利用山区场地作为建筑物场地,不仅地价便宜,而且环境优雅,深受开发商的欢迎。但山区场地一般工程地质条件较复杂,如勘察、设计、施工方法不当,不仅会造成经济上损失,而且会带来无穷后患。针对山区场地工程地质特征,阐明在进行山区场地岩土工程勘察的几个要点。
(1)山区场地工程地质条件的特殊性,决定了工程地质测绘的重要性。在测绘前应收集有关资料,包括已有地质资料、原始地形地貌图件、该场地附近的建筑经验。进行踏勘访问及水文气候条件的调查。一般应为(1:1000)～(1:500)大比例尺测绘,地形地貌详细至微地貌单元,包括地形起伏、沟谷割切的密度、宽度和深度,斜坡的坡度、山脊、阶地及等级、标明第四系、基岩分布、基岩产状、褶皱及断裂、产状符号、褶皱轴线、断层线、断层性质。
(2)水文地质方面应表示地下水位、井泉位置、隔水层和透水层分布对于物理地质现象如滑坡、崩塌、岩溶形态等。由于山区场地工程地质条件变化较大,这就需要进行工程地质分区。建筑物的类型、规模大小不同,所要求的工程地质条件也不同。应根据边坡稳定性、岩土对建筑物的适宜性作出分区,用工程地质评价作为分区标志,可以定量地评判各建筑物适宜性,指出区内有利和不利的因素及克服不利因素的难易程度,明确表示出工程地质人员对场地选择及建筑条件的意见。
(3)滑坡整治。在工程建设中出现滑坡可以说是一个灾难,因为滑坡整治代价较高。无论什么性质的滑坡,如果规模较大,滑动面较深,一般治理就比较困难,在勘察阶段如果发现或易发生较大滑坡的区域则主要应以绕避为主。滑坡整治实际上也可以认为是一种特殊条件下的高边坡防护,常用方法如下:
①抗滑挡土墙主要治理滑动面较浅的下滑力不大的小型滑坡,挡土墙基础一般应置于滑动面之下。
②抗滑桩主要治理滑动面较深,下滑力较大的滑坡,特别是当下部存在较好的基岩层时效果较好。当下滑力很大时也可以考虑设置多排抗滑桩。
③抗滑明洞主要治理滑动面较深,且地形适合施作明洞的滑坡,特别对于两侧边坡均较高,且下部回填能够解决问题的牵引式滑坡效果较好。
④抗滑锚索一般用于治理存在明显滑动面的滑坡,如因地质上的软弱夹层产生的滑坡,顺层滑坡等等,则治理效果比较好。
⑤抗滑注浆当滑坡规模不大,且地层适宜注浆改良时可以考虑采用。
在进行滑坡治理时,为了加强治理效果,可以将上述几种方法结合起来使用,如当下滑力较大,可以将抗滑桩与抗滑锚索结合使用,或将抗滑明洞与抗滑注浆等结合使用,在地形条件容许时还可以结合上部减载或下部加载等形式综合治理。
山区场地往往为不良地质现象发育地带,应查明是否具有泥石流产生条件、断裂存在及活动性,评价自然边坡开挖后形成的人工边坡在建筑物负载下的边坡稳定性,进行边坡设计及提出加固方案。其中重点是对区内边坡的稳定性评价。首先应该做好以下几个方面的工作:
(1)地下水是影响边坡稳定性的重要因素,应考虑区域水文地质结构特征,包括地下水的赋存条件和运动规律,了解地下水的类型,含水层的特性,隔水层特性,水文地质结构单元的组合形式,地下水来源,聚水构造的类型以及特点等,只有在认识水文地质条件基础上,才能认识地下水因素对边坡稳定性影响程度,对于岩体边坡,一般以裂隙水为主要形式,其赋存条件及特性受地质构造所制约,在山区场地内主要研究裂隙水的分布规律,出水点位置、流量、水的动态变化等,此外要注意承压水的存在与水头大小以及地下水水质,这些因素都是多变的,对边坡稳定性都有很大影响。
(2)应查明边坡的地层岩性,是土质边坡还是岩质边坡。边坡岩体的岩石强度,如花岗岩形成的边坡往往稳定性较好,而对于泥岩形成的边坡则稳定性较差。
(3)对于岩质边坡,要在场区内对各种类型结构面的特征做详细调查和研究,结构面的分布特征的测绘是预测可能出现边坡变形破坏形式的重要资料,所以,对这些要做精确、细致工作,必须调查全区结构面的组合关系、成因类型,然后对它们进行分级。对每组结构面测绘内容包括:结构面产状、延展性、形态、间距、接触性质、充填特性、数量等。这种结构面统计工作要在每一工程地质分区,每一岩组内进行,最后将所收集的资料绘制成图,反映在工程地质平面图上,可以清晰地看出结构面的产状及与坡向关系,预测边坡可能的破坏模式。
(4)室内试验与野外原位测试相结合确定边坡稳定性参数,包括室内岩土比重、密度、岩石单轴抗压、抗剪强度,岩体原位抗剪试验,通过野外钻探查明是否存在滑动面及其性质。
(5)规划设计时,应尽量节约土方,避免大量开挖,充分利用自然边坡的稳定性,尽量避免因开挖而产生的人工边坡失稳。
(1)由于山区场地地形特征、岩土成分复杂,层位不稳定,成因常有残积、坡积、冲洪积、湖积。往往是山顶基岩裸露,山沟处却为第四系的可塑或软塑土、山塘淤泥质土,其中常存在孤石或因风化不均而存在的软弱夹层,建筑物的地基可能一部分为基岩,一部分为土层,这就需要采用褥垫法或短桩予以处理。对于山沟存在的淤泥质土或泥炭土却需要根据其埋深、厚度、分布范围及上部荷载大小来确定采用何种措施,山区场地地形高差较大,由于整体建设需要,往往需要进行场地平整,填土区如果处理不当,同样会产生不均匀沉降,这就需要选择好填土土质,对于有机质含量较高、土质较差的土不适合做填土,填土前必须进行击实试验,确定最优含水量,填土时应分层碾压,分层按规范取样作试验,填土结束后进行质量检验,同时做好排水系统设计,防止地下水冲刷入渗而使地基土失效。如果不做好以上工作,就会为以后的地基处理带来困难和增加不必要的费用。
(2)在工程勘察设计过程中,经济因素永远是处于第一位,但是并不能保证在勘察设计过程中作出的经济分析永远是正确的,因为影响工程造价的因素很多:有社会因素,有环境保护因素,有地形地质勘察误差因素,有自然灾害因素以及勘察、设计与施工过程中人为因素等等,其中有些因素是在勘察设计阶段可以预测的,有些因素是等到施工过程中才显现的,有些因素是必须在工程使用过程中才产生作用。岩土工程和桥涵路基等其他构造物相比较,不仅作用因素更为复杂多变,而且问题的显现还具有一定的时效性:设计过程中很难预计施工效果,施工过程中很难预计工程的使用效果,在使用过程中难以预计抵抗自然灾害的效果,一旦失算则代价较高。因此,对于岩土工程应该从方法的有效性、工程的永久可靠度、环境保护以及防止出现较大的地质灾害等多方面综合分析,做到工程既不浪费又有充分的可靠度。
山区场地工程地质条件的复杂性,决定了用多种勘察手段的必要性,勘察手段包括:钻探、坑探、轻便触探、静力触探、静载试验等。对于钻探可查明岩土层分布,边坡是否存在潜在滑动面,标准贯入试验可以大致区分出土岩的分界面以及试验数据可作为提供地基岩土承载力指标依据,利用钻孔做注水试验,确定渗透系数,进行地下水位观测;利用坑探可查明第四系覆盖层厚度,现场取样,尤其对于机械设备难以到达的地方有不可代替的作用,如山坡地带;在填方区则宜采用轻便触探、静力触探、微型贯入仪结合静载试验,如果静载试验太多,必然造成投资费用的增加且其影响深度有限。采用多种勘探手段相结合不仅能增加勘探点数量,较详细查明填土质量,防止局部填土质量较差被漏勘,而且有利于经验积累。
累积多年从事岩土工程勘察工作,综合南方喀斯特地形的山区场地岩土工程勘察,通过灵活应用以上各勘察要点,往往能起到事半功倍的效果。其一,进行工程地质测绘可以在工程建设中避开自然地质灾害,降低人类工程活动带来的负面影响;其二,掌握场地水文工程环境地质条件有利于勘察过程中有的放矢、重点突出查明场地地质情况,缩短勘察工期和节约成本;其三,查明建筑物易产生不均匀沉降的部位、原因,可合理调整建(构)筑物的位置,充分利用场地有利的地质条件,避免工程建设完成后出现的建筑物因地基不均匀沉降等原因引起的建筑体倾斜、墙体或楼面开裂等工程问题;其四,综合采用各种勘察手段,发挥各勘察手段的优势,既能解决一些勘察施工条件不便的困难,节省施工成本的支出,缩短施工工期,又能更全面深入地查明场地地质情况,取得可靠的试验数据。
摘要：山区场地一般工程地质条件较复杂，一个建筑场区往往跨越两个或多个地貌单元，掌握好山区场地岩土工程勘察要点，有利于提高工程建设的经济效益、环境效益和社会效益。本文对实行“勘察、设计、施工”三结合的工作方法进行分析探讨。
关键词：山区场地,岩土工程,防治措施,综合勘察
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