2017年造價工程師土建工程高頻考點:地質構造條件
【摘要】2017年造價工程師土建工程高頻考點:地質構造條件分享給大家,據(jù)可靠消息,2017年造價工程師新版教材于6月11日正式發(fā)行,大家在等待新教材的同時,也不要忘了記住一些小的考點,這樣在看書的時候就比較輕松了。
地質構造條件
、亳薨櫟挠绊。在背斜核部,巖層呈上拱形,巖層雖破碎,但像石砌的拱形結構,能將上覆巖層的荷重傳遞至兩側巖體中,有利于洞頂?shù)姆(wěn)定。向斜核部巖層呈倒拱形,頂部被張裂隙切割的巖塊上窄下寬,易于塌落。原則上應避開褶皺核部,若必須在褶皺巖層地段修建地下工程,可以將地下工程放在褶皺的兩側。
②斷裂的影響。應避免地下工程軸線沿斷層帶布置。而地下工程軸線垂直或近于垂直斷裂帶,所需穿越的不穩(wěn)定地段較短,但也可能產生塌方。因此,在選址時應盡量避開大斷層。
③巖層產狀的影響。在水平巖層中布置地下工程時,應盡量使地下工程位于均質厚層的堅硬巖層中。若地下工程必須切穿軟硬不同的巖層組合時,應將堅硬巖層作為頂板,避免將軟弱巖層或軟弱夾層置于頂部,后者易于造成頂板懸垂或坍塌。軟弱巖層位于地下工程兩側或底部也不利,容易引起邊墻或底板鼓脹變形或被擠出。在傾斜巖層中,一般也是不利的。當洞身穿過軟硬相間或破碎的傾斜巖層時,順傾向一側的圍巖易于變形或滑動,造成很大的偏壓,逆傾向一側圍巖側壓力小,有利于穩(wěn)定。
巖層產狀的影響
在水平巖層中布置地下工程時,應盡量使地下工程位于均質厚層的堅硬巖層中。若地下工程必須切穿軟硬不同的巖層組合時,應將堅硬巖層作為頂板,避免將軟弱巖層或軟弱夾層置于頂部,后者易于造成頂板懸垂或坍塌。軟弱巖層位于地下工程兩側或底部也不利,容易引起邊墻或底板鼓脹變形或被擠出。在傾斜巖層中,一般也是不利的。當洞身穿過軟硬相間或破碎的傾斜巖層時,順傾向一側的圍巖易于變形或滑動,造成很大的偏壓,逆傾向一側圍巖側壓力小,有利于穩(wěn)定。
圍巖穩(wěn)定性分析
變形與破壞的五種形式:
①脆性破裂,經常產生于高地應力地區(qū)。
、趬K體滑移,是塊狀結構圍巖常見的破壞形式。
③巖層的彎曲折斷,是層狀圍巖變形失穩(wěn)的主要形式。
、芩榱呀Y構巖體在張力和振動力作用下容易松動、解脫,在洞頂則產生崩落,在邊墻上則表現(xiàn)為滑塌或碎塊的坍塌。當結構面間夾泥時,往往會產生大規(guī)模的塌方,如不及時支護,將愈演愈烈,直至冒頂。
、菀话銖娏绎L化、強烈構造破碎或新近堆積的土體,在重力、圍巖應力和地下水作用下常產生冒落及塑性變形。
提高圍巖穩(wěn)定性的措施
為了保證地下工程施工的安全和正常運行,應該針對巖體的不同條件,采取相應的施工方法和一定的工程技術措施,提高圍巖的穩(wěn)定性。目前,用以提高圍巖穩(wěn)定性的工程措施主要有傳統(tǒng)的支護或襯砌和噴錨支護兩大類。
(1)支護與襯砌。支護是在地下工程開挖過程中用以穩(wěn)定圍巖用的臨時性措施。按照選用材料的不同,有木支撐、鋼支撐及混凝土支撐等。在不太穩(wěn)定的巖體中開挖,需及時支撐以防止圍巖早期松動。襯砌是加固圍巖的永久性結構,其作用主要是承受圍巖壓力及內水壓力,有混凝土及鋼筋混凝土襯砌,也可以用漿砌條石襯砌。
(2)噴錨支護。噴錨支護是在地下工程開挖后,及時地向圍巖表面噴一薄層混凝(一般厚度為5~2Ocm),有時再增加一些錨桿,從而部分地阻止圍巖向洞內變形,以達到支護的目的。
噴錨支護能使混凝土噴層與圍巖緊密結合,并且噴層本身具有一定的柔性和變形特性,因而能及時有效地控制和調整圍巖應力的重分布,最大限度地保護巖體的結構和力學性質,防止圍巖的松動和坍塌。如果噴混凝土再配合錨桿加固圍巖,則會更有效地提高圍巖自身的承載力和穩(wěn)定性。
噴混凝土具備以下幾方面的作用:首先,能緊跟工作面,速度快,因而縮短了開挖與支護的間隔時間,及時地填補了圍巖表面的裂縫和缺損,阻止裂隙切割的碎塊脫落松動,使圍巖的應力狀態(tài)得到改善;其次,由于有較高的噴射速度和壓力,漿液能充填張開的裂隙,起著加固巖體的作用,提高了巖體的強度和整體性。此外,噴層與圍巖緊密結合,有較高的粘結力和抗剪強度,能在結合面上傳遞各種應力,可以起到承載拱的作用。
錨桿有楔縫式金屬錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿、普通砂漿金屬錨桿、預應力錨桿及木錨桿等,目前在大中型工程中,常用的是楔縫式金屬錨桿和砂漿金屬錨桿兩種。為了防止錨桿之間的碎塊塌落,可采用噴層和鋼絲網來配合。
(3)各類圍巖的具體處理方法。對于堅硬的整體圍巖,巖塊強度高,整體性好,在下工程開挖后自身穩(wěn)定性好,基本上不存在支護向題。這種情況下噴混凝土的作用主要防止圍巖表面風化,消除開挖后表面的凹凸不平及防止個別巖塊掉落,其噴層厚度一般3~5cm.當?shù)叵鹿こ虈鷰r中出現(xiàn)拉應力區(qū)時,應采用錨桿穩(wěn)定圍巖。
對于塊狀圍巖,這類圍巖的坍塌總是從個別石塊——“危石”掉落開始,再逐漸發(fā)展擴大,只要及時有效地防止個別“危石”掉落,就能保證圍巖整體的穩(wěn)定性。一般而言,對于此類圍巖,噴混凝土支護即可,但對于邊墻部分巖塊可能沿某一結構面出現(xiàn)滑動時,應該用錨桿加固。
對于層狀圍巖,在開挖地下工程時,往往不易打成拱形(或圓形),爆破后頂面經常成平板狀,如不加支護,圍巖常常先發(fā)生彎曲張開,然后逐漸坍塌。因此對于此類圍巖,應以錨桿為主要的支護手段。
對于軟弱圍巖,相當于圍巖分類中的IV類和V類圍巖,一般強度低、成巖不牢固的軟巖,破碎及強烈風化的巖石。該類圍巖在地下工程開挖后一般都不能自穩(wěn),所以必須立即噴射混凝土,有時還要加描桿和鋼筋網才能穩(wěn)定圍巖。
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