岩性对比（精选4篇）
岩性对比 篇1
1 前言
以土壤为热源、热汇的地源热泵技术是一项高效节能、有利于环境保护和可持续发展的空调技术，在长江以北的冬冷夏热地区，利用地源热泵进行建筑物冬季供暖夏季制冷的工程逐渐增多，在地下非岩石地层的平原城乡地区地源热泵技术应用已日趋完善成熟；由于在基岩出露或出露较浅的山区、丘陵地区室外埋管施工难度较大，这些地区的地源热泵技术使用普及率依然很低；从地层换热能力、工程施工成本等因素考虑，在山区城镇推广使用地源热泵技术也可以与平原区一样普及。
本文将以横跨华北平原与太行山脉的青红（青岛-红旗拉普）高速公路邯郸段房建工程使用的地源热泵空调工程为例进行投资与运行效果等对比分析，以期说明该技术在基岩较浅或出露的山区应用及推广的可行性。
2 工程概况
基于便捷管理、节能环保和坚持可持续发展等原因，在青红（青岛-红旗拉普）高速公路邯郸段房建工程中均采用了地源热泵空调形式，其中东段于2007年投入使用，西段于2009年正式运行，全段均运行两个冷暖周期以上。
青红高速公路鲁冀界至冀晋界全长189km，其中平原区段路长91km、丘陵山区98km，所在地区属冬冷夏热气候类型；沿线服务用房总建筑面积按所处不同岩性地质区划分分别为约32000m2、31900m2。公路自东向西跨越华北平原南部的邯郸平原经邯郸进入太行山脉，邯郸以东地区内地貌可分为山前冲积平原和冲湖积平原，全区含水层厚度较大，富水性较好，0 m～100m内地下水平均温度冬季16.5℃、夏季18.5℃，地下水径流由于受人为因素的影响而变得比较复杂，总的径流方向是由西向东，在中部向东北，水力坡度逐渐变小，径流越来越缓；地形由西、南西微向北东向倾斜，海拔标高由70m逐渐向东过渡到40m；道路经过邯郸市向西进入太行山脉，区内多为山地，基岩出露或埋深极浅，全段在埋管深度范围内基本没有地下水，0m～-100m内地层平均温度冬季16.5℃、夏季17.5℃；地形由东向西逐渐抬高，海拔标高由70m逐渐向西过渡到700m。
3 空调运行
青红高速公路在河北境内呈东西走向，全线处同纬度区域。由于海拔高度影响，西段山区夏季空调期间环境平均温度大约比东段略低1℃～2℃，在冬季供暖期，西段环境平均温度约比东段略低1.5℃左右。全线房建设施均为同一设计院设计，各站点及服务区建筑面积、外形、结构系数相近，建筑墙体一致，运行阶段统一规定室内空调温度：夏季控制室温（22℃±2℃）、冬季供暖室温维持（26℃±2℃）。以上影响建筑能耗的各种条件基本相同，可以推测两段房建设施全年建筑空调能耗基本相近，公路管理部门统计数据显示亦基本接近。
4 地层及换热能力
以途径邯郸的京广铁路西侧附近南北走向的京广大断层为界，西侧进入太行山脉，基岩埋深较浅或出露，多以第三系、二叠系、三叠系、石炭系、中下奥陶系及寒武系地层出露，地形地貌复杂；东侧为华北平原南部的邯郸平原，以第四系山前冲积平原和冲湖积平原为主。典型地层对比见表1。
由于地层岩性不同，地下水埋深及径流特征差异较大，同埋深地埋换热器换热能力相差较大，西侧致密基岩地区的地层综合换热系数远大于东侧松散岩地层。图1为现场模拟夏季空调工况测试得出的两种岩性地质区的地层综合导热系数k（左为基岩出露区、右为第四系松散地层），考虑岩石地区钻井成本较高，西部山区采用双U型De25竖埋管，东部第四系地区采用单U型De32竖埋管，竖埋管深度均为100m。
地层综合导热系数实测曲线中，西部山区内基岩出露区测试约50h后进入换热平衡阶段，热平衡10h后地层综合换热系数基本稳定在4.35W/(m·K)（双U型De25埋管），再减小循环水流量加大进出水温差继续测试，其地层综合导热系数基本稳定维持在4.30W/(m·K)以上；在东部第四系松散地层平原区，曲线显示在测试60h以后才进入换热平衡，稳定后地层综合导热系数基本稳定在2.55W/（m·K)（单U型De32埋管）。基岩地区采用双U型De25埋管的条件下地层综合换热系数达到第四系松散地层平原区采用单U型De32埋管形式的1.7倍，由于基岩致密热传导速度快，在低负荷的间隙阶段其地层热恢复能力也要比松散地层快速，同样原理,松散地层热衰减速度也比致密基岩快。
从实测过程可以看出,之所以基岩地区热平衡出现较早,主要是因为在埋管深度范围内没有地下水,更没有受到地下水径流携带热量散失情况出现,输送到地下的热量全部与围岩进行热传导交换;而在第四系松散岩地层的平原区,地下水位较浅仅20m左右,并且地下水有弱径流现象,对埋管周围热平衡建立有一定延迟作用,在一定程度上提高了地层综合换热系数,对地下换热有一定贡献。如果在含水并有地下水径流的基岩地区,岩石换热叠加地下水径流增加热携带,其地层综合换热系数将会有一定程度提高。
5 工程量对比
青红高速公路鲁冀界至冀晋界以邯郸市为中点分为两期建设，各段里程相近，设置收费站及服务区数量相等，分别为6个收费站（含养护工区）、2个服务区（路两侧服务区空调各为独立系统），由于相同功能建筑结构、面积相同，室内末端布置安装也基本类同；机房系统除根据机组选型大小而选配辅助设备容量差异外，其它基本一致；考虑钻进效率、成本及可埋管区域面积，室外埋管相对机房位置接近,埋管深度均为100m，东部平原区竖管采用单U型32管、西部山区采用双U型25管，水平管布设均采用井间同程并联接入分集水器方式；各工程点的室外竖井以20眼～35眼为一子系统组成室外换热系统。两段总工程量对比见表2。
两段房建服务设施空调设计埋管总深度与建筑面积比例系数（竖埋管总深度与房建总面积之比）分别为3.44与1.79，其中在平原区较小面积收费站比例达到3.7、大面积建筑约为3.3，在山区较小面积收费站比例达到1.85、大面积建筑约为1.6。
6 工程投资运行分析
东段热泵工程2006年秋季开始室外埋管施工，2007年夏季投入使用；西段2009年夏秋季完成室外系统工程，同年冬季正式运行。基于建筑形式面积、结构功用等相近，室内末端及机房设备等投资基本控制在同等投资水平；由于水平管网铺设深度内地层不同，土方开挖回填造价不同，西部远高于东部，但西部基岩区竖埋井数量较少，综合平衡人、材、机造价后西部路段室外管网相对建筑面积造价仅略高于东部路段；室外竖埋换热器部分主要造价差别在建井与回填料方面，西部基岩区凿井成本高,但回填料采用水泥岩粉浆按1:5比例回填即可，东部路段凿井成本虽低,但回填料需要采用运输距离较远的中粗砂,在一定程度上增加了建井成本，考虑建井数量、难度、材料用量等因素后，西部路段室外地埋换热器建设工程投资按建筑面积造价计算,比东部约高6%。工程建设投资对比见表3。
从空调系统投入运行的几年实际使用效果判断，无论东段平原区还是西段山区的室外换热系统都是安全可靠的。东段夏季地下回水（由机组冷凝器送入地埋换热器）温度一般不超过30℃、冬季地下回水不低于9℃（一般维持在9.3℃以上），西段夏季地下回水（由机组冷凝器送入地埋换热器）温度一般不超过28℃、冬季地下回水不低于7.5℃。按照用户几年的电耗数据统计及工程所在地电价0.75元/(kW·h）计算，使用3a来的平均运行费用见表3（不包含管理、维护等费用），并且统计显示电耗数据逐年略降（本文不作讨论，系统电耗下降有可能是埋管井回填料与地层“亲和”接触导致换热能力增加的结果，亦或是管理加强显现的节能效益，由于工程施工没有安装有效监测设施，亦即没有说明问题的依据）。
7 结论
在工程施工设备技术相对发达的今天，不同地质区域埋设竖埋换热器的工程问题都能得以解决；虽然单位延米竖埋换热器埋设成本有一定差异，但大部分施工难度较大的基岩出露山区的地层综合换热系数较高，对竖埋换热器总延米减少有一定程度贡献，使不同地质区域房建地源热泵工程成本基本持平；如果在浅层地下水丰富、径流条件较好岩石地区，随着地下水流动参与换热致综合换热系数提高，其地埋换热器综合施工成本可以进一步降低。
从本文例证工程可以看出，在冬冷夏热地区的冲洪（湖）积平原区与山区（基岩出露区，不包含黄土原区）均可以相近成本推广使用地源热泵技术满足建筑冷暖需求。
参考文献
[1]GB50366—2009地源热泵系统工程技术规范[S].
[2]王书中,由世俊,张光平.热响应测试在土壤热交换器设计中的应用[J].太阳能学报,2007,28(4):405-410.
[3]刁乃仁,方肇洪.地埋管地源热泵技术[M].北京:高等教育出版社,2006.
[4]李先瑞,朗四维.热泵的现状与展望[J].建筑热能通风空调,1999(3):8-12.
[5]方肇洪,刁乃仁.地热换热器的传热分析[J].建筑热能通风空调,2004,23(1):11-20.
岩性对比 篇2
RE地区沉积环境较复杂, 成岩过程差异大, 导致主要目的层岩性不同。三种不同岩性储层由于其胶结物含量和胶结方式的差异导致了储层渗流性质差别大。故文中采用岩性分类渗透率计算方法, 首先依据不同岩性储层测井响应特征识别并划分三类岩性储层, 再分别建立各类岩性储层渗透率计算模型。
1 区域特征
RE地区储层岩性差异大, 主要为石英砂岩、凝灰质砂岩和泥质砂岩。三种不同岩性储层其胶结物含量差异明显, 石英砂岩以硅质胶结为主, 凝灰质砂岩以凝灰质胶结为主, 泥质砂岩以绿泥石胶结为主。不同成岩方式导致了储层在测井响应和物性上的差异。该区域储层孔隙度下限为8%。当孔隙度大于8%时, 石英砂岩储层渗透率范围为1m D-520m D, 泥质砂岩储层渗透率范围为0.5m D-5m D, 凝灰质砂岩储层渗透率普遍小于0.5m D。由此可见, 岩性是影响RE地区储层渗透率的关键因素之一, 不同岩性储层渗透率差异很大, 需要分岩性建立储层渗透率计算模型。
2 岩性识别
不同岩性储层对声波时差测井曲线、补偿中子测井曲线和密度测井曲线有着不同的影响, 可以依据不同岩性数据点在三孔隙交会图上的聚类特征来划分储层。
图1中, 左图为补偿中子测井和密度测井交会图, 右图为声波时差测井和补偿中子测井交会图;圆形数据点来源于石英砂岩, 方形数据点来源于凝灰质砂岩, 三角形数据点来源于泥质砂岩。可见, 补偿中子测井和密度测井交会图, 只能区分出石英砂岩。而声波时差和补偿中子交会图可以较好的区分三种岩性, 可以用作岩性识别图版来识别和划分储层岩性。
3 建立渗透率模型
利用岩心实验分析数据中孔隙度值和渗透率值, 建立储层孔隙度和渗透率间相关关系是计算储层渗透率常用的方法。考虑到RE地区复杂岩性的特点, 在建立孔隙度和渗透率相关关系前, 首先需要依据图1中岩性划分图版, 利用测井曲线识别和划分储层岩性;并在岩性识别和划分基础上, 分别建立各类岩性储层孔隙度和渗透率关系, 如图2。
图2中方形数据点来源于石英砂岩储层, 菱形数据点来源于泥质砂岩储层, 三角形数据点来源于凝灰质砂岩储层。分别拟合三种岩性储层孔隙度和渗透率关系, 得到三种不同岩性储层的渗透率计算公式。
石英砂岩渗透率计算公式:
泥K质砂.00岩7*渗透.019率计算公式:
凝灰质砂岩渗透率计算公式:
4 结论与分析
RE地区砂岩储层由于成岩过程差异, 导致储层岩性不同, 主要岩性有三种石英砂岩、凝灰质砂岩和泥质砂岩。不同岩性储层其胶结物胶结方式不同, 导致了相同孔隙度条件下, 各类岩性储层渗透率值不同。文中依据测井曲线划分三种岩性储层, 再分别建立了各岩性储层渗透率计算公式。图3为AX井孔隙度和渗透率计算结果, 最后一道为测井计算渗透率值和岩心分析渗透率值对比, 比较岩心分析渗透率值与岩性分类方法计算渗透率值, 岩性分类渗透率计算方法的平均相对误差为18%, 计算结果满足渗透率计算精度要求。
参考文献
[1]唐海发, 彭仕宓, 赵彦超.致密砂岩气藏储层流动单元划分方法及随机模拟[J].吉林大学学报 (地球科学版) , 2007.05, 37 (3) :469-474
[2]焦翠华, 徐朝晖.基于流动单元指数的渗透率预测方法[J].测井技术, 2006.08, 30 (4) :317-319
[3]袁新涛, 彭仕宓, 林承焰, 贾瑞高.分流动单元精确求取储层渗透率的方法[J].石油学报, 2005.11, 26 (6) :78-81
使用PDC钻头岩性的识别方法 篇3
近几年来, 伴随着钻井技术的快速发展, PDC钻头在伊拉克鲁迈拉油田生产井目的层井段的应用愈发普遍, 由于该钻头破碎地层采用的是一种以低钻压和高转速为主要原理的切削方式, 同时再加上其本身所具备的细小牙齿镶齿构造, 因此通过该技术生产出来的岩屑是非常细碎与细小的, 甚至可近粉末状, 此种情况在很大程度上妨碍了岩屑的现场清洗与岩性的准确描述, 如何进行好PDC钻头所产生岩屑的识别并正确定名岩性, 自然就成为了迫切需要解决的问题。在开展大量的对比试验并同时对大庆以及国外其他录井公司多方的长期实践经验后, 笔者归纳出了一套针对PDC钻头田间下识别岩性的方法, 经初步实践应用后, 结果显示其识别功能良好。现将本方法总结如下, 敬请各位专家多提宝贵意见。
2 使用PDC钻头岩性的识别方法
由于PDC钻头条件下的岩屑细碎, 几乎不可能以肉眼来进行其岩性的识别, 但岩性的判断又是描述地址时不可或缺的关键环节之一, 且岩性描述的结果可对油气显示评价的准确度造成直接影响, 同时岩屑的物性参数还决定着其他评价方法的可靠性问题。笔者在长期的工作中经不断总结工作经验, 最终归纳出了一套采用双目显微镜进行PDC钻头条件下的岩性识别方法。
2.1 使用PDC钻头岩屑的处理过程
由于PDC钻头所生成的岩屑非常之细碎, 以至于传统处理岩屑的方法不能满足当前现场作业的需求, 这就为我们录井生产提出了一个崭新的课题, 使用PDC钻头如何进行岩性的识别, 别且这个问题已经成为了当前可对录井生产产生重要影响的关键因素, 采用砂筐进行岩屑捞取这是既往处理牙轮条件下岩屑的方法, 但由于现在的岩屑已直接已经远比过去小, 故此种方法用于PDC钻头条件下的岩屑处理已经变的不可能, 由于PDC钻头条件下岩屑颗粒细小, 一旦采用砂筐进行清洗, 大量的地层信息就丢失, 此种情况下想要准确定名岩屑也是不可能的。为了杜绝细小岩屑被冲洗掉的情况发生, 我们作了大量的对比实验工作, 经过很长一段时间的探索, 终于寻求到了一种可用于当前PDC钻头条件下的岩屑处理新方法, 其具体流程图如图1所示。
为了进一步保证获得更好的PDC条件下的岩屑处理效果, 其处理过程应严格遵照一下几方面的原则:
(1) 必须替换掉过去施用的砂筐而严格按照图1中所示, 直接采用这些组合筛子对捞取的岩屑进行漂洗, 以确保不会丢失重要地层信息。
(2) 在清晰过程中切忌不能水流过急, 以此防止将胶结疏松的砂岩冲洗为散状的石英颗粒而不利于通过显微镜实施岩屑胶结成分的观察。
(3) 当岩屑被清洗干净过后, 其第一层筛子中的岩屑均为上部地层的掉落物, 应对该部分岩屑做废弃处理。
(4) 第2~3层的岩屑为真实的地层岩屑, 将其均匀混合后, 取少量盛放到砂样盘中, 再需以清水将岩屑冲至足够平整。
2.2 如何选用双目显微镜
作为本方法的关键性设备, 双目显微镜的性能将会对确定岩屑物性参数的准确性产生直接影响, 经多次试验筛选比较, 我们最终确立了以下几种性能的显微镜, 其在现场条件的施用中可以达到准确识别PDC钻头条件下岩屑的要求:
(1) 选用10倍与20倍的目镜以及1倍、2倍和4倍的物镜, 其中, 物镜最好选用具有变焦功能的产品, 这样更有利于更清晰地对岩屑的成分与结构进行观察。
(2) 必须选用具可变光源的显微镜, 且该光源具备聚焦功能。
(3) 尽量选用可调范围足够大的显微镜物镜, 如此在进行岩心与井壁取心样品的观察时更易操作。
(4) 显微镜外形需满足人体工学设计要求, 以便将观察者的劳动强度降到最低。
2.3 如何在显微镜下确定岩屑的物性参数
当前, 我们主要用于描述现场条件下岩屑物性参数的项目包括:色泽、硬度、粒度、孔隙状况、分选、圆度、胶结物、包含物以及产状等, PDC钻头条件下岩屑颗粒细小, 确定岩屑物性参数必须在显微镜下进行, 但问题是随着显微镜放大倍数的变化镜下观察的这些参数也在变化, 比如:显微镜放大倍数的增大岩屑的颗粒直径也随之增大, 所以我们必须选用一种标准图版, 在显微镜下用它和地层岩屑进行对比观察, 这样就能消除放大倍数变化对观察者的影响, 在现场实际应用中我们选用了美国石油学会的碎屑岩粒度、圆度、分选、百分比图版及颜色卡, 现场使用效果非常理想。
(1) 色泽:现场岩屑的颜色是使用美国石油学会的颜色卡来确定, 使用方法是把颜色卡放在显微镜下与岩屑进行对比观察, 从而确定岩屑的色泽, 在显微镜下通常可观察到的颜色包括:灰色、浅灰色、深灰色、绿灰色、橄榄绿灰色、褐灰色、绿色、灰绿色、褐色、灰褐色、红色、黑色、白色、无色以及杂色等。
(2) 硬度:视情况可分别采用硬度探针或尖头镊子来进行岩屑硬度的确定, 其中前者应用更为方便, 且通过该种方法可将硬度划分为以下几种:极软、软、较硬、中硬、硬、极硬。
(3) 粒度:采用显微镜进行观察的同时, 同时借助粒度板实施比较便可进行岩石骨架颗粒粒度的确定, 同时基于粒度将作为定名岩屑的主要参考依据。显微镜下对比观察的粒度板见下图2:
(4) 孔隙状况:同样是在显微镜下, 需充分参考据岩石骨架颗粒的分选、磨圆以及胶结物的可填充程度来进行其孔隙状况的确定, 最终确立的级别通常包括了极差、差、中等、好以及极好几种。
(5) 分选:借助显微镜, 同时应用图3所示的图版便能确立岩屑岩石骨架的分选级别。岩石骨架颗粒分选级别又通常包括了分选极差、分选差、分选中等、分选好以及分选极好等几种情况。
(6) 圆度:在显微镜下用图版3与岩屑对比观察来确定岩屑骨架的圆度级别。镜下确定的岩石骨架颗粒圆度级别一般分为以下几种:尖棱角状、棱角状、次棱角状、次圆状、圆状以及极圆状几种。
(7) 岩屑百分含量:同样图3所示的百分含量数值进行确定。
(8) 胶结物与包含物:胶结物类型通过测定出的硬度情况以及滴酸反应来确定, 具体包括了泥质胶结、钙质胶结、铁质胶结以及硅质胶结等几种。
3 结论和建议
随着钻井技术的不断提高, 使用PDC钻头已经成为一种趋势, 这就为在PDC钻头条件下识别岩性奠定了基础, 同时是否能够准确地对岩性进行识别将会对现场油气显示的落实以及岩性界面的具体划分情况产生直接影响, 故现场岩性的正确识别其意义是不言而喻的, 本文论述的方法已经成功的应用于伊拉克的鲁迈拉油田, 该油田属于碳酸盐剖面的海相沉积和砂泥岩剖面的混合型陆相沉积盆地, 其岩性通常以碳酸盐岩、砂岩、粉砂岩及泥岩占据主体, 其包含物则偏重于化石与碳质的碎屑、黄铁矿以及方解石等, 在该油田使用此方法获得了良好的效果, 甲方对现场岩性的描述给予了充分的肯定。基于此, 我们希望该方法可以在国内的油田得以推广应用, 以此为各大油田在PDC钻头条件下岩性识别问题方面提供更为理想的解决方案。
摘要：近年来, 随着录井技术的不断发展, 国内外越来越多的探井和开发井, 在钻井过程中使用PDC钻头, 由于PDC钻头在使用过程中钻压小、钻速快, 在钻井过程中被越来越广泛的使用。由于PDC钻头牙齿细小, 所破碎的岩屑颗粒小, 有的PDC岩屑接近粉末状, 这就给岩屑的识别带来难度和困难。本文介绍了在使用PDC钻头的条件下, 如何更有效与准确进行岩屑识别与处理的可行方法。
关键词：PDC钻头,岩屑识别,岩屑的处理,显微镜,岩屑的物性参数
参考文献
[1]袁邦凯, 宗书玮.PDC钻头条件下岩性的识别方法[J].大庆石油地质与开发, 2005 (B08) :15-16
[2]张根法, 刘丽娜, 肖自歉.PDC钻头加复合钻井技术条件下的岩屑录井[J].中国西部油气地质, 2006, (03)
[3]高居伟.PDC钻头条件下岩屑颜色描述方法的研究[D].中国海洋大学, 2007
[4]杨晓明.基于灰度统计特征的岩屑岩性最优描述方法研究[D].中国海洋大学, 2007
[5]王兆国.固体介质中非线性波传播特点与岩性分析[D].吉林大学, 2007
基坑渗流与土的岩性分析 篇4
众所周知,对地下水对于周边环境以及地基开挖所产生的各种负面影响能够有效地防治基坑渗流,已经成为了基坑工程特别是那些深基坑工程施工和设计工作中最为重要的组成部分,伴随着社会的不断进步,经济得到了高速发展,人们生活水平也得到了很大的提升,在人们不断提升自己生活水平的同时,人们对于建筑和桥梁施工质量更加关注,在建筑和桥梁施工过程中,基坑的渗流和土的岩性是我们必须高度重视的问题之一,下面,笔者就对基坑渗流与土的岩性进行分析。
1 关于地基基础重要性及分类
随着社会的不断进步,经济的高速发展,人们生活水平有了很大提高,人们生活水平的不断提高促进了我国建筑事业的不断发展,任何一项建筑工程,最为基础的就是建筑物的地基,基坑渗流和土的岩性分析直接影响了整个建筑工程质量的好坏,并且决定了整个建筑工程项目的成败,因此,作者认为,任何一个建筑工程项目,如果没有好的基坑渗流和土的岩性分析,就一定没有好的建筑物。
近些年来,建筑物架构和设计已经朝着日新月异的方向发展,建筑物再给人们带来方便满足人们日常需要的同时,也为人们的发展和进步提供了依据。在人们丰富的想象力中,各种各样的建筑物已经被很好的建造了起来,但是,每个建筑物都必须要有一个极其重要的工程,那就是建筑物地基基础,建筑物地基基础作为整个建筑工程建造的最为基础的部分,其施工质量的好坏,直接关系到了整个建筑工程的完缺。
所谓的地基基础,在建筑学之中,一般都是指在建筑物下面作为支承基础的岩体或者土体,地基是建筑物的基础。地基基础建造的是否牢固得当,直接关系到了整个建筑物的安全,如果一个地基基础施工不得当,那么一定会引起建筑工程安全事故的发生,建筑工程安全事故一旦发生了,事后的补救工作不仅十分困难,其收益也是十分微小的。由此观之,地基在任何一个建筑工程中都是十分重要的,从建筑工程现场施工来看,地基可以分为人工地基和天然地基。改善建筑支承物的地基抗渗能力或者承载能力所应该采取的工程基坑渗流与土的岩性,应该分为岩土加固措施以及基础工程措施这两种,一些建筑施工工程,不对其地基基础性质进行改变,而只是采取了其基础工程的措施,有些工程对地基的岩石和土分别进行加固,这样做能够很好的改善建筑物工程的性质。所谓的人工地基就是指对于已经进行加固后的地基,而天然地基就是指那些只选定适当基础形式,不需要改变其工程的性质就能够很好的满足要求的地基。
2 基坑渗流与土的岩性分析及注意事项
由于所建筑物体的大小存在着差异,对于地基强弱程度的要求也有很大的差异,地基基础的施工一定要从具体的、实际的情况出发,对三个方面的要求进行考虑和满足,这三个方面的要求分别是:地基无滑动危险、建筑物沉降值小于容许变形值以及地基的地面单位面积的压力一定要小于地基容许的承载力。如果建筑物的地基基础不能够达到以上三个方面的要求,那么就对基础工程施工方案做出一些修改或者做出地基基础的处理,以便对整个地基基础性质进行改善,从而达到了建筑物对于地基的要求。
2.1 基坑渗流与土的岩性分析之特性
在建筑学中,地基处理十分重要,地基对于上层建筑是否牢固有着不可替代的作用,在地基施工中主要是对特殊土地基以及软弱地基进行施工,在我国《建筑地基施工技术规范》中,已经明确规定了软弱地基系指的是主要由冲填土、淤泥质土、杂填土、淤泥或者其它的高压缩性土层构成地基。特殊地基基坑渗流与土的岩性具有地区性特点,特殊低级主要包括冻土、红粘土、膨胀土、湿陷性黄土以及软土。对于地基基础的基坑渗流与土的岩性主要有五方面的特性:透水特性、压缩特性、剪切特性、动力特性以及特殊土不良地基特性。地基工程基坑渗流与土的岩性透水特性主要表现在房屋、堤坝等等基础产生的地基渗漏,在基坑开挖的过程中产生管涌和流沙,所以,我们需要对减少地基水压力或者使地基土变成不透水的措施。基坑渗流与土的岩性分析压缩特性主要表现在建筑物沉降以及差异沉降大,所以,需要我们采取一定的措施来提升地基土的压缩模量。基坑渗流与土的岩性分析剪切特性的破坏表现在建筑物地基的承载力不够,使土方开挖时候边坡失稳或者结构失稳,使地基开挖时后坑底隆起或者接近地基产生隆起。所以,想要防止剪切特征的剪切破坏,我们要采取增加地基土抗剪强度这一措施。基坑渗流与土的岩性分析的动力特性主要表现在建筑物地震时,砂土、粉土产生了液化,由于打桩或者交通荷载等等原因,邻近地基产生了震动下沉,所以,我们应该研究并且采取能够使地基防止液化,并且能够很好的改善其振动特性,以便提高地基抗震性能等措施。基坑渗流与土的岩性分析特殊土不良特性主要是指减少或者消除膨胀土的胀缩性以及黄土的湿陷性等等地基处理措施。以上作者所提出的都是地基基础基本的改善措施,如果我们想要拥有牢固的地基,就一定要根据具体、实际的情况来选择比较合适的处理方法。
2.2 基坑渗流与土的岩性分析之施工方法
人工地基基坑渗流与土的岩性施工方法主要有密实法、加固法以及换土法,其中,密实法又分为碾压夯实法、重锤夯实法、机械碾压法等等,其中,机械碾压发主要用推土机、压路机、羊足碾、平碾以及其它压实机械将松散土层进行压实。而加固法处理地基可以分为:硅化加固法、高压旋喷法以及化学加固法这三种,化学加固法主要是通过搅拌混合或者压力灌注等等措施,使胶结剂或者化学溶液进入到土层之中去,从而使土粒进行胶结。
2.3 基坑渗流与土的岩性分析之施工注意事项
在地基基础施工过程中,护壁混凝土强度的等级应该和桩基混凝土强度等级是相同的,而且护壁应该要高出地面至少三十厘米,除此之外,还应该对护壁进行严格、仔细的检查,检查其是否存在渗水和漏水的情况。在建筑物地基基础施工过程中,混凝土的配合比应该在其施工前就应该进行材料的选取,并且对原材料进行严格的检测,只有在其检测合格以后,才能够进行配合比设计,在一般情况下,人工挖孔桩的混凝土坍落程度要比钻孔桩水下混凝土坍落程度小,但是,无论是何种混凝土都必须要满足地基基础施工工艺的各种具体的要求,这也是作者一直想要强调的问题。
最后,基坑开挖后,地下水由高处向低处渗流,出现流砂或流土。防治原则是,减小或消除水头差,如采取基坑外的井点降水法降低地下水位。或采用连续密排的水泥搅拌桩,高压旋喷桩等阻断地下水向坑内流动的隔水帷幕,构成基坑支护结构体系。此外,还要注意潜蚀或管涌现象的发生,避免这类现象发生必须减小地下水渗流的水力梯度,如打板桩。可通过加深防渗墙增加地下水渗流距离减低水力梯度。提高抗渗稳定性,但当防渗墙超过一定深度以后,这种效果将迅速减弱。
3 结论
本文中,笔者首先对地基基础重要性及分类进行了分析,接着又从基坑渗流与土的岩性分析之特性、基坑渗流与土的岩性分析之施工方法以及基坑渗流与土的岩性分析之施工注意事项这三个方面对基坑渗流与土的岩性分析及注意事项进行了简要的探讨。笔者认为,理论只有应用到实践之中去才能够真正的发挥理论自身所具有的指导作用,因此,作者主张将基坑渗流与土的岩性分析这一理论知识应用到建筑地基施工实际操作中去,结合其操作的实际,对其进行综合分析。
摘要：近些年来,大型的桥梁和建筑基坑深度已经越来越深,桥梁和建筑基坑占地面积也越来越大,和地下水关系也更加密切,尤其是最近一两年内,地层深处承压水对于基坑影响越来越大,地层深处承压水已经使得很多大型桥梁和建筑基坑工程由于突涌水、流土和坑底地基管涌等原因而导致了破坏,其中,百分之百十以上的大型桥梁和建筑基坑破坏都和水有着密切的关系。本文中,笔者就对基坑渗流与土的岩性进行简要的分析。
关键词：桥梁,建筑,地基,基坑,渗流,岩性,分析
参考文献
[1]C.Baiocchi,V.Comincioli,E.Magenes,G.A.Pozzi.Free boundaryproblems in the theory of fluid flow through porous media:Existence anduniqueness theorems[J].Annali di Matematica Pura ed Applicata,Series 4,1973,97(1).
[2]骆祖江,刘金宝,李朗,瞿成松.深基坑降水与地面沉降变形三维全耦合模型及其数值模拟[J].水动力学研究与进展(A辑),2006,(04).
[3]杨勇,李国敏,窦艳兵,黎明,杨忠山.抽取地下水引起地面沉降的研究现状与进展[A].中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C].2011.
[4]陈建峰,秦建庆,石振明,沈明荣.砂井地基沉降的二维有限元分析(二)———修正剑桥渗流耦合模型有限元及实例计算[J].四川建筑科学研究,2003,(04).
[5]平扬,项阳,白世伟.OOFEM在深基坑渗流-应力耦合分析中的应用[A].新世纪岩石力学与工程的开拓和发展———中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C].2000.
[6]赵杰,邵龙潭.复合土钉支护的有限元数值模拟及稳定性分析[A].第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(下册)[C].2006.