巖土工程勘察所涉及的基本理論很多都是建立在經驗的基礎上的,如很多公式都是經驗公式。因此說,二者是相輔相成的。如:理論上講,一般5~6 層磚混結構住宅,如果地層工程地質性質較好,一般勘探孔深15m 基本可滿足要求,而5 層框架結構的商場,由于柱網的柱荷載大,基礎面積大甚至可能采用樁基礎,則勘探孔深度15m 一般不能滿足要求,應以找到持力層,以超過持力層為終孔標準。在實際勘察過程中,經驗告訴我們,遇到埋藏較淺且工程地質性質好的密實碎石土及巖石地基,勘探孔深度可稍淺,(當然按權限該上報審批的進行上報審批)而遇到工程地質性質差的淤泥、淤泥質土及松散填土地基,勘探孔深度要深, 直至達到要求。這就是說,巖土工程問題的解決過程,實際上是在理論的指導下,巖土工程技術人員利用自己的工程經驗,結合工程實際情況,運用合理適宜參數(shù),加上良好的判斷力,解決問題的過程。對巖土工程技術人員來說,扎實的基礎理論和豐富的實踐經驗是同等重要的,過分強調哪一點都是不合適的。可是,很多巖土工程技術人員過分強調經驗,而對理論的學習和運用不足,這種現(xiàn)象對巖土勘察技術的發(fā)展不利;對年輕技術人員的健康成長不利。因此,在巖土勘察領域也要“兩手抓,兩手都要硬”。
原位測試和實驗室試驗 獲得工程地質設計和施工參數(shù),定量評價工程地質條件和工程地質問題的手段,是工程地質勘察的組成部分。室內試驗包括:巖、土體樣品的物理性質、水理性質和力學性質參數(shù)的測定?,F(xiàn)場原位測試包括:觸探試驗、承壓板載荷試驗、原位直剪試驗以及地應力量測等(見巖土試驗、工程地質力學模擬)。 設計建筑物規(guī)模較小,或大型建筑物的早期設計階段,且易于取得巖、土體試樣的情況下,往往采用實驗室試驗。但室內試驗試樣小,缺乏代表性,且難以保持天然結構。所以,為重要建筑物的初步設計至施工圖設計提供上述各種參數(shù),必須在現(xiàn)場對有代表性的天然結構的大型試樣或對含水層進行測試。要獲取液態(tài)軟粘土、疏松含水細砂、強裂隙化巖體之類的、不能得到原狀結構試樣的巖土體的物理力學參數(shù),必須進行現(xiàn)場原位測試。
按工程建設的階段,工程地質勘察一般分為規(guī)劃選點至選址的工程地質勘察、初步設計工程地質勘察和施工圖設計工程地質勘察。工程地質勘察方法或手段,包括工程地質測繪、工程地質勘探、實驗室或現(xiàn)場試驗、長期觀測(或監(jiān)測)等。 工程地質測繪 在一定范圍內調查研究與工程建設活動有關的各種工程地質條件,測制成一定比例尺的工程地質圖,分析可能產生的工程地質作用及其對設計建筑物的影響,并為勘探、試驗、觀測等工作的布置提供依據(jù)。它是工程地質勘察的一項基礎性工作。測繪范圍和比例尺的選擇,既取決于建筑區(qū)地質條件的復雜程度和已有研究程度,也取決于建筑物的類型、規(guī)模和設計階段。規(guī)劃選點階段,區(qū)域性工程地質測繪用小比例尺(1:10萬,1:5萬);設計階段,水庫區(qū)測繪大多用中比例尺(1:2.5萬,1:1萬),壩址、廠址則用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地質測繪所需調研的內容有地層巖性、地質構造、地貌及第四紀地質、水文地質條件、天然建筑材料、自然(物理)地質現(xiàn)象及工程地質現(xiàn)象。對所有地質條件的研究,都必須以論證或預測工程活動與地質條件的相互作用或相互制約為目的,緊密結合該項工程活動的特點。當露頭不好或這些條件在深部分布不明時,需配合以試坑、探槽、鉆孔、平洞、豎井等勘探工作進行必要的揭露。 工程地質測繪通常是以一定比例尺的地形圖為底圖,以儀器測量方法來測制。采用衛(wèi)星像片、航空像片和陸地攝影像片,通過室內判讀調繪成草圖,到現(xiàn)場有目的地復查,與進一步的照片判讀反復驗證,可以測制出更的工程地質圖。并可提高測繪的精度和效率,減少地面調查的工作量。
詳細勘察階段: 在初步設計完成之后進行詳細勘察,它是為施工圖設計提供資料的。此時場地的工程地質條件已基本查明。所以詳細勘察的目的是提出設計所需的工程地質條件的各項技術參數(shù),對建筑地基作出巖土工程評價,為基礎設計、地基處理和加固、不良地質現(xiàn)象的防治工程等具體方案作出論證和結論。詳細勘察階段的主要工作要求是: ①取得附有坐標及地形的建筑物總平面布置圖,各建筑物的地面整平標高、建筑物的性質和規(guī)模,可能采取的基礎形式與尺寸和預計埋置的深度,建筑物的單位荷載和總荷載、結構特點和對地基基礎的特殊要求; ②查明不良地質現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢及危害程度,提出評價與整治所需的巖土技術參數(shù)和整治方案建議; ③查明建筑物范圍各層巖土的類別、結構、厚度、坡度、工程特性,計算和評價地基的穩(wěn)定性和承載力; ④對需進行沉降計算的建筑物,提出地基變形計算參數(shù),預測建筑物的沉降、差異沉降或整體傾斜, ⑤對抗震設防烈度大于或等于6度的場地,應劃分場地土類型和場地類別。對抗震設防烈度大于或等于7度的場地,尚應分析預測地震效應,判定飽和砂土和粉土的地震液化可能性,井對液化等級作出評價; ⑥查明地下水的埋藏條件,判定地下水對建筑材料的腐蝕性。當需基坑降水設計時,尚應查明水位變化幅度與規(guī)律,提供地層的滲透性系數(shù); ⑦提供為深基坑開挖的邊坡穩(wěn)定計算和支護設計所需的巖土技術參數(shù),論證和評價基坑開挖、降水等對鄰近工程和環(huán)境的影響; ⑧為選擇樁的類型、長度,確定單樁承載力,計算群樁的沉降以及選擇施工方法提供巖土技術參數(shù)。 詳細勘察的主要手段以勘探、原位測試和室內土工試驗為主,必要時可以補充一些地球物理勘探、工程地質測繪和調查工作。詳細勘察的勘探工作量,應按場地類別、建筑物特點及建筑物的等級和重要性來.確定。對于復雜場地,必要時可選擇具有代表性的地段布置適量的探井。