建設(shè)工程項目設(shè)計一般分為可行性研究,初步設(shè)計和施工圖設(shè)計三個階段。為了提供各設(shè)計階段所需的工程地質(zhì)資料,勘察工作也相應(yīng)地劃分為選址勘察(可行性研究勘察)、初步勘察、詳細勘察三個階段。對于工程地質(zhì)條件復(fù)雜或有特殊施工要求的重要建筑物地基,尚應(yīng)進行預(yù)可行性及施工勘察;對于地質(zhì)條件簡單,建筑物占地面積不大的場地,或有建設(shè)經(jīng)驗的地區(qū),也可適當(dāng)簡化勘察階段。各勘察階段的任務(wù)和工作內(nèi)容簡述如下:
1選址勘察階段
選址勘察工作對于大型工程是非常重要的環(huán)節(jié),其目的在于從總體上判定擬建場地的工程地質(zhì)條件能否適宜工程建設(shè)項目。一般通過取得幾個候選場址的工程地質(zhì)資料進行對比分析,對擬選場址的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評價。選擇場址階段應(yīng)進行下列工作:
①搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗;
②在收集和分析已有資料的基礎(chǔ)上,通過踏勘,了解場地的地層、構(gòu)造、巖石和土的性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地下水等工程地質(zhì)條件;
③對工程地質(zhì)條件復(fù)雜,已有資料不能符合要求,但其它方面條件較好且傾向于選取的場地,應(yīng)根據(jù)具體情況進行工程地質(zhì)測繪及必要的勘探工作。
選擇場址時,應(yīng)進行技術(shù)經(jīng)濟分析,一般情況下宜避開下列工程地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)或地段:(1)不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育,對場地穩(wěn)定性有直接或潛在威脅的地段;(2)地基土性質(zhì)嚴重不良的地段;(3)對建筑抗震不利的地段,如設(shè)計地震烈度為8度或9度且鄰近發(fā)震斷裂帶的場區(qū);(4)洪水或地下水對建筑場地有威脅或有嚴重不良影響的地段;(5)地下有未開采的有價值礦藏或不穩(wěn)定的地下采空區(qū)上的地段。
2初步勘察階段
初步勘察階段是在選定的建設(shè)場址上進行的。根據(jù)選址報告書了解建設(shè)項目類型、規(guī)模、建設(shè)物高度、基礎(chǔ)的形式及埋置深度和主要設(shè)備等情況。初步勘察的目的是:對場地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出評價;為確定建筑總平面布置、主要建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計方案以及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程方案作出工程地質(zhì)論證。本階段的主要工作如下:
①搜集本項目可行性研究報告(附有建筑場區(qū)的地形圖,一般比例尺為l:2000~1:5000)、有關(guān)工程性質(zhì)及工程規(guī)模的文件。
②初步查明地層、構(gòu)造、巖石和土的性質(zhì);地下水埋藏條件、凍結(jié)深度、不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因和分布范圍及其對場地穩(wěn)定性的影響程度和發(fā)展趨勢。當(dāng)場地條件復(fù)雜時,應(yīng)進行工程地質(zhì)測繪與調(diào)查。
③對抗震設(shè)防烈度為7度或7度以上的建筑場地,應(yīng)判定場地和地基的地震效應(yīng)。
初步勘察時,在搜集分析已有資料的基礎(chǔ)上,根據(jù)需要和場地條件還應(yīng)進行工程勘探、測試以及地球物理勘探工作。
原位測試和實驗室試驗
獲得工程地質(zhì)設(shè)計和施工參數(shù),定量評價工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題的手段,是工程地質(zhì)勘察的組成部分。室內(nèi)試驗包括:巖、土體樣品的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的測定?,F(xiàn)場原位測試包括:觸探試驗、承壓板載荷試驗、原位直剪試驗以及地應(yīng)力量測等(見巖土試驗、工程地質(zhì)力學(xué)模擬)。
設(shè)計建筑物規(guī)模較小,或大型建筑物的早期設(shè)計階段,且易于取得巖、土體試樣的情況下,往往采用實驗室試驗。但室內(nèi)試驗試樣小,缺乏代表性,且難以保持天然結(jié)構(gòu)。所以,為重要建筑物的初步設(shè)計至施工圖設(shè)計提供上述各種參數(shù),必須在現(xiàn)場對有代表性的天然結(jié)構(gòu)的大型試樣或?qū)畬舆M行測試。要獲取液態(tài)軟粘土、疏松含水細砂、強裂隙化巖體之類的、不能得到原狀結(jié)構(gòu)試樣的巖土體的物理力學(xué)參數(shù),必須進行現(xiàn)場原位測試。
鉆探過程中有三個基本程序:
破碎巖土:在工程地質(zhì)鉆探中廣泛采用人力和機械方法,使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯的現(xiàn)象,叫做破碎巖土。巖土的破碎是借助于沖擊力、剪切力、研磨和壓力來實現(xiàn)的。
采取巖土:用沖洗液(或壓縮空氣)將破碎的碎屑沖到孔外,或者用鉆具(抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等)靠人力或機械將孔底的碎屑或樣芯取出于地面。
保全孔壁:為了順利地進行鉆探工作,必須保護好孔壁,不使其坍塌。一般使用套管和泥漿來護壁。