克里格法在岩土工程勘察和地基处理与基础设计中的应用

陈媛媛（四川省川建勘察设计院，四川 成都 610000）



克里格法在岩土工程勘察和地基处理与基础设计中的应用

陈媛媛
（四川省川建勘察设计院，四川 成都 610000）

摘 要：克里格法是进行岩土工程勘察分析的一种辅助数段。采用此种方法有重要的意义，能够摆脱传统方法的随意性和盲目性，可以准确的检测岩土工程的勘验成果。因而本文致力于对克里格法的应用和意义进行研究，从而为实践提供参考依据。

关键词：岩土工程勘察；地基处理与基础设计；克里格法；辅助手段

根据勘探孔绘制的工程地质剖面图由于受到人主观因素的影响，通过理论和实践的证明，其具有极大的随意性。这导致很多建筑都不符合要求。当然这一方面也是设计原因造成的，但是可以说很大程度上都是由于地质剖面图的随意性造成的。本文为改变当前这种现状，用克里格法来完善地基处理和基础设计等相关问题。

1　工程概况

1.1场地工程地质概况

拟建工程为剥蚀低丘结构，呈东南高西北低的地势走势。地形的最高点和最低点落差为4.5m。建筑场地的岩土层基本分层如图1所示。

如图2所示，场地岩土层最上面是杂填土层，土层厚度大致为0.3m～3.8m。填土层的特点是如其名字土壤不是一种颜色而是杂色。填土层土壤质地干燥、松散，并且构成部分一般是碎石，碎砖以及碎混凝土等。局部地方离地表柏油路仅仅只有4cm。杂填土层下一层是强风化岩层，埋深在0.30m～3.8m，岩层厚度在1.70m～18.40m。该层结构非常具有极高的可辨识度，呈黄褐色，但是只要碰到水就会出现软化的现象，从而会崩开。最下方的就是中风化页岩，该层是泥质结构，岩芯一般是呈块状或长柱状。强度大致是一样的，只有微小的区别。该岩层的颜色与强风化岩层的颜色相对来说比较接近，呈现为黄褐色、灰褐色或者灰色并且在分布面积较广，产状与强风化页岩一致。其埋深在3.70m～21.50m，最大厚度为12.10m。

1.2建筑工程概况

拟建设的场地位置，大致在主干线中间。并且场地的周围生活配套设施一应俱全。如学校、大型的商场、菜市场等。工程总体呈现弧状共六层计20m，其中地下两层，地上四层。根据建筑外边范围区域内进行开挖，最大埋深12m。建筑工程的顺利进行，最重要的是一定要遵循相应的规范和规则，比如勘孔深度。如根据相关勘察规范的要求，初步勘察勘孔深度要求见表1。在对整个工程进行勘察和地基处理的过程中一定要综合考虑各个因素，并对这些因素进行全面分析。如地质实际情况、施工规范、施工要求、建筑因素等等。拟建设的建筑综合考虑各方面因素后决定埋深12m，采用筏形基础方案，并决定用中风化页岩作为工程的持力层。但是由于考虑到中风化页岩自身的一些特点，如厚度分布均，因而应该进行褥垫处理工作。一旦完成基坑开挖，就应该立马对垫层进行铺筑工作，基本上褥垫的厚度控制在300m～500m。

表1　初步勘察勘孔深度

2　场地岩土层克里格估计

由于人思维的差异，而传统的剖面图又大部分基于人的主观思维，因而不太精确，并且体现出随意的特点。如图1所示中的显示的强风化岩以及中风化岩之间钻孔的分界线，这种分界线并没有反应真实的岩层情况。克里格插值法内插空间样品值的特质，可以真实的反应岩土层的厚度变化。而场地勘验的位置也为克里格估计提供了可行性。场地分布呈现标准的正交网络状，为克里格法的应用提供了前提，因为这是克里格法空间分布的基本条件。

本文主要采用由美国开发的系统软件Surfer7.0提供的克里格法。运用克里格法来对建筑场地的地貌、地形以及杂填土层和强风化图层的厚度来进行估计。Surfer运用相关数学模型对分布不太均匀和规则的数据求差值，从而形成数据点分布。如果想绘制同等数值分布图，可以采用格网化方法。Surfer差不多包含了现阶段需要用到的所有模型。具体来说Surfer共包含7种模型及各自参数配置，不同的模型，参数配置也不一样。我们可以通过实际特点，科学的选择模型，并进行相应的参数配置，从而分别绘制各自等值线图。由此可见克里格法由于其特点可以广泛的应用，并且是大势所趋。

3　克里格估计应用的意义

首先，三维块状图在岩土勘察工作上表现良好，效果很理想。如可以更直观的反应建筑工程场地的地貌特征，可以对某土层的形态分布特点进行更为全面的展示。这样方便了工程设计人员的地基处理和勘察工作，同时也能能够提高土方工程效率和计算工程的准确性，大幅度提高了建筑工程的效益。其次，软弱层的换填垫层具体如图2所示，使用换填垫层法进行地基褥垫处理。如果地基的褥垫处理完成之后进行夯实工作，从而地基就得以生成，地基的形式就是图2表现出来的土层；与此同时我们也可以考虑彻底清除厚度到达18m的表层杂填土、强风化岩层和中风化岩层。图2的软弱层清除法，很直观的表现了这一点。通过对这两种方法的分析，我们可以知道这两种方法都是必须使用较大的土方量作为前提。使用克里格法进行地基处理可以对软弱地层有直观的认识，并且还可以提高计算工作使用资金和使用耗时的精确性。使用软弱清除法的优势在于耗时较少，在进行地基处理方案的确定工作时，我们应综合考虑软弱岩土层的地面形态、施工具体要求、经济效益以及方案的优势。最后，从岩土工程的基础设计这方面来说，工程场地的强化风言层处于工程场地南部，总体上层岩表面高低起伏，存在很多凹凸的地方。据相关专家推测，这可能就是为什么岩溶形成的原因。因而要想更全面的对地质相关情况进行分析，岩溶现象不容忽视，特别是隐形岩溶。在进行设计工作前一定要首先对岩溶现象进行全面分析，通过分析视具体情况可以考虑加强工程场地南部的地基强度，避免因为岩溶出现沉降现象，而克里格法能够完成这一目标。

结语

克里格法是一种精确度很高的计算方法，如前文所述，其在岩土工程的勘察和地基处理中具有极大的优越性和价值，因而具有重要的实践价值，可以广泛应用于建筑设计及施工过程中。

参考文献

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[2]胡长明，梅源，刘增荣，等.湿陷性黄土高贴坡变形模式和稳定性分析[J].岩石力学与工程学报，2012，7（12）：88-89.

[3]中国建筑工业出版社.建筑工程勘察设计规范汇编[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

中图分类号：P2

文献标识码：A