详细勘察阶段
在初步设计完成之后进行详细勘察,它是为施工图设计提供资料的。此时场地的工程地质条件已基本查明。所以详细勘察的目的是提出设计所需的工程地质条件的各项技术参数,对建筑地基作出岩土工程评价,为基础设计、地基处理和加固、不良地质现象的防治工程等具体方案作出论证和结论。详细勘察阶段的主要工作要求是:
①取得附有坐标及地形的建筑物总平面布置图,各建筑物的地面整平标高、建筑物的性质和规模,可能采取的基础形式与尺寸和预计埋置的深度,建筑物的单位荷载和总荷载、结构特点和对地基基础的特殊要求;
②查明不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度,提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议;
③查明建筑物范围各层岩土的类别、结构、厚度、坡度、工程特性,计算和评价地基的稳定性和承载力;
④对需进行沉降计算的建筑物,提出地基变形计算参数,预测建筑物的沉降、差异沉降或整体倾斜,
⑤对抗震设防烈度大于或等于6度的场地,应划分场地土类型和场地类别。对抗震设防烈度大于或等于7度的场地,尚应分析预测地震效应,判定饱和砂土和粉土的地震液化可能性,井对液化等级作出评价;
⑥查明地下水的埋藏条件,判定地下水对建筑材料的腐蚀性。当需基坑降水设计时,尚应查明水位变化幅度与规律,提供地层的渗透性系数;
⑦提供为深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数,论证和评价基坑开挖、降水等对邻近工程和环境的影响;
⑧为选择桩的类型、长度,确定单桩承载力,计算群桩的沉降以及选择施工方法提供岩土技术参数。
详细勘察的主要手段以勘探、原位测试和室内土工试验为主,必要时可以补充一些地球物理勘探、工程地质测绘和调查工作。详细勘察的勘探工作量,应按场地类别、建筑物特点及建筑物的等级和重要性来.确定。对于复杂场地,必要时可选择具有代表性的地段布置适量的探井
钻探过程中有三个基本程序:
破碎岩土:在工程地质钻探中广泛采用人力和机械方法,使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯的现象,叫做破碎岩土。岩土的破碎是借助于冲击力、剪切力、研磨和压力来实现的。
采取岩土:用冲洗液(或压缩空气)将破碎的碎屑冲到孔外,或者用钻具(抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等)靠人力或机械将孔底的碎屑或样芯取出于地面。
保全孔壁:为了顺利地进行钻探工作,必须保护好孔壁,不使其坍塌。一般使用套管和泥浆来护壁。
工程地质钻探可根据岩土破碎的方式,将钻进的方法分为以下四种:
冲击钻进
冲击钻进法采用底部圆环状钻头。钻进时将钻具提升到一定高度,利用钻具自重,迅猛放落,钻具在下落时产生冲击动能,冲击孔底岩土层,使岩土层达到破碎之目的而加深钻孔。
回转钻进
回转钻进法采用底部嵌焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进。钻进中施加钻压,使钻头在回转中切入岩土层,达到加深钻孔的目的。在土质地层中钻进,有时为有效地完整地揭露标准地层,还可以采用勺形钻钻头进行钻进。
冲击-回转钻进
冲击-回转钻进综合了前两种钻进方法在地层钻进中的优点,以达到提高钻进效率的目的。其工作原理是:在钻进过程中,钻头克取岩石时,施加一定的动力,对岩石产生冲击作用,使岩石的破碎速度加快,破坏粒度比回转剪切粒度增大。同时由于冲击力的作用使硬质合金刻入岩石深度增加,在回转中将岩石剪切掉。这样就大大提高了钻进的效率。
冲击-回转-振动钻进
冲击-回转-振动钻进综合了前三种钻进方法在地层钻进中的优点,以达到提高钻进效率的目的。采用机械动力所产生的振动力,通过连接杆和钻具传到圆筒形钻头周围土中。由于震动器高速振动的结果,圆筒钻头依靠钻具和振动器的重量使得土层更容易被切削钻进,切钻进速度较快。
减少土试样扰动的注意事项
为保证土样少受扰动,采取土试样的前后及过程中应注意如下事项:
合理的钻进方法是保证取得不扰动土样的前提。
也就是说,钻进方法的选用首先应着眼于确保孔底拟取土样不被扰动。这一点几乎对任何种土样都适用,而对结构敏感或不稳定的土层尤为重要。从国内外的经验看,主要有以下几点要求:
1)在结构性敏感土层和较疏松砂土层中需采用回转钻进,而不得采用冲击钻进;
2)以泥浆护孔,可以减少扰动。并注意在孔中保持足够的静水压力,防止因孔内水位过低而导致孔底软粘性土或砂层产生松动或涌起;
3)取土钻孔的孔径要适当,取土器与孔壁之间要有一定的距离,避免下放取土器时切削孔壁,挤进过多的废土。尤其在软土钻孔中,时有缩径现象,则更需加大取土器与孔壁的间隙。钻孔应保持孔壁垂直,以避免取土器切刮孔壁;
4)取土前的一次钻进不宜过深,以免下部拟取土样部位的土层受扰动。并且在正式取土前,把已受一定程度扰动的孔底土柱清理掉,避废土过多,取土器顶部挤压土样;
5)取土深度和进土深度等尺寸,在取土前都应丈量准确。
取土过程中,如提升取土器、拆卸取土器等每个操作工序,均应细致稳妥,以免造成扰动。
取出的土应及时用蜡密封,并注明上下,贴上标签,作好记录;
另外(即除了钻探过程的问题外),在土样封存、运输和开工做试验时,都应注意避免扰动。严防振动、日晒、雨淋和冻结。