建設工程項目設計一般分為可行性研究,初步設計和施工圖設計三個階段。為了提供各設計階段所需的工程地質資料,勘察工作也相應地劃分為選址勘察(可行性研究勘察)、初步勘察、詳細勘察三個階段。對于工程地質條件復雜或有特殊施工要求的重要建筑物地基,尚應進行預可行性及施工勘察;對于地質條件簡單,建筑物占地面積不大的場地,或有建設經驗的地區,也可適當簡化勘察階段。各勘察階段的任務和工作內容簡述如下:
1選址勘察階段
選址勘察工作對于大型工程是非常重要的環節,其目的在于從總體上判定擬建場地的工程地質條件能否適宜工程建設項目。一般通過取得幾個候選場址的工程地質資料進行對比分析,對擬選場址的穩定性和適宜性作出工程地質評價。選擇場址階段應進行下列工作:
①搜集區域地質、地形地貌、地震、礦產和附近地區的工程地質資料及當地的建筑經驗;
②在收集和分析已有資料的基礎上,通過踏勘,了解場地的地層、構造、巖石和土的性質、不良地質現象及地下水等工程地質條件;
③對工程地質條件復雜,已有資料不能符合要求,但其它方面條件較好且傾向于選取的場地,應根據具體情況進行工程地質測繪及必要的勘探工作。
選擇場址時,應進行技術經濟分析,一般情況下宜避開下列工程地質條件惡劣的地區或地段:(1)不良地質現象發育,對場地穩定性有直接或潛在威脅的地段;(2)地基土性質嚴重不良的地段;(3)對建筑抗震不利的地段,如設計地震烈度為8度或9度且鄰近發震斷裂帶的場區;(4)洪水或地下水對建筑場地有威脅或有嚴重不良影響的地段;(5)地下有未開采的有價值礦藏或不穩定的地下采空區上的地段。
現場檢測與監測
用專門的觀測儀器對建筑區工程地質條件各要素或對工程建筑活動有重要影響的自然(物理)地質作用和某些重要的工程地質作用隨時間的發展變化,進行長時期的重復測量的工作。觀測的主要內容有:巖、土體位移范圍、速度、方向;巖、土體內地下水位變化;巖體內破壞面上的壓力;爆破引起的質點速度;峰值質點加速度;人工加固系統的載荷變化等。此項工作主要是在論證建筑物的施工設計的詳細勘察階段進行,工程地質作用的觀測則往往在施工和建筑物使用期間進行。長期觀測取得的資料經整理分析,可直接用于工程地質評價,檢驗工程地質預測的準確性,對不良地質作用及時采取防治措施,確保工程。
鉆探過程中有三個基本程序:
破碎巖土:在工程地質鉆探中廣泛采用人力和機械方法,使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯的現象,叫做破碎巖土。巖土的破碎是借助于沖擊力、剪切力、研磨和壓力來實現的。
采取巖土:用沖洗液(或壓縮空氣)將破碎的碎屑沖到孔外,或者用鉆具(抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等)靠人力或機械將孔底的碎屑或樣芯取出于地面。
保全孔壁:為了順利地進行鉆探工作,必須保護好孔壁,不使其坍塌。一般使用套管和泥漿來護壁。
減少土試樣擾動的注意事項
為保證土樣少受擾動,采取土試樣的前后及過程中應注意如下事項:
合理的鉆進方法是保證取得不擾動土樣的前提。
也就是說,鉆進方法的選用首先應著眼于確保孔底擬取土樣不被擾動。這一點幾乎對任何種土樣都適用,而對結構敏感或不穩定的土層尤為重要。從國內外的經驗看,主要有以下幾點要求:
1)在結構性敏感土層和較疏松砂土層中需采用回轉鉆進,而不得采用沖擊鉆進;
2)以泥漿護孔,可以減少擾動。并注意在孔中保持足夠的靜水壓力,防止因孔內水位過低而導致孔底軟粘性土或砂層產生松動或涌起;
3)取土鉆孔的孔徑要適當,取土器與孔壁之間要有一定的距離,避免下放取土器時切削孔壁,擠進過多的廢土。尤其在軟土鉆孔中,時有縮徑現象,則更需加大取土器與孔壁的間隙。鉆孔應保持孔壁垂直,以避免取土器切刮孔壁;
4)取土前的一次鉆進不宜過深,以免下部擬取土樣部位的土層受擾動。并且在正式取土前,把已受一定程度擾動的孔底土柱清理掉,避廢土過多,取土器頂部擠壓土樣;
5)取土深度和進土深度等尺寸,在取土前都應丈量準確。
取土過程中,如提升取土器、拆卸取土器等每個操作工序,均應細致穩妥,以免造成擾動。
取出的土應及時用蠟密封,并注明上下,貼上標簽,作好記錄;
另外(即除了鉆探過程的問題外),在土樣封存、運輸和開工做試驗時,都應注意避免擾動。嚴防振動、日曬、雨淋和凍結。