勘察工作中对验槽及对控制性勘探孔的看法

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

安文博1,王睿2,范荣盛3

山东卓达岩土工程有限公司,山东菏泽, 274000

摘要

本文基于现行的地基基础验收标准、现行勘察规范、标准,以及作者多年的工作经验,阐述了验槽的具体工作与手段,论述了地基验槽过程中存在的问题以及对控制性勘探孔的一些理解,得出了验槽中对于一些具体问题的分析与处理,得出了不同直径轻便动力触探与标准的换算关系,并抛转引玉,提出如何根据触探试验判定地基的均匀性;得出了控制性勘探孔的孔深控制及技术工作方面的结论。


关键词

验槽;轻型动力触探;控制性勘探孔

正文


引言

地基验槽是工程建设程序中一个重要的步骤,其不仅是对地质勘察工作的一个验证,还是在验证工作上的进一步,对场地的一个全方位的勘察,当然这个勘察工作,目前我们做的工作,大多数仅局限于基础持力层的浅部地层。如果基坑开挖或者,桩基施工中,与地质资料差别较大,那么还需要进行进一步的施工勘察工作。

验槽的具体工作与手段

根据《建筑地基基础工程施工质量验收标准》(GB50202-2018[1],地基验槽主要分三大类一类是天然地基,这类地基,对勘察单位来说,相对比较重视;一类是地基处理,再者就是桩基工程了。

对于天然地基,主要是根据勘察设计文件核对基坑的位置、平面尺寸以及基坑底部标高,开挖位置和勘察设计文件对不上的话,那勘察资料的可利用性明显偏低;核对基坑底、坑边及断面上的岩土体以及场地内地下水情况;检查场地内是否存在空穴、古墓、古井等地下埋藏物的情况,若存在,还需进一步查清楚其位置、深度、形状;核查基坑底土质的扰动情况以及扰动的范围和程度,这种情况比较常见;查验基坑底部土质受到冰冻、干裂、受水冲刷或浸泡等扰动情况,并应查明其影响范围和深度。

采取的工作手段、方法,对于基坑位置、平面尺寸以及基坑的底部标高,可采用测量工作,进行测试,一般情况下,该项工作在基坑开挖时,监理单位已经复核过,条件较复杂时,为便于进行基坑验槽,核对基坑中位置是否与勘察时一致,可借用奥维地图辅助解决。

针对场地内基坑底部岩土体情况,一般采用目测观察方法就能解决掉。作者曾亲身经历过目测观察较难分辨原始地层的情况,对强风化风化岩场地,施工方爆破没有控制好,导致偏离基础标高较多,为节约混凝土方量,施工方把松动块石又重新回填了进去,整的场地,不仔细观察岩屑痕迹,真的像原始的基岩一样。对于土层场地,自然沉积的地层与人工回填的结构、包含物差别较大,有时靠钻探那一两个小孔径岩芯难以判别,我们的《岩土工程勘察规范》[2]也规定了如果难以鉴别时,也可借用探槽、探坑以查明填土的情况,当然这是属于勘察阶段对填土的勘探方法,基坑开挖后,土层的结构差异,整体上就暴露了出来,验槽时应仔细辨别,可以从结构、颜色、状态、包含物、裂缝状态等综合判别。对于其它如坑底土质受冰冻、干裂、受水冲刷或浸泡扰动情况,比较容易观察

对于场地中存在的空穴、古墓、古井、暗沟等不利埋藏物,可以采取观察+轻型动力触探进行判别。比如古井,其中堆填的多为新填土,颜色、状态多与周围土层不同;对于空穴等需要借用轻型动力触探进行揭露。

验槽中的主要问题及处理方法

2.1对于验槽中轻便触探的问题

由《工程地质手册》(第五版)[3],轻型动力触探锤的质量为10kg,落距为50cm,探头直径为40mm,锥角为60°,探杆直径为25mm,具体如图1所示。作者在平时参加基坑验槽时,经常碰见施工方采用的轻型动力触探探头不标准,要么没有圆锥锥头,要么用直接用其它物品代替,如图2。如此,使得测试结果,多种多样,各个场地的数据没有办法进行统一,而只能测试出场地的均匀性。

现来研究一下[4]不同锥尖探头之间的差别,假设杆件体系符合弹性碰撞理论,有能量守恒得出以下公式:

                          

1标准轻型动力触探                   2:不标准轻型动力触探

 

           1         2

   3      e=D/N    4      5   

不同直径形式下的探头规格不一样,但可以认为两者单位面积的动贯入阻力是相等的,则可进一步推导出两个贯入度关系如下:

   6  

从上式可以看出,两者锤击数成线性相关关系。由《建筑岩土工程勘察设计规范》(DB37 5052-2015),轻型动力触探与承载力的关系如下:现以黏性土为例进行说明:大致列表如下:

 

 

 

轻型动力触探与黏性土承载力关系

N

fak

15

95

20

135

25

175

30

215

由上表可知,承载力与N10的关系为fak=8*N-25  7)。换算后,将(6)式代入上表或式(7)进行换算地基承载力。

现以作者在施工现场经常见到的触探进行分析如下:

12对地基的均匀性都能查的出来,对于空穴、古墓等能起到良好的效果,对于空穴、古墓来说,经常有自进的现象,这点在黄河冲洪积区域表现的非常突出,因黄河古道的冲积等,导致地面被抬高,古代的一些建筑被掩埋,因此轻便触探显得尤为重要。

从轻便触探试验结果,怎么去界定这个均匀性?根据《建筑地基基础设计方法及实例分析》 (第二版),对于地基均匀性可根据工程经验,结合《高层建筑岩土工程勘察标准》(JGJT 72-2017),可采用地基的压缩性进行判断,如果地基的压缩性显著差异,可以认为地基不均匀。因此,常规情况下,地基压缩性是通过压缩系数,将地基土分为低、中、高压缩性,当压缩性不在同一档时,可以认为地基土的压缩性有“显著差异”,进而判定出地基的不均匀性。当地基土的压缩层厚度变化幅度较大,超过50%时,也可以判定地基的压缩性具有显著差异性。因此,目前的均匀性评价,均基于地基的压缩性,而压缩性是建立在土工试验的基础上,而准确的压缩性指标,来自于可靠的土工试验样品,这一个过程精细化要求比较高,因此笔者有个想法,就是是否可以通过现场的触探试验,不管是轻便触探也好,静力触探也好,动探也好,可以直接去判定出地基的均匀性。

2.2个人素质提升

验槽是建设工程中至关重要的一个步骤,所为基础不牢,地动山摇,讲的是基础,其实也是讲地基,地基未整明白,就是很大的安全隐患。因此参验人员,对待验槽这个事情的态度一定需要端正,坚守安全底线,严格要求。

另外参加验槽的人员,必须有较高的专业素质和良好的工程经验,以便在验槽中发现、以及解决隐患的问题,知识、经验不足,肯定是发现不了什么问题,也就排除不了安全隐患。因此,我们需要不断的学习,不断的总结工程经验。

控制性勘探孔

根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版),勘探孔分为一般性勘探孔与控制性勘探孔。在详勘阶段,对高层建筑而言,设计一般按照变形控制思想,所以控制性勘探孔应超过地基变形计算深度,而一般性勘探孔,勘探孔应达到基底以下0.5~1.0倍的基础宽度,并深入稳定分布的地层。

根据《高层建筑岩土工程勘察标准》(JGJ/T72-2017),控制性勘探孔定义为,为控制场地地层结构,满足场地、地基基础和基坑工程的稳定性、变形等评价要求布设的勘探点。

    以上定义中,均对勘探孔的深度有指导性的建议,但是具体多少哪?比如一个深6m,形状为12*12m的池子,从外形看,其荷载比较小,对于这样的控制性勘探孔的深度应该怎么取值哪?如果按照变形计算来说,不考虑回弹情况下,基坑属于超补偿基础,其附加应力小于0,如果还按照附加应力取有效自重应力的10%~20%来考虑控制性勘探孔深度,显然没有意义,因此可按照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)4.1.19条条文2,该种情况属于基底附加应力小于等于0,按照该条的说法,“控制性勘探孔的深度可适当减小”,那么怎么理解适当减小,在什么的基础上适当减小那?作者认为,该条是相对于塔楼建筑、荷载较大的建筑等在一起的建筑物,这些荷载较大的建筑物与本条为一个建筑物群体。因此,对于这样的控制性勘探孔,其应深入稳定分布地层,且不宜少于0.5~1倍的基础宽度,这里0.5~1倍是个范围值,对于这个池子,应怎么取值哪?作者认为,可根据土质条件而定。总之,根据建(构)筑物性质,控制性勘探孔孔深应能提供出进行变形、强度、稳定性验算所需要的参数。

再一个,控制性勘探孔,能不能只进行静力触探或者连续动探那?再结合勘察高规中对控制性勘探孔的定义,其囊括了地层结构、场地稳定性、地基基础稳定性、基坑工程的稳定性以及基础变形方面的问题。假如分开,只是控制地层结构,那么控制性勘探孔就相当于技术孔中的鉴别孔,对于一个场地,综合安全与经济,控制性勘探孔是有要求的,如果把控制性勘探孔的作用单独拿出来,只进行某一项,笔者以为是欠妥的。

结论

1)文中对验槽的具体工作及方法进行了总结,具体见2.1节。

2)验槽过程中,对于探头大小不一的轻便触探设备,可采用文中式6进行换算地基承载力。对于地基的均匀性,笔者抛转引玉,如何通过触探试验判定地基的均匀性。对于验槽人员,应提高自己的专业水平,以揭露安全隐患问题。

3)控制性勘探孔孔深确定,应能提供出进行变形、强度、稳定性验算所需要的参数。对于数量有限的控制性勘探孔,笔者倾向于要多做工作,不能单一化。

4)笔者水平有限,有不当之处,请专家领导批评指正!

参考文献

[1]建筑地基基础工程施工质量验收标准(GB50202-2018[S].北京:中国计划出版社,2018.

[2]岩土工程勘察规范GB50021-2009[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2009.

[3]《工程地质手册》(第五版)[M].中国建筑工业出版社,2017.

[4]柳旗军,王家斌. 轻便动力触探对人工砂垫层承载力的确定[J].西部探矿工程,2003,15(4):18-19.

[5]朱炳寅.《建筑地基基础设计方法及实例分析》(第二版) [M].中国建筑工业出版社,2013.1.

[6]高层建筑岩土工程勘察标准(JGJT 72-2017[S].北京:中国建筑工业出版社,2017.

 


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