工程地质勘察与建筑地基基础优化设计的探讨陈志雄

工程地质勘察与建筑地基基础优化设计的探讨陈志雄

陈志雄

天津市市政工程设计研究院佛山分院广东佛山528000

摘要:在城市化进程的快速推进下,城市人口迅速增长,促使建筑的规模与高度也在不断扩大,以此来充分利用现有土地资源,但同时,对工程地质勘察与建筑地基基础设计的要求也越来越高。在整个工程造价过程中,建筑基础造价占有着重要的比例,甚至超过了整个工程造价。所以,建筑工程的正常功能使用与安全性能受工程地质勘察与建筑地基基础设计的直接影响,同时还决定着工程造价。本文主要分析了工程地质勘察,并提出了优化建筑地基基础设计的合理方案,谨以自身设计经验提一点建议,希望对实际工程项目设计的质量有所增益。

关键词:地质勘察;基础选型;优化设计。

前言:在建筑数量与规模的日益增长下,逐渐突出了建筑工程地质勘查的重要性。但目前仍有一些不足之处存在于工程地质勘察过程中,不合理现象在勘测到的地基设计参数中依然存在,对地基基础设计工作造成了直接影响。另外,现有的地基基础设计规范也约束了地基基础设计的优化效果,仍然存在有待商榷的地方。基于此,本文提出了优化建筑地基基础设计的合理方案,以此来促进我国建筑行业的长久、稳定发展。

一、工程地质勘察要点分析

1.勘探技术

常用的勘探手段有钻探、井探、槽探、洞探和地球物理勘探等,实际勘察过程中应根据勘察要求和勘察目的选用合适的技术手段。

(1)井探

通常在复杂地质条件地层结构勘察过程中使用此类地基勘察技术较多,探井深度约为两到三米,通常布设为矩形或圆形。同时,若有需要可增加坑壁支护力度,以此来增加探井深度。

(2)钻探

应采用钻探技术,在勘察建筑地基过程中,鉴别与划分地层,而回转钻机与冲击钻机就是钻探过程所采用的两种钻机类型,回转钻机可磨削地层,在提取岩芯标本时,主要采用管状钻。而冲击钻机可将地层直接击碎,当形成钻孔,地层被击碎后,可通过抽筒直接提取岩石碎块及扰动土壤,然后对其进行有效的分析。

(3)触探

静力触探技术与动力触探技术就是地基勘察过程中的两种触探技术,主要是通过触探头来勘察土层所受到的土壤承载力、压缩性能、锥尖阻力来估算地基单桩承载力以及侧壁阻力。静力触探、动力触探作为勘探手段时,应与钻探等其他勘探方法配合使用。

2.勘探点的布置

可采用以下几种方式,在勘察建筑物地基时,对地基勘察点进行布置:

(1)尽量在建筑群范围内或建筑周边线部位及建筑触点来布置地基勘察点。例如:往往具有较大的起伏度在建筑物下卧层,为了更好的对建筑物受力层情况进行探明,应对看差点布置高度进行适当增加;

(2)对建筑主要受力基础勘察点进行单独布置。例如:当高耸结构物存在于建筑中时,地基勘察点设置要超过三个;

(3)应根据现有的地质勘查资料来布置高层独栋建筑地基基础勘察点,勘察点不能小于四个,这样对于项目设计要求,地基基础的均匀性评估才能很好的符合。在勘察高层数量多的密集建筑群地基过程中,要至少布置一个勘察点在每栋建筑基础上,将布置勘察点控制在最少;

(4)在布置勘察点过程中,可依据钻探、触探等具体勘察方法,在对勘察方法充分考虑的基础上,对建筑地基地质条件的特殊性进行综合考虑。对于地质较为复杂区域,如风化岩、残积土等,应增加探井数量,并保证符合工程现实的施工要求。

二、建筑地基基础的合理选型与优化设计

1.常用的地基处理方法

良好的工程地质能够极大的减少建筑基础的造价,而在工程项目所在区域地质较差的情况下,地基承载力通常都不能满足建筑上部结构传递的荷载需求,此时则需要对该区域软弱地基采取处理措施。我们应坚持具体工程具体分析和因地制宜的选用原则,根据地质条件、工程类型、荷载水平以及使用要求,进行合理分析,还应考虑充分利用地方材料,选择合理的地基处理方案。

通常情况下,对于一般的低层建筑而言,软土地基经处理后,基本能满足建筑基础所需的地基承载力。因此,建筑荷载要求、工程地质参数、周边环境条件则是影响处理方案的重要因素。常用的地基处理方法有:换填垫层法、排水固结法、强夯法、复合地基法等。

对于浅层软土或不均匀土层的地基,则可采用换填垫层法进行处理。换填垫层的厚度应根据软土深度及下卧土层的承载力确定,换填深度一般不宜超过3米。垫层材料应根据当地建筑材料情况选择合适的、良好的透水性材料。处理后的垫层承载力应采用静载荷试验进行确定。

强夯法一般用于碎石土、砂土、填土等的地基处理。在施工条件允许且填土深度不大的情况下,可以采用该方法。强夯施工前,应在施工现场有代表性的场地选取试验区进行试夯,以确定该法的有效加固深度、适用性及处理效果。处理的地基应采用静载荷试验检测承载力,同时应采用动力触探或者标贯试验等检验强夯地基的均匀性。

复合地基处理也是一种常用的手段,在工程技术快速发展及工程材料开发加剧的情况下,许多原先采用的工程材料已无法使用,如水泥粉煤灰碎石桩复合地基在许多地区由于缺乏粉煤灰的原材料,早已被替换为素混凝土桩复合地基。而水泥土搅拌桩复合地基在许多人的概念中,往往还停留在桩长不宜超过20米的设计阶段,随着工程施工技术的不断提高,也有许多将搅拌桩施工至50米长度的成功案例。在复合地基处理的设计过程,岩土参数的选用需按照《建筑地基基础设计规范》的要求执行。该参数的具细差别甚至有可能影响地基处理的设计值,从而影响到该部分工程造价,因此在参数的选用一定要求严谨、合理。

2.建筑基础的合理选型

选用合理的基础型式可以取得较好的社会效益和经济效益,而在设计过程中,工程地质勘察的成果对建筑地基基础的选型有着关键性的作用。

现阶段,地质勘查工作虽然已取得不错的成绩,但仍然比较缺乏明确使用地基承载力的标准,对于地基基础建设并不能以地质勘查报告中的承载力值为准,因此,应运用真正的地基承载力数值,在接下来的设计工作中进行设计,即最大强度控制值。以此来保证设计的清晰、明确,让设计人员可以对地基沉降、变形等问题进行充分的考虑,更好的开展设计工作。为了对建筑地基的安全稳定性进行有效保障,就必须分析造成这种现象的原因,对这种问题从根本上进行防预,然后再进行投资建设工程,优化地基设计方案,实现经济效益的提升,将其作用最大化发挥出来。除此之外,在控制地基变形时,对于实际应用过程中的建筑物条件及建筑上部具体结构要大于地基土地压缩量、上部分结构刚度以及地基基础。

3.在设计地基时,对先进的技术手段进行运用

要想工作人员安全不受威胁,保证设计地基的可靠性,就必须在地基设计方案中加入先进的科学技术,将现代气息融入到设计方案中,创新传统技术。同时,在以后不同设计与应用过程中,应根据建设的建筑物进行区别,在对地基进行设计时,要充分结合建筑实际用途,将先进的科学手段应用到设计过程中。若写字楼等是设计超高层建筑的用途,在设计基础时,可选用加厚的平板式板筏板,同时,较厚的核心筒等也是其必须具有的;另外,可将梁板式筏板应用在具有酒店用途的建筑物中,作为建设基础,并反复计算与分析其中的沉降情况与内力情况。为了保证施工过程的安全性,在设计时对于基础板低的沉降缝设计要减少,然后运用相关的止水方案。基于此,对于设计方案的优化效果若想得到深远影响,还应在设计方案中,有效落实这些科研成果,比如运用的化学加固防范,通过运用一定的化学浆液和相应的胶结剂,并在地基混凝土中通过外界压力和电渗透方式将其压入其中,或者将施工用土与其混合使用,不仅可以改善地基土壤的力学性质,还可以改良其物理性质。现阶段应用最为普遍的就是水机浆液、水玻璃浆液、水泥浆液等对丙烯酰胺的利用,主要原料浆液以一些木质素为主。

4.对地基建筑过程中的相关制度进行健全与完善

在优化设计和勘查地基过程中,既要加大政府部门对施工的监管力度,也要加强施工单位的重视度,为了保证施工人员在施工时,按照相关规则与标准进行操作,就必须对现有的规章制度进行健全与完善。并严格处罚一些违反规定的承包单位,特别是不断降低勘查成本来提高经济效益的建设单位,既要对其进行加强教育,也要对其进行严格处罚,这样对于地质勘查工作的重要性,使他们可以充分认识到,同时,也要重点表扬与扶持一些表现良好的团队,为行业其他团队做出榜样,提升其企业形象。优化设计人员应与地质勘查人员保持良好的交流与沟通,在双方不断讨论过程中,对日后开展的工作方向进行明确。除此之外,对条件相对而言比较有限的施工队伍,应在同一施工理念基础上,分别开展工程设计工作与工程勘查工作。同时,充分结合现场施工情况,来对设计方案进行优化,以此来保证设计方案的真实性与可行性,对于一些现场没有设备方案,也要尽量避免出现在建筑工程施工过程中。在工程设计过程中,要深入渗透环保理念,响应国家可持续发展政策,对施工周围的自然环境最大程度降低破坏,尽量保持周围环境的整体性。

结束语:

总而言之,基础工程的质量直接决定着建筑结构的稳定与安全性,在设计建筑基础前,对地质勘察工作进行有效开展是非常有必要的,并在勘察中将相应的地质资料收集好,以此来提高建筑地基基础稳定性。在此过程中需要注意的是,在设计建筑地基工程时,要综合运用多种地基处理技术,结合工程的实际地质情况,从而提供有力的保障,改善地基承载能力,提高建筑的整体质量,促进我国建筑行业的长远发展。

参考文献:

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[2]邹仙荣.地基基础工程中场地波速测试技术的方法原理[J].商品與质量?建筑与发展,2011(3):201-204.

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[4]张绍坤.建筑地基勘察与地基基础设计优化分析[J].资源信息与工程,2016,31(6):140-141.

[5]王旭东.高层建筑地基基础设计的问题讨论[J].住宅与房地产,2017,(35):82.

[6]王宁.建筑地基基础设计中地质勘察问题解决对策[J].工程技术:全文版,2016,(6):236.

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图一电缆铺设

要求进行:①在进行正式的施工之前,依照相关要求对电缆的型号以及规格进行选择,并对其进行认真的检查,保障所选择的材料能够满足施工需

求;②在进行施工工作之前还应该检查电缆的情况,确保电缆的绝缘性能良好;③管线安装工作的要求比较高,施工中要按图进行,不管是哪一方面的工作都应该做到心中有数。如果在混凝土构件当中需要铺设管线,应该依照管线最开始进入的方向进行铺设工作,确保管线和构建之间的距离在15mm左右。

结语

综合上述内容,文中详细提出了电气施工工程中出现的问题,并且对所出现的问题对应做出了合理的防范。高质量的电气施工工程是保证整个施工系统安全稳定运行的关键,也是对居民良好生活的保证。此外,对施工人员的安全也有较大保障,因此,对电气施工质量问题进行分析与防范具有重大意义。

参考文献:

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[2]张军杰.建筑电气工程的施工管理问题解析[J].中国住宅设施,2017(12):79~80.

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