工程地質(zhì)勘察是工程建設(shè)的首要階段, 其勘察成果是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一。我國地域遼闊,地質(zhì)情況復(fù)雜多變, 從沿海到內(nèi)地, 由山區(qū)到平原分布著多種多樣的地基上, 這些不同成因沉積的土的工程特性差異很大, 特別是土的壓縮性指標(biāo)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、孔隙比、含水量及液性指數(shù)等指標(biāo)差別較大。

因此, 在工程地質(zhì)勘察中查明其成因類型、分布規(guī)律、埋藏條件及其土的性質(zhì), 針對各種復(fù)雜的工程地質(zhì)條件, 在保證工程設(shè)計(jì)和工程建設(shè)質(zhì)量的前提下, 充分挖掘地基土的潛力, 合理地選擇地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案, 可降低工程造價(jià), 縮短建設(shè)工期。

1 、各種成因不良土質(zhì)的工程地質(zhì)特性

在工程地質(zhì)勘察中, 主要遇到的是第四紀(jì)堆積物。它大多是以陸相為主的松散堆積物, 其次是濱海相堆積物及人工堆積物。按成因類型主要分為殘積物、崩積物, 坡積物、洪積物、沖積物、巖溶溶洞堆積物、冰積物、凍土堆積物、風(fēng)積物、湖沼堆積物、火山堆積物、構(gòu)造堆積物及濱海相堆積物。下面就幾種常見的成因不良的土質(zhì)及對工程性能影響較大的填土特性作簡要敘述。

l) 軟弱勃性土

它是由第四紀(jì)后期形成的海相、瀉湖相、三角洲相和湖沼相沉積物。其特點(diǎn)是天然含水量高、孔隙比大、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高、滲透系數(shù)小、承載力低、沉降變形大且沉降穩(wěn)定時(shí)間較長。

2) 飽和粉細(xì)砂、飽和粉土

其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較松散, 在靜載荷作用下有較高的強(qiáng)度, 但在振動和地震力的作塑料排水板制造廠家用下, 其超孔隙水壓力突然增高使顆粒間的有效應(yīng)力大大降低, 在土中排水條件不暢的情況下, 使土粒處于懸浮狀態(tài)而使土體產(chǎn)生液化有可能產(chǎn)生液化沉陷而使土的承載力降低及地基失穩(wěn)。因此, 應(yīng)查明飽和粉細(xì)砂及飽和粉土的液化深度、液化層分布范圍及液化等級。

3) 濕陷性黃土

它是由風(fēng)積的一種黃色堆積物, 其特點(diǎn)是質(zhì)地均一、疏松、大孔隙結(jié)構(gòu)、垂直節(jié)理發(fā)育、多含鈣質(zhì)結(jié)核。土在自重應(yīng)力下或在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下遇水后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而產(chǎn)生附加下沉和崩解。濕陷性黃土分為自重濕陷性黃土及非自重濕陷性黃土。

4) 膨脹土

指土遇水膨脹, 失水收縮的一種高塑性薪土, 其主要特點(diǎn)是具有較大的脹縮變形性,且膨脹與收縮具有可逆耐高溫排水管材性。

5) 雜填土

主要是由人類活動形成的無規(guī)律堆積物。特點(diǎn)是成分復(fù)雜, 顆粒不均勻, 孔隙較大, 厚度差異大, 較疏松及不均勻。按其成分可分為生活垃圾、建筑垃圾和工業(yè)垃圾。

2 、地簽?zāi)沟A(chǔ)方案的選擇

地基方案選擇主要目的是為了滿足上部結(jié)構(gòu)對地基的要求, 提高軟弱地基的承載能力、防止剪切破壞使地基失穩(wěn)、防止沉降量過大及不均勻沉降的產(chǎn)生、消除黃土的濕陷性、減輕膨脹土的脹縮性、消除地基土的振動液化沉陷影響。

1) 天然地基

在工程建設(shè)中, 應(yīng)充分利用地基土的工程地質(zhì)條件, 盡可能地選用天然地基。自然界的土一般都是在沉積循環(huán)中成層出現(xiàn)的, 每層土的地基承載力及物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)差別較大, 在考慮選用天然地基時(shí), 應(yīng)結(jié)合基礎(chǔ)形式及上部結(jié)構(gòu)綜合考慮。首先應(yīng)選擇上部承載力較高的土層作為天然地基持力層, 并驗(yàn)算其下臥層的承載力是否滿足要求, 如不滿足要求, 可使基礎(chǔ)盡t 淺埋, 以增加持力層的厚度, 但不應(yīng)小于凍土深度。也可以加寬基礎(chǔ)以減小上部結(jié)構(gòu)對地基單位面積承載力的要求。

選擇天然地基時(shí)應(yīng)滿足地基承載力、地基變形及邊坡穩(wěn)定三個(gè)條件, 一般當(dāng)?shù)鼗恋某休d力較高、壓縮性較小且比較均勻時(shí), 滿足承載力要求時(shí)也會滿足變形和穩(wěn)定的條件, 即可選用天然地基。但對于地質(zhì)復(fù)雜、土質(zhì)不均、地基軟弱、建筑物荷載很大或結(jié)構(gòu)荷載相差懸殊時(shí), 即使承載力滿足要求也需進(jìn)行變形驗(yàn)算, 兩者均滿足要求時(shí)方可選用天然地基。對于經(jīng)常受水平荷載作用的高聳構(gòu)(建)筑物、擋土結(jié)構(gòu)以及建造在斜坡上的建(構(gòu))筑物或開挖深基坑及遇有軟弱土層時(shí), 需進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算, 滿足要求后方可選用天然地基。

2) 軟弱貓性土

對于面積不大及埋藏較淺的軟弱貓性上可挖除后回填或?qū)⒒A(chǔ)加深, 對于寬度不大的條形基礎(chǔ)可采用基礎(chǔ)地梁跨越。對于厚度較大的軟弱貓性土可采用換土墊層法、灰土樁、深層攪拌法、對于軟弱貓性土下部為不含水砂層時(shí)可采用砂樁及排水固結(jié)法。

3) 飽和粉細(xì)砂、飽和粉土

在處理液化地基土?xí)r, 不能遇見有液化場就全部消除液化沉陷影響,應(yīng)根據(jù)液化等級及建筑物的性質(zhì)綜合確定處理方案。如對于丁類建筑物輕微及中等液化場地可不采取措施, 嚴(yán)重液化場地可對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理‘對于丙類建筑物輕微液化及中等液化場地可加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu), 嚴(yán)重液化場地應(yīng)全部消除液化沉陷或部分消除液化沉陷影響并且對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理。對于乙類建筑物輕微液化場地可部分消除液化沉陷或?qū)A(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理。中等液化場地可部分消除液化沉陷且對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理。嚴(yán)重液化場地應(yīng)全部消除液化沉陷影響。對于需全部消除液化沉陷影響的場地, 處理深度應(yīng)大于液化深度下限,灌注樁塌孔處理方案 改替排水條件和增加土的密實(shí)度是處理液化地基的有力措施。

振沖擠密碎石樁及振沖里換碎石樁可有效地消散超孔隙水壓力, 增加土的密實(shí)度。強(qiáng)夯法和灌漿法可增加土的密實(shí)度。也可采用樁基礎(chǔ)將樁端深人液化深度以下穩(wěn)定的土層中.

4) 濕陷性黃土

處理濕陷性黃土, 應(yīng)限據(jù)濕陷類型、濕陷范圍、濕陷深度、場地的工程地質(zhì)條件以及建筑物的類型綜合確定?？蛇x擇部分消除地基的濕陷性和全部消除地墓的濕陷性。處理深度可根據(jù)建筑物的性質(zhì)和濕陷等級綜合考慮。墊層法和灰土樁、上樁適合處理小范圍的單體建筑物。強(qiáng)夯法及預(yù)浸水法適合處理大面積的濕陷性黃土。

5) 膨脹土

膨脹土具有膨脹與收縮性, 壓力和含水童是影響膨脹與收縮的重要因素。此類土應(yīng)調(diào)查當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件和區(qū)域氣候條件, 測定土的含水量、自由膨脹率和不同壓力下的膨脹率, 確定地基的脹縮等級。根據(jù)場地的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度、以及對建筑物產(chǎn)生的影響可選用天然地基, 因荷載較大的建筑物能抵消地基的膨脹力, 起到控制地基變形的作用, 使地基變形變小, 選用天然地墓時(shí), 最好選擇3 層以上的建筑物。對需進(jìn)行處理的膨脹土, 應(yīng)考慮濕陷深度、厚度及地下水位的影響。1 當(dāng)膨脹土埋藏在地表下3 m 左右且膨脹土較厚或地下水位較深時(shí), 盡t 利用上部的地墓土, 將基礎(chǔ)淺埋, 合理選擇基礎(chǔ)形式, 減小地基脹縮變形量。o 當(dāng)膨脹土埋藏在地表下Zm ~ 3m ,土層厚度在lm ~ Zm 時(shí), 可全部挖除膨脹土并用無脹縮的貓性土、灰土及砂替換。? 當(dāng)膨脹土埋藏較淺但土的厚度較大時(shí), 可采用換土墊層法處理。?當(dāng)膨脹土埋藏較深且土的承載力滿足不了較高層數(shù)及載荷較大的建筑物的要求, 可采用樁基礎(chǔ)。

6) 雜填土

雜填土一般不宜采用天然地基, 但對于建筑垃圾和性能穩(wěn)定的工業(yè)垃圾在填筑年代超過5a 后, 一般均達(dá)到了一定的密實(shí)度。此類地基在采取加強(qiáng)基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)剛度的措施后, 仍可作為一般建筑物的天然地基持力層, 但其地基承載力應(yīng)根據(jù)載荷試驗(yàn)或其它原位測試手段取得。對于局部厚度不大的雜填土, 可采用換土墊層法、重錘夯實(shí)法及表層壓實(shí)法進(jìn)行處理或?qū)⑻钔镣诔? 將基礎(chǔ)直接置于穩(wěn)定的土層上。對于深度較大的雜填土,也可采用強(qiáng)夯法及復(fù)合地基處理。對于有機(jī)質(zhì)含量較多的生活垃圾當(dāng)厚度較小時(shí)可挖除回填好土, 對于厚度較大的生活垃圾不宜采用換土墊層、表層壓實(shí)及強(qiáng)夯法, 可采用樁基礎(chǔ)。

3 、結(jié)語

在工程地質(zhì)勘察中, 勘察人員掌握的是第一手資料, 要在充分分析工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上, 根據(jù)地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的共同作用, 合理地選擇地基處理方案。在選擇地基方施工排水案時(shí), 首先要充分挖掘天然地基的潛力, 在天然地基滿足不了的情況下, 對幾種方案進(jìn)行比較, 從中選出一種既經(jīng)濟(jì)又合理的地基方案。