汪旭鴻
摘要:在巖土工程的勘察報告中,地基的均勻性和穩(wěn)定性評價是一項重要的內(nèi)容,對確定建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系和地基處理方式有著重要的影響,同時對保障建筑工程的質(zhì)量與安全都有重要意義,因此,需要對巖土工程勘察地基均勻性與穩(wěn)定性給予科學(xué)的評價,為實際的工程建設(shè)提供重要的參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:巖土工程;地基;均勻性;穩(wěn)定性
在巖土勘察中,地基的均勻性與穩(wěn)定性評價就是其中重要的工作之一,它能夠直接決定了設(shè)計和施工工作的方案選擇與技術(shù)選擇。所以,需要在巖土工程勘察過程中,加強對地基均勻性以及穩(wěn)定性的研究,使勘察結(jié)果更加準確,為后期的設(shè)計和施工奠定更加堅實的基礎(chǔ),也使工程的質(zhì)量與安全都有了更可靠的依據(jù)。
一、地基均勻性的評價
1.劃分工程地質(zhì)單元。首先需要先到現(xiàn)場去進行實地調(diào)查,觀察項目的地貌單元是否基于不同的地貌單元;其次跟根據(jù)鉆孔探測的資料來繪制出場地的縱橫剖面圖,對巖土成因以及力學(xué)狀態(tài)等進行評價,分析其地基巖土力學(xué)狀況差異性。
2.評價范圍。首先需要確定地基均勻性評價深度:對條形基礎(chǔ),評價深度為基底下地面寬度的3倍并且不小于5m,獨立基礎(chǔ)的評價深度為基底下地面寬度的1.5倍并且不小于5m;對于天然地基的均勻性評價,其條形地基、淺地基、獨立地基深度范圍是通過? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?來確定;大面積基礎(chǔ)的評價深度由Zn=b(2.5-0.4lnb)確定,這公式中b代表基礎(chǔ)寬度,這種方法需要保證大面積基礎(chǔ)評價深度大于基礎(chǔ)寬度;對于樁基礎(chǔ)的評價深度記為Zn,Oz=0.2Oc,Oc=Σa1P0,其中Oz是附加應(yīng)力,Oc是土的自重應(yīng)力,a1為附加應(yīng)力系數(shù),P0是等效實體基礎(chǔ)底面的平均附加應(yīng)力。另外計算地基均勻性的評價深度,需要結(jié)合建筑物負荷特點和基礎(chǔ)形式來確定,通過科學(xué)合理的計算確定地基巖土壓縮層的厚度,然后在據(jù)此評價土的力學(xué)性能,實現(xiàn)將地基均勻性進行定性與定量。
3.評價內(nèi)容。根據(jù)有關(guān)的規(guī)范與標準,并且結(jié)合實際情況來進行地基均勻性評價,實際上就是研究地基土不能進行均勻壓縮的問題。因此,可以從以下方面來評價不均勻地基:如果建筑物所處的地貌單元不同,縱橫面巖土層有明顯差異,則被評價為不均勻地基;如果工程所在區(qū)域地質(zhì)為地質(zhì)構(gòu)造破碎帶發(fā)育,其中破碎巖體并非風(fēng)化所引起,則評價為不均勻地基;如果現(xiàn)場有大面積的填土或黏土,或者地基經(jīng)過了人為的處理,則評價為不均勻地基;通過地質(zhì)剖面圖來進行分析,相鄰的鉆孔壓縮層區(qū)域巖體層坡度超過了10°,則評價為不均勻地基。
二、地基穩(wěn)定性的評價
一般來說,建筑地基在均質(zhì)的土層上受到垂直的豎向力,只要滿足荷載要求,就為地基穩(wěn)定性提供主要條件。不均勻地基、斜坡地基、地下水變化比較大或者建筑受到了風(fēng)荷載等水平荷載影響比較大的情況下,需要驗算地基的穩(wěn)定性,來保證建筑工程的質(zhì)量與安全。
地基穩(wěn)定性受到影響的因素有不均勻地基、土層、地質(zhì)水文、基礎(chǔ)支護結(jié)構(gòu)、荷載、排水、埋深等。在場地整體穩(wěn)定的前提之下,在山區(qū)或者河谷取,除了對地基穩(wěn)定性有明顯的影響因素,還有以下的情況:
1.在穩(wěn)定土坡頂上的建筑地基:這種地基在有關(guān)國家規(guī)范與標準上有規(guī)定,垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長小于等于3m時,基礎(chǔ)底面外緣線至坡頂水平距離符合下列公式要求且同時不能小于2.5m,公式為:條形基礎(chǔ)為a≥3.5b-d/tanβ;矩形基礎(chǔ)為:a≥2.5b-d/tanβ,公式中的b代表坡頂邊緣垂直的基礎(chǔ)地面邊長,d代表基礎(chǔ)埋深,β代表坡腳角度(見圖1)。
當(dāng)基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x不滿足上述公式要求時,利用基底的壓力結(jié)合公式來計算基礎(chǔ)埋置深度;如果基礎(chǔ)寬度大導(dǎo)致地基不滿足半無限空間體的要求,此時需要降低設(shè)計荷載或者利用樁基礎(chǔ)。而當(dāng)坡腳角度大于45°且坡高度大于8m時,通過上述公式計算后,a值比較小,容易出現(xiàn)滑坡的現(xiàn)象。此時需要對坡體的穩(wěn)定性進行驗算,保證建筑的質(zhì)量與安全。
上述內(nèi)容只適用于均質(zhì)穩(wěn)定的土坡,如果有軟弱構(gòu)造面的影響,需要對不同界面可能發(fā)生的滑動狀況進行驗算,并進行相應(yīng)的處理。
2.邊坡地下水的水位上升或者表面被水所浸泡,都會使建筑地基土的強度降低,使地基失穩(wěn)。河邊的建筑容易發(fā)生這種情況。
3.開挖深基坑后,基底和邊緣會因開挖壓力與卸荷作用的影響,由于其內(nèi)部會受到地下水壓力,容易導(dǎo)致地基失穩(wěn)。
4.基底的受力層范圍有軟弱層或者傾斜坡度在10-15%以上時,在地基設(shè)計的過程中不僅需要考慮軟弱層的強度,還需要考慮到地基穩(wěn)定性。
5.基底下存在孔洞或者墓穴等情況時,施加上部荷載容易使洞頂坍塌,使地基突然沉降。對此,需要觀察孔洞等是否被填滿,如果是填滿的,則可以說地基是穩(wěn)定的;如果出現(xiàn)墓穴或者未填滿的孔洞,則需要對其力學(xué)性能進行重新驗算。
三、結(jié)束語
地基的均勻性與穩(wěn)定性評價意義是十分重大的,它可以直接影響到建筑基礎(chǔ)的選型以及結(jié)構(gòu)形式,同時也是設(shè)計單位的結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工單位的施工方案設(shè)計的重要參考,因此,為了保證建筑的質(zhì)量與安全,需要有效的評價巖土工程勘察地基均勻性及穩(wěn)定性,并對其進行詳細分析,使工程建設(shè)可以更順利的進行。
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(作者單位:江蘇省地質(zhì)工程有限公司)