综合勘测方法在城市人防工程地质勘查中的应用分析

综合勘测方法在城市建筑工程地质勘查中的应用分析 摘要 在城市发展中 建筑工程是一个较为重要的工程 但如果工程质量不理 想 容易引起各种城市地质灾害 如地面的不均匀沉降和塌陷等 为了减少和 避免此类情况的发生 在城市建筑工程中 要加强地质勘查工作 对工程地质 情况准确把握 在实际工作中 应用综合勘测的方法进行研究 进而为相应的 治理和防治提供依据 关键词 综合勘测方法 城市建筑工程 地质勘查 前言 在我国很多大中型城市中 一般都建有地下建筑工程 但是建设时间都 比较早 限于原材料 技术条件的影响 大多采用了砖砌结构 目前 很多建 筑工程已经停止使用 但随着外部条件的改变 可能会产生地基基础不均匀沉 降 地面塌陷等城市地质灾害 对城市的安全建设发展影响较大 因此 需要 利用综合勘测的方法 对城市建筑工程进行地质勘查 并以此为依据采取有效 的防治措施 保证城市发展建设的安全 1 综合勘测方法概述 目前 工程地质勘查工作中 常用的综合勘测方法有很多 如表 在综合 勘测方法中 主要是利用岩石的力学性质 放射性 磁性 电性等方面的差异 采用物探仪器结合数学物理等知识方法 对地质构造 地理条件等加以探测 对地下地质问题进行解决 1 一般在解决不同地质问题的情况下 会采用不同 的勘测手段 而运用综合勘测方法 能够提高对地质问题的研究精度 获得更 加准确的数据和结果 表 1 综合勘测方法 常用的综合勘测方法 地震折射波法 地震反射波法 电测深法 高密度电法 电磁测深法 在实际应用中 可控源音频大地电送给法 应用卡尼亚视电阻率公式 s 1 5f 丨 Ex Hy丨 2 公式 1 其中 s代表式电阻率 f 代表频率 Ex代表电场 Hy代表磁场 趋肤深度公式 D 356 503 公式 2 f 其中 D 代表探测深度 代表地表电阻率 f 代表频率 2 城市建筑工程引起的地质灾害 城市地下空间 主要是岩土体构成的环境 建筑工程引起的地质灾害 会 受到施工方法 工程规模 岩土体性质 地质构造的不同影响 其中岩土体水 文 形变 强度等 以及其和地下结构相互作用的稳定性 最核心的地质问题 2 城市建筑工程引起的地质灾害 通常是在上部作用下 洞室顶板发生形变 岩土体屈服变形 洞脚 拱脚 洞顶等位置应力集中 顶板发生形变 岩土层 拉伸破坏局部剪切 拱顶附近 塑性破坏区域不断扩展并贯通地表 岩土体剪 切搓动 造成洞室破坏 使地基基础悬空 进而发生地面变形 地表建筑物稳 定性降低 发生形变 进而影响城市安全 3 城市建筑工程的地质勘查防治 1 综合工程测量和现场调查 综合勘测方法中 综合应用工程测量和现场调查 实测定点结合记录调查 对原始基础资料加以掌握 在后期综合分析中 提供有力的支撑和充足的依据 同时 对后续防治措施的选择和防治方案的制定 提供较大的帮助 2 综合工程物探和地质钻探 采用物探加钻探的综合勘测方法 采用地质雷达 高密度电阻率法等方法 运用专业的处理软件 数字化采集设备 针对建筑工程浅埋地下洞室 为地面 勘测定位提供条件 基于物探再进行钻探炎症 更加合理 精确的探查定位浅 埋洞室 同时准确结石物探成果 3 综合定性分析和定量分析 在初勘阶段场地选择 以及一般工程中采用定性分析法 采用工程类比法 综合分析法等方法 对洞室围岩稳定性进行定性分析 定量分析方法主要包括 普氏压力拱理论分析法 结构力学近似分析法 顶板后跨比法 荷载传递线交 汇法等 3 而对于围岩稳定性的具体确定 还需考了现场工程人员经验 4 城市建筑工程地质灾害防治 城市建筑工程引起地面塌陷灾害的防治 需要和建筑物基底压力 建筑工 程现状 现场地质条件等因素综合考虑 对于建筑工程洞顶和基础地面距离较 浅的情况 洞顶覆土对上部结构荷载难以承受 建筑工程没有价值加固利用 可采用揭露回填压实的方法 对于建筑工程上方有正在使用建筑的情况 为了 保护原有基础 降低地基土扰动 采用桩基加固法处理 利用基础外扩承台梁 与托换桩联合的加固处理技术 利用承台梁承载基础上荷载 然后经过托换桩 向深部硬地层传递 4 工程案例分析 1 工程概况介绍 以某住宅小区为例 该小区在上世纪 80 年代建成 建筑区下方有建筑工程 但是由于时间建厂 建筑工程发生了一定的损坏 造成了地面塌陷的情况 引 起住宅楼墙体开裂 产生发育贯通的裂缝 对住宅楼的安全造成了威胁 由于 缺少相关资料 没有统一的图纸 标准 仅有早期手绘的简单图纸 对此 在 采取防治措施之前 采用综合勘测方法进行工程地质勘察 对该区域建筑工程 浅埋洞室位置 工程地质条件加以了解 明确造成地面塌陷的原因 范围 规 模 趋势等 分析其对建筑的危害 进而制定后续防治方案 2 地质勘查方案设计 现有的资料比较简单 对地质灾害的防治难以提供有效帮助 因此采用综 合勘测方法 利用土工试验 钻探 物探 工程地质测绘等手段 配合现场调 查等 综合分析获得的数据 调查结果显示 小区住宅高度 5 层 15m 基础为 条形 结构是砖混 有 1 5m 埋深 0 3m 下设三七灰土垫层 建筑工程宽度 1 5m 高度 2 0m 埋深 10 0m 结构为砖砌拱形 调查发现墙体多出发育斜向 裂缝和竖向裂缝 通过现场勘查 明确区域内工程地质条件和浅埋洞室位置 钻孔内取样试验 并加强软基底层勘探 对取得土样进行物理力学试验 统计 土层物理力学指标 如表 2 所示 表 2 土层物理力学指标 土名渗透系数 m s 压缩模量 MPa 粉土 4 9 10 414 5 粉质粘土 2 4 10 68 5 粉土夹细砂 12 5 粉细砂 20 0 粉质粘土和粉土互层 18 0 3 建筑工程围岩稳定性 结合建筑工程和地下土层的具体情况 定性分析稳定性 结果表明建筑工 程埋深在较浅 具有变形情况 土层以粉质粘土 粉土为主 具有较强的渗透 性 稳定性不佳 定量分析中 划分网格 设置边界条件 选取相应参数 根 据土工试验结果选择 如表 3 所示 结合建筑工程实际情况选择工况数值模拟 根据结果对竖向位移加以了解 得知建筑工程顶板完整 地面竖向位移最大在 5cm 沉降变形一般 而顶板破坏发生较大的竖向位移 可达 45cm 地基不均 匀沉降加大 急需采取措施处理 表 3 岩土计算参数 土名厚度 m 容量 kN m 粘聚力 kPa 摩擦角 剪切模 量 MPa 体积模 量 MPa 压缩模 量 MPa 粉土 6 018 8316 619 04 578 4114 5 粉质粘 土 3 019 0026 617 82 435 268 5 粉土夹 细砂 3 018 7322 019 73 947 2512 5 粉细砂 2 019 005 028 07 0110 6520 0 粉质粘 土和粉 土互层 19 4227