理技术的选择之间存在密切关系,前者为后者的实施提供必要的数据支持,从某一角度来说,前者决定了后者是否准确、有效,对工程的安全性、稳定性及发展应用存在一定的影响。因此,承建单位需要把握好岩土工程勘察工作的各项环节及要点,明确该工作的重要性,采用恰当的技术手段来提升勘察数据的精准性,并根据所获取的数据选择恰当的地基施工处理技术,降低不良地质对于工程的影响,提升工程效益。

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