簡述地下水的特點范文
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篇1
【關(guān)鍵詞】深基坑;挖掘;控制技術(shù);測試
一、工程實例概況
本工程為某企業(yè)商務(wù)樓,共16層,總高度為55m。建筑以樁基承臺為基礎(chǔ),地下室一層,以框架-剪力墻為上層主體結(jié)構(gòu)。工程樁的有效樁長為67m,為φ900,φ800,φ700的鉆孔灌注樁。本工程相對標高為0.200m,基層開挖面計算表高依次為-5.950、-6.650、-8.000m(電梯井),計算開挖深度分別為6.15、6.85、8.20m(電梯井)。本工程屬于二級基坑工程。
本工程建筑靠近河道,為南北向,建筑用地面積為46.8×25.8m2,工程施工地質(zhì)條件:砂質(zhì)粉土,較為濕潤,密度適中,夾雜有部分粉砂與粘質(zhì)粉土,具有較快的搖震反應(yīng)和較差的韌性;雜填土以粉性土為主,密度較小,略濕,其中碎石與建筑垃圾含量約為20%,其粒徑一般在200mm以內(nèi),層頂標高為6.51~6.64m,層厚為1.40~2.60m;施工區(qū)域地下水上層為空隙潛水,受大氣降水影響較大,因而有較大的動態(tài)變化,其地下水位在勘測期間為1.00~1.40m,年變化幅度為0.5~0.9m。
結(jié)合以上工程數(shù)據(jù)可得,本工程基坑特點為:基坑施工深度層多為砂質(zhì)粉土和雜填土,滲透性相對比較大,地下水由于臨近河道往往得到較大補給量;與基坑挖掘深度相比,電梯井的開挖深度更大;基坑兩側(cè)距宿舍樓較近,其承臺與樁基有較大的高差,應(yīng)謹慎處理,以防對宿舍樓樓體造成安全問題。
二、基坑開挖技術(shù)措施
(一)基坑圍護
采用土釘墻對基坑南北側(cè)中段部分進行圍護,使用長8000mm或6000mm、φ48mm×3.0mm的鋼管作為土釘,以鋼管長度方向間距600mm為軸旋轉(zhuǎn)90°,并在鋼管端頭1.0m處設(shè)置一對φ8mm的圓孔至鋼管前部。
澆筑第1層C20混凝土,厚度30~50mm,然后以20°或者15°傾角將土釘打入,土釘應(yīng)呈梅花狀,間距為1400mm,采用M10水泥砂漿作為土釘注漿,沿坡面懸掛φ6.5@200×500的鋼筋網(wǎng)并固定。澆筑第2層混凝土層,厚度為100mm。
基坑的東西側(cè)應(yīng)以“[”型進行布置,圍護措施為使用φ600mm鋼筋混凝土鉆孔灌注樁加支撐,灌注樁體的混凝土材質(zhì)等級為C25,在樁面懸掛固定φ6.5@200×200的鋼筋網(wǎng)并噴射C20混凝土,厚度為100mm,鋼筋網(wǎng)鍥入冠梁深度為150mm,使用膨脹螺栓對樁面鋼筋網(wǎng)進行固定,在土釘墻與圍護樁相接處,混凝土面層與鋼筋網(wǎng)都應(yīng)連續(xù)。以現(xiàn)澆筑的C30材質(zhì)等級的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為角支撐和冠梁主體。采用此圍護措施,對土移有了較好的控制,對相鄰建筑影響基本可以忽略,保證了其他樓體的安全。
(二)基坑降水
基坑施工能否順利開展并成功,基坑降水是關(guān)鍵因素。本工程基坑場地具有地下水位高、含量大、滲透性好、補給豐富、較大降水面積、較深的局部降水等特點。結(jié)合本工程實際情況,采用輕型井點與自滲管井相結(jié)合的基坑降水措施,為實現(xiàn)截除坑外上層地下水補給的效果,應(yīng)將兩級輕型井點設(shè)置在基坑周圍,同時基于電梯井基坑深度較大,應(yīng)相應(yīng)設(shè)置第三極輕型井點。以本區(qū)域工程經(jīng)驗為依據(jù),自滲管井的布置可在各承臺之間靈活安排,間距控制在12m左右為宜。
輕型井點按照設(shè)計要求,應(yīng)采用φ48mm、長度為6000mm的濾管和長度為1200mm的鋼管,以1000mm為間距進行設(shè)置,分別在標高為-0.8m、-3.08m處設(shè)置第一、二級輕型井點,同時將第三極輕型井點設(shè)置在電梯井基坑中坑位置-5.65m處;自滲管井應(yīng)依據(jù)設(shè)計要求,采用φ400mm塑料管,將φ10mm@50mm×50mm圓孔沿管長方向設(shè)置,用60目的尼龍網(wǎng)3層和7目鍍鋅鐵絲網(wǎng)1層進行外包。管井成孔φ800mm,孔底標高分別為-11.50,m和13.50m,用潛水泵在管井內(nèi)進行作業(yè)。
(三)基坑監(jiān)測
考慮到各種復(fù)雜因素,如地下土體的荷載條件、性質(zhì)、施工環(huán)境等,即是以室內(nèi)土工試驗參數(shù)和地質(zhì)勘察資料為依據(jù)來進行設(shè)計與施工方案的確定,在實際的施工過程中仍會出現(xiàn)諸多不可控因素,特別是在一些有著嚴格環(huán)境要求的項目,或者施工非常復(fù)雜的大型工程中,應(yīng)加強對施工過程中各要素的檢測,例如環(huán)境變化、土體性狀變化、對附近建筑和地下設(shè)施的影響等等,這些都是工程建設(shè)中不可或缺的一環(huán)。在本文中,對地下水位監(jiān)測、支撐軸力的監(jiān)測、基坑附近建筑物的沉降度監(jiān)測、深層側(cè)向的土移監(jiān)測等為本基坑工程的主要監(jiān)測內(nèi)容。筆者將在下文選擇性地進行分析與探討。
三、基坑測試布置與方法
(一)支撐軸力的測試
1、原理 通過導(dǎo)線,鋼筋應(yīng)力可以被鋼筋應(yīng)力儀測得,進而展開對鋼筋應(yīng)變的計算,以混凝土與鋼筋共同作用原理為依據(jù),混凝土內(nèi)力和鋼筋混凝土支撐內(nèi)力可根據(jù)混凝土模量求得。通過導(dǎo)線,鋼支撐的軸向應(yīng)力可被軸力計直接測得。
2、測點選擇 采用鋼支撐中埋設(shè)的軸力計和混凝土支撐中埋設(shè)的鋼筋應(yīng)力計進行內(nèi)力測試。在圍護結(jié)構(gòu)中,應(yīng)在其最不利受力的位置進行軸力計和鋼筋應(yīng)力計的設(shè)置,并均勻分布。以設(shè)計方交予的軸力分布和結(jié)構(gòu)位移圖為依據(jù)進行測點埋設(shè),共有2處。具體分布如下圖1所示。
圖1 監(jiān)測平面布置示意圖
3、鋼筋應(yīng)力計的安裝 鋼筋應(yīng)力計的量程選擇應(yīng)以測點應(yīng)力的計算值為依據(jù),在安裝前,在拉、壓受力狀態(tài)下進行鋼筋應(yīng)力計的標定。在被測主筋上進行鋼筋應(yīng)力計的焊接作業(yè)時,應(yīng)保證在不受力狀態(tài)下進行鋼筋應(yīng)力計的安裝,尤其應(yīng)避免鋼筋應(yīng)力計受力變彎。應(yīng)將相鄰鋼筋與應(yīng)力計導(dǎo)線逐段捆扎在一起,并引入地表測試匣中。在支護結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完成后,應(yīng)對鋼筋應(yīng)力計的電路絕緣性和電阻值進行檢測,做好保護與應(yīng)對措施。
(二)地下水位測試
1、測試原理 采用水位計進行地下水位的測量,在水位管中放入水位計,水位計將在其金屬探頭與水面相接觸時發(fā)出蜂鳴聲,地下水位位置可由探頭下沉距離測得,對基坑止水帷幕的實際效果進行檢測,控制附近房屋和地下管線因基坑施工而發(fā)生沉降是觀測地下水位下降的目的所在。
2、測點選擇 地下水位管分布平面示意如上圖1所示,應(yīng)在地下10m處進行水位管埋置,所置測點共計7個。埋設(shè)完水位管后待鉆孔淤實以后,進行地下水位高程的測讀。
3、監(jiān)測頻率 基坑挖掘過程中,在正常情況下監(jiān)測頻率為2d監(jiān)測一次;若出現(xiàn)工程險情,則應(yīng)跟蹤監(jiān)測。
結(jié)語:
通過對水位變化、測斜管水平位移變化和鋼筋的應(yīng)力曲線分析可得:鋼筋應(yīng)力計與地下水位均處于安全范圍,基坑土體水平位移在允許范圍內(nèi),在本工程作業(yè)中未出現(xiàn)異常情況,挖掘工作開展較為順利。
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篇2
關(guān)鍵詞:工民建; 施工技術(shù);人工挖孔樁; 優(yōu)點;質(zhì)量安全
中圖分類號:F253.3 文獻標識碼:A 文章編號:
0 前言
隨著人工挖孔樁技術(shù)在基礎(chǔ)工程施工中的推廣應(yīng)用,其經(jīng)濟、快捷、無污染的優(yōu)點得到了許多施工單位的認可。毋庸置疑,人工挖孔樁確實是一種既經(jīng)濟又實用的基礎(chǔ)形式。在施工過程中我們應(yīng)注意其施工程序、施工技術(shù)以及其他安全措施,這樣才能保證施工質(zhì)量和安全。
1 適用范圍
人工挖孔樁適用于樁直徑0.8m以上,無地下水或地下水較少的黏土、粉質(zhì)黏土,含少量砂、砂卵石、姜結(jié)石的黏土,特別適于黃土層,深度一般在20m 左右,可用于高層建筑、公共建筑,不宜使用于有流沙、地下水位較高、涌水量大的沖積地帶及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質(zhì)土層。
2 人工挖孔樁技術(shù)的優(yōu)點
(1)采用人工挖孔樁,不僅能夠極大地降低工程造價,為施工企業(yè)減少施工成本,而且還能夠使土地空間得到有效的利用,從而使建筑物的占地面積縮小,節(jié)省了大量城市空間,有利于城市的整體規(guī)劃設(shè)計與發(fā)展。
(2)作為基坑支護結(jié)構(gòu)的人工挖空樁,使用簡單的機械和器具即可進行開挖,對設(shè)備和工作面的要求較少,并且可以同時開挖若干個孔,大大提高了工作效率。
(3)人工挖孔樁施工過程中不會產(chǎn)生噪聲,也不會出現(xiàn)泥漿,這樣會對周圍環(huán)境產(chǎn)生保護作用,屬于“綠色施工”。因此,對于建筑空間狹小的地區(qū),人工挖孔樁是非常適用的。
3 人工挖孔樁施工中的質(zhì)量通病
3.1 坍塌
在地下水位高的砂性土和淤泥質(zhì)土中施工時(尤其有承壓水的地區(qū)),易造成管涌、坍孔事故。挖孔卸荷量大時,常引起孔壁土的松散,降低了樁周土的強度,如果缺乏有效的護壁極易引起孔壁坍塌.
3.2 工藝不合要求
樁孔底清底不徹底;測量定位失誤、成孔時沒有控制垂直度、成孔后未及時澆灌混凝土,導(dǎo)致護壁受側(cè)壓力變形,樁位發(fā)生偏移。
3.3 樁混凝土質(zhì)量不合格
樁孔大量積水,只采用一般串筒施工,而不采用水中澆混凝土導(dǎo)管施工,混凝土產(chǎn)生離析,樁孔內(nèi)振搗不好。
3.4其他安全事故
地下水豐富的地區(qū),易引起周圍地下水降低和地面沉降,使周圍的房屋、管道和設(shè)備儀器受損;有機質(zhì)含量高的土層排放有害氣體,樁孔內(nèi)缺氧,帶來人身安全隱患。
4 實例分析
4.1工程概況
某建筑工程,建筑層次為7 層,建筑面積3250m2,結(jié)構(gòu)形式部分為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),部分為磚混結(jié)構(gòu)。本工程大量采用人工挖孔樁基礎(chǔ)。
4.2地質(zhì)條件
地層巖性自上而下依次為:素填土耕土淤泥質(zhì)土硬可塑粉質(zhì)黏土軟可塑狀粉質(zhì)黏土粉土含礫粉質(zhì)黏土粉細砂中粗砂淤泥質(zhì)土圓礫殘積粉質(zhì)黏土全風(fēng)化灰?guī)r全風(fēng)化泥灰?guī)r全風(fēng)化砂巖強風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r強風(fēng)化炭質(zhì)頁巖強風(fēng)化灰?guī)r強風(fēng)化砂巖中風(fēng)化泥灰?guī)r中風(fēng)化灰?guī)r中風(fēng)化石英砂巖中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r。
4.3施工程序
場地整平放線、樁位挖第一節(jié)樁孔土方第一節(jié)砼護壁在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線安裝活動井蓋、垂直運輸架、活底吊土桶、排水、通風(fēng)、照明設(shè)施等第二節(jié)樁身挖土清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑第二節(jié)砼護壁重復(fù)第二節(jié)挖土、支模、澆筑砼護壁,循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計深度檢查持力層后進行擴底清理虛土、排除積水、檢查尺寸和持力層吊放鋼筋籠就位澆筑樁身砼。
4.4人工挖孔施工
(1)開挖孔前要平整布置場地,清除地表松軟土層和雜物,布置好控制線網(wǎng),根據(jù)監(jiān)理復(fù)核查過的位置采用十字交叉法確定樁孔位置。
(2)在每一樁位開挖土方,一般挖1m 左右,澆注混凝土井圈第一節(jié)護壁,使井圈高出地面20cm,且應(yīng)加厚10cm,而后將樁位縱橫中心線測放置井圈上,并測出井孔控制高程,以利于下部掘進的高程控制。
(3)修筑鋼筋混凝土井圈應(yīng)保證護壁的配筋和混凝土澆注強度,上下節(jié)護壁的塔接長度不小于5cm,每節(jié)護壁在當日施工完畢后24h 后拆除,發(fā)現(xiàn)護壁有蜂窩漏水現(xiàn)象時,應(yīng)及時補強以防止造成事故。該工程護壁混凝土強度為C20,厚度為0.15m。
(4)進行第二階段開挖時,先從井口用垂球吊線找出中心點,并在井孔底部打一短木樁,將樁中心投影到木樁頂上,以此為據(jù)進行第二節(jié)護壁的土方開挖。在此過程中應(yīng)該密切注意地質(zhì)情況變化。
4.5地下水、流沙處理措施
在護壁施工中,由于地下水以及流沙等因素的制約,樁孔的護壁有時候不能按照常規(guī)設(shè)計來施工,本工程采用以下方法來消除地下水以及流沙的制約。
(1)沉管法施工。預(yù)制砼沉管,放入礫砂底部,圓礫層上部,同時用水泵排水,使孔底出露,沉管下沉。
(2)模板護壁法。在地下水水位下降速度較慢地段,為了避免成孔時間過長,引起孔壁土體塌落,采用0.3m~0.6m 的短模板,有較好效果。
(3)鋼套筒護壁法。在厚砂層地段,地下水量較大,采用鋼套筒做護壁,邊抽水邊下壓鋼套筒,穿過流砂層使樁孔成型較為理想。
4.6 砼灌注
砼集中攪拌,坍落度控制在4cm~8cm,砼下料采用串桶下料,并保證砼自由落下高度不大于2m,邊澆灌邊插實,樁頂下3m 處開始用插入式振搗器振搗。砼同一樁內(nèi)砼一次澆筑完成不留施工縫,若因特殊原因必須留設(shè)施工縫時,須在砼周圍插下短鋼筋,以加強新老砼之間的結(jié)合力。砼澆筑過程中,注意防止地下水進入,不能有超過50mm的積水層,超過50mm需要采用導(dǎo)管吸干,如滲水量過大,按水下砼操作規(guī)則施工,水下澆灌砼時,砼標號提高到C35 級。
4.7安全技術(shù)措施
(1)孔口圍護措施:孔口四周必須澆筑砼護圈,并在護圈上設(shè)置圍欄圍護,圍欄應(yīng)高出地面1.2m,圍欄應(yīng)采用鋼筋制作,焊接牢固,挖出的土方不得堆在孔口四周1m 范圍內(nèi)。
(2)防護壁坍塌措施:每節(jié)樁孔挖完后立即支護壁模板,澆筑護壁砼,一般情況下24h 后方可拆除護壁砼,護壁可加配適量鋼筋,上下護壁要有鋼筋拉結(jié),避免某段護壁出現(xiàn)流砂、淤泥而造成護壁因自重而沉裂的現(xiàn)象,上下護壁間搭接長度不小于50mm。樁底如果設(shè)計要求擴底,擴底高度須超過2m,擴底部分應(yīng)分段做護壁,防止擴底部分坍塌。
(3)孔中防毒措施:地下特殊土層中往往含有CO2,SO2、H2S 或其他有毒氣體,故每次下孔前,必須對樁孔內(nèi)氣體進行抽樣檢測。如每天開工前,在吊籠內(nèi)放置小動物,吊放到樁孔底,放置時間不得少于10min,經(jīng)檢查小動物生態(tài)正常,方可下井作業(yè),發(fā)現(xiàn)有毒氣體含量超過允許值時,應(yīng)將有害氣體清除至標準??咨畛^10m時,地面應(yīng)配備向孔內(nèi)送風(fēng)裝置,風(fēng)量不應(yīng)少于25L/S??變?nèi)鑿巖時應(yīng)加大送風(fēng)量。
4.8 成樁質(zhì)量檢驗
在施工中我們要求做到每根成樁應(yīng)該具有鋼筋加工檢驗記錄、混凝土拌和物質(zhì)量記錄、混凝土試塊資料及樁身完整性檢測資料。經(jīng)過對人工挖孔樁實施上述的技術(shù)控制,該工程人工挖孔樁滿足設(shè)計要求,達到了質(zhì)量檢驗標準的優(yōu)良等級。
篇3
人工挖孔灌注樁是一種通過人工開挖而形成井筒,灌注混凝土成樁工藝,它速度快、不需要大型機械設(shè)備、工藝簡單易于控制質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:人工挖孔;灌注樁;問題;處理措施
Abstract: the artificial dig-hole pile foundation in communications industry base station Eiffel Tower are more widely application basis, with the development of economy, the base station construction scale increase year by year, artificial dig-hole pile piles for control is not in place of quality and safety accidents caused by creditors. This paper mainly analyzes the artificial dig-hole pile in construction of the common problems and treatment measures.
Artificial dig-hole pile is a through excavation and the formation of artificial wellbore, and pour the concrete pile technology, it was fast and don't need large mechanical equipment, process simple easy to control the quality.
Keywords: artificial dig-hole; Filling pile; Problem; Processing measures
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
引言
人工挖孔灌注樁是采用人工挖土成孔,澆筑混凝土成樁。人工挖孔灌注樁的主要特點是:單樁承載力高,結(jié)構(gòu)受力明確,沉降量??;可直接檢查樁直徑、垂直度和持力層情況,樁質(zhì)量可靠;施工機具設(shè)備簡單,工藝操作簡單,占場地??;施工無振動、無噪聲、無環(huán)境污染,對周邊建筑無影響。
一、人工挖孔樁簡介
人工挖孔樁系用人工挖土成孔,澆筑混凝土成樁。它分為擴底和不擴底兩種。它主要適用于樁直徑 800mm 以上、深度40米以內(nèi),無地下水或地下水較少的粘土、粉質(zhì)粘土,含少量的砂、砂卵石、姜結(jié)石的粘土層。
人工挖孔樁的優(yōu)點有很多,主要有:
(1)施工機具設(shè)備簡單,都為工地常規(guī)機具,施工工藝操作簡便,占場地??;
(2)施工無振動、無噪聲、對環(huán)境污染小、對周圍建筑物影響??;
(3)單樁承載力高,結(jié)構(gòu)傳力明確,沉降量小,可一柱一樁,不需承臺,不需鑿樁頭;
(4)應(yīng)用范圍廣,可以作支撐、抗滑、錨拉、擋土等用;
(5)可以直接檢查樁直徑、垂直度和持力土層情況,樁質(zhì)量可靠;
(6)造價便宜,可以多樁同時施工,施工速度快,節(jié)省設(shè)備費用,降低工程造價。
人工挖孔樁的缺點主要有:
(1)粗放的操作,工人勞動強度大,作業(yè)環(huán)境差;
(2)施工時安全事故多;
(3)挖孔抽水易引起附近地面沉降、房屋開裂或傾斜;
(4)這類樁型的應(yīng)用,需同合適的地質(zhì)條件相符合,在含水率高的地層中有時會導(dǎo)致挖孔樁施工失?。?/p>
(5)有些情況下,挖孔樁的造價并不便宜。比如單柱荷載較小、基巖埋藏較深而基巖風(fēng)化層或殘積土層較厚以及石灰?guī)r等巖溶地區(qū)都不宜采用人工挖孔灌注樁施工。
二、成孔施工中常見問題原因分析及預(yù)防、處理措施
人工挖孔樁的施工主要分為以下幾個部分:樁位放樣、打鋼護筒、護筒內(nèi)挖土、護筒樁挖土、澆筑護圈混凝土、養(yǎng)護、護圈底挖土、持力層清基、吊放鋼筋籠、澆筑樁體混凝土、拔護筒。簡述施工中的常見問題原因分析及預(yù)防處理措施:
1.樁孔傾斜
人工挖孔樁傾斜,即人工挖孔灌注樁的傾斜度超過規(guī)范規(guī)定的傾斜度允許值,混凝土護壁為 0.5%,鋼套管護壁為1%。
樁孔傾斜的原因有:挖土成孔過程中,未按照每完成一個施工節(jié)段(挖土、護壁)就復(fù)核孔位中心及護壁與樁中心點是否有偏差,未按照每開挖一節(jié)即吊線復(fù)核樁孔的垂直度;挖成樁孔后,未能及時灌注樁身混凝土而造成孔壁變形。
預(yù)防措施:
挖土過程中,按照每施工一個節(jié)段,就及時嚴格復(fù)核樁孔位置,隨時發(fā)現(xiàn)偏差隨時就進行修正。已挖好的樁孔及時放好鋼筋籠,辦理隱檢手續(xù),盡快進行混凝土灌注。
處理措施:
樁孔傾斜度稍微超限時,可以逐節(jié)重新修正,使傾斜部分的孔徑擴大,以對成孔傾斜度進行調(diào)整。
傾斜度較大時,一般難以直接調(diào)整,經(jīng)常采用對傾斜部分進行回填處理,再重新開挖。樁孔完成后應(yīng)及時清孔底灌注混凝土。
2.縮徑與擴徑
縮徑,是指人工挖孔樁的直徑在一定范圍內(nèi)變小。擴徑,是指人工挖孔樁的直徑在一定范圍內(nèi)變大。無論縮徑還是擴徑都是不規(guī)則樁,擴徑對樁的使用性能沒有太大的影響,對于摩擦型樁承載能力還有所增加,無特殊要求時,擴徑樁不必進行處理,但卻造成混凝土的浪費??s徑會造成鋼筋籠下放困難,會造成樁的承載能力降低,嚴重的必須進行處理。縮徑一般是由于人工挖孔過程中未嚴格而及時地量測孔徑,欠挖而造成;擴徑是因土質(zhì)較差孔壁坍塌而造成的。
預(yù)防措施:
為避免縮徑的出現(xiàn):人工挖孔施工中,及時復(fù)測孔徑。為避免擴徑的出現(xiàn):(1)施工前先詳細了解地質(zhì)資料判斷土層的性質(zhì),采用合理的護壁形式。(2)施工過程中,發(fā)現(xiàn)土質(zhì)較差時,可用鋼制護圈代替混凝土護圈,當天開挖的部位必須當天澆筑混凝土護圈,不得放到第二天。
處理措施:
縮徑時,必須拆除護壁進行修正;擴徑嚴格按圖施工,及時量測孔徑。
3.護壁坍塌
護壁坍塌是復(fù)雜地層常易出現(xiàn)的事故,不僅在松散地層,在基巖強風(fēng)化層中也會出現(xiàn)。導(dǎo)致這種事故發(fā)生的原因有:混凝土護壁在灌注時未認真插搗,形成蜂窩狗洞;在水、土壓力作用下坍塌,甚至造成土涌而把孔底施工人員壓埋。預(yù)防措施:主要是根據(jù)地質(zhì)情況,及早設(shè)計混凝土護壁厚度或更換別的護壁方式。
處理措施:
混凝土護壁在灌注時必須分層,反復(fù)插搗嚴實。
4.涌砂、涌泥
造成涌砂、涌泥的主要原因有:工程勘察不精確、不全面,成孔時發(fā)現(xiàn)涌水量過大,地層坍塌,護壁困難;地下水位高,土層中又夾有粉細砂、粉土或淤泥質(zhì)土層;穿越流動性淤泥層或流砂層時,缺乏行之有效的護壁措施。預(yù)防處理措施:在工程勘察時應(yīng)做必要的抽水試驗,以查明地表水與地下水的水力聯(lián)系情況,論證人工挖孔的可行性;進行人工降低地下水位至設(shè)計樁底標高以下 0.5m 處;在該段土層中采用鋼護筒或預(yù)制混凝土沉井等作護壁。
5.孔底虛土過厚
造成孔底虛土過厚的原因有:地下水位高,水位降低不夠,致使清孔后地下水滲入孔內(nèi)夾帶泥砂沉積孔底;清孔質(zhì)量差;清孔后停歇時間過長,使孔底積土增加;沉放鋼筋籠和串筒時,碰撞孔壁,使孔底虛土增加;孔口堆土未及時運走,施工不慎,又回落孔底。
解決問題的相應(yīng)處理措施為地下水位降至足夠深度;嚴格管理;清孔后及時沉放鋼筋籠和灌注混凝土;應(yīng)平穩(wěn)地豎向沉放鋼筋籠和串筒,若碰撞孔壁,則應(yīng)在混凝土灌注前再次清孔;孔口渣土應(yīng)及時清除運走。
三、成孔施工難點及解決途徑
1.在不良的地質(zhì)條件下成樁
不良的地質(zhì)條件有流砂、流動性淤泥等,在該種地質(zhì)條件下如果采取不恰當?shù)拇胧?,就會造成人身或者質(zhì)量事故。相反如果采用合理的處理措施就會解決過流砂、流動性淤泥層的難題。
過流砂層的措施為先將無流砂的樁孔挖深,使其起集水井的作用;對有砂層的挖孔樁集中抽水,集中開挖,并加快每次開挖速度,爭取盡快穿越砂層,這樣,既能降低總抽水量,又能降低對砂層的擾動,從而避免了大量的水土流失;減少每節(jié)護壁的高度,開挖完成后,應(yīng)盡快澆灌護壁混凝土,混凝土宜使用速凝劑。
過流動性淤泥層的措施與過流砂層一樣,如果是深部的淤泥,且土側(cè)壓力較大,而造成混凝土護壁無法施工時,可以采用鋼護筒施工,并密切觀察周圍建筑物的沉降量。
2.有地下水情況下成樁
成孔過程中,如地下水豐富、滲水或涌水量較大時,可根據(jù)情況分別采取以下措施:
(1)少量滲水可在樁孔中挖小集水坑,隨挖隨用吊桶,將泥水一起吊出;
(2)大量滲水,可在樁孔中先挖較深集水井,設(shè)小型潛水泵將地下水排出樁孔外,隨挖土隨加深集水井;
(3)涌水量很大時,如樁較密集,可將一樁超前開挖,使附近地下水匯集于此樁孔內(nèi),用 1~2 臺潛水泵將地下水抽出,起到深井降水的作用,將附近樁孔地下水位降低;
(4)滲水量較大,井底地下水難以排干時,底部泥渣可用壓縮空氣清孔方法清孔。
在地下水滲漏比較嚴重的樁孔內(nèi)施工,孔外降水以減少內(nèi)外壓差;孔外注漿防滲;嚴重時用凍結(jié)法或其他成孔方法。
3.樁身混凝土離析
主要原因:
地下水位高,雖經(jīng)降水,但水位降得不夠,挖孔后,孔底部土中的水具有一定壓力,抽水灌注混凝土?xí)r,灌注速度小于地下水滲透速度,混凝土的自重壓力小于地下水的滲透壓力,混凝土成呈漂浮狀態(tài),其漿體隨滲水上升,骨料則下降,發(fā)生離析。
灌注混凝土?xí)r未用串筒或串筒下口距灌注面過高,在重力作用下,混凝土中粗骨料與砂漿發(fā)生離析。護壁接縫不嚴而使地下水滲出,加之灌注混凝土又不連續(xù),不僅每次數(shù)量少,而且間隔時間長。
處理方法:
地下水位應(yīng)降至樁底足夠深度以下。灌注混凝土?xí)r必須采用串筒,其下口距灌注面不宜大于2m。護壁應(yīng)密實防滲,混凝土應(yīng)連續(xù)灌注。
四、結(jié)束語
人工挖孔灌注樁是采用人工挖土成孔,澆筑混凝土成樁。人工挖孔灌注樁的主要特點是:單樁承載力高,結(jié)構(gòu)受力明確,沉降量??;可直接檢查樁直徑、垂直度和持力層情況,樁質(zhì)量可靠;施工機具設(shè)備簡單,工藝操作簡單,占場地??;施工無振動、無噪聲、無環(huán)境污染,對周邊建筑無影響。
參考文獻
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篇4
1. 結(jié)合重大環(huán)境問題,以區(qū)域圖、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、文字說明等為背景材料,考查某區(qū)域環(huán)境問題的形成、危害、治理措施等。
2. 結(jié)合國際油價、水資源的爭奪等問題考查有關(guān)資源的開發(fā)、利用及短缺原因、應(yīng)對措施等。
3. 結(jié)合世界及我國環(huán)境保護的有關(guān)會議、環(huán)境保護措施等考查有關(guān)生態(tài)危機的成因、生態(tài)系統(tǒng)的作用、生態(tài)環(huán)境的保護措施等。
聚焦點一 環(huán)境問題與管理
例1 2013年3月8~9日,沙塵天氣橫掃我國西北和華北地區(qū),局部地區(qū)出現(xiàn)沙塵暴和強沙塵暴天氣。下圖是此次沙塵天氣影響范圍示意圖。讀圖回答下列問題。
(1)此次沙塵天氣過程中,a地與b、c兩地相比,a地沙塵更強的自然原因有 。
(2)沙塵天氣對b區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響有 。
(3)減輕沙塵危害的可行措施有 、 。
A.建防風(fēng)林削弱近地面風(fēng)力
B.發(fā)展灌溉增加地面濕度
C.農(nóng)作物留茬增強抗風(fēng)蝕能力
D.硬化地面抵抗風(fēng)蝕
解析 (1)熟悉a處位于塔里木盆地區(qū)域,即可得出其深居內(nèi)陸氣候干燥,地表植被稀少;沙源多;地形平坦開闊,風(fēng)力強等因素。(2)沙塵暴會直接毀壞農(nóng)作物,影響植物生長;同時沙塵堆積使土地沙化,改變土壤成分導(dǎo)致肥力下降。(3)建防風(fēng)林、農(nóng)作物留茬能削減風(fēng)力且成本不高;干旱地區(qū)發(fā)展灌溉增加地面濕度、硬化地面抵抗風(fēng)蝕都是投資大且不符合實際的。
答案 (1)氣候干燥,地表植被稀少;風(fēng)力強;沙源多
(2)毀壞農(nóng)作物;土地沙化;肥力下降;影響植物生長
(3)A C
聚焦點二 自然資源保護
例2 下圖為我國華北平原某沿海地區(qū)景觀剖面示意圖,圖中海岸為沙質(zhì)海岸。讀圖回答問題。
(1)分別說明圖中甲乙丙三處植被的主要生態(tài)功能。
(2)近年來,該地區(qū)的荒草地不斷開墾為農(nóng)田,指出可能產(chǎn)生的主要環(huán)境問題。
解析 (l)從圖中看,甲處位于山區(qū),防護林具有涵養(yǎng)水源、保持水土的功能;乙處為沿海防護林,再結(jié)合沙質(zhì)海岸可看出該處防護林具有降低風(fēng)速、阻擋風(fēng)沙的功能;丙處位于沙質(zhì)海灘上,此處植被具有固沙阻浪的功能。(2)荒草地不斷開墾為農(nóng)田,會導(dǎo)致生物多樣性減少,海岸侵蝕加劇,造成土壤鹽堿化和水質(zhì)惡化。
答案 (1)甲:涵養(yǎng)水源、保持水土,乙:降低風(fēng)速、阻擋風(fēng)沙;丙:固沙阻浪。
(2)生物多樣性減少,土地鹽堿化,水污染。(答出兩點即可)
點撥 資源優(yōu)勢分析與資源開發(fā)分析的聯(lián)系與差異
資源優(yōu)勢分析類試題與資源開發(fā)分析類試題經(jīng)常在高考中出現(xiàn),這兩類試題既有聯(lián)系又有差異,如“某地風(fēng)能豐富的原因”與“某地發(fā)展風(fēng)能發(fā)電的優(yōu)勢”,“某地水能資源豐富的原因”與“某地修建水電站的優(yōu)勢”等。
針對資源優(yōu)勢分析類試題只需要從資源本身的影響因素、分布規(guī)律去進行分析,如“分析長江三峽水能資源豐富的原因”:只需要從徑流量大、落差大兩個角度分析。
針對資源開發(fā)分析類試題除了分析該資源優(yōu)勢外,還需要從市場需求、該地是否適宜修建資源開發(fā)站點等角度分析,如“分析長江三峽建水電站的優(yōu)勢”:首先應(yīng)分析長江三峽的水能資源為什么豐富;其次分析市場對水電的需要,如長江三角洲地區(qū)能源缺乏;最后應(yīng)分析長江三峽是否適宜修建水電站,如長江三峽為峽谷地形,適宜修建大壩。
聚焦點三 生態(tài)環(huán)境保護
例3 我國干旱區(qū)某區(qū)域近30多年胡楊大量死亡,沙化面積擴大,生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢有所加強。下圖顯示該區(qū)域地區(qū)生產(chǎn)總值及地下水埋深的變化。
分析該區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化的原因,并提出此類地區(qū)遏制生態(tài)環(huán)境惡化的主要措施。
解析 胡楊主要分布在我國西北干旱區(qū),尤其是塔里木盆地中,材料說了近30年胡楊大量死亡,沙化面積擴大,生態(tài)環(huán)境惡化,圖乙反映了近30年地區(qū)生產(chǎn)總值不斷上升,而地下水埋深不斷變大(地下水位下降)。西北地區(qū)水資源極少,經(jīng)濟發(fā)展離不開水資源,因而近30年過量使用水資源,尤其是地下水資源,導(dǎo)致本區(qū)水環(huán)境急劇惡化,地表植被因可用水資源大幅減少而死亡,地表植被被破壞固沙能力大降,沙化面積不斷擴大??梢钥闯?,本區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化的主要原因就是水資源短缺,因而要解決本區(qū)環(huán)境問題主要是解決水資源短缺問題。解決缺水問題主要是兩大方面的措施:開源和節(jié)流。開源主要是增加可用水資源,具體措施有:興修水庫、跨流域調(diào)水、海水淡化、人工降雨、適量開采地下水等。節(jié)流主要是節(jié)約用水,具體措施有:節(jié)約用水、保護水資源,減少水污染。對于西北地區(qū)來說,開源方面可以考慮跨流域調(diào)水,其他方面不太合適(水資源總量少,修水庫影響不大;海水資源沒有;空氣干燥,水汽少,幾乎無法人工降水;地下水已過度開采,目前應(yīng)盡量減少地下水的使用,使其逐步恢復(fù)),所以重點放在節(jié)約用水方面。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上提高水資源利用效率;調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),發(fā)展耗水量小的產(chǎn)業(yè);個人生活上改變生活習(xí)慣,減少水資源的使用。
答案 原因:經(jīng)濟增長嚴重依賴(地下)水資源,地下水位下降導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。
主要措施:節(jié)約水資源(提高水資源利用效率);發(fā)展節(jié)水型經(jīng)濟(調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu));跨區(qū)域調(diào)水,增加水資源供給。
聚焦點四 環(huán)境污染及其防治
例4 閱讀圖文資料,完成下列題目。
下圖示意環(huán)太湖地區(qū)六大名泉分布。歷史上六大名泉都以水質(zhì)優(yōu)而著稱。周圍山區(qū)是這些名泉的水源補給區(qū)。近年來,泉水受到污染,部分污染物指標超出國家飲用水標準。
說明環(huán)太湖地區(qū)六大名泉水污染造成的危害和難以治理的原因。
解析 泉水是人類生產(chǎn)生活中的重要水源,因此泉水遭受污染必然導(dǎo)致生產(chǎn)和生活用水水質(zhì)的下降,進而影響人類身體健康和污染土壤,隨著生物鏈進入農(nóng)產(chǎn)品并在農(nóng)產(chǎn)品中富集,污染物超標使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降。此過程體現(xiàn)了地理環(huán)境的整體性原理。
泉水污染難以治理,需要從泉水本身的屬性去思考,泉水屬于地下水的天然露頭,其補給來源是地下水,而地下水深埋地下,具有循環(huán)更新周期長,人類干預(yù)難以實施等特點。再加上泉水補給區(qū)域和使用區(qū)域不統(tǒng)一,區(qū)域廣,需要不同省市,需要各方面聯(lián)動協(xié)同。
答案 危害:泉水(地下水)是重要的飲用水源,人飲用受污染的泉水會危害身體健康;引用受污染泉水(地下水)灌溉,會污染土壤,導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降(污染物超標)。
原因:泉水(地下水)更新速度慢,自然凈化周期長;深埋地下,人工凈化困難;涉及地區(qū)廣,需區(qū)域聯(lián)動共同治理。
點撥 環(huán)境污染整治類試題的思維建模
環(huán)境污染的成因有多種,但都是因為污染物的濃度與數(shù)量超過了環(huán)境承載力而造成的,因此環(huán)境污染的整治應(yīng)重點從降低污染物的濃度、減少污染物的數(shù)量兩方面著手。此外,再好的措施也需要人來實施,因此需要政府、公眾的參與。
在此基礎(chǔ)上,再根據(jù)區(qū)域特點補充針對性的措施。
1. 讀圖,回答下列問題。
(1)寫出圖示環(huán)境污染的環(huán)境問題類型。
(2)試分析造成圖示輻射強度較大的核污染區(qū)域的分布特征及主要成因。
2. 下表是我國某區(qū)域2011~2013年占用、增補耕地的平均坡度與平均海拔狀況,據(jù)此回答問題。
(1)指出占用與增補耕地分布的差異,并推斷增補耕地可能產(chǎn)生的環(huán)境問題。
(2)簡述該區(qū)域保護耕地可采取的主要措施。
篇5
關(guān)鍵詞:勘察報告 圖表繪制
1巖土工程勘察報告的編制程序
一項勘察任務(wù)在完成現(xiàn)場放點、測量、鉆探、取樣、原位測試、現(xiàn)場地質(zhì)編錄和實驗室測試等前期工作的基礎(chǔ)上,即轉(zhuǎn)入資料整理工作,并著手編寫勘察報告。巖土工程勘察報告編寫工作應(yīng)遵循一定的程序,才能前后照應(yīng),順當進行。不然的話,常會出現(xiàn)現(xiàn)場編錄與實驗資料的矛盾、圖表間的矛盾、文圖間的矛盾,改動起來費時費力,影響效率,影響質(zhì)量。通常的編制程序是:(1)外業(yè)和實驗資料的匯集、檢查和統(tǒng)計。此項工作應(yīng)于外業(yè)結(jié)束后即進行。首先應(yīng)檢查各項資料是否齊全,特別是實驗資料是否出全,同時可編制測量成果表、勘察工作量統(tǒng)計表和勘探點(鉆孔)平面位置圖。(2)對照原位測試和土工試驗資料,校正現(xiàn)場地質(zhì)編錄。這是一項很重要的工作,但往往被忽視,從而出現(xiàn)野外定名與實驗資料相矛盾,鑒定土的狀態(tài)與原位測試和實驗資料相矛盾。例如:野外定名為粘土的,實驗出來的塑性指數(shù)卻15;野外定名為細砂的,實驗資料為中砂,其0.25~0.5mm顆粒含量百分比達50%以上;野外定為可塑狀態(tài)粘性土的,實驗出來的液性指數(shù)卻0.10;野外定為淤泥或淤泥質(zhì)土的,實驗出的孔隙比卻小于1……產(chǎn)生諸如此類的矛盾,或由于野外分層深度和定名不準確,或試驗資料不準確,應(yīng)找出原因,并修改校正,使野外對巖土的定名及狀態(tài)鑒定與實驗資料和原位測試數(shù)據(jù)相吻合。(3)編繪鉆孔工程地質(zhì)綜合柱狀圖。(4)劃分巖土地質(zhì)層,編制分層統(tǒng)計表,進行數(shù)理統(tǒng)計。地基巖土的分層恰當與否,直接關(guān)系到評價的正確性和準確性。因此,此項工作必須按地質(zhì)年代、成因類型、巖性、狀態(tài)、風(fēng)化程度、物理力學(xué)特征來綜合考慮,正確地劃分每一個單元的巖土層。然后編制分層統(tǒng)計表,包括各巖土層的分布狀態(tài)和埋藏條件統(tǒng)計表,以及原位測試和實驗測試的物理力學(xué)統(tǒng)計表等。最后,進行分層試驗資料的數(shù)理統(tǒng)計,查算分層承載力。(5)編繪工程地質(zhì)剖面圖和其它專門圖件。(6)編寫文字報告。按以上順序進行工作可減少重復(fù),提高效率;避免差錯,保證質(zhì)量。在較大的勘察場地或地質(zhì)地貌條件比較復(fù)雜的場地,應(yīng)分區(qū)進行勘察評價。
2巖土工程勘察報告論述的主要內(nèi)容
報告應(yīng)敘述工程項目、地點、類型、規(guī)模、荷載、擬采用的基礎(chǔ)形式;工程勘察任務(wù)的發(fā)包單位、承包單位;勘察任務(wù)和技術(shù)要求;勘察場地的位置、形狀、大小;鉆孔的布置者和布置原則,孔位和孔口標高的測量方法以及引測點;施工機具、儀器設(shè)備和鉆探,取樣及原位測試方法;勘察的起止時間;完成的工作量和質(zhì)量評述;勘察工作所依據(jù)的主要規(guī)范、規(guī)程;其它需要說明的問題。報告應(yīng)附勘探點(鉆孔)平面位置圖、勘探點測量成果表和勘察工作量表。倘若勘察工作量少,可只附圖而省去表。一個完整的巖土工程勘察報告,應(yīng)由下面幾部分組成。
2.1地形地貌概況
地形地貌決定了一個擬建場地的場地條件和地基巖土條件,應(yīng)從以下三個方面加以論述:(1)地質(zhì)結(jié)構(gòu)。主要闡述的內(nèi)容是:地層(巖石)、巖性、厚度;構(gòu)造形跡,勘察場地所在的構(gòu)造部位;巖層中節(jié)理、裂隙發(fā)育情況和風(fēng)化、破碎程度。由于勘察場地大多地處平原,應(yīng)劃分第四系的成因類型,論述其分布埋藏條件、土層性質(zhì)和厚度變化。(2)地貌。包括勘察場地的地貌部位、主要形態(tài)、次一級地貌單元劃分。如果場地小且地貌簡單,應(yīng)著重論述地形的平整程度、相對高差。(3)不良地質(zhì)現(xiàn)象。包括勘察場地及其周圍有無滑坡、崩塌、塌陷、潛蝕、沖溝、地裂縫等不良地質(zhì)現(xiàn)象。如在碳酸鹽巖類分布區(qū),則要敘述巖溶的發(fā)育及其分布、埋藏情況。如果勘察場地較大,地質(zhì)地貌條件較復(fù)雜,或不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育,報告中應(yīng)附地質(zhì)地貌圖或不良地質(zhì)現(xiàn)象分布圖;如場地小且地質(zhì)地貌條件簡單又無不良地質(zhì)現(xiàn)象,則在前述鉆孔位置平面圖上加地質(zhì)地貌界線即可。當然,倘若地質(zhì)地貌單一,則可免繪界線。
2.2地基巖土分層及其物理力學(xué)性質(zhì)
這一部分是巖土工程勘察報告著重論述的問題,是進行工程地質(zhì)評價的基礎(chǔ)。下面介紹分層的原則和分層敘述的內(nèi)容。(1)分層原則。土層按地質(zhì)時代、成因類型、巖性、狀態(tài)和物理力學(xué)性質(zhì)劃分;巖層按巖性、風(fēng)化程度、物理力學(xué)性質(zhì)劃分。厚度小、分布局限的可作夾層處理,厚度小而反復(fù)出現(xiàn)可作互層處理。(2)分層編號方法。常見三種編號法:第一,從上至下連續(xù)編號,即①、②、③……層。這種方法一目了然,但在分層太多而有的層位分布不連續(xù)時,編號太多顯得冗繁;第二,土層、巖層分別連續(xù)編號,如土層Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……;巖層Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……;第三,按土、石大類和土層成因類型分別編號。如某工地填土1;沖積粘土2-1、沖積粉質(zhì)粘土2-2,沖積細砂2-3;殘積可塑狀粉質(zhì)粘土3-1、殘積硬塑狀粉質(zhì)粘土3-2;強風(fēng)化花崗巖4-1,中風(fēng)化花崗巖4-2,微風(fēng)花崗巖4-3。總之,地基巖土分層編號、編排方法應(yīng)根據(jù)勘察的實際情況,以簡單明了,敘述方便為原則。此外,詳勘和初勘,在同一場地的分層和編號應(yīng)盡量一致,以便參照對比。(3)分層敘述內(nèi)容。對每一層巖土,要敘述如下的內(nèi)容:①分布:通常有“普遍”、“較普遍”、 “局部”、“僅見于”等用語。對于分布較普遍的層位,要說明缺失的孔段;對于分布局限的層位,則要說明其分布的孔段。②埋藏條件:包括層頂埋藏深度、標高、厚度。如場地較大,分層埋深和厚度變化較大,則應(yīng)指出埋深和厚度最大、最小的孔段。③巖性和狀態(tài):土層,要敘述顏色、成分、飽和度、稠度、密實度、分選性等;巖層,要敘述顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、節(jié)理裂隙發(fā)育情況、風(fēng)化程度、巖心完整程度;裂隙的發(fā)育情況,要描述裂隙的產(chǎn)狀、密度、張閉性質(zhì)、充填情況;關(guān)于巖心的完整程度,除區(qū)分完整、較完整、較破碎、破碎和極破碎外,還應(yīng)描述巖心的形狀,即區(qū)分出長柱狀、短柱狀、餅狀、碎塊狀等。④取樣和實驗數(shù)據(jù):應(yīng)敘述取樣個數(shù)、主要物理力學(xué)性質(zhì)指標。盡量列表表示土工實驗結(jié)果,文中可只敘述決定土層力學(xué)強度的主要指標,例如填土的壓縮模量、淤泥和淤泥質(zhì)土的天然含水量、粘性土的孔隙比和液性指數(shù)、粉土的孔隙比和含水量、紅粘土的含水比和液塑比。對敘述的每一物理力學(xué)指標,應(yīng)有區(qū)間值、一般值、平均值,最好還有最小平均值、最大平均值,以便設(shè)計部門選用。⑤原位測試情況:包括試驗類別、次數(shù)和主要數(shù)據(jù)。也應(yīng)敘述其區(qū)間值、一般值、平均值和經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計后的修正值。⑥承載力:據(jù)土工試驗資料和原位測試資料分別查算承載力標準值,然后綜合判定,提供承載力特征值的建議值。
2.3地下水簡述
地下水是決定場地工程地質(zhì)條件的重要因素。報告中必須論及:地下水類型,含水層分布狀況、埋深、巖性、厚度,靜止水位、降深、涌水量、地下水流向、水力坡度;含水層間和含水層與附近地表水體的水力聯(lián)系;地下水的補給和排泄條件,水位季節(jié)變化,含水層滲透系數(shù),以及地下水對混凝土的侵蝕性等。對于小場地或水文地質(zhì)條件簡單的勘察場地,論述的內(nèi)容可以簡化。有的內(nèi)容,如水位季節(jié)變化,并非在較短的工程勘察期間能夠查明,可通過調(diào)查訪問和搜集區(qū)域水文資料獲得。地下水對混凝土的侵蝕性,要結(jié)合場地的地質(zhì)環(huán)境,根據(jù)水質(zhì)分析資料判定。應(yīng)列出據(jù)以判定的主要水質(zhì)指標,即pH、HCO-3、SO2-4、侵蝕CO2的分析結(jié)果。
2.4場地穩(wěn)定性場地穩(wěn)定性評價
主要是選址和初勘階段的任務(wù)。應(yīng)從以下幾個方面加以論述:(1)場地所處的地質(zhì)構(gòu)造部位,有無活動斷層通過,附近有無發(fā)震斷層。(2)地震基本烈度,地震動峰值加速度。(3)場地所在地貌部位,地形平緩程度,是否臨江河湖海,或臨近陡崖深谷。(4)場地及其附近有無不良地質(zhì)現(xiàn)象,其發(fā)展趨勢如何。(5)地層產(chǎn)狀,節(jié)理裂隙產(chǎn)狀,地基土中有無軟弱層或可液化砂土。(6)地下水對基礎(chǔ)有無不良影響。報告對場地穩(wěn)定性作出評價的同時,應(yīng)對不良地質(zhì)作用的防治,增強建筑物穩(wěn)定性方面的措施提供建議。
2.5其他專門要求論述的問題
對于設(shè)計部門提出的一些專門問題,報告應(yīng)予以論述,如飽和砂土的震動液化、基坑排水量計算、動力機器基礎(chǔ)地基剛度的測定、樁基承載力計算、軟弱地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治,等等。
2.6結(jié)論與建議
結(jié)論是勘察報告的精華,它不是前文已論述的重復(fù)歸納,而是簡明扼要的評價和建議。一般包括以下幾點:(1)對場地條件和地基巖土條件的評價。(2)結(jié)合建筑物的類型及荷載要求,論述各層地基巖土作為基礎(chǔ)持力層的可能性和適宜性。(3)選擇持力層,建議基礎(chǔ)形式和埋深。若采用樁基礎(chǔ),應(yīng)建議樁型、樁徑、樁長、樁周土摩擦力和樁端土承載力標準值。(4)地下水對基礎(chǔ)施工的影響和防護措施。(5)基礎(chǔ)施工中應(yīng)注意的有關(guān)問題。(6)建筑是否作抗震設(shè)防。(7)其它需要專門說明的問題。以上幾個方面的內(nèi)容,并非所有的勘察報告都要面面俱到,一一羅列。由于場地和地基巖土的差異、建筑類型的不同和勘察精度的高低,不同項目的勘察報告反映的側(cè)重點當然有所不同。一般來說,上列概述、地基巖土分層及其物理力學(xué)性質(zhì)、地下水簡述和結(jié)論與建議等四項,是每個勘察報告必須敘述的內(nèi)容??傊?要根據(jù)勘察項目的實際情況,盡量做到報告內(nèi)容齊全、重點突出、條理通順、文字簡練、論據(jù)充實、結(jié)論明確、簡明扼要、合理適用。
3圖表編制要點
3.1主要圖件
(1)勘探點(鉆孔)平面位置圖。表示的主要內(nèi)容:①建筑平面輪廓;②鉆孔類別、編號、深度和孔口標高;應(yīng)區(qū)分出技術(shù)孔、鑒別孔、抽水試驗孔、取水樣孔、地下水動態(tài)觀測孔、專門試驗孔(如孔隙水壓力測試孔);③剖面線和編號:剖面線應(yīng)沿建筑周邊,中軸線、柱列線、建筑群布設(shè);較大的工地,應(yīng)布設(shè)縱橫剖面線;④地質(zhì)界線和地貌界線;⑤不良地質(zhì)現(xiàn)象、特征性地貌點;⑥測量用的坐標點、水準點或特征地物;⑦地理方位。比例尺一般采用(1∶200)~(1∶1000)。(2)鉆孔工程地質(zhì)綜合柱狀圖。鉆孔柱狀圖的內(nèi)容主要有地層代號、巖土分層序號、層頂深度、層頂標高、層厚、地質(zhì)柱狀圖、鉆孔結(jié)構(gòu)、巖心采取率、巖土取樣深度和樣號、原位測試深度和相關(guān)數(shù)據(jù)。在地質(zhì)柱狀圖上,第四系與下伏基巖應(yīng)表示出不整合接觸關(guān)系。在柱狀圖的上方,應(yīng)標明鉆孔編號、坐標、孔口標高、地下水靜止水位埋深、施工日期等。柱狀圖比例尺一般采用1∶100或1∶200。(3)工程地質(zhì)剖面圖。此圖是作為地基基礎(chǔ)設(shè)計的主要圖件。其質(zhì)量好壞的關(guān)鍵在于:剖面線的布設(shè)是否恰當;地基巖土分層是否正確;分層界線,尤其是透鏡體層、巖性漸變線的勾連是否合理;剖面線縱橫比例尺的選擇是否恰當。倘若分層正確,一般來說分層線的連接就會自然平順,而不致將產(chǎn)狀平緩的第四系尤其是全新統(tǒng)的土層畫成陡斜狀,或出現(xiàn)新老層位之間的互相穿插等不合理現(xiàn)象。同一層位間的相變,要用巖性漸變線表示清楚。透鏡狀分層和同一層位中的透鏡狀夾層,在不同的剖面線上要互相照應(yīng),顯示其分布范圍。剖面比例尺的選擇,應(yīng)盡量使縱、橫比例尺一致或相差不大,以便真實反映地層產(chǎn)狀。一般橫比例尺采用(1∶200)~(1∶500),縱比例尺采用(1∶100)~(1∶200)。在剖面圖上,必須標上剖面線號,如6-6′或F-F′。剖面各孔應(yīng)標明分層深度、鉆孔孔深和巖性花紋,以及巖土取樣位置及原位測試位置和相關(guān)數(shù)據(jù)(如標貫錘擊數(shù)、分層承載力建議值)。在剖面圖旁側(cè),應(yīng)用垂直線比例尺標注標高,孔口高程須與標注的標高一致。剖面上相鄰孔間的距離用數(shù)字寫明,并附上巖性圖例。(4)專門性圖件?;鶐r頂面等深線圖、強風(fēng)化、中風(fēng)化或微風(fēng)化巖頂面等深線圖等。
3.2主要附表、插表
(1)巖土試驗成果表 (2)原位測試成果表。(3)鉆孔抽水試驗成果表。(4)樁基力學(xué)參數(shù)表。如果建議采用樁基礎(chǔ),應(yīng)按選用的樁型,列出分層樁周摩擦力,并考慮樁的入土深度確定樁端土承載力。(5)地基土物理力學(xué)指標數(shù)理統(tǒng)計表等。
4結(jié)論
巖土工程勘察報告是工程地質(zhì)勘察的最終成果,是建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計和施工的重要依據(jù)。報告是否正確反映工程地質(zhì)條件和巖土工程特點,關(guān)系到工程設(shè)計和建筑施工能否安全可靠、措施得當、經(jīng)濟合理。要努力提高巖土工程勘察報告的編寫能力應(yīng)注重以下幾個方面:
(1)要具備牢固的地質(zhì)地貌和工程理論地質(zhì)基礎(chǔ)理論方面。此外,要時常了解和掌握國際國內(nèi)的有關(guān)巖土勘察方面的新技術(shù)新知識,以便不斷更新和提高個人的理論知識。
(2)要熟悉和掌握有關(guān)的規(guī)范規(guī)程。
(3)要了解工作區(qū)的地質(zhì)情況。
(4)要掌握工程設(shè)計的基本要求和基礎(chǔ)施工的技術(shù)要點。
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關(guān)鍵詞:下立交; 雨水排水系統(tǒng); 雨水系統(tǒng);雨水泵站;分建式
Abstract: with the city under the increasing of the tunnel in interchange, and that supporting interchange under the rain water system design by related departments pay. Combining with practical engineering experience, the interchange tunnel under the rain system design and the rain of the pumping station layout mode, flow design, equipment selection, and so on some discusses, and provides some design examples.
Keywords: under the overpass; Rainwater drainage system; rain system; Rain water pumping station; Points of building
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
前言
目前隨著國民經(jīng)濟和城市化建設(shè)的不斷發(fā)展,城市道路的功能得到不斷完善,由于人口、車輛的日益增多,僅僅靠地面交通設(shè)施已無法滿足城市巨大的交通量需要,因此, 復(fù)雜的城市道路網(wǎng)具有越來越多的城市立交橋、地鐵隧道。地鐵、城市立交的出現(xiàn)有效地緩解了交通緊張的局面,但是也帶來了一些新的問題,比如這些設(shè)施的排水問題。據(jù)統(tǒng)計,城市下立交約占我國已建成立交橋的75%以上,而下立交排水問題也已逐漸成為一個影響城市交通安全順暢運行的重要因素,受到有關(guān)部門的重視?,F(xiàn)結(jié)合實際設(shè)計實例對城市下立交排水系統(tǒng)設(shè)計中的幾個相關(guān)問題略作介紹。
一、下立交雨水排水系統(tǒng)的作用與特點
下立交雨水排水系統(tǒng)的作用是在陰雨天氣時及時有效地排除立交范圍內(nèi)匯集的大量雨水,維持城市道路安全順暢的運行。
下立交排水與一般道路排水不同,具有以下特點:
1、高程上的不利條件:由于下立交最低點往往比周圍干道低2~8米,形成盆地,且兩側(cè)引道縱坡一般都較大,具有降雨時聚水較快的特點;
2、交通上的特殊性:立交多設(shè)在交通頻繁的主要道路上,防止積水,確保車輛通行,自然成為排水設(shè)計應(yīng)考慮的主要原因,若排除不及時就會威脅行車行人安全,以致中斷道路交通,而眾多立交一般又位于城市道路系統(tǒng)的咽喉部位,一旦交通中斷往往影響很大,因此排水設(shè)計標準要高于一般道路;
3、養(yǎng)護管理的要求:由于立交道路一般車輛多,速度快,對排水管道的養(yǎng)護管理、雨水設(shè)施的清淤,帶來一定困難,設(shè)計上應(yīng)考慮養(yǎng)護管理的便利;
4、地上水排除問題;地下水位高于設(shè)計路基時,為避免地下水造成路基翻漿和凍脹,需要同時考慮地下水的排除問題。
二、下立交雨水排水系統(tǒng)組成
下立交雨水排水系統(tǒng)由雨水收集系統(tǒng)和雨水泵站組成。其作用是收集集水范圍內(nèi)的雨水至集水池。由于立交引道坡度較大(通常在2%-3.5%之間),造成雨水的地面徑流流速較大,接近甚至超過管道排放的流速,在引道上設(shè)置雨水井效果并不理想,所以一般采取在立交最低處設(shè)置多篦集水井來收集雨水,就近進入泵站集水池;或在下穿部分采用盲管截留路基下的地下水,以降低地下水位措施,盲管采用穿孔管縱向鋪設(shè)且在最低點橫向設(shè)連通管將收集后的雨水就近入泵站集水池,盲管的周圍分層鋪設(shè)反濾層;或在下穿段U型槽和地道橋的道路兩側(cè)設(shè)置排水溝以及在U型槽和地道橋的交界處、地道橋的最低處設(shè)置橫截溝收集下穿段雨水,收集雨水就近進入泵站集水池。
雨水泵站的作用是及時排除收集的雨水,相對于城市雨水泵站,下立交雨水泵站屬于小型泵站。近幾年的設(shè)計與運行經(jīng)驗表明,利用潛水泵的下立交排水泵站在實踐中取得的效果較好,這是由潛水泵及潛水泵站的優(yōu)點所決定的,其優(yōu)點為:①工程投資省,一般可節(jié)省40%~6 0%,工期可以縮短1/2~2/3;②安裝維護方便,可臨時安裝;③運行安全可靠,輔助設(shè)備少,降低了故障率;④運行條件大為改善,泵房與控制室分開,振動、噪聲??;⑤自動化程度高,潛水泵機組啟動程序簡單,操作程序簡化;⑥簡化泵房結(jié)構(gòu)。
三、設(shè)計中注意的問題
城市下立交雨水排水系統(tǒng)設(shè)計與城市雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計原理相同,但有其特殊性。
1、設(shè)計標準與規(guī)模。雨水排水系統(tǒng)因其整個系統(tǒng)較周圍環(huán)境要低,需要重點考慮排水安全性,故其設(shè)計參數(shù)較一般排水系統(tǒng)要相應(yīng)提高,在《室外排水設(shè)計規(guī)范》(GB50014—2006)中對立體交叉道路的雨水管道設(shè)計參數(shù)有明確的規(guī)定,即重要干道、地區(qū)或短期積水即能引起嚴重 后果的地區(qū),重現(xiàn)期一般選用3-5年;立體交叉道路排水的地面徑流量計算,宜符合下列規(guī)定:
1)設(shè)計重現(xiàn)期不小于3年,重要區(qū)域標準可適當提高,同一立體交叉工程的不同部位可采用不同重現(xiàn)期。
2)地面集水時間宜為5-10min.與城市雨水排水系統(tǒng)不同的是,下立交引道坡度較大,集水較快,并考慮立交的重要程度,應(yīng)適當提高下立交排水的設(shè)計重現(xiàn)期,一般宜取其上限。
2、雨水泵站
對于立交排水,僅需設(shè)置雨水泵站;本文結(jié)合論題僅對下立交地道雨水泵站設(shè)計作一些簡述。
泵站的設(shè)計包括布置方式、泵站的集水池及流態(tài)、設(shè)備的選型和控制等。下文將對其中的一些關(guān)鍵問題進行闡述。
1)泵站布置方式的選擇
下立交的雨水泵站的布置方式可分為與下立交地道合建或分建兩種形式。合建式泵站節(jié)省用地,泵站埋深相對較淺,但是存在交通安全隱患,運行管理不便。分建式泵站運行管理較為方便,安全措施可靠,但是由于增加了連通管,使得泵站埋深相對較深,增加了揚程,經(jīng)常運行費用高,此外分建式泵站還需另外征地。
泵站布置方式的選擇與雨水出路相關(guān)。對于合建式泵站,由于日常的清渣工作比較困難,目前常選用全自動粉碎型格柵加潛污泵或取消格柵單選潛水切割泵。由于切割泵效率比較低,不符合節(jié)能要求,故采用較少;而全自動粉碎型格柵效果較好,且占地面積小,安裝簡便,功率小,噪音小,具有廣闊的使用前景。如雨水經(jīng)泵站提升后直排河道,雨水中經(jīng)過粉碎的固體顆粒物等雜質(zhì)會直接污染河道,故此時采用合建式泵站不合適。如雨水排入城市合流管道,雨水中的污染物可通過截流形式將截流污水排入污水廠進行處理,此時可采用合建式雨水泵站,集水池前適宜采用粉碎型格柵。如雨水排入雨水管道則分兩種情況:(1)其下游沒有雨水提升泵站直排入河道,則采用泵站形式為分建式。(2)其下游通過雨水泵站再排入河道則可選用合建式。因為雨水泵站中有截污設(shè)施。
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論文關(guān)鍵詞:公路工程地質(zhì)勘察報告報告編寫
論文摘要:公路工程地質(zhì)勘察報告是公路路基、構(gòu)筑物設(shè)計和施工的重要依據(jù)。報告要充分搜集利用相關(guān)的工程地質(zhì)資料,做到內(nèi)容齊全,論據(jù)充足,重點突出,正確評價公路構(gòu)筑物的場地條件、地基巖土條件和特殊問題,為公路工程設(shè)計和施工提供合理適用的建議。
公路工程地質(zhì)勘察報告是公路工程地質(zhì)勘察的最終成果,是公路路基及構(gòu)筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計和施工的重要依據(jù)。報告是否正確反映工程地質(zhì)條件和巖土工程特點,關(guān)系到工程設(shè)計和施工能否安全可靠、措施得當、經(jīng)濟合理。當然,不同的工程項目,不同的勘察階段,報告反映的內(nèi)容和側(cè)重有所不同。下面談一談有關(guān)公路工程地質(zhì)勘察報告的編寫工作。
一、公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容
1.路線工程地質(zhì)勘察。主要查明與路線方案及路線布設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題。選擇地質(zhì)條件相對良好的路線方案,在地形、地質(zhì)條件復(fù)雜的地段,重點調(diào)查對路線方案與路線布設(shè)起控制作用的地質(zhì)問題,確定路線的合理布設(shè)。
2.路基、路面工程地質(zhì)勘察。在初勘、定測階段,根據(jù)選定的路線位置,對中線兩側(cè)一定范圍的地帶,進行詳細的工程地質(zhì)勘察,為路基路面的設(shè)計與施工提供工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料。
3.橋涵工程地質(zhì)勘察。按初勘、詳勘階段的不同深度要求,進行相應(yīng)的工程地質(zhì)勘察,為橋涵的基礎(chǔ)設(shè)計提供地質(zhì)資料。一是對各比較方案進行調(diào)查,配合路線、橋梁專業(yè)人員,選擇地質(zhì)條件比較好的橋位;二是對選定的橋位進行詳細的工程地質(zhì)勘察,為橋梁及其附屬工程的設(shè)計和施工提供所需要的地質(zhì)資料。
4.隧道工程地質(zhì)勘察。隧道多是路線布設(shè)的控制點且影響路線方案的選擇。通常包括兩項內(nèi)容:一是隧道方案與位置的選擇,包括隧道與展線或明挖的比較;二是隧道洞口與洞身的勘察。
5.天然筑路材料工程地質(zhì)勘察。筑路材料勘察的任務(wù)是充分發(fā)掘、改造和就近利用沿線的一切材料對分布在沿線的天然筑路材料和工業(yè)廢料,按初勘和詳勘階段的不同深度進行勘察,為公路設(shè)計提供筑路材料的資料。
二、報告的編制程序
1.外業(yè)實物工作量的匯集、檢查和統(tǒng)計。此項工作應(yīng)于外業(yè)結(jié)束后即進行。首先應(yīng)檢查各項資料是否齊全,特別是試驗資料是否出全,同時可編制測量成果表、勘察工作量統(tǒng)計表和勘探點(鉆孔)工程地質(zhì)平面圖。
2.對照原位測試和土工試驗資料,校正現(xiàn)場地質(zhì)編錄。這是一項很重要的工作,但往往被忽視,從而出現(xiàn)野外定名與試驗資料相矛盾,鑒定砂土的狀態(tài)與原位測試和試驗資料相矛盾。
3.對整個報告進行框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃。由于公路工程地質(zhì)有其特殊性,屬于多專業(yè)合作工程。因此,對整個報告提前進行整體框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃是十分必要的。
4.編繪鉆孔工程地質(zhì)綜合柱狀圖。柱狀圖中標明各層的地質(zhì)年代、成因類型、承載力基本容許值、摩阻力標準值和地下水位及地質(zhì)描述。
5.劃分巖土工程地質(zhì)層,編制分層統(tǒng)計表,進行數(shù)理統(tǒng)計。地基巖土的分層恰當與否,直接關(guān)系到評價的正確性和準確性。因此,此項工作必須按地質(zhì)年代、成因類型、巖性、狀態(tài)、風(fēng)化程度、物理力學(xué)特征來綜合考慮,正確地劃分每一個單元的巖土層。另外應(yīng)注意,工程地質(zhì)層的劃分,不是越細越好,當然也不是越粗越好,除了遵循一般的劃分原則之外,還應(yīng)結(jié)合工程對象進行劃分。在正確劃分出工程地質(zhì)層后,編制分層統(tǒng)計表。最后,進行分層試驗資料的數(shù)理統(tǒng)計,查算分層承載力。
6.編繪工程地質(zhì)縱斷面圖和其他專門圖件。公路工程地質(zhì)縱斷面圖是公路工程地質(zhì)勘察報告的重要組成部分,對公路工程的設(shè)計和施工有著重要意義。
7.編寫工點工程地質(zhì)勘察報告。按以上順序進行工作可減少重復(fù),提高效率;避免差錯,保證質(zhì)量。
8.編寫全線工程地質(zhì)總說明書??傉f明書是報告的核心框架,它全面地分析了整條路線的工程特征,是設(shè)計人員掌握全線地質(zhì)情況的指南。
三、全線工程地質(zhì)總說明書論述的主要內(nèi)容
一個完整的全線工程地質(zhì)總說明書應(yīng)由下面幾部分組成:
1.前言:要敘述工程概況、勘察的目的和任務(wù),勘察依據(jù)、勘察的方法和完成的工作量。本部分重點要注意的是:公路的等級,勘察所屬階段,編制報告所使用的規(guī)范、規(guī)程一定要保證是現(xiàn)行版本,已經(jīng)廢棄的規(guī)范不能作為勘察依據(jù)。
2.工程地質(zhì)條件:自然地理、氣象和水文條件、地形地貌、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、區(qū)域地層巖性、工程地質(zhì)分區(qū)。地震活動性和抗震設(shè)計主要參數(shù)、沿線不良地質(zhì)和特殊性巖土問題、水文地質(zhì)特征。
3.巖土的主要物理力學(xué)指標:本部分主要是把整條路線的巖土參數(shù),按照巖土形成時間、成因及性質(zhì)進行數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計分析,然后依據(jù)分析結(jié)果對各類巖土進行概括性評價。
4.工程地質(zhì)評價:包括勘區(qū)穩(wěn)定性和適宜性的評價、重點工點工程地質(zhì)評價和路線方案評價。對于路線方案的比較,主要根據(jù)各路線方案所經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)情況的差異進行比較分析,最終推薦出地質(zhì)情況相對較好的路線方案。
5.沿線天然筑路材料:取土場要依據(jù)有關(guān)規(guī)范的要求,根據(jù)土料強度CBR、含水率W、液限WP、塑性指數(shù)Ip等參數(shù)對料場質(zhì)量進行評述。
6.結(jié)論及建議:結(jié)論是勘察報告的精華,一般包括以下幾點:(1)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造單元、地震參數(shù)和建筑適宜性的評價;(2)勘區(qū)不良地質(zhì)、特殊性巖土的分布及地質(zhì)災(zāi)害對工程影響的大小;(3)重要構(gòu)筑物的地基情況、基礎(chǔ)形式及其他處理措施;(4)勘區(qū)內(nèi)的地下水及地表水的腐蝕性評價;(5)路線方案的評選;(6)其他需要專門說明的問題。
7.附表及附圖:全線工程地質(zhì)總說明書的附表和附圖主要包括:完成工程量一覽表、地震液化判別計算表、水質(zhì)評價表、水質(zhì)分析報告、路基分段說明表、不良地質(zhì)地段表、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖、路線工程地質(zhì)平面圖、路線工程地質(zhì)縱斷面圖、取土場工程地質(zhì)柱狀圖、路基工程地質(zhì)柱狀圖等。
四、工點工程地質(zhì)勘察報告的內(nèi)容
應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、地質(zhì)條件、工程特點等具體情況確定,主要包括以下內(nèi)容:
1.擬建工程概述,介紹擬建構(gòu)筑物的地理位置、中心里程和規(guī)模。
2.勘察方法和勘察任務(wù)布置,介紹本工點所使用的勘察手段及布設(shè)工作量的多少。
3.地質(zhì)地貌概況,應(yīng)從以下三個方面加以論述:(1)地質(zhì)結(jié)構(gòu)。主要闡述的內(nèi)容是:地層(巖石)、巖性、厚度;構(gòu)造形跡,路線所經(jīng)地區(qū)的構(gòu)造狀況,構(gòu)造與線路關(guān)系及影響程度;巖層中節(jié)理、裂隙發(fā)育情況和風(fēng)化、破碎程度;(2)地貌。包括勘察場地的地貌部位、主要形態(tài)、次一級地貌單元劃分;(3)不良地質(zhì)現(xiàn)象。包括勘察場地及其周圍有無滑坡、崩塌、塌陷、潛蝕、沖溝、地裂縫等不良地質(zhì)現(xiàn)象。
4.地基巖土分層及其物理力學(xué)性質(zhì),這一部分是工點工程地質(zhì)勘察報告著重論述的問題,為工程地質(zhì)評價、基礎(chǔ)類型和地基處理方案建議提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。下面介紹分層的原則和分層敘述的內(nèi)容:
(1)分層原則。土層按地質(zhì)時代、成因類型、巖性、狀態(tài)和物理力學(xué)性質(zhì)劃分;巖層按巖性、風(fēng)化程度、物理力學(xué)性質(zhì)劃分。厚度小、分布局限的可作夾層處理,厚度小而反復(fù)出現(xiàn)可作互層處理。
(2)分層編號方法。常見三種編號法:第一,從上至下連續(xù)編號,即①、②、③……層;第二,土層、巖層分別連續(xù)編號,如土層Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……巖層Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……第三,按土、石大類和土層成因類型分別編號。如某工地填土1;沖積黏土2-1、沖積粉質(zhì)黏土2-2,沖積細砂2-3;殘積可塑狀粉質(zhì)黏土3-1、殘積硬塑狀粉質(zhì)黏土3-2;強風(fēng)化花崗巖4-1,中風(fēng)化花崗巖4-2,微風(fēng)花崗巖4-3。目前,大多數(shù)分層是采用第一種方法,并已逐步地加以完善??傊?,地基巖土分層編號、編排方法應(yīng)根據(jù)勘察的實際情況,以簡單明了,敘述方便為原則。
(3)分層敘述內(nèi)容。對每一層巖土,要敘述如下的內(nèi)容:
分布:通常有“普遍”、“較普遍”、“廣泛”、“較廣泛”、“局限”、“僅見于”等用語。
埋藏條件:包括層頂埋藏深度、標高、厚度。
巖性和狀態(tài):土層,要敘述顏色、成分、飽和度、稠度、密實度、分選性等;巖層,要敘述顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、節(jié)理裂隙發(fā)育情況、風(fēng)化程度、巖心完整程度;裂隙的發(fā)育情況,要描述裂隙的產(chǎn)狀、密度、張閉性質(zhì)、充填情況;關(guān)于巖心的完整程度,除區(qū)分完整、較完整、較破碎、破碎和極破碎外,還應(yīng)描述巖心的形狀,即區(qū)分出長柱狀、短柱狀、餅狀、碎塊狀等。取樣和試驗數(shù)據(jù):應(yīng)敘述取樣個數(shù)、主要物理力學(xué)性質(zhì)指標。對敘述的每一物理力學(xué)指標,應(yīng)有最大值、最小值、平均值和經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計后的修正值。
原位測試情況:包括試驗類別、次數(shù)和主要數(shù)據(jù)。也應(yīng)敘述其最大值、最小值、平均值和經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計后的修正值。
承載力:據(jù)土工試驗資料和原位測試資料分別查算承載力基本容許值和摩阻力標準值。
5.地下水簡述:地下水是決定場地工程地質(zhì)條件的重要因素。報告中一般涉及有關(guān)地下水的參數(shù)有:(1)地下水埋藏條件:是孔隙水,或是裂隙水,或是巖溶水;是承壓水,或是潛水,或是滯水,或是層間水,含水巖組的巖性,滲透性大小空間分布特征。(2)地下水的動態(tài):水位水量隨年度、季節(jié)等時段的變化規(guī)律和幅度大小,水質(zhì)變化情況,徑流方向的變化。(3)補徑排條件:補給區(qū)在哪,補給量多大,補給范圍多大;徑流區(qū)在哪,徑流量多大,徑流方向如何;排泄區(qū)在哪,排匯量多少。(4)水質(zhì)特征:一般性指標,腐蝕性指標,特殊指標(如礦泉水)。
6.場地穩(wěn)定性和適宜性的評價:場地穩(wěn)定性評價主要是選址和初勘階段的任務(wù)。應(yīng)從以下幾個方面加以論述:(1)場地所處的地質(zhì)構(gòu)造部位,有無活動斷層通過,附近有無發(fā)震斷層;(2)地震基本烈度,地震動峰值加速度;(3)場地所在地貌部位,地形平緩程度,是否臨江河湖海,或臨近陡崖深谷;(4)場地及其附近有無不良地質(zhì)現(xiàn)象,其發(fā)展趨勢如何;(5)地層產(chǎn)狀,節(jié)理裂隙產(chǎn)狀,地基土中有無軟弱層或可液化砂土;(6)地下水對基礎(chǔ)有無不良影響。報告對場地穩(wěn)定性作出評價的同時,應(yīng)對不良地質(zhì)作用的防治,增強建筑物穩(wěn)定性方面的措施提供建議。
7.其他專門要求,論述的問題對于設(shè)計部門提出的一些專門問題,報告應(yīng)予以論述。
8.結(jié)論與建議。一般來說,上列概述、地基巖土分層及其物理力學(xué)性質(zhì)、地下水簡述和結(jié)論與建議等四項,是每個勘察報告必須敘述的內(nèi)容??傊?,要根據(jù)勘察項目的實際情況,盡量做到報告內(nèi)容齊全、重點突出、條理通順、文字簡練、論據(jù)充實、結(jié)論明確、簡明扼要、合理適用。
9.對于公路工程中的收費站及服務(wù)區(qū)的勘察及報告編寫,屬于工業(yè)與民用建筑范疇,要依據(jù)現(xiàn)行版的《巖土工程勘察規(guī)范》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》、《建筑地震設(shè)計規(guī)范》和其他相關(guān)規(guī)范。
五、工程地質(zhì)圖表編制要點
1.綜合工程地質(zhì)平面圖,在總說明中的附圖,要求提綱契領(lǐng),應(yīng)綱要性標出各種工程地質(zhì)現(xiàn)象,或可作專門圖件,不能圖省事以“路線工程地質(zhì)平面圖”來替代“綜合工程地質(zhì)平面圖”。
2.勘探點平面布置圖,勘探點平面布置圖是在地形圖上標明工程構(gòu)筑物、各勘探點、各現(xiàn)場原位測試點以及勘探剖面線的位置,并注明各勘探點、原位測試點的坐標及高程。該圖應(yīng)在較大比例尺的工程地質(zhì)圖上進行編制,地形地貌復(fù)雜時應(yīng)專門作測繪工作。
3.鉆孔柱狀圖,反映場地的地層變化情況,在圖上應(yīng)標明地層代號、巖土分層序號、層底深度、層底標高、層厚、地質(zhì)柱狀圖、鉆孔結(jié)構(gòu)、巖心采取率、巖土取樣深度和樣號、原位測試深度和相關(guān)數(shù)據(jù)。在柱狀圖的上方,應(yīng)標明鉆孔編號、里程、坐標、孔口標高、地下水靜止水位埋深、施工日期等。柱狀圖比例尺一般采用整比例,如1∶100或1∶150。
4.工程地質(zhì)剖面圖,此圖是作為地基基礎(chǔ)設(shè)計的主要圖件。其質(zhì)量好壞的關(guān)鍵在于:剖面線的布設(shè)是否恰當;地基巖土分層是否正確;分層界線,尤其是透鏡體層、巖性漸變線的勾連是否合理;剖面線縱橫比例尺的選擇是否恰當。理論上剖面比例尺的選擇,應(yīng)盡量使縱、橫比例尺一致或相差不大,以便真實反映地層產(chǎn)狀,但由于公路工程中的構(gòu)筑物一般呈條帶狀,如大中橋等,致使縱、橫比例尺一般相差較大,一般橫比例尺采用(1∶2000),受報告篇幅影響,縱比例尺一般采用(1∶200)~(1∶500),具體比例要按鉆孔的深度而定。在剖面圖上,必須標上剖面線號,如6-6′或F-F′。剖面中各孔柱,應(yīng)標明分層深度、鉆孔孔深和巖性花紋,以及巖土取樣位置及原位測試位置和相關(guān)數(shù)據(jù)。在剖面圖旁側(cè),應(yīng)用垂直線比例尺標注標高,孔口高程須與標注的標高一致。剖面上鄰孔間的距離用數(shù)字寫明,并附上巖性圖例。
5.土工試驗成果表,主要有抗剪強度曲線、壓縮曲線等,一般由土工試驗室提供。
6.現(xiàn)場原位測試圖件,包括載荷試驗、標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、十字板剪切試驗等的成果圖件。
7.樁基力學(xué)參數(shù)表,如果建議采用樁基礎(chǔ),應(yīng)按選用的樁型列出分層樁周摩擦力,并考慮樁的入土深度確定樁端土承載力。除上述附表之外。有的分層復(fù)雜時,應(yīng)編制地基巖土劃分及其埋藏條件表。
8.其他專門圖件,對于特殊地質(zhì)條件及專門性工程,根據(jù)各自的特殊需要,繪制相應(yīng)的專門圖件等。
六、結(jié)語
本文簡單介紹了公路工程地質(zhì)勘察報告的編制方法,由于公路工程的勘察階段較多,線路工程所跨越的地質(zhì)單元繁雜,一般每個工程對報告的編制都會有特殊的要求,因此本文很難將各種情況一一盡述,更詳盡的內(nèi)容,有待于進一步論述。
參考文獻
[1]公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范(JTJ064-98)[S].
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篇8
關(guān)鍵詞:電法找水高密度電法CSAMT法激發(fā)極化法瞬變電磁法地質(zhì)雷達法
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
1概述
我國乃至世界目前都面臨著嚴重的水資源的短缺,利用新技術(shù)、新方法合理勘探開發(fā)并利用水資源,是經(jīng)濟騰飛的關(guān)鍵。地下水是重要的生產(chǎn)、生活水源之一。地下各種含水構(gòu)造對采礦、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、地下工程等部門也有重大意義。在我國遠離江河的城鎮(zhèn)、農(nóng)村,亟待解決用水的問題,已迫在眉睫,隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,為滿足四個現(xiàn)代化建設(shè)的要求,對水資源的需要將提到重要的議事日程上來。因此,今日應(yīng)用物探手段,電法方法找到天然、純凈、豐富的地下水資源,已是我們物探工作者的重要任務(wù)之一了。
2電法找水
2.1電法找水的含義及理論依據(jù)
所謂電法就是用電場測量地下巖石的視電阻率,由于巖石視電阻率不同,可以劃出巖石界面的一種方法。水的電阻率很低,利用水與圍巖的明顯電性差異來尋找賦水位置的一種方法稱電法找水。目前電法找水有很多種方法,其中最常用的是視電阻率法和視極化率法(也稱激發(fā)極化法)。電法找水的理論依據(jù)是利用巖石的這種電性差異,當我們在地面用兩電極向地下供電時,在兩極間就形成了一個電場,在這個電場中我們用儀表測出某點的點位和電流強度,而求出該點的視電阻率。如果在電場之間有水,那么就可在水位上面顯現(xiàn)低阻值。正是根據(jù)這樣的手段進行電法找水的。
2.2應(yīng)用電法找水的準確性
電法找水的理論依據(jù)是科學(xué)的,因為電阻率是反映地下巖石的導(dǎo)電能力的,所以我們得到電阻率值恰恰反映了巖石的電性,因而使我們找到的水位準確。找到水位后,可在水位上面應(yīng)用測深法求出該水位的埋藏深度,同時根據(jù)多個測深點可以得到賦水構(gòu)造的走向和傾向,因此,電法找水準確率高,是其他地質(zhì)方法所無法比擬的。
3電法找水方法簡介
3.1高密度電法
高密度電阻率法實際上是集中了電剖面法和電測深法,就其原理而言與傳統(tǒng)的電阻率法完全相同,它仍然是以巖(礦)石的導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)的一類電探方法,研究在施加電場的作用下,地中傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律。高密度電阻率法最大的特點是電極可以沿測線同時布設(shè)幾十到幾百根,儀器按選定的供電、測量排列方式自動采集所有電極的電位值。電極距可以視探測深度和探測目標體的尺度設(shè)置到很小的距離(最小極距可設(shè)置到幾十厘米),并且可以同時采集地面和井中的數(shù)據(jù),充分體現(xiàn)了高密度的特點,多方位大量的數(shù)據(jù)為反演成像打下了良好的基礎(chǔ)。方法可用于剖面測量、面積性三維電性細結(jié)構(gòu)成像。該方法的優(yōu)勢是可以探測200m以內(nèi)的電阻率精細結(jié)構(gòu),以推斷精細的地質(zhì)構(gòu)造。與常規(guī)電法相比,高密度電法具有以下優(yōu)點:
1)電極布設(shè)一次性完成,減少了因電極設(shè)置引起的干擾和由此帶來的測量誤差。
2)能有效進行多種電極排列方式的測量,從而可以獲得較豐富的關(guān)于地電結(jié)構(gòu)狀態(tài)的信息。
3)數(shù)據(jù)的采集和收錄全部實現(xiàn)了自動化或半自動化,不僅采集速度快,而且避免了由于人工操作所出現(xiàn)的誤差和錯誤。
4)可以實現(xiàn)資料的的現(xiàn)場實時處理和脫機處理,根據(jù)需要自動繪制和打印各種成果圖件,大大提高了電阻率法的智能化程度。
此外,隨著地球物理反演方法的發(fā)展,高密度電法資料的電阻率成像技術(shù)也從一維和二維發(fā)展到三維,極大地提高了地電資料的解釋精度。
3.2 可控源音頻大地電磁法(CSAMT)
可控源音頻大地電磁法,是在大地電磁法(MT)和音頻大地電磁法(AMT)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種可控源頻率測深方法??煽卦匆纛l大地電磁法是1975年由MyronColdstein提出,它基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組建立了視電阻率和電場與磁場比值之間的關(guān)系(),并且根據(jù)電磁波的趨膚效應(yīng)理論得出電磁波的傳播深度(或探測深度)與頻率之間的關(guān)系(),這樣可以通過改變發(fā)射頻率來改變探測深度,以達到頻率測深的目的。
目前,可控音頻大地電磁法采用可控制人工場源,測量由電偶極源傳送到地下的磁場分量,兩個電極電源的距離為1~2km,測量是在距離場源5~10km以外的范圍進行,此時場源可以近似為一個平面波。由于該方法的探測深度較大(通??蛇_2km),并且兼有剖面和測深雙重性質(zhì),因此具有諸多優(yōu)點:①使用可控制的人工場源,信號強度比天然場大得多,測量參數(shù)為電場與磁場之比―卡尼亞電阻率,增強了抗干擾能力,并減少地形影響。②基于電磁波的趨膚深度原理,利用改變頻率而非改變幾何尺寸進行不同深度的電測深,一次發(fā)射可同時完成7個點電磁測深,提高了工作效率。③探測深度范圍大,一般可達1~2km。④橫向分辨率高,可靈敏地發(fā)現(xiàn)斷層。⑤由于接收機在接收電場的同時還要接收磁場,因此高阻屏蔽作用小,可以穿透高阻層。
與大地電磁法和音頻大地電磁法相同,可控音頻大地電磁法也受靜態(tài)效應(yīng)和近場效應(yīng)的影響,可以通過多種靜態(tài)校正方法來清除“靜態(tài)效應(yīng)”的影響??煽匾纛l大地電磁法一出現(xiàn)就展示了比較好的應(yīng)用前景,尤其是作為普通電阻率和激發(fā)極化法的補充,可以解決深層的地質(zhì)問題,如在尋找隱伏金屬礦,油氣構(gòu)造勘查,推覆體或火山巖下找煤,地?zé)峥辈楹退墓こ痰刭|(zhì)勘查等方面,均取得良好的地質(zhì)效果。
由于電法勘探本身的局限性,CSAMT方法同樣存在無法避免的不足之處,即在劃分第四系到第三系各地層之間因電阻率的差異小而不穩(wěn)定。
3.3激發(fā)極化法
在進行電阻率法測量時,人們常常發(fā)現(xiàn):在向地下供入穩(wěn)定電流的情況下,仍可觀測到測量電極間的點位差是隨時間而變化(一般是變大),并經(jīng)相當長時間(一般約幾分鐘)后趨于某一穩(wěn)定的飽和值。在斷開供電電流后,測量電極間的電位在最初一瞬間很快下降,而后便隨時間相對緩慢下降,并在相當長時間后(通常約幾分鐘)衰減接近于零。這種在充電和放電過程中產(chǎn)生隨時間緩慢變化的附件電場現(xiàn)象稱為激發(fā)極化效應(yīng)(簡稱激發(fā)效應(yīng)),它是巖、礦石及其所含水溶液在電流作用下所發(fā)生的復(fù)雜電化學(xué)過程的結(jié)果。激發(fā)極化法(簡稱激電法)是以不同巖、礦石激電效應(yīng)之差異為物質(zhì)基礎(chǔ)(見圖1),在人工電場作用下,通過觀測和研究激發(fā)極化電場以達到找礦或解決其他地質(zhì)問題的一種電法勘探方法。
圖1激電二次場充放電實驗觀測曲線
值得一提的是,利用激發(fā)極化法找水或確定地層的含水性,最好與高密度電阻率法相結(jié)合,這樣可以降低解釋的多解性,提高找水的成功率。高密度電阻率法在確定高阻或低阻地質(zhì)體方面具有優(yōu)越性,但低阻地質(zhì)體并不代表富含地下水,可能是由于泥巖引起地層的電阻率下降。這時,可以通過使用激發(fā)極化法來區(qū)分含水地層和泥巖,因為激電二次場與巖石的孔隙有關(guān),在純泥巖中極化率比較小,在含水砂礫巖中極化率比較大,此外,二次場的衰減速度也與孔隙的大小、形狀和寬窄有關(guān),這就是激發(fā)極化電法找水機理所在。應(yīng)用激發(fā)極化法找水的過程中,應(yīng)注意以下幾個方面:
①在存在地電干擾的情況下,各種激電參數(shù)可能在含水層的反映不一致,根據(jù)各參數(shù)的表達式以及實際工作經(jīng)驗可以得出,極化率的穩(wěn)定性、重復(fù)性、準確性較高,異常幅度大,好于其他各參數(shù)。
②在含水層的解釋中,主要參數(shù)是極化率,結(jié)合視電阻率,并參照激發(fā)比、衰減度和半衰時。
③極化率是觀測衰減二次場,一般是一次場的百分之幾。為了提高觀測精度,必須通過提高一次場來達到提高二次場的目的,因此,在實際測量中,應(yīng)采用溫納測深裝置來提高一次場的電壓值。
④在變質(zhì)巖、火成巖區(qū)中硫化物的含量較高,極化率等激電參數(shù)往往大于含水層的值,小于鐵礦等硫化礦體的值,在上述區(qū)域找水應(yīng)引起足夠注意。
3.4瞬變電磁法(TEM)
瞬變電磁法是時間域的人工源主動探測法。其基本原理是通過地面水平線框向地下發(fā)射脈沖磁矩,該一次場關(guān)斷后,測量一段時間內(nèi)由地下介質(zhì)感應(yīng)生成二次場。地質(zhì)體所感應(yīng)出電流越大,其異常也越明顯,因此,瞬變電磁法對含水的高導(dǎo)地層靈敏,并且有較強的抗干擾能力。該方法的探測深度與所使用的磁矩(即發(fā)射框面積乘以發(fā)射電流大?。┐笮〕烧龋话阌行Х直鎱^(qū)間為400m以內(nèi)。突出優(yōu)點是觀測純二次場,且不受靜態(tài)、近場效應(yīng)、地形、接地條件影響。
瞬變電磁法不足之處是評估地層含水量時一般只能通過電阻率對比,定量研究需要做抽水試驗。瞬變電磁法在變質(zhì)巖地區(qū),對異常推斷較困難。隨著探測深度加大,層間滲透水和金屬礦的影響越來越明顯。瞬變電磁法資料中容易因激發(fā)極化效應(yīng)出現(xiàn)測深曲線的非正常變化。另外還存在數(shù)據(jù)量大,資料解釋較為復(fù)雜的特點。不便于野外工作的快速分析和現(xiàn)場決策。
3.5地質(zhì)雷達法(GPR)
地質(zhì)雷達法與探空雷達技術(shù)相似,利用寬帶高頻時域電磁脈沖波的反射探測目標體,只是頻率相對較低,用于解決地質(zhì)問題,又稱“探地雷達”,將雷達技術(shù)用于地質(zhì)探測,早在1910年就已經(jīng)提出,在隨后的60年中該方法多限于對波吸收很弱的鹽、冰等介質(zhì)中。直到20世紀70年代以后,地質(zhì)雷達才得到迅速推廣應(yīng)用。
地質(zhì)雷達是由地面的發(fā)射天線將電磁波送入地下,經(jīng)地下目標體反射被地面接收天線所接收,通過分析所接收到電磁波的時頻、振幅特性,可以評價地質(zhì)體的展布形態(tài)和性質(zhì)。由于雷達穿透深度與發(fā)射的電磁波頻率有關(guān),使其穿透深度有限,但分辨率很高,可達0.05m以下。早期地質(zhì)雷達只能探測幾米內(nèi)的目標,應(yīng)用范圍比較窄。此外,地質(zhì)雷達與地震反射原理相似,一些地震資料處理解釋方法可以借用。目前,地質(zhì)雷達探測深度最大可達100m,使之成為水文和工程地質(zhì)勘查中有效地地球物理方法。
4結(jié)論
物探找水時首先要根據(jù)水文地質(zhì)條件確定含水層,再根據(jù)含水層的埋深及與圍巖的物性差異選擇物探方法及確定裝置系數(shù)。目前,我國各地找水均采用電法找水,有的依據(jù)巖石的電阻率,有的依據(jù)巖石的極化率,近年來又興起了半衰時法、聲選頻大地電場法等找水。總之,電法找水效益可行,效果極佳,隨著電法儀的不斷更新,方法的不斷改善,電法找水越來越準確,缺水地區(qū)的用水問題已不再是個困難的事情了。
通過對上述方法的簡述,電法勘探在找水方面的應(yīng)用,歸納起來有以下幾個方面:
1)高密度電法由于其高效率,深探測和精確的地電剖面成像,成為水文和工程地質(zhì)勘查中最有效的方法。考慮到該方法分辨率不高,在具體的應(yīng)用中可以結(jié)合其他電法勘探、電測井等方法,達到精細地質(zhì)解釋的目的。
2)在水文勘探中,激發(fā)極化法和可控源音頻大地電磁法是首選的電法勘探方法,如果將激發(fā)極化法和高密度電法結(jié)合起來尋找地下水資源,效果會更好。
3)瞬變電磁法在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘探中都有著廣泛的應(yīng)用,尤其是大功率瞬變電磁儀不僅可以在深部地質(zhì)勘探中發(fā)揮作用,還具有較高分辨能力。如果將該方法與高密度電法結(jié)合使用,有望解決深部精細地質(zhì)勘探問題。
4)地質(zhì)雷達主要用于各類工程地質(zhì)勘探,是工程地質(zhì)勘探首選地電法勘探方法。同時,該方法可以借用地震勘探中已有的資料處理和解釋技術(shù),使其迅速發(fā)展,可以在更多領(lǐng)域發(fā)揮作用。
5)深層找水和淺層找水,決定了應(yīng)采用深淺相結(jié)合的地球物理方法。CSAMT法探測深度大,可查明從地表到地下2000m深的地質(zhì)情況;高密度電法探測深度較淺,但分辨率極高,因此兩種方法相結(jié)合,就可形成深淺相結(jié)合的立體電法。
綜上分析,認為物探電法勘探是探測地下水行之有效的方法。要想取得理想的效果,首先要根據(jù)測區(qū)不同的地貌地質(zhì)單元、地球物理特征等要素,合理布置電法剖面,采用不同的排列方式,有針對性地開展野外工作;然后對不同的電性參數(shù)認真分析研究,結(jié)合已知地質(zhì)資料,將電法資料轉(zhuǎn)化為地質(zhì)成果。
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篇9
建筑物的建造過程其荷載使地基土中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化,從而引起地基變形,出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降;還可能引起地基剪切破壞,造成地基失穩(wěn)。
1.1基礎(chǔ)沉降
(1)建筑物荷載(過大)作用引起的(過大)沉降:這是由欠固結(jié)土在自重壓力和建筑物荷載的作用下,完成固結(jié)過程而引發(fā)的基礎(chǔ)沉降。天然土層在歷史上所經(jīng)受的固結(jié)壓力(指土體在固結(jié)過程中所受的有效壓力),稱為前期固結(jié)壓力。當前期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆蓋土層的自重壓力時,稱該土層為欠固結(jié)土。如新近沉積粘性土、人工填土等,由于沉積時間短,在土自重作用下還沒有達到固結(jié)。欠固結(jié)土的沉降,不僅僅是由于地基附加應(yīng)力所引起,而且也包括由于在原有土自重壓力作用下的固結(jié)還沒有達到穩(wěn)定,而繼續(xù)發(fā)生固結(jié)所引起的沉降。
(2)由于地基不均勻從而在建筑施工后引起的基礎(chǔ)不均勻沉降:在軟土、濕陷性黃土、膨脹土以及軟硬不均等不良地基上的建筑物,當?shù)鼗淖冃纬^了所允許的限度時,很容易因出現(xiàn)過量的不均勻沉降而開裂甚至破壞。在不良地基條件下,為防止或減輕不均勻沉降的危害,在基礎(chǔ)類型上要采用樁基礎(chǔ)或其他深基礎(chǔ);或?qū)Φ鼗M行處理;并在設(shè)計施工時,要采取相應(yīng)的建筑措施、結(jié)構(gòu)措施和施工措施。
(3)因抽取地下水致使地下水位下降造成的基礎(chǔ)沉降:地下水位下降后,降深范圍內(nèi)土層由于土的天然重度的變化,致使地基應(yīng)力發(fā)生變化,引起土層固結(jié),導(dǎo)致地面出現(xiàn)沉降,對周圍的建筑物、地下管線及其他設(shè)施,必然產(chǎn)生影響。實際降水時,要對環(huán)境進行監(jiān)測。當預(yù)計沉降較大時,應(yīng)在抽水期間對相鄰建筑物地面及地下水位進行監(jiān)測,分析沉降趨勢,提出保證建筑物安全的措施。
(4)修建相鄰建筑物引起的原有建筑物的基礎(chǔ)沉降:新建部分的荷載,在已有建筑物緊鄰新建部分已壓縮穩(wěn)定的地基土中,引起的應(yīng)力疊加和由此產(chǎn)生新的不均勻附加沉降造成新老建筑物的相對變形或撓曲。這種變形或撓曲嚴重時會導(dǎo)致已有建筑物的裂損。分析預(yù)測新建部分的荷載在現(xiàn)有地基中引起的新的壓縮和相應(yīng)的沉降及建筑物靠近鄰建部分的可能撓曲就顯得尤為重要。由于已有建筑物的緊臨新建的一側(cè)可能會有與新建部分相同或相近的沉降量,因而上述的分析、預(yù)測??蓮念A(yù)測新建部分的沉降入手。
(5)已有建筑物的加層引起的基礎(chǔ)沉降:查明地基土的實際承載力,如臨塑荷載、極限荷載等,確定現(xiàn)有的承載力值和可供加層的承載力安全系數(shù)。對于樁基應(yīng)考慮它的特殊情況,如產(chǎn)生的超孔隙水壓力隨時間的推移而單樁承載力相應(yīng)增大,以及軟土中的孔隙水壓力的消失引起土對樁的負摩阻力。將加層后建筑物的沉降,尤其是差異沉降及由其引起的傾斜或局部撓曲控制在容許限度以內(nèi),這一問題的解決應(yīng)結(jié)合建筑物的功能要求,結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特點與材料狀況綜合考慮。
1.2基坑失穩(wěn)
深基坑開挖應(yīng)力釋放而致的回彈作用,造成地基隆起。深基坑開挖過程就是一種逐漸卸荷載過程,隨著開挖深度的增加,地基受到較大的減壓作用,引發(fā)土的膨脹,造成坑底回彈。通過室內(nèi)壓縮性試驗,當加壓到某~壓力值后不再加壓,而是逐漸卸壓,即可觀察到土樣的回彈,并可繪制回彈曲線(孔隙比與壓力關(guān)系曲線)。基坑回彈造成的地基隆起不僅僅限于基坑本身,而且要影響到四周緊鄰的建筑物,甚至帶來破壞性影響。必要時可在開挖過程中進行坑內(nèi)外地面的變形監(jiān)測,監(jiān)控邊坡土體(在有支護和無支護條件下)的位移。當基坑不太深、土質(zhì)條件比較好、基坑周圍無相鄰建筑物且有足夠的空地時,應(yīng)考慮放坡開挖;而基坑垂直深開挖時都需要支護。無支護條件下邊坡土體的位移是因坡頂堆放建材荷載增加,及打樁、車輛行駛等振動改變了原來的平衡狀態(tài);土體中含水量的增加使土的抗剪強度降低,深基坑開挖由于未及時支護、支檔構(gòu)件與坑壁土體接觸不好、回填不緊密或支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理造成的坑壁土體的過量位移,以上因素應(yīng)在設(shè)計、施工中引起足夠的重視。
2一般巖土地基勘察要點
巖土工程勘察涉及的具體工程項目內(nèi)容廣泛,如地下洞室、岸邊工程、動力機器基礎(chǔ)、滑坡、采空區(qū)、尾礦壩、強震區(qū)等,下面僅就一般的工業(yè)與民用建筑勘察簡述如下。巖土工程的勘察是按照設(shè)計階段的要求進行的,一般可分為可行性研究、初步勘察、詳細勘察和施工勘察四個階段。
2.1可行性研究(選址勘察)可行性研究的目的是對擬建場地穩(wěn)定性和適宜性做出評價??尚行匝芯康闹饕獌?nèi)容是搜集場址地區(qū)的地質(zhì)(地形地貌、地震、礦產(chǎn))資料和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗:在搜集后分析研究資料的基礎(chǔ)上,了解場地的地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)及地下水等工程地質(zhì)條件。
2.2初步勘察初步勘察的目的是對場地內(nèi)各不同建筑地段的穩(wěn)定性和地基土的巖土技術(shù)條件,做出巖土工程評價,并為建筑物總平面布置、選擇主要建筑物地基基礎(chǔ)方案和不良地質(zhì)現(xiàn)象防治對策提供依據(jù),對可能采取的建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計方案進行論證。初步勘察的內(nèi)容是初步查明地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖石和土的物理力學(xué)性質(zhì);初步查明水文地質(zhì)條件及凍結(jié)深度:查明場地不良地質(zhì)現(xiàn)象的類型成因、規(guī)模分布范圍、對場地穩(wěn)定性的影響程度及其發(fā)展趨勢;對抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度及Ⅶ度以上的建筑物,應(yīng)判定場地和地基的地震效應(yīng)。
篇10
關(guān)鍵詞:地源熱泵系統(tǒng);影響因素;發(fā)展狀況;問題;發(fā)展前景
Abstract: This paper discusses the working principle, classification and characteristics of ground source heat pump system by engineering example, analysis of the ground source heat pump system construction process and characteristics, this paper expounds the development situation of ground-source heat pump at present, points out some problems faced in the development of ground-source heat pump in China, the prospect of the ground source heat pump.
Key words: ground source heat pump system; influencing factors; development; problem; development prospects
中圖分類號:TU74
地源熱泵是利用地能進行供熱制冷的新型能源利用技術(shù),是利用淺層和深層的大地能量,包括土壤、地下水、地表水等天然能源作為冬季熱源和夏季冷源,然后再由熱泵機組向建筑物供冷供熱的系統(tǒng),是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。
地源熱泵系統(tǒng)工作原理、分類及特點
1.1 地源熱泵系統(tǒng)工作原理
地源熱泵利用地下土壤、地下水溫度相對穩(wěn)定的特性,冬季通過消耗少量的高位能量把土壤儲存的低品位熱能轉(zhuǎn)移到需要供暖的室內(nèi);夏季將室內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移釋放到土壤中,從而達到冬季供暖、夏季制冷的目的。地源熱泵不需要燃用化石燃料,達到降低化石燃料消耗量、減少溫室氣體排放、減輕城市大氣污染壓力、減少運行成本的目的。地源熱泵的工作原理參見圖1。
地源熱泵也被稱為地?zé)岜谩8鶕?jù)利用地?zé)嵩吹姆N類和方式不同可以分為以下三類:土壤源熱泵(GCHP),地下水熱泵(GWHP),地表水熱泵(SWHP)。
本文探討的工程實例為土壤源熱泵,本地源熱泵工程地處天津市東麗區(qū)軍糧城示范鎮(zhèn),項目總建筑面積15000m2,分為辦公樓、派出所和博物館三個公建區(qū)域,采用地源熱泵與中央空調(diào)系統(tǒng),井位數(shù)共計288口,井深130m,換熱孔徑140-180mm,每孔下如雙U型換熱管,每孔冬季取熱量40W/m,夏季散熱量60W/m。
1.2土壤源熱泵的分類及特點
土壤源熱泵以大地作為熱源和熱匯,熱泵的換熱器埋于地下,與大地進行冷熱交換。土壤源熱泵系統(tǒng)主機通常采用水—水熱泵機組或水—氣熱泵機組。根據(jù)地下熱交換器的布置形式,主要分為垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三類。
垂直埋管換熱器通常采用的是U型方式,按其埋管深度可分為淺層(100m)三種。埋管深,地下巖土溫度比較穩(wěn)定,鉆孔占地面積較少,但相應(yīng)會帶來鉆孔、鉆孔設(shè)備的經(jīng)費和高承壓埋管的造價提高??偟膩碚f,垂直埋管換熱器熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢在于:(1)占地面積??;(2)土壤的溫度和熱特性變化??;(3)需要的管材最少,泵耗能低;(4)能效比很高。而劣勢主要在于:由于相應(yīng)的施工設(shè)備和施工人員的缺乏,造價偏高。
水平埋管換熱器有單管和多管兩種形式。其中單管水平換熱器占地面積最大,雖然多管水平埋管換熱器占地面積有所減少,但管長應(yīng)相應(yīng)增加來補償相鄰管間的熱干擾。水平埋管換熱器熱泵系統(tǒng)由于施工設(shè)備廣泛使用而且施工人員易找,又加上工程有足夠大的施工場地,因此造價就可以減下來。除需要較大場地外,水平埋管換熱器系統(tǒng)的劣勢還在于:運行性能上不穩(wěn)定(由于淺層大地的溫度和熱特性隨著季節(jié)、降雨以及埋深而變化);泵耗能較高;系統(tǒng)效率降低。
蛇行埋管換熱器比較適用于場地有限又較經(jīng)濟的情況下。雖然挖掘量只有單管水平埋管換熱器20%~30%,但是用管量會明顯增加,這種方式優(yōu)缺點類似于水平埋管換熱器。
地源熱泵系統(tǒng)地埋管施工工藝及特點
本文只針對工程實例中土壤源熱泵系統(tǒng)地埋管的施工工藝及特點進行分析。
2.1地埋管鉆井施工技術(shù)
2.1.1 地埋管鉆井具體施工工藝
2.1.2 換熱鉆孔剖面圖
2.1.3 鉆井成井方法
采用泥漿護壁正循環(huán)方法成井,施工機械采用GP-150型鉆機,配置BW-600/30泥漿泵,選用外肋骨鉆頭,孔壁完整,孔徑滿足要求,鉆孔垂直。
2.1.3.1鉆井方式:使用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井。
2.1.3.2正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井的原理介紹:
在地層不漏失或?qū)β┦нM行不效處理之后,正循環(huán)沖洗液充滿鉆桿與孔壁之間的外環(huán)狀空間,液柱本身重量對孔壁產(chǎn)生較高的側(cè)壓力,在液柱與地層之間的壓差作用下,泥漿向地層滲透,其粘土顆粒將在孔壁形成一層泥皮,液柱側(cè)壓力和泥皮都能有效地加固孔壁,防止孔壁坍塌。
沖洗液在較高壓力作用下,以較高的速度從鉆頭小眼中呈射流狀態(tài)噴射孔底,不僅能有效地沖起孔底巖屑,對松軟地層還具有不小的破碎作用,有利于提高軟層的鉆井效率。
依靠的排水壓力,通過管線向孔輸送沖洗液,管線及其接頭部位即使有少量泄漏,也不會導(dǎo)致沖洗液循環(huán)和鉆井過程中斷。在地層漏失情況下只要沖洗液連續(xù)補給,仍可繼續(xù)鉆井。
2.1.3.3正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井施工簡述
正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井:在鉆機驅(qū)動鉆具回轉(zhuǎn)鉆井的同時,利用泥漿泵通過水龍頭、鉆桿內(nèi)孔向孔底輸送沖洗洗液(清水,常用的是泥漿),沖洗孔底。攜帶巖屑的沖洗液沿鉆桿與孔壁之間的外環(huán)狀空間上升,從孔口流向沉淀池,形成正循環(huán)排碴系統(tǒng);因此,稱之為沖洗液正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井。
2.1.4 下管
下管是地源熱泵工程中關(guān)鍵工序之一,因為下管的深度決定采取熱量的多少,所以必須保證下管的深度。為保證下管深度和打井深度能夠盡量接近,必須要做到提完鉆桿后不停頓立即下管,此工藝通過測量上來鉆桿的總長度確定打井深度,在下管前通過PE管上的標尺核實整個管道的長度,下管后根據(jù)留出的管道長度計算下管深度。
下管之前,在U型管上每隔3m~4m設(shè)一固定支卡將兩支管分開,以提高換熱效果。
下管的方法:人工下管、機械下管和重物下管。因本工程地質(zhì)為粘土,成孔后孔壁完整,且孔內(nèi)沒有泥漿等雜物,所以本工程采用人工下管。下管前將U型管與灌漿管捆綁在一起下管。下管時,U型管是應(yīng)長出垂直孔1-2m以便于查找和水平集管的連接。