復(fù)雜地形條件下的巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)方案研究

潘守瑜，劉振偉

（湖州創(chuàng)新國土測(cè)繪規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，浙江 湖州 313000）

由于復(fù)雜地質(zhì)條件下，很容易造成巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)的難度加大[1]。因此，進(jìn)行復(fù)雜地形條件下的巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)方案研究是極具現(xiàn)實(shí)意義的，考慮到絕大部分巖土工程發(fā)生在復(fù)雜地質(zhì)條件中，并且通常與巖脈及其它金屬礦鑲嵌在一起，必須通過先進(jìn)的布設(shè)方案，結(jié)合以往巖土工程施工控制網(wǎng)的布設(shè)經(jīng)驗(yàn)，綜合分析巖土工程施工區(qū)域地質(zhì)特征。

1 復(fù)雜地形條件下的巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)方案研究

1.1 確定施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)間距

巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)時(shí)，若面臨復(fù)雜地形條件必須加密施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)[2]。首先，在每個(gè)巖土工程工作區(qū)主要土層的原狀土試樣或是原位測(cè)試數(shù)據(jù)不能少于10組，排除取樣的偶然性。施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)可以按照巖土工程建筑物周邊線以及角點(diǎn)布置。由于復(fù)雜地形條件會(huì)對(duì)建筑范圍內(nèi)的主要受力層產(chǎn)生影響，當(dāng)下臥層起伏較大時(shí)，必須在原有兩個(gè)施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)中間增加一個(gè)施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)，查明地質(zhì)信息具體變化，此時(shí)施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)不宜少于3個(gè)。在設(shè)置施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)時(shí)可以結(jié)合勘探手段，采用鉆探與觸探相配合，尤其是在復(fù)雜地形條件、濕陷性土、膨脹巖土、風(fēng)化巖以及殘積土地區(qū)，還需布置適量探井。對(duì)于詳細(xì)的單棟高層巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)的布置，應(yīng)滿足對(duì)地基均勻性評(píng)價(jià)的基本要求，施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)不能少于4個(gè)；而對(duì)密集的高層建筑群，施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)可適當(dāng)減少，但必須保證每棟建筑物至少有1個(gè)施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)。一般情況下，面對(duì)復(fù)雜地形條件下詳細(xì)勘察的施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)布設(shè)間距大約在20m至30m。

1.2 修正施工控制網(wǎng)布設(shè)深度

施工控制網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)鉆孔可以分為普通鉆孔以及技術(shù)性鉆孔，技術(shù)性鉆孔的深度一定要比普通鉆孔要深[4]。大體確定基礎(chǔ)勘巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)方案后，可以根據(jù)巖土工程工作區(qū)臨近地塊的地層情況，將兩項(xiàng)數(shù)據(jù)相結(jié)合，得出一個(gè)初設(shè)的施工控制網(wǎng)布設(shè)深度。對(duì)于巖土工程中的高層建筑以及需要變形計(jì)算的地基，施工控制網(wǎng)布設(shè)的深度必須超過地基變形計(jì)算深度。

1.3 設(shè)計(jì)施工控制網(wǎng)布設(shè)細(xì)部

考慮到巖土工程施工控制網(wǎng)在實(shí)際布設(shè)工作中，必然會(huì)受到外界因素的影響[3]。因此，針對(duì)復(fù)雜地形條件下的巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)細(xì)部設(shè)計(jì)，必須布設(shè)一對(duì)或一對(duì)以上水準(zhǔn)點(diǎn)，明確兩個(gè)總體控制目標(biāo)，分別為：巖土條件以及基坑條件。巖土條件中包括：工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件以及周邊氣候條件；而基坑條件中包括：基坑深度、基坑形狀、地面條件、施工條件以及施工工期。針對(duì)以上施工控制網(wǎng)布設(shè)進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)，可分為三級(jí)優(yōu)化。一級(jí)優(yōu)化內(nèi)容為測(cè)量施工控制網(wǎng)平差，決定布設(shè)合理度的因素包括：邊長固定誤差、邊長比例誤差、一方向測(cè)角誤差、測(cè)角中誤差、最弱點(diǎn)位誤差、最弱點(diǎn)間誤差以及最弱邊相對(duì)誤差，結(jié)合巖土工程施工區(qū)域的實(shí)際情況對(duì)以上方案的綜合性選擇。在布設(shè)方案中，重點(diǎn)細(xì)部包括：施工控制網(wǎng)布設(shè)涉及土層分析、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、樁基持力層選擇以及基坑監(jiān)測(cè)。二級(jí)優(yōu)化內(nèi)容為針對(duì)布設(shè)結(jié)構(gòu)、防滲水以及環(huán)境保護(hù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。三級(jí)優(yōu)化內(nèi)容為巖土工程施工過程的實(shí)施優(yōu)化，其中包括：安全性、工期合理性以及造價(jià)經(jīng)濟(jì)等。

1.4 完成施工控制網(wǎng)布設(shè)

最后根據(jù)施工控制網(wǎng)布設(shè)的規(guī)律，完成施工控制網(wǎng)布設(shè)。在實(shí)際操作情況下，初設(shè)的施工控制網(wǎng)布設(shè)深度會(huì)要求鉆進(jìn)到某一個(gè)土層，然后再加3倍～5倍的樁徑[3]。在巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)操作中，主要應(yīng)用技術(shù)為回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、全部采芯以及泥漿護(hù)壁操作辦法，并充分觀察與描述施工區(qū)域土層之中的宏觀特點(diǎn)，詳細(xì)記錄施工區(qū)域土層在水平以及垂直角度上產(chǎn)生的變化情況，進(jìn)而進(jìn)行有針對(duì)性的施工控制網(wǎng)布設(shè)。因此，施工控制網(wǎng)布設(shè)深度不能在一開始就確定，必須將所有的控制性因素加以綜合分析，致力于實(shí)現(xiàn)施工控制網(wǎng)精準(zhǔn)布設(shè)。

綜上所述，采用分層布設(shè)平面點(diǎn)的方法，降低觀測(cè)俯仰角使之達(dá)到規(guī)范要求?？紤]到施工方便，在重要部位布設(shè)3個(gè)以上相互通視的平面點(diǎn)，經(jīng)野外踏勘后最終選定點(diǎn)位，布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng)點(diǎn)。設(shè)計(jì)布設(shè)方案施工控制網(wǎng)布設(shè)深度應(yīng)在初設(shè)的施工控制網(wǎng)布設(shè)深度再加3倍～5倍的樁徑，才能達(dá)到精準(zhǔn)布設(shè)的目的。基于對(duì)以上兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的精準(zhǔn)布設(shè)，進(jìn)行巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)工作即可完成復(fù)雜地形條件下的巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)方案設(shè)計(jì)。

2 實(shí)例分析

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本文實(shí)例分析選取某巖土工程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，針對(duì)某巖土工程的勘察報(bào)告由A市地建巖土工程有限公司提出。巖土工程勘察報(bào)告的具體結(jié)果，如表1所示。

表1 巖土工程勘察報(bào)告的結(jié)果

結(jié)合表1信息，某巖土工程屬于復(fù)雜地形條件，土層一共分為五層。分別使用傳統(tǒng)布設(shè)方案以及本文設(shè)計(jì)后的布設(shè)方案進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，設(shè)置傳統(tǒng)的布設(shè)方案為實(shí)驗(yàn)對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容為測(cè)試兩種布設(shè)方案的布設(shè)中誤差，共進(jìn)行7次實(shí)驗(yàn)，從而評(píng)定布設(shè)精度更高的布設(shè)方案。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，記錄7組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將兩種布設(shè)方案下的布設(shè)中誤差進(jìn)行對(duì)比。為了更直觀的體現(xiàn)出兩種布設(shè)中誤差之間的差異性，本文特將實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制為曲線圖，如下圖1所示。

圖1 布設(shè)中誤差對(duì)比圖

通過圖1可得出如下的結(jié)論，本文設(shè)計(jì)布設(shè)方案布設(shè)中誤差遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)對(duì)照組，設(shè)計(jì)的布設(shè)方案布設(shè)精度更高，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)巖土工程施工控制網(wǎng)精準(zhǔn)布設(shè)。

通過實(shí)例分析結(jié)果證明，所設(shè)計(jì)的布設(shè)方案其各項(xiàng)功能均可以滿足設(shè)計(jì)總體要求，可以廣泛應(yīng)用于巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)方面。

3 結(jié)語

由于巖土工程施工控制網(wǎng)的布設(shè)愈發(fā)受到重視，對(duì)復(fù)雜地形條件的施工控制網(wǎng)布設(shè)方案分析深度也隨之增加。施工控制網(wǎng)布設(shè)方案經(jīng)歷了從起步到快速發(fā)展的階段，目前各地大部分施工現(xiàn)場(chǎng)都掀起了巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)方案的設(shè)計(jì)熱潮。雖然現(xiàn)階段巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)方案仍處于不完全成熟的階段，但是將隨著科技的不斷發(fā)展而進(jìn)步，是永無止境的。

巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)設(shè)計(jì)方案的發(fā)展方向也必將朝著云平臺(tái)、智能化、人性化的方向發(fā)展，最大限度的實(shí)現(xiàn)巖土工程施工控制網(wǎng)科學(xué)布設(shè)。本文唯一不足之處在于，沒有對(duì)復(fù)雜地形條件下巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)成果進(jìn)行檢驗(yàn)研究，相信這一點(diǎn)，有理由成為巖土工程施工控制網(wǎng)布設(shè)方案未來的主要研究方向。