中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司
摘要:岩土工程勘察是建筑工程建设过程中的重要工作,全面、科学、详细的勘察能为施工方案的设计与施工活动的开展提供重要参考。本文联系实际,对岩土工程勘察中的地层划分原则进行分析探讨,以供参考。
关键词:岩土工程;地层划分;原则
工程地质学是与工程建设、地质问题有关的科学,该门学科具有很强的应用性。在开展与工程地质有关的工作时,工作人员往往需要以地质历史、现象、成因、演化、规律等相关知识为基础来深入分析地质与工程是基于怎样的原理作用以及作用的过程是怎样的。而工程地质与岩土工程具有紧密联系,岩土工程以工程地质学相关理论知识为基础,并采取相应技术手段深入研究岩土体作为工程建筑材料、环境介质以及激工程载体、工程荷载、传力介质等时具有怎样的特性。下面联系实际,就岩土工程勘察以及地层划分等相关问题做具体探究。
1岩土工程勘察的概念与意义
所谓岩土工程勘察,指的是基于工程地质学、岩土力学激相关理论知识,应用专业的勘察勘测方法与设备来调查分析工程建设场地的地质情况【1】。在进行岩土工程勘察作业时,相关单位与人员可根据工程实际情况来合理选择洞探、井探、坑探、钻探、物探等相关激勘察方法,并依据勘察结果形成勘察成果报告,为工程的施工建设提供参考资料。为保证岩土工程勘察结果的科学性、准确性,在激具体勘察过程中工作人员需严格按照标准勘察流程进行作业。具体的勘察流程为:仔细研读国家以及行业提出的相关规范性文件,仔细研读合同文件,明确岩土工程勘察内容、方向以及技术要求,并准确规划出岩土工程勘察的重点难点部分,在此基础上编制岩土工程勘察方案与规划,着手组建勘察队伍、准备勘察设备等。在完成以上准备工作后,就进入工程场地进行实地勘察。在勘察过程中需采用钻探、物探、原位测试等手段获得数据资料,以第一手资料为基础做现场地质条件的初步分析。同时结合室内试验、物探成果等对初步分析成果进行适当修正,使其更科学、准确,更接近实际情况。在经过全面且详细的分析后,最终形成岩土勘察报告,并开始进行下阶段激勘察与施工验槽【2】。
岩土工程勘察是进行工程建设时必须要进行的一项工作,只有在经过全面、详细的勘察分析后,制定的施工方案才更具科学性、可行性。而在岩土工程勘察作业中,各工程的规模、要求,场地和地基的复杂程度均会存在差异,为消除上述差异给勘察工作带来的负面影响,勘察人员就需采用分阶段勘察的方法开展作业,从而保证勘察数据的精准性。但如果工程场地较小,并且对岩土勘察工作没有特殊要求激满足,相关单位可视情况将各勘察阶段进行合并,适当提高勘察工作的效率。
2地层划分
2.1第四纪地层的地质划分
第四纪地层具有以下特征:情况复杂、地表分布广、岩相变化大同时又与工程紧密连接。第四纪地层的陆相地层多松散堆积物,这些堆积物形成时间较短,具有很大的变化性。在划分第四纪地层时,有多种相对适用的划分方法,如古气候法、古生物法、古人类与考古法、地貌法、构造法等【3】。这些划分方法均有各自的划分依据,如古气候法是根据冰期与间冰期等特征与规律进行划分;而考古法、古人类法则是根据激岩层中的文化遗物、化石等对激岩石地质情况进行分析与划分;地貌法主要是根据第四纪堆积物与形成的地貌关系进行分析与划分。
下表主要是列举了地层与地质年代符号及色标。
2.2工程地层划分
2.2.1工程地层划分意义
与地质分层不同的是,进行工程勘察分层的主要目的在于更好地为工程建设服务。因此在进行工程地层划分时,工作人员既要重视地质理论,同时也要高度重视工程实际应用【4】。在进行岩土工程勘察时,对低层进行分层,是为了让自然界具有各向异性、非连续性、非均匀性的自然岩土体进行分类、简化,让工程建设单位能更清晰、直观的掌握工程地质条件。在对地层进行分类时,需要依据岩土的类别、成因、厚度以及沉积规律进行分类,并结合工程特性、岩土地质对工程建设产生的影响来简化地下岩土体,最终达到工作目的。在岩土工程勘察与地层划分中,工作人员根据勘察结果对施工现场的地质情况进行分析,并绘制出剖面柱状图,形成勘察报告。以文字、图表、数据等形式为建设单位提供参考信息。通过对地层的划分,能让影响工程建设的各类因素如湿陷、液化、软化夹层等各项问题得以显现。同时也能让建设单位尽早发现一些稳定性较强、变形程度小以及承载力高的地层,从而更好的进行施工规划与方案编制。
表1地层与地质年代符号及色标
2.2.2工程地层划分原则
1)总体原则。岩土分层要考虑地层时代、成因、工程特性、设计使用等多方面因素,分层层位关系应符合沉积规律;一般按照主层与亚层这样的“两级单元”进行。一般来讲,地层划分的总原则是在地质学分层的基础上,结合岩土层的物理力学性质后进行的综合分层。地层定名可按照国家颁布的相关专业文件执行。但若有行业勘察规范且设计有要求时,可优先执行行业规范【5】。
2)主层划分。对地层进行划分的主要目的在于分析评价施工区域的地质条件,从而为工程的建设提供重要参考。而为保证勘察结果的准确性、可靠性,在进行地层划分过程中就需遵循一定原则并按照标准顺序。如按照年代、成因激、岩性的顺序确定出主层地层的层序,并用一些专业化符号对主层进行标号,以便于勘察与分析。具体而言,在划分主层时,相关单位需遵循以下原则:首先,针对地层时代相同的情况,可以工程建设需求为依据划分出多个主层,但如果各地层时代不同,便不满足划分为同一主层的条件。其次,划分主层时,要按照从上到下、从新到老的顺序进行划分,且主层层序序号也是从小到大进行编码与标注。划分主层时,要体现出时代以及覆盖关系,并且代号小的层位应位于代号大的层位之上。但如果是轻覆岩层,在划分时可不遵循这一原则。同时,在划分主层时,要保证同一主层内的有机环境大致相同,不存在很大的差异性。例如同一主层中不能同时存在湖、洪、冲积层与坡积层。此外,在划分主层时,如果底层之间的工程特性、类别存在较大差异,那么在划分时就应避免将具有上述特征的地层划分到同一主层中。外是工程特性极化土、特殊土以及工程设计与施工影响较大的土,不利于工程建设的地层不能划分到同一主层中,应遵循单独分层原则。具体如,若工程建设场地内存有盐渍土、液化土、软弱夹层或是湿陷性土时,就应对这些地层单独激分层,最大程度降低这些地层给工程带来的负面影响,确保工程建设顺利进行。在划分地层时,如经勘察得知某层在厚度上有些许差异,但是具有相同的工程特性、形成原因并且形成年代也大致相同,则可将其单独划分 为一主层。最后,从工程建设需求入手,在进行地层划分时应尽可能将工程特性优良、连续性好且厚度大的地层单独划分为一主层,从而为建筑工程的施工建设提供便利。
3)亚层划分。亚层划分工作通常是在完成主层划分之后,且岩土物理力学状态、岩性、密实度等仍存在较大差异时再划分出不同的亚层【6】。划分亚层时,依据需遵循从上到下的划分顺序,同时要考虑地层之间的倾覆关系以及地层的空间分布特征来编号。值得注意的是,在进行亚层的划分与编号工作时,工作人员无需过多考虑地层的沉积顺序,并且还要适当控制亚层的划分数量,确保地层划分工作能为工程的施工建设带来切实性帮助。具体而言,在划分亚层时,工作人员需遵循以下原则:
一,若同一主层内的相关地层在工程特性、岩性等方面存在明显差异,应将其划分为亚层。二,地层划分时要保证亚层的唯一性。即在同一地貌单元、同一地址的同一主层内,亚层是唯一的。三,如果逐层在密实度、物理学指标或土体状态等方面存有较大差异,且这些差异会对工程项目产生直接性影响,那么就需根据实际情况将相应地层划分为亚层。四,划分亚层时,工作人员需对岩层的风化情况进行分析,对分化程度做出标注,并以实际风化程度为依据划分出不同的亚层(一般情况下需遵循从强到弱的顺序划分出不同亚层)。五,若通过勘察发现主层内存在影响底层参数的厚度较大土体,且该层为基础持力层或是在主要手里曾范围内,就需考虑土层深度影响并划分出相应的亚层。六,在划分亚层时,要对土层厚度做严格控制,保证土层厚度不低于0.5m。且如果与该土层相邻的其他土层在物理力学性质方面与该土层相近,那么可以将局部厚度不足0.5m的土层一同划分到亚层中。但如果亚层周围有钻孔,且该层的厚度相对较薄时,就不应将其并入到亚层中。
4)透镜体及互层地层处理。在透镜体以及互层地层的处理方面,相关单位应严格遵循以下原则:如果有地层的时代相同且工程特性无多大差异,则可将这两个地层合并为一个逐层。此外,在地层成因相同且工程特性相近的情况下,原则上也可将其划分到一个主层中。二,如果存在连续出现且厚度不足0.5米的薄层,在划分时可遵循主体性原则首先将其划分为一个主层,之后再根据各层的成因、物理特性以及薄厚度、年代等划分出不同的亚层。三,如果初定的主层内某一主岩性亚层所占比例超过50%,则可将该层视为逐层,将初定逐层与其他各层视为亚层或透镜体。但如果该初定主层不具备这一特征,且亚层表现出上下覆盖的特征,那么不能将该层视为主层,不能划分主层号。在实际工作中要严格按照正确的揭露顺序来对所有层进行编号分析。
3地层划分管理措施分析
在同一个工程项目中,如果因为施工需要而将整个勘察作业分为不同个阶段,或是需多次进场勘察,相关单位就应采用相同的分层模型来开展作业,从而保证层位的一致性。相应的,在区分勘察报告时,也需应用相同的分层模型。此外,在勘察作业中也会出现后期分层出现较大变化,或者是有新主层出现的情况。一旦出现上述情况就需对勘察报告进行修改修订,一些文件也需进行变更。在变更勘察报告等相关资料时,工作人员必须根据实际情况将变更原因、变更内容等准确详细地标注在报告内,避免给工程的施工建设带来干扰。最后,要想保证岩地层划分工作的科学性、有效性,相关单位就应在开展上述工作之前先对工程场地进行勘察分析准确,通过调查分析掌握第一手资料后再综合现场工程地质测绘与调查资料、室内试验和原位测试成果开展地层划分工作。同时,在完成地层划分工作后,工作人员需对划分结果进行检查核实,要进行各层位试验来保证地层划分的合理性、有效性。
结语
综上所述,岩土工程勘察是工程项目建设的基础,而地层划分又是岩土工程勘察作业中的核心内容。因此相关单位要能高度重视地层划分工作,并能综合地质理论与工程应用,结合工程特性、地层成因等多方面因素科学划分,从而让岩土工程勘察工作更好地服务于工程建设。
参考文献:
[1]刘龙飞.岩土工程勘察中的地层划分原则探讨[J].广东土木与建筑,2019,26(12):1-4.
[2]林晓春.市政工程勘察岩土地层划分标准研究——以东南沿海滨江平原地区为例[J].中国市政工程,2019(06):83-88+108.
[3]郑伟军,刘明军.岩土工程勘察中存在的问题与措施[J].四川水泥,2018(03):293.
[4]周文海,李永东.基于岩土参数统计分析的地层划分研究[J].土工基础,2017,31(04):481-485.
[5]卜令方,汪明元,金忠良.杭州地铁盾构隧道的地层组合结构及主要岩土工程问题[J].浙江建筑,2016,33(12):16-20+29.
[6]何军.毛乌素沙漠地区输油工程勘察与地基处理的技术方法研究[D].长安大学,2005.