岩土工程条件的概念范文
时间:2023-12-05 17:54:52
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岩土工程设计应以最少的投资,最短的工期,达到设计使用年限内安全运行,并满足所有预定功能,即包括预定功能要求、安全性和耐久性要求、投资和工期的经济性要求等三个方面。
(一)设计时应考虑的因素
设计时应考虑的因素包括设计使用年限内预定的功能、场地条件、岩土性质及其变异性、工程结构特点、施工环境,相邻工程的影响、施工技术条件,设计实施的可行性、地方材料资源和投资及工期。
(二)注意场地条件,防治灾害。
(三)合理选用岩土参数。
(四)定性分析与定量分析相结合。
二、设计基础资料
岩土工程的设计基础资料,随具体工程的需要而异。
(一)地形、水文、气象资料
(二)岩土工程勘察资料
(三)建筑结构资料
(四)其他资料
三、岩土工程设计的特点
(一)对自然条件的依赖性
岩土工程与自然界的关系极为密切,设计时必须全面考虑气象、水文、地质、地下条件及其动态变化,包括可能发生的自然灾害以及由于兴建工程改变自然环境引起的灾害,必须特别重视调查研究,做好岩土工程勘察工作。
(二)岩土性质的不确定性
岩土参数是随机变量,变异性寺。而且,不同的测试方法会得到不同的测试值。差异往往相当大,相互间无确定的关系。故在进行岩土工程设计时,不仅要掌握岩土参数及其概率分布,而且要了解测试的方法及测试条件与工程原型条件之间的差别。
(三)注重经验特别是地方经验
近代土力学与岩石力学的建立,为岩土工程的计算和分析提供了理论基础。但由于岩土性质的复杂多变,以及岩土与结构相互作用的复杂性,不得不作简化,以致预测和实际之间有时相差甚远。鉴于岩土工程计算的不完善,工程经验特别是地方经验,在岩土工程设计中应予高度重视。
(四)原位测试,实体试验、原型观测的特殊地位
取试样进行室内试验仍是岩土测试的重要手段,但由于小块试样的代表性不足,取试样、运输、保存、试验过程中的扰乱,某些岩土无法取试样等问题而显出它的局限性,故原位测试在岩土工程勘察中被广泛应用。但是,原位测试一般因应力、应变条件复杂,影响因素多,和实体工程差异大等的原因,难以进行理论分析。有些原位测试项目不直接得出设计参数.甚至和设计参数没有物理概念上的联系,成果的应用带有很强的经验性和地区性。为了避免尺寸效应的影响。有时某些工程要做实体试验,如足尺的平板载荷试验,桩载荷试验,锚杆抗拔试验等。只要这些试验有足够的代表性,可以作为岩土工程可靠的最终设计依据。由于设计参数和计算方法不精确性,原型观测对于检验岩土工程设计的合理性及监测施工的质量和安全,有特殊重要的意义。
四、概念设计
(一)概念设计的必要性
对岩土工程的概念设计,目前尚无统一的认识。狭义的概念设计可理解为框架设计;广义的概念设计,是指设计思想.设计主导理念。一项设计的优劣成败,设计思想最为重要。岩土工程设计受诸多不确定因素的影响,单纯的计算一般是不可靠的。因此,虽然岩土力学理论取得了长足进展,计算方法和设计软件不断创新,但概念设计仍不可忽视。概念是一种思维方式,将认识过程中感受到事物的共同特征抽象出来,加以概括,就是概念。所以概念反映的不是事物的表面,不是事物的片面,而是事物的本质。概念设计要从总体上,从本质上把握,对症下药,而不是单纯某一经验的应用,不是单纯的截面设计,承载力计算,变形计算之类,更不是简单的直观判断。概念设计时;必须对原理有深刻的理解,有丰富经验的总结,有灵活动作的能力,从主导理念上总揽全局,牢牢掌握影响工程成败的关键,关于实施效果有基本准确的估计,不犯概念性错误。概念创新设计则一定有总体上、本质上的创新。
(二)安全和功能要求
岩土工程设计必须保证工程在使用期间的安全和满足预定功能要求,一般包括下列方面:
1.在正常施工和正常使用条件下.能承受可能出现的各种作用。包括传至基础底面的结构荷载,边坡、基坑、地下工程的岩土压力。地下水的静水压力和动力压力,必要时还要考虑地震作用,风荷载、波浪作用等等。必须保证在各种作用发生时,工程具有足够的安全度。
2.在正常使用条件下具有良好的工作性能。例如:对于建筑物地基,变形(沉降、差异沉降、倾斜、局部倾斜)不得超过限值:对于基坑,变形不得危及邻近建筑物及市政设施的安全;对于基坑地下水的控制,应保证坑内适宜正常施工作业,确保相邻工程和周边环境不被破坏等等。
3.在正常维护条件下具有足够的耐久性。例如:对于长期缓慢沉降的地基,应考虑工程在整个使用年限内均能满足变形限制的要求:对于地下室的防水抗浮设计,应按使用期间可能出现的最高水位设计;对于垃圾填埋场,其防渗衬层的材料和结构,应保证使用年限内有效,不致老化、开裂、渗漏;对于基坑,如需渡过雨季、冬季,应保证雨季、冬季的安全;对于邻近有重要工程的永久性边坡,设计使用年限不应低于受影响的相邻工程的使用年限等等。
4.在偶然事件发生时或发生后,仍能保证必需的整体稳定性。例如:某些高边坡、围堰、垃圾填埋场等,在发生罕遇地震时,可能发生破坏,但不致因整体失稳而造成十分严重的后果(人的生命,重大经济损失和社会影oR)。
5.在正常施工、使用和维护条件下.对环境的影响不超过限值;例如:施工噪音,强夯振动,挤土效应等对环境和邻近工程的影响;降低地下水位造成区域降落漏斗的影响;在已有建筑物侧旁开挖,使既有建筑物产生附加变形,甚至威肋其安全:垃圾填埋场污染物泄漏和运移造成环境污染等等。
(三)设计条件的概化
概化是将复杂的具体事物,通过科学方法,取其本质,形成模型。模型不是实物,是实物的典型化.是分析和设计的基础。以地基设计为例,传至基础底面的压力不应大于地基的承载能力(包括强度和变形限值)。如果荷载和地基性能指标都是确定性的,岩土是均匀的,问题就很简单。但实际工程往往很复杂,首先是荷载,有永久荷载、可变荷载和偶然荷载,各种不同的荷载组合一基本组合、标准组合、准永久组合等,设计时选取其中最合理的组合,就是对荷载的概化。其次是地基,严格地说,地基都是不均匀的,岩土性质具有时空变异性,需用数理统计方法求出它~f38g代表值,将地基条件概化为地质模型。再次是如何考虑安全度,有容许应力法和极限状态法,有定值法和概率法,有安全系数和分项系数表达。此外,必要时为了便于分析,又需要对基础和上部结构的刚度进行概化处理。将复杂的客观地质条件准确地概化为便于分析的地质模型,是岩土工程概念设计的重要步骤。最简单的地质模型,是一张带有各层岩土特性指标和地下水位的综合柱状图或综合地质剖面图。如果条件差别较大,则应充分建立地质模型。岩体内存在极为复杂多变的破裂面,想要具体描述这些破裂面的分析和性状是不可能的。于是有了结构面的产状和分类,结构体的分类,岩体完整性的分类,岩体基本质量的分级,各种围岩的分级等等,都是某种概化的地质模型。正确的概化应注意两方面:一是系统地占有原始数据,原始数据越丰富、越准确、越有代表性,概化效果越好,但付出的成本也越高。二是概化万法的科学性和实用性,要抓住事物的本质特性,针对影响工程安全和使用功能最关键的因素。
五、注意事项
(一)技术方法的适用性和有效性
方案的适用还是不适用,有效还是无效,是首先应当考虑的。例如,由于软黏性土的透水性弱,孔隙水压力难以消散,因此不宜采用强夯法加固,也不宜采用密集的挤土桩。密集挤土桩的挤土效应造成断桩、歪桩、浮桩的事故屡有发生。挡土墙背后的填土一般采用无黏性土,不采用黏性土,不仅是黏性土的压实性不易控制,而且孔隙水容易积聚而增加土水压力。所谓有效性,是指该方法能达到预期的效果。例如:建造在比较软弱的地基土上,主楼与裙房连成一体的建筑,很难考虑采用天然地基或浅层地基处理。对变形要求严格的深基坑,如采用悬臂桩围护,可能因变形超限而达不到预期效果。某种方法的有效性如何,显而易见的可以通过直观经验判断.直观经验难以判断时,需通过验算作出结论。
(二)施工的可操作性和质量的可控制性
优秀的设计要有优质的施工才能成为现实。当有多种工法可选时,应尽量选用施工简单,便于操作,施工单位熟悉的有经验的工法。设计得过于复杂,会降低施工的可操作性。岩土工程多为隐蔽工程,质量的控制和检验十分重要,挖孔桩的广泛应用,原因之一是质量易于控制。有的工法虽有明显的优势,但如质量不易控制,也只得放弃。例如粉喷桩曾被一些地方封杀,不许使用,就是在于质量不易控制。2002年版的建筑地基处理技术规范》规定,必须配有计量部门确认的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪,就是为了解决粉喷桩质量的可控制性问题。
(三)环境限制和负面影响
环境条件是岩土工程设计必须考虑的重要因素。环境条件越严,可选的方案越少。无论何种方案或工法,一般都是有优点,有缺点,有其适用的一面,又可能有某些负面影响。例如:城市中不能采用噪音大的锤击式预制桩和沉管式灌注桩;泥浆污染城市,某些注浆材料污染地下水:有些施工方法影响人体健康;地下开挖和深基坑开挖时,大量抽排地下水,严重浪费宝贵的水资源,不符合可持续发展原则;降落漏斗使邻近工程产生附加沉降等等。
(四)基本资料的完整性和可靠性
岩土工程设计应有必备的基础资料。但实际上,基础资料不一定每个项目都十分完整和理想,概念设计时应充分予以注意。例如岩溶发育地区地基条件十分复杂,除了威肋-工程稳定的洞隙、土洞、塌陷外,基岩面高低不平,变化无常,虽一柱一孔,也不能完全71各基岩面查得清清楚楚。这就要求在此基础上做的岩土工程设计留出必要的余地,以备施工勘察时根据具体情况补充必要的处理措施,对方案作必要的局部调整。确定天然地基、复合地基、桩基的承载力是个很复杂的问题,载荷试验被认为是比较可靠的方法,但并非每个工程都能做到。有些工程仍需要根据土性和经验进行设t
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其一,信息管理技术的概念。信息管理技术并不是人们通常认为的简单的数据信息管理,而是在工程项目施工的过程中,通过多种手段对各种工程信息进行监控,并对各种数据进行收集,然后对这些信息和数据进行多层次的、多功能的管理和分类,做好分析评价,为用户提供信息管理、分析、查询等各项服务。其二,信息管理技术的重要性。由于岩土工程具有一定的隐蔽性和复杂性,在一定程度上加大了岩土工程施工的难度,通过利用信息管理技术,可以有效的降低施工难度系数,提高施工质量和安全系数[2]。信息管理技术在岩土工程中的应用,主要是结合使用信息处理、通信和控制技术对岩土工程中的数据信息进行采集、检测、识别、传输、处理、存储等操作处理。通过多年来对信息管理技术在岩土工程中的应用研究,取得了重要的突破和成功。例如地理信息系统、计算机仿真技术、监测信息反馈、信息化施工等技术的使用,有效的解决了岩土工程中的难题,在岩土工程设计和施工中发挥着重要的作用。
2.信息管理技术在岩土工程设计中的应用
岩土工程的设计主要建立在岩土工程勘察的基础上,因此,岩土工程的设计还需要考虑到工程勘察的因素。岩土工程勘察需要根据建设工程的需求,对建设场地的地质、环境、岩土条件进行分析,岩土工程勘察的主要任务有对工程地质进行调查和测绘、勘探和采取岩土样本、室内检验、现场检验和检测等。岩土工程的设计还需要根据建设施工方的要求进行分析,需要对地基工程、桩基工程、隧道、地下工程、地震工程等进行施工图纸设计。在岩土勘察和设计的过程中,需要对建筑场地的地形地貌、地下水分布情况、气候、岩土力学参数、地质构造等进行分析研究,并对这些因素进行取值,方便基础选型、支护、加固和爆破设计。在这些数据参数的取值过程中,就需要利用信息管理技术采集数据,对岩土工程相关信息进行集成化的管理,通过各种形式的信息反馈,为岩土工程后期的勘察和设计提供参数依据和指导。在岩土工程中引进信息管理技术,对建筑场地内的岩土工程信息进行采集和整理,例如对地形地貌、地下水分布、地质构造、地震背景等信息进行整理和收集。然后通过信息管理技术对这些数据信息进行分析和评价,制定出建设场地的平面图、地质剖面图。确定各层地基的稳定性和均匀性,对地基承载力进行确定,并制定出相关的支护和防治方案。
3.信息管理技术在岩土工程施工中的应用
岩土工程的施工流程主要是建立在岩土工程的设计方案的基础上,在设计方案制定出来后,才能够进行施工,其施工的内容主要包括地基处理、开挖和爆破施工等。当前,我国岩土工程施工大多是通过现场技术人员根据自身多年丰富的施工经验,同时在监管部门、建设单位和政府的相关职能部门的共同管理和监督下,严格按照施工流程和方案进行施工的。但在实际的施工过程中会发生一些突发事件以及施工现场地质条件比较复杂等情况,严格按照施工流程和设计方案进行施工,无法确保施工方案的可靠性和安全性。因此,在实际的岩土工程施工过程中,为了有效的避免上述问题的出现,需要将信息管理技术引入到岩土工程的施工过程中。信息管理技术在岩土工程的施工过程中的运用,不仅需要安装各种监测设备,还要引进各种先进的管理技术。信息管理技术在岩土工程施工过程中的运用,其最大作用是能够对现场施工记录进行有效的集成化管理,对施工过程进行全方位的跟踪和记录。信息管理技术在岩土工程施工过程中的运用具有以下几个方面的优势。其一,通过对岩土工程的施工现场进行集成化的管理和记录,可以将当前的施工信息和以往建筑工程的施工信息进行对比分析。当遇到地质条件比较复杂且容易发生突发事件的岩土工程,可以根据以往岩土工程信息进行分析,借鉴他人的长处,并结合现有建筑场地的实际情况进行分析研究,对施工方案进行调整,并制定相对应的防治措施。其二,通过在岩土工程施工中引进信息管理技术,能够及时的对施工记录进行录入和提交,在提交后不可随意更改。因此,有利于建设和施工单位以及政府相关部门对施工过程进行监控和管理,防治偷工减料现象的发生。
4、总结
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【关键词】岩土工程;工程勘察;创新途径
与人工材料的混凝土或钢材相区别的岩土及土的主要特征,在于岩土的裂隙性及土的孔隙性。一般情况下,统称“岩体”的岩石和裂隙,可适当将裂隙分为“结构面”。而勘察设计岩土工程的关键点在于产状、参数及分布的结构面的明确。存有一定孔隙的散体材料,是土的要义。而针对饱和土,由于逐步增长与消散的孔隙水水压力,加荷速率不同其地基负载力也不尽相同。超静水压力在饱和土内可产生挤土效应,挤断、挤歪或上浮桩;而孔隙压力处于非饱和土内,可产生基质吸力,随着增加的土含水量,基质吸力反而降低,由此呈现出一定程度的不稳定性。概括来讲,岩土工程需特别重视孔隙压力的掌控工作。
1 勘察岩土工程中的潜在问题
按照勘察实例的全过程及其最终结果,总体可归纳勘察工程中发现的各类问题:
1.1 搜集的资料不全,未明确任务目的。明确工程设计意图,方可掌控工程施工力度,并对设计工程及工程施工过程中出现的岩土工程问题予以及时有效的处理。但大多数报告勘察的前期搜集的资料不全,未详细标明工程拟建的地面整平标高、工程架构形式等方面的实际情况,并严重欠缺工程设计方单位的勘察技术要求。
1.2 岩土工程场地地质问题。具体表现在场地地下或许存有不明物体、空洞或岩石埋藏方位、地理分布及其深度的明确等方面的地质问题。
1.3 工程划分界面问题。涉及到界面划分岩石风化程度与岩土体,判定软弱结构面与地质构造,以及地质界面相对有缺陷的地质体等。
1.4 岩土工程的参数问题。主要是室内外试验较难获取的岩土层,换句话而言,也即粗风化岩、残积土或颗粒土等,并其较难确定岩土的设计参数。
1.5 勘察技术人员的素质问题。具体包含勘察技术人员所掌控的勘察技能深度及广度,工程各专业和勘察间欠缺相关的技术沟通与内部交流,各自间的技术服务对象及具体发展情况未能及时了解,致使应对复杂度高、责任性强的重要工程项目时,往往不知所措,不知实施何种技术手段去迎接技术挑战。
1.6 勘察岩土工程的综合技能问题。具体表现在部分勘察技术人员未具备专业野外勘察及分析、整合与使用室内原始资料的技能,欠缺真假辨别,归纳整理及填充资料的能力,未充分掌握工程架构及设计建筑方面的专业知识,由此时常造成不明目的的工程勘察,所反馈的资料未符合设计的需求指标。
2 岩土工程勘察时易于忽视的问题
变数较大的地层情况,是勘察岩土工程工作最大的特征之一。同时,国内各行业规范相对较具体,却不可硬搬生套。勘察岩土工程工作需由工程拟建特征与场地地质条件来决定。在实际勘察岩土工程时,需重视几项易于忽视的问题:
2.1 片面地基条件只需与负载力相符即可,对工程建筑物内的均匀性与稳定性场区土层和变形极易忽视;勘察工程工作,不仅应提供满足建筑结构荷载所需要岩土工程特性指标和地基基础设计参数,尚应包括可能影响工程稳定的不良地质作用、建筑场地类别、建筑抗震地段划分和岩土地震稳定性等对建筑场地稳定性适宜性评价所需要的内容。
2.2 易忽略在详细勘察中勘探深度应自基础底面算起的规定;在一些建设工作中往往场地未经平整,现场地面标高高出设计地面标高很多,勘察前因没有收集详细标高资料,忽视详细勘察的勘探深度自基础底面算起的规定,以致选成勘探深度小于规范强制性条文的规定。
2.3 基础选型建议应全面客观、安全经济。在进行岩土工程勘探的第一个钻孔开始,就应对拟建工程的基础,有一个基本概念,因为采用的地基形式也关系到钻孔深度和勘察工作量是否满足抗震设计、场地评定等规范要求的问题。地基方案的选取应在对周边原有建筑物的基础、本地的施工条件和施工能力、完工时间、工程造价等多方面进行调查分析的基础上,结合拟建场地的土层情况及建筑物的结构和荷载、设备等各方面情况进行综合分析,提出安全、经济合理的地基方案建议。
3 创新探讨与实践岩土工程勘察
3.1 应用数字化岩土工程勘察技术
数字化岩土工程勘察是应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术及CAD 技术,通过计算机及其软件,将工程项目的所有信息有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD 技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的智能化的工程勘察设计体系,主要解决的是岩土工程勘察中场地方域的数字化、场地物性指标的数字化、场地地层的数字化和岩土工程勘察数据库的设计。
3.2 数字化建模岩土工程方法
岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法,主要通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法。其数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料,包括测点的几何特征数据和属性特征数据,然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性,有很多方法用来表示表面,可以采用不规则格网法,就是将区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络。
3.3 基于GIS 的勘察岩土工程技术
将岩土工程地质勘察与地理信息系统(GIS)结合起来,利用地理信息系统强大的数据采集、管理能力和空间查询、分析能力,解决了传统岩土工程勘察由于勘察数据内容上的复杂性和形式上的多样性而在数据处理上无能为力的状况,而且利用地理信息系统强大的可视化操作能力为岩土工程勘察提供了一个可视化的操作平台,实现岩土工程勘察数字化系统中场地方域的数字化。由于岩土工程勘察设计需要涉及到大量的勘察数据处理、图件绘制、自动计算及辅助决策等,将GIS 技术引入岩土勘察设计领域,可以大大提高工作效率,节省人力物力资源,提高勘察设计结果的准确性。
4 结束语:
具有接触对象范围广、处理问题多的勘察岩土工程工作,包含有相对复杂的勘察内容。勘察岩土工程的专业作业人员,与岩土工程相关的规范条例、操作流程全面掌握的同时,认真展开实际勘察工作,广泛汲取与积累实际工作经验,加深沟通学习,不断提高技能,才能使勘察工作得到有效开展,确保勘察成果与设计和施工工程的需求指标相一致。
参考文献:
[1]张荫岩.土工程勘察.中国建筑工业出版社.2011(6).
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关键词:岩土工程勘察;技术问题;解决措施
Abstract: In the support of economic and social technology, engineering construction scale expands more and more, people on the construction quality requirements are also getting higher and higher, and then the development of rapid and geotechnical engineering technology. This paper is to analyze the technological problems in geotechnical engineering investigation, and puts forward some corresponding measures.
Key words: geotechnical engineering investigation; problems; solutions
中图分类号:K826.16文献标识码:A文章编号
1.引言:
岩土工程勘察是一项综合性的工程地质调查工作,是运用各种勘察测试手段和方法,对建筑场地进行调查研究,分析判断修建各种工程建筑物的地质条件以及建设对自然地质环境的影响,岩土工程勘察的目的是为设计、施工提供地质勘
察成果及各项岩土工程参数,是建设工程中不可或缺的重要环节。岩土的参数关系到基础设计的安全性、经济性和可行性。环节严格按照有关规范执行,同时结合地区经验,才能保证勘察结果的准确性。
2. 对岩土工程勘察的简单介绍
2.1岩土工程勘察的定义
岩土工程勘察是一种编制文件的勘察活动,主要就是根据所要建设的工程的要求来对建设场地进行分析、评价、查明它的地质、岩土工程的条件以及周围环境等特征。
2.2岩土工程勘察的分类以及应用
按照所需要勘察对象的不同将勘察分为铁路工程勘察、港口码头工程勘察、大型桥梁工程勘察、公路工程勘察、工业建筑工程勘察、民用建筑工程勘察和水利水电工程勘察,且水利水电工程主要指的就是水电站和水工构造物的勘察。因为铁路工程勘察、港口码头工程勘察、大型桥梁工程勘察、公路工程勘察等工程勘察更具重要性,且需要很高的投资造价,所以国家都对这些工程勘察分别制定的各自的规范、技术标准和规程等,且这些工程勘察被称为工程地质勘察,所以说岩土工程勘察主要应用在建造医院、学校的校舍、住宅、工业厂房的地基、基坑、边坡、堤坝等工程的处理,这些工程都会应用到岩土工程勘察。
3.岩土工程勘察中的技术问题
岩土工程勘察中常见的技术主要有以下几个方面的问题:
3.1岩土参数问题
岩土参数问题主要集中在风化岩、残积土以及粗颗粒土等对于获取原状岩土样以及进行试验较为困难的岩土层,使得这些岩土层的变形指标以及承载力等设计参数无法精准确定,而是以平均值作为参考性状数据,或是忽略试验得出的状态强度及岩土性状等与原位测试结果不相符的状况,使得报告统计时相关参数与本数出现偏差,且对相关联的近似概念不作区分,使参数混淆杂乱,勘察报告中的数据不够科学、系统。
3.2勘察依据问题
在进行岩土工程勘察之前,必须在明确的工程设计意图的指导下,充分收集对工程施工产生较大影响的各方面资料,诸如勘察对象的具体情况,建筑工程的结构性状以及建筑规模等特点,地基荷载、允许变形以及埋置深度等相关资料,但许多工程勘察的前期资料都不够完善,例如界面划分、地质形态等不够清楚明确,使得勘察成果质量不高,从而提供给工程结构设计的数据资料的实用性不强等,严重影响着建设工程的结构设计与施工质量。
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关键词:水文地质;岩土勘探;工程;施工规划
中图分类号:tu195 文献标识码:a 文章编号:2095-6835(2014)10-0156-02
岩土工程是以岩土体作为主要工作对象,以工程地质学、土力学、岩石力学和基础工程作为基本内容的。此外,岩土工程的勘探还是一门实践性极强的学科,它作为工程项目建设的基础,其质量将直接对工程项目造价和施工工期产生巨大的影响。然而,在实际工程项目地质勘探过程中,很多工作人员更为注重对勘察出来的岩土类型、工程地质性质和地质结构进行分析、研究,却极少直接利用水文地质的相关参数。在相关地质勘察报告中也是很简要地对自然状态下的水文地质条件作出一般性评价,从而出现了由地下水引起的各类岩土工程事故,使勘察和设计工作面临诸多困难。从上述内容来看,水文地质在岩土勘察中的作用是极为重要的。
1 岩土勘察的基本概述
1.1 岩土勘察的概念
我们所说的岩土勘察就是指按照工程建设的需要,查明、分析和评价施工现场的地质环境特征和岩土工程条件,编订出勘察文件的整个过程。它主要是为工程项目的可行性研究、选址规划、工程设计、地基处理和完工后的安全检查、环境监测、保护、治理等提供切实、可靠的文件资料。一方面,要根据相关的技术规范要求完成工程地质勘察工作;另一方面,还要充分结合各种岩土工程的特点和要求,分析、论证其经济技术性,在岩土工程勘察报告中提出岩土工程评价、建议和设计基准等内容。
1.2 岩土勘察的突出特点
岩土勘察的主要对象是建筑物场地的岩土体和地下水及其赋存介质,它属于自然界长期发展的产物,主要受到自然环境、人工环境和区域地质环境的影响,具有较强的复杂性、多变性和不确定性。
岩土勘察是应用地质学、工程地质学和岩土力学的理论知识,根据科学的勘察程序和方式,利用测试仪器和相关技术调查与工程建设相关的工程地质条件和水文地质条件,进而评价与岩土工程相关的工程地质、水文地质问题,为设计和施工工程项目提供详细、准确的地质资料。
岩土勘察在工程建设中是一项基础工作,也是一个从辨别认知到分析、评价,再到提出评价、建议的工作。这项工作不仅包括对外业的踏勘、调差、钻探、布孔、岩土地层编录、现场测试和取样,还包括对业内的资料整理、归纳、试验测试、分析取舍原始数据和提出报告,等等。可以说,它是整个工程设计和施工的重要依据。
2 水文地质勘察的有关要求
在岩土勘察过程中,水文地质勘察的主要内容有:①自然地理环境。它主要包括地质地貌和水文气象等方面的内容。地质地貌指的就是岩土工程周边的地貌环境和水系特点;水文气象则主要指工程所在地区的温度、湿度和气候等要素。②地下水位情况。水位的变化对岩土工程起着很大的作用。在岩土勘察的过程中,这是一项较为重要的内容,其主要包括地表水、地下水的补给关系,地下水补给、排泄条件和近几年地下水变化情况等。
3 地下水对岩土工程的影响
由于地下水发生变化而造成的岩土工程危害包括以下几个原因:①地下动水压力作用和地下水位的升高或下降;②自然原因或人为原因引起的水位变化,一旦水位变化达到某种程度时,极有可能发生岩土工程事故。
3.1 地下水水位升高带来的岩土工程危害
造成地下水水位升高的原因有很多,包括人为原因,例如工程项目施工和灌溉等;气象原因,其中主要包括降雨量和气温等;地质原因,包括含水层结构和岩土性质等。
3.1.1 导致岩土滑移、变形、坍塌
在斜坡处或河流沿岸,当水位升高时,土体和岩石便会被水充分浸泡、软化,这将会使其抗压强度下降;当水位下降时,又将对岩土产生侵蚀作用,从而极大地破坏了其内部结构和承载力。此外,由于水位上升,使动水压力增加,这会导致岩土变形、移动,甚至坍塌。
3.1.2 降低了建筑物地基的承受荷载力
在广泛研究各种类型的建筑地基后我们发现,地下水位的升高会破坏岩土内部结构,降低岩土本身的强度,进而影响建筑地基的荷载力。然而,不管是哪种类型的岩土,其荷
载力都极易受到地下水位变化的影响,进而影响到上部建筑的稳定性。
3.1.3 加重了建筑物地基的震陷
不管是相对松散的砂质地基,还是黏性较好的图纸地基,水位升高都会对岩土造成一定的影响,例如降低了岩土强度,就会增加地基震陷的危险,使建筑失去稳定性,严重的还会引发工程质量问题。此外,地下水位的升高还会导致土壤盐渍化,增加地下水对建筑物的腐蚀。
3.2 地下水位下降对岩土工程的影响
在通常情况下,地下水下降是人为因素造成的,诸如地下水的抽取和矿床的疏干等。
3.2.1 破坏岩土,造成地面的下沉、坍塌
由于过多地抽取地下水,导致了地下水位急剧下降,使岩层内部结构中的黏附力变差,从而造成滑移层下端悬空。上部岩体由于缺少支撑而发生坍塌,这将会给建筑物的稳定性带来很大影响,严重的还会危及人们的生命健康和财产安全。这就说明,在水位下降过程中出现的岩土工程问题必须要引起我们高度的重视。
3.2.2 使地下水迅速减少,水质恶化
由于矿床疏干和大量抽取地下水,导致地下水的使用量远远高于补给量,水资源不能得到及时补给,使含水层严重缺水,如果再用地下水进行补充,势必会造成地下水水位的降低。如果长期过量抽取地下水,将会增加水中的有害物质,使地下水水质受到较为严重的污染。
3.2.3 使海水侵入,增强了地下水的腐蚀能力
在正常情况下,海水量和陆地上的淡水量均能够在一定程度上实现平衡,但是,如果当开采某一区域的地下水过多时,就很容易引起海水量和淡水量的失衡,海水会迅速渗入到陆地当中,使淡水水质发生变化,相应盐度也出现了增高的趋势,也增加了地下水的腐蚀能力。
4 结束语
综上所述,随着岩土勘察工作的不断发展,水文地质定将被重视和关注。因此,要切实做好水文地质工作,这对提升勘察水平有着巨大的推动作用。为了提高岩土勘察质量,在勘查过程中,不但要查明与岩土工程相关的水文地质情况,评价地下水对岩土体和建筑物的作用、影响,还要切实提出防治方面的相关措施,从而为设计、施工提供必需的水文地质资料,将地下水对岩土工程的危害降到最低。
参考文献
[1]杨嘉玮,罗敏.浅谈建筑工程的岩土勘察及地基处理技术[j].中国新技术新产品,2013(10).
[2]赵凤娥.岩土工程勘察试验数据的分析和应用[j].工程地质学报,2007(15).
篇6
关键词:岩土工程勘察;技术问题;解决措施
中图分类号:TU7 文献标识码: A
1.引言:
岩土工程勘察是一项综合性的工程地质调查工作,是运用各种勘察测试手段和方法,对建筑场地进行调查研究,分析判断修建各种工程建筑物的地质条件以及建设对自然地质环境的影响,岩土工程勘察的目的是为设计、施工提供地质勘
察成果及各项岩土工程参数,是建设工程中不可或缺的重要环节。岩土的参数关系到基础设计的安全性、经济性和可行性。环节严格按照有关规范执行,同时结合地区经验,才能保证勘察结果的准确性。
2. 对岩土工程勘察的简单介绍
2.1岩土工程勘察的定义
岩土工程勘察是一种编制文件的勘察活动,主要就是根据所要建设的工程的要求来对建设场地进行分析、评价、查明它的地质、岩土工程的条件以及周围环境等特征。
2.2岩土工程勘察的分类以及应用
按照所需要勘察对象的不同将勘察分为铁路工程勘察、港口码头工程勘察、大型桥梁工程勘察、公路工程勘察、工业建筑工程勘察、民用建筑工程勘察和水利水电工程勘察,且水利水电工程主要指的就是水电站和水工构造物的勘察。因为铁路工程勘察、港口码头工程勘察、大型桥梁工程勘察、公路工程勘察等工程勘察更具重要性,且需要很高的投资造价,所以国家都对这些工程勘察分别制定的各自的规范、技术标准和规程等,且这些工程勘察被称为工程地质勘察,所以说岩土工程勘察主要应用在建造医院、学校的校舍、住宅、工业厂房的地基、基坑、边坡、堤坝等工程的处理,这些工程都会应用到岩土工程勘察。
3.岩土工程勘察中的技术问题
岩土工程勘察中常见的技术主要有以下几个方面的问题:
3.1岩土参数问题
岩土参数问题主要集中在风化岩、残积土以及粗颗粒土等对于获取原状岩土样以及进行试验较为困难的岩土层,使得这些岩土层的变形指标以及承载力等设计参数无法精准确定,而是以平均值作为参考性状数据,或是忽略试验得出的状态强度及岩土性状等与原位测试结果不相符的状况,使得报告统计时相关参数与本数出现偏差,且对相关联的近似概念不作区分,使参数混淆杂乱,勘察报告中的数据不够科学、系统。
3.2勘察依据问题
在进行岩土工程勘察之前,必须在明确的工程设计意图的指导下,充分收集对工程施工产生较大影响的各方面资料,诸如勘察对象的具体情况,建筑工程的结构性状以及建筑规模等特点,地基荷载、允许变形以及埋置深度等相关资料,但许多工程勘察的前期资料都不够完善,例如界面划分、地质形态等不够清楚明确,使得勘察成果质量不高,从而提供给工程结构设计的数据资料的实用性不强等,严重影响着建设工程的结构设计与施工质量。
3.3勘察报告问题
由于岩土工程勘察的资料数据有失精准,也就直接造成勘察报告的准确性与可行性不高,使勘察报告不能为工程结构设计有效利用,甚至还会导致建筑工程设计不合理,直接影响着工程施工与整体质量。并且,除勘察成果的原因外,若在勘察报告中,只是对基础设计参数进行阐述而对地基评价不够合理实际,针对性不够强,会使得勘察成果不能有效利用,而岩土工程勘察的功效也就大大折损。另外,还有勘察报告的质量问题,很多勘察报告只注重对基础设计数据进行统计分析和归纳,却忽视了报告中的图件质量,使得报告中的图件并不能满足报告编制标准,也大大降低了勘察报告的指导意义。
3.4综合能力与技术素质问题
技术工艺实施的最重要还是人的问题,岩土工程勘察相关人员的综合能力与技术素质是直接关系着勘察技术功效的发挥以及勘察成果质量的重要因素。在岩土工程勘察技术实施中,由于很多相关人员存在缺乏技术方面的交流与沟通、对技术发展与应用认识不够以及缺乏对勘察资料数据的整理分析与归纳利用的能力等问题,进而造成对勘察过程的真伪无从辨别、对勘察资料的重点把握不住以致利用率不高以及面对复杂工程或重大项目时无从下手的局面,致使勘察精度达不到标准要求,勘察资料有失精准以及对勘察技术的应用不够规范等,这些都直接影响着岩土工程勘察成果的质量,进而给工程结构设计与具体施工带来很多利因素,严重影响着工程施工的经济安全。
3.5原位测试试验
原位测试应严格按规范进行,在施工中常会出现一些所谓的“捷径”,静力触探按规定应定深调零以减少零漂,有时图省事不按要求调零,造成数据采集不准,尤其是气温与地温相差较大的冬天、夏天触探指标相差更大。标准贯人试验不按规定进行杆长和孔深校正,在缩孔和孔底有残留时,不能及时发现标贯器没放置于应测试孔底位置,造成标贯数据严重失真。重型及超重型动力触探按规定需连续贯入,并定深旋转触探杆,但在施工时由于连续贯入比较缓慢,且起杆困难或局部地段锤击不进而放弃连续贯入,使得对碎石土评价缺乏相应手段的触探指标数据而不够详实,进而造成对碎石土评价的困难。
4.岩土工程勘察中的技术问题解决措施
4.1提高岩土参数的准确性
对于原状岩土样获取以及进行试验较困难的岩土层的相关参数,应充分利用先进技术,并综合多学科、多技术应用领域的相关的理论技术等,对诸如承载力或变形指标等参数精准确定,对原位测试结果不相一致的试验结果,应找出不相符的原因并分析,确保试验结果数据精准以及统计报告时参数的准确性,并注意对关联度较高或相近的概念做区分,谨防参数统计时出现杂乱混淆的状况。
4.2明确勘察意图,合理选择与应用新技术
首先在工程勘察之前,应对勘察目的有一个清楚、明确的认识与理解,做好相关资料数据的搜集工作,充分把握勘察对象的具体实际情况,对建筑工程的性状结构、规模、地基承载力要求、变形模量以及抗剪力强度等所有相关的材料都搜集完全并对其进行有效分析与归纳总结,认清勘察工作的重点,让勘察资料数据与结论明确清晰,综合提高勘察成果的质量,并在此基础上,结合实际情况需要,合理选择与应用新技术,为工程结构设计提供可靠的基础依据,为保证工程施工的安全经济创造良好的条件。
4.3强化勘察报告的实用性
首先,要强化岩土工程勘察报告的实用性,就要综合提高勘察报告资料的准确性,除勘察资料数据本身的原因外,应加强地基评价的合理性,在基础设计参数的有效归纳与总结之后,还应基于合理准确的数据资料,对建筑工程的地质条件、地基变形模量以及固结压缩曲线等进行深入分析与总结,提高勘察报告的针对性与实用性。同时,勘察报告应满足对资料数据的统计分析,还应按报告编制标准有效提高报告中图件的实用性,对工程相关的地形地物、道路建筑物等参照物要在平面图中标明,使勘察点与拟建筑物的位置一目了然。
4.4提高相关人员的技术素质与综合能力
重视对勘察技术规程规范的学习与掌握,通过培训、学习等方法,尤其要提高相关工作人员的综合素质和能力,使其所具备的专业技能能保证勘察工作的顺利有效进行。同时,注重理论与经验的紧密联系,让工作人员在学习理论知识的基础上加强与实际相联系,将理论知识合理运用于实际操作中,明确技术发展与应用,并自行合理地辨别勘察数据的真伪,通过其他相关技术方面的充分交流与沟通,合理而有序地进行岩土工程勘察工作,为有效提高勘察成果质量、保障勘察资料数据准确可靠奠定良好的基础。
5.结束语
总而言之,岩土工程勘察的成果质量对工程建设质量有深远影响,要想保证工程结构设计的合理性与工程的整体质量,就必须对岩土工程勘察成果质量严格要求,为工程建设的整体质量提供可靠的基础依据,实现工程施工的安全高效、经济可靠。
参考文献:
[1]黄汉芳.浅论岩土工程勘察技术的思考[J].广东建材,2012
[2]童玲.工程岩土工程勘察的技术应用分析[J].城市建设理论研究,2012
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关键词:工程监理;勘察技术;存在问题;优化措施
中图分类号: U415.1文献标识码: A
引言
建设工程监理的不断发展,岩土工程监理也随之兴起而受到工程人员的极大重视,其勘察技术在岩土工程建设中是不可或缺的重要环节。长期以来,岩土工程监理现状就是专门的岩土工程监理基本没有深入、全面的开展,结果导致岩土工程监理水平良莠不齐,监理效果无法满足客户要求。因此如何有效准确的推动施工稳定性和适宜性可为工程监理实施提供有力的方案,使工程建设顺利发展是一个值得研究的重大课题。文章通过对岩土工程监理的相关概念和要求进行了简要阐述,旨在为这一行业的快速发展提供一定依据。
一、岩土工程监理的相关理念
1、岩土工程监理的概念和内容
岩土工程监理也叫岩土工程咨询,是根据相关的法律、法规、依据委托合同,对在某建设工程项目与岩石和土的相关的研究、调查、利用等方面,实行必要的监控、协调和约束,从而达到实现岩土工程各方面的工作有序进行的目标,可以保障有序施工、保护环境、拔高质量、提高收益的成果。
岩土工程监理的具体内容是指对房屋建筑岩土工程,公路、铁路、机场、地铁岩土工程、水利、电力、矿山建井工程等的岩土工程监理,实现岩土工程设计监理、勘察监理、监测监理等。
2、岩土工程监理的特点
岩土工程监理根据其工程性质具有复杂性、隐蔽性、风险性、独立性、综合性这五个特点。
二、岩土工程监理中的勘察技术
岩土工程勘察技术多种多样,勘察工作最基本的方法是勘探和取样,勘探是运用特定方法了解地下岩体的相关特性;取样是为了提取岩土样品进行鉴定,获取第一手的岩土特性资料。常见的勘察技术主要有以下几种:常规钻探方法;地球物理勘探;工程地质勘察;遥感技术;示踪试验;模型试验;工程地质原位测试技术。
1、钻探技术
钻探技术依靠特定的岩层钻探设备,钻入岩土层中,提取岩土样品做进一步的分析,以便揭示工程地下岩体的特性。钻探技术作为一种重要的岩土工程勘察技术,早已经在实践中得到广泛的使用,钻探技术分析出的最终结果将作为工程项目设计、施工以及评价中重要的基础资料。岩土工程钻探工作应包括以下内容:(1)鉴别岩层岩性,确定岩层埋深和厚度;(2)查明勘探范围内的地下水的分布情况;(3)提取符合要求的岩土样品、水样品并进行各种试验。
2、地球物理勘探技术
地球物理勘探技术,简称物探技术,是一种以地下岩石的性质或地球的某些物理特性为理论基础,运用相关技术手段,进一步揭示地下岩层的构造及岩层特性的方法。常见的物探方法有电测井法、浅层地震勘察以及高密度电阻率法等,电测井法是一种常见的地球物理勘探方法,用于确定地下含水层厚度、位置以及涌水量等相关水文地质参数。在上世纪九十年代,地质雷达和层析成像技术已经相当成熟,广泛应用于岩溶地区塌陷区、溶洞等分布情况及形态的勘察。地质雷达的优势在于能直接及时地了解岩溶形成的空洞管道系统中的水气压力变化情况,能有效对岩溶地区地面沉降量进行监测。地球物理勘探有利于大范围岩溶分布情况的勘察,该勘探技术准确度容易受到外界因素的影响,还需要进一步改进。
3、工程地质勘察与测绘技术
工程地质勘察与测绘是一种实地调查的方法,需要深入实地调查了解喀斯特岩溶地貌、地下水分布情况、岩土的岩性,并进行测绘工作。工程地质勘察与测绘能够对喀斯特岩溶的分布情况有个整体性的了解,有利于地质勘探工作的深入开展。相比于其他方法,工程地质勘察与测绘技术操作性强,简单实用,能够取得所需的有效数据。
4、遥感技术
遥感技术是建立在航空航天技术基础上的一项较为新颖的技术,常见的遥感技术,大多是借助运行于地球外空间的卫星,对地面地貌进行测绘。遥感技术还包括航空遥感、雷达遥控传感及红外线遥感,长期的实践证明,遥感技术在对岩溶地貌的研究工作起到很好作用,大大提升了科研的效率,适用于大面积区域的遥测。遥感技术主要适用于国家大型建设项目的选址,比如三峡水坝等,而普通的工民建项目不提倡使用该技术,成本较高。
5、示踪试验
利用示踪元素等对岩溶地区地下水进行一定时期的观测试验,查明地下溶洞的分布范围以及联通情况。示踪试验操作比较简单,对人员素质要求不高,最终的试验结果可靠,但该法只适用于地下溶洞存在流水的情况,没有地下水无法进行示踪试验。
6、模型试验
在实验室,模拟实际岩土、水流的现状,制作一定规模的模型,研究不同条件下地下岩溶地基的侵蚀程度及侵蚀后的整体稳定性,该法适用于理论研究。
7、工程地质原位测试技术
工程地质原位测试技术主要依靠动力触探和标准贯入这两项试验,对地下溶洞及岩溶塌陷区的堆积物进行测试分析,以便于了解其工程地质性质和岩层的承载力。工程地质原位测试技术是一项应用时间较长的技术,操作简便,成本低廉,易为工程人员所接受。
三、岩土工程勘察技术中存在的问题
1、岩土工程勘察中存在的主要技术问题
随着勘察市场竞争越来越激烈,不少勘察单位由于种种原因低价承接勘察业务,许多勘察单位不愿意采用先进手段和先进设备,导致勘察质量和技术进步有停滞不前的趋势。根据现行《岩土工程勘察规范》要提供准确、合理、经济的岩土工程勘察报告的任务,认为在岩土工程勘察中存在的技术问题很多,主要有:
(1)界面划分问题:不同岩土体和岩石风化程度的界面划分,地质构造和软弱结构面的判定,以及不良地质体的地质界面等;
(2)地质形态问题:不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和埋藏深度的确定
(3)岩土参数问题:岩土设计参数(承载力、变形指标等)难于确定;
(4)综合能力问题:部分勘察技术人员对勘察野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力不够强,缺乏如何辨别真伪、归纳总结的能力,缺乏建筑、结构设计方面的知识,常造成勘察的目的性不明确,所提供的资料不能满足需要;
(5)技术素质问题:勘察技术人员碰到重大项目和复杂工程时束手无策,不能采用合适的技术方法和手段去解决所碰到的技术难题。
四、如何优化岩土勘察技术
1、按照建设程序、规范市场行为、推行全程化监理科学的建设程序应当遵循“先勘察、后设计、再施工”的原则进行岩土工程勘察,不做越轨工程勘察,不在人为可监管因素上犯一点原则性错误才能提高岩土勘察工程的质量。
一方面必须严格执行政府主管部门按国家的法律、法规,对项目招投标和实施过程中的行为主体进行全面有效的监督管理,另一方面勘察方应该设立主动监管系统牢牢控制住施工前准备到位,施工时操作正确严谨,施工后控制细致完善。这样可以提高岩土工程勘察的质量,也可以提高企业的效益。
2、严格市场准入、尽快实施注册土木工程师制度,加强勘察人员专业培训考取合格的勘查证件,对于市面上不合格的勘察单位予以严肃处理清除害群之马以提高勘查工程市场的质量。但应该清醒地看到,我国的勘察资质门槛很低,尤其是打破行业壁垒后不同行业间的衔接过渡尚未完成,以高级工程师的数量来衡量技术水平不能如实反映勘察企业的技术实力。
3、严格认证勘察设计单位的质量,提高质量监管力度,严格按照国家质检的规定执行,提高审查质量勘察设计企业应通过有效应量管理体系的要求,运用过程方法,采用PDCA循环进行岩土工程勘察的实施和管理,持续改进。提高勘察设计的能力,增加顾客的满意程度。
4、多元化进步的勘测技术。岩土工程勘测行业到今时今日的发展已经十分先进,配合计算机的使用、结合数据分析可以有效的避免随意选择岩土勘测地点的弊病,另外运用工程软件详尽详细的计算可以使岩土勘测的准确性更高,但是即使再先进的岩土工程勘测软件都需要人机的结合,不能舍本逐末放弃人工的主动性,因此,多元化高科技结合的岩土工程勘测才是最适宜于未来岩土勘测工作的,也是推动岩土工程勘测发展的动力。
结束语
我国的岩土工程监理中的勘察技术起步较晚,发展较慢存在问题也比较多,而这一技术在工程建设中发挥着极其重要的作用,同时它既是一项较为细致和繁琐的工作,在遇到大的项目各复杂工程时要采用合适的技术方法和手段去解决所碰到的技术难题。也是工程建设中的一项很关键的工作,整个项目的运行质量与之息息相关。更加需要相关工作人员共同研究,逐渐提高勘察技术,尽快完善岩土工程勘察体系。
参考文献
[1] 周丽云.唐伟华.浅谈岩土工程勘察技术[J].城市建设理论研究,2012,(14):55-56.
篇8
关键词:岩土工程勘察;物探;GIS;地质钻探;数字化技术
中图分类号:P62文献标识码: A
一、岩土工程勘察常用技术
(一)岩土工程物探技术
工程物探是岩土工程中的重要组成部分,也是岩土工程勘探及检测的重要方法,工程物探技术受到地形及场地限制的可能性较小,因此具有节省费用、时间及勘察准确的特点。在这里就主要介绍几种现代岩土工程物探技术。
1、探地雷达技术
这种技术是运用超高频脉冲电磁波并探测地下介质分布情况的地球物理勘察技术。主要是依据地下介质的不连续性对地下目标进行探测的,这种技术具有高工作效率、操作方便、分辨率高、无破坏性等优点,在探测浅层岩土情况上,是传统勘探技术所无法比拟的。
2、CT 技术
CT 技术被称为地震波层析成像技术,是运用不同方向地震波的走势对地质内部结构进行探测且成像的一种技术。这种技术是最近几年才发展起来的,它能运用适当的激发点及接收点对不同的地质进行探测获取地震波,根据波动的走势来反映不同地质的弹性波速,并最终获得该地质的分布图像。
3、TSP 勘察技术
这种技术被称为隧道地震勘察技术,是有软件及硬件组成经过优化的测量系统,所运用的是深度偏移成像的方法。这种技术所具有的特点是抗干扰能力强、分辨率高、勘测距离远及对施工影响少。
(二)GIS 勘察系统
这种勘察系统也被称为地理信息系统,是集制图、数据库及空间分析能力为一体的岩土勘察技术,它是通过与原有的项目数据进行对比当前的项目数据,从而对当前的数据进行分析与印证,从而甄别出数据偏离较大的错误数据,而且可以对工程工作的前期分层中的漏洞进行分析处理。这种勘察方法能够对工程地质数据或资料的输入及存储进行可视化的动态检索或查询,它增强了 GIS 专业的适用性,并能快速准确及方便的实现对地质领域的数据处理、空间数据的分析及多头成果的表达。GIS 技术原来应用较多的领域是煤矿领域的地质探测,随着计算机技术的发展,GIS 技术的应用也越来越广泛,并被应用到了岩土工程的勘查中,这种技术的应用有其必然性及可行性的,带来了社会效益及经济效益的同时,还实现了地理信息资源的共享。
二、岩土工程勘察存在的技术问题
(一)粉土的划分问题
按照相关规定,岩石粉土是一种粒径大于 0.075mm 的颗粒质量不超过总质量的 50%,且塑性指数等于或小于 10 的土。但在实际应用中,由于区分粉土的试验比较复杂,经常存在疏漏,导致仍然有很多没有按规定划分的粉土。有的时候,粉砂作为过渡体,也可以帮助测定塑性指数,但经常会出现一些误判,有一些特殊情况下,如有些地方由于发生地质震动,且地震烈度小于或等于Ⅵ度,因为粉土本身不是基础持力层,那么就仍然只有以塑性指数来判定粉土的情况比较合适。
(二)剪切方法的选择问题
按照有关土工试验方法的有关规定,剪切方法的选择有很多,而在实践中,现很多勘察设计单位没有配备三轴剪切仪,多用快剪仪进行剪切试验。直剪试验受力条件复杂,排水条件不易控制。快剪试验一般适用于渗透系数小于 6~10cm/s 的细粒土,但粉质粘土渗透系数一般都大于 5~10cm/s,也就是说,在这种情况下,用直剪试验就已经显得十分勉强。我们在进行室内试验时,发现这样的问题更加严重,剪切方法的不恰当选择,很容易就导致岩土无法满足实际的系数要求,甚至导致无法剪切。虽然直剪试验较其他剪切方法而言,在操作上要简单方便很多,但它粉质粘土和一些较弱的土的强度测试指标的可信度却不够高,所以还是不能够广泛应用于各类测算中。相较之,一定数量的三轴剪或许是更加可行的剪切方法。
(三)膨胀土的固结试验问题
岩土工程勘察的一个十分基础的环节就是对膨胀土的固结试验。在进行固结试验的过程中,通常结果为,当膨胀土大于膨胀力的分级荷载作用的时候,其百分表读数应该为负数值,反之则为正常值。但是在实际操作中情况却往往相反,当膨胀土大于膨胀力的分级荷载作用的时候,其百分表读数反而为正数值,而当膨胀土小于膨胀力的分级荷载作用的时候,其百分表读数却又为负数值。这种错误的情况反应,在某种程度上就给膨胀土的评价工作带来了一定的困难,也给后期的工作带来的意想不到的问题。
三、岩土工程勘察技术措施及发展趋势
(一)技术措施
1、提高对实地考察时岩土取样和原位检测工作的关注
岩土取样和原位检测是岩土项目考察结论得出的根本依据,也是完善和优化岩土项目考察技术的关键。
(1)检测资料是分析评估的根本,若资料不全面、可靠、合适,那么分析评估的结论都是没有意义的。岩土项目规划计算的稳定性和精细性是根据计算的形式和数字来决定的,计算数字要重要于计算形式。
(2)岩土项目检测是很困难的,钻孔取样和样品制作时,在这一过程中肯定会受到干扰和环境的影响,最终会影响到检测的结果。岩土的体质是不平均分布的,它们的变化很多,检测的结论是具有代表性的。
2、对地质钻探的流程加以关注
岩土项目考察中的地质钻探工作是工作的重心, 也是体现考察的最好方式, 所以行使岩土项目地质钻探时一定要依照不同的岩体、地层形式和取样、检测的条件对钻孔方案进行规划,让其可以适合技术的需要,也能获得经济效益。
(1)钻孔口径要依照钻探的目标和钻进的技术来决定,使用原状土样的钻孔口径≮91mm;若只要确定粘性土地层的钻孔,口径≮36mm;若在潮湿且低陷的黄土中,就要钻孔口径≮150mm。
(2)在取Ⅰ、Ⅱ级土样时的钻进要着重关注Ⅰ、Ⅱ级土样的钻进条件。 在软土、砂土、碎石土中最好的选择是泥浆护壁,若是应用套管,则要保证管内水位等于或者较高于地下水位,这样取样位置要低于套管底部 3 倍孔径以上的距离,避免击入套管时,采取的土样受到干扰。
(3)可以使用冲刷、冲击和振动等形式进行钻进,要在取样位置 1m 之上使用回转钻进的方式。放置取土器之前要清理干净钻孔,下面遗留的物质厚度不可大于取土器废土段的长度。
(4)采取土样最好的选择是快速静力连续压入法,还可以运用重锤少击的方式,不过导向器材一定要存在,减少锤击时的位移。使用这种方式,钻探的品质才能得到保障,得出的考察数据才会更精准。
(二)发展趋势
1、数字化技术的应用
数字化岩土工程勘察是应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术及 CAD 技术,通过计算机及其软件,将工程项目的所有信息有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化 CAD 技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的智能化的工程勘察设计体系,主要解决的是岩土工程勘察中场地方域的数字化、场地物性指标的数字化、场地地层的数字化和岩土程勘察数据库的设计。
2、基于 GIS 的岩土工程勘察数字化技术
如今,以地理信息系统技术支持、数字化获取、管理和应用空间定位信息,数据库技术存储、管理海量属性数据的地质数据库信息系统已应用于地质学各个领域。基于 GIS 的地质信息数据库建设涉及的主要问题是系统的数据库结构。岩土工程勘察数据库的概念模型设计。岩土工程勘察信息处理系统是一个信息处理系统,它的主要任务是信息或数据及其作用在信息或数据之上的处理是系统需求分析,即要弄清需要有哪些数据,数据之间有何联系,数据本身有何性质,数据的结构和应对数据进行如何处理,每个处理有什么逻辑功能。
因此为了把用户的数据要求明确地表达出来,首先在较高的抽象层面上,使用一种面向问题的数据模型(概念性数据模型),按照用户的观点来对数据和信息建模,最常用的方法是实体联系方法。岩土工程勘察数据管理的实体主要有钻孔、地层、图形资料、文档资料等,岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的一项基础工作是一个数据密集、处理复杂的数据库应用问题,为了能获得反映信息世界的概念性数据模型,将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来,仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系。
参考文献
篇9
关键词:岩土工程;勘察质量;因素;措施
中图分类号:P62文献标识码: A
一、岩土工程勘察概述
1、岩土工程勘察的概念
所谓岩土工程勘察,就是查明工程地质条件,分析存在的地质问题,为工程建筑地区做出工程地质评价,岩土工程勘察的任务是根据不同的勘测要求,反映出不同施工地区的地质条件和岩土形态,并根据具体的施工条件,建筑要求,做出符合标准规范的勘察成果报告,并指导建筑施工。岩土工程勘察的内容涉及广泛,为优化岩土工程勘察,对施工场地工程地质条件进行准确分析就需要提高技术与方法,如工程地质调查和测绘,勘探及采取土试样,原位测试,室内测试,
现场检验和检测等方面,不断提高其勘测能力,优化勘测方法【1】。
2、岩土工程勘察的必要性
从具体的建筑工程项目来看,岩土工程勘察的程序复杂,是一个十分繁琐的系统化工作,并必须在实际操作中做到以下方面,才能保证整个项目的进展顺利。为了保证建筑物的稳定,岩土工程勘察必须进行地震效应地调查,判断施工场地的地质情况。同时,还要对深基坑进行科学的核算,通过具体的技术参数信息来安装支护,避免出现积水问题。另一方面,在岩土勘察的过程中,需要详细评价水、地下矿物质、桩基的承载力等环节对于建筑物的影响,才能针对出现的勘察难题进行及时地解决。由此可见,岩土工程勘察对于工程项目来说十分关键,如果没有做好系统化地实地调查,就无法科学地评价施工场地的承载情况,更不能制定有针对性地目标评价和政治。
二、岩土工程勘察质量的影响因素
1、施工环境因素
在岩土工程勘察中,施工环境因素主要是指其作业面。当前,岩土勘察的作业面比较狭窄,虽然岩土勘察的结果是通过不断的实践才获得的,但是,在进行勘察的过程中,若没有分析施工现场岩土的具体情况,就无法得到最准确、最有效的土层地质信息,且这些信息是后期岩土工程得以顺利开展的关键依据,也是对后期工程进行调整、改进的首要依据。相关人员对岩土工程进行实际勘察的过程中,往往会对施工现场土质的情况详细的进行了解,却没有注意到工程四周的地质环境情况,从而严重影响了工程的施工的进度。另外,岩土勘察的具体工作中还有许多影响工程质量、施工进度的问题存在:如相关工作人员缺少实践经验、对于相关的规定无法灵活运用,且完全忽略了地区的工程活动;这些情况对岩土勘察工程的有效进行造成严重的影响。
2、人员因素
在开展岩土勘察工作时,要求勘察人员必须具有较强的勘察技术及专业知识,须通过具体的技术考核才能够从事具体的勘察工作。但是,国内一些勘察部门为了节省一定的资金,常常雇佣一些农民工来进行岩土勘察工作,因为这些人员缺少相关的培训、缺少专业知识及技术,导致测量结果无法让人信服,进而严重影响了岩土工程的勘察质量。
3、方法因素
原位测试在岩土勘察工程中有着重要的作用,是岩土勘察重要的技术手段,一旦原位测试未按照规范进行,测试方法选择出现问题,必然会导致岩土勘测出现误差,影响建筑施工,不利于优化岩土工程勘察【2】。
4、设计因素
因为施工现场地质情况的不同,所以在具体的勘察工作中,相关的勘探点的深度也会不一样。且由于勘探环境比较复杂、变化较快,致使勘探点的密度定位、选择也缺少一定的精准性,而这些因素往往会对后期工程的有效开展留下一定的隐患。勘察人员在具体的勘察工作中没有严格根据勘察规定对施工现场的土质情况进行勘察,没有严格划分地质环境,也会对岩土勘察的结果造成影响,使勘察结果缺少准确性。
三、加强岩土工程勘察质量的具体措施
1、勘察部门应该不断建立健全相关的勘察体系
因为勘察结果直接影响着工程是否得以顺利地完成,所以勘察部门应该通过相关的勘察管理体系来对勘察人员的行为、勘察工作进行约束、管制。勘察部门只有建立相应的勘察管理体系,才能确保岩土工程勘察工作顺利完成,才能使勘察结果更加准确、可靠,此外,在进行岩土工程勘察工作时,相关部门还应该全面检查、监督整个勘察工作,建立健全勘察管理机制,防止勘察部门出现造假、不合理的勘察情况。勘察结果的可靠性及稳定性不是依靠勘察部门就可以得到确保,还必须依靠政府及具体的法律法规才能使勘察工作、勘察人员的行为得到约束。因此,只有加强相关的管理体系才能使勘察数据的准确性得到保证,才能使勘察质量得到确保,才能顺利完成岩土勘察工作。
2、合理选择合适的岩土勘察方法
岩土工程勘察主要是研究地基基础与地下工程的关系,由于地基土壤性质的不同,在接受岩土勘察任务,必须明确探测的主要矛盾,抓住主要矛盾,采取重点法,两点法相结合的方法,解决主要矛盾,解决技术问题,选择合适的岩土勘测方法。目前岩土工程勘察方法主要有以下几种,工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,是在岩土勘察初期进行,这个方法主要是为了推断建筑工程地质情况,对地面的地质现象进行观测与预测,了解地质规律,为以后的勘测工作打下基础,按照客观规律办事,顺应自然。原位测试与室内测试的主要目的是为了解决岩土勘察工作中需要了解各方面参数问题,就是为岩土工程问题分析评价提供需要的技术参数,主要涉及岩土的物性指标,固结变形特性参数,强度参数,渗透性参数和应力,应变时间关系的参数等,选择原位测试的方法,有利于提高岩土勘察工作的正确性,有效性。
3、合理布置点线
对于工程的点线布置来说,如果没有得到合理化的布置,将导致严重的经济损失,甚至发生人员伤亡。所以,必须重点勘察点线的布置,对勘察线进行具体地分析,保证其垂直于场地。同时,对于地貌单元来说,必须保证有充足的勘察要点,合理分配才能从数量上提高收集地质信息的准确性,避免遗漏地形的信息。在勘察点的布置上,还要进行网格化的布局,根据当地的实际地形情况,明确布置点线的深度。
4、加强现场检验
现场检验的内容是在施工阶段对勘察成果的验证核查和施工质量的检测,主要包括两个方面,一方面,对岩土工程施工质量的检验与控制,保证施工可以连续安全的进行;另一方面,检验核查岩土工程勘察成果评价与建议,保证勘测成果合理性,必要时候做出一定的补充。现场检测是根据工程勘察,设计,施工等程序下,或者在整个工程运营时间对工程有不良影响的地质环境,岩土性状等方面的检测,目的是为了保证建筑工程的正常施工与运营,保证工程安全,是企业实现利润最大化,主要针对施工和各类负载情况下,岩土性状变化影响【3】,在施工和运行期间,工程构造以及结构物检测,在工程建筑中对环境条件的检测,只有努力完善现场检验与检测,才能优化岩土勘察工作,提高我国岩土勘测能力。
5、进一步加强施工勘察
岩土工程勘察并不是单向性地工作,需要随时随地对施工前、施工中、施工后都做好仔细的勘察工作,并归纳统计相关的资料信息,方便日后查阅使用。对于施工勘察来说,必须详细了解建筑物的地基状况,制定针对性的施工计划。对于基槽的处理,更要保证在地质条件的基础上,进行对应的设计修改,不能盲目地根据现有的勘察资料进行绝对性地施工,必须从基槽的实际情况来进行判断。另一方面,如果是深基础施工,也要在设计前进行取样测试,避免施工过程中出现崩塌的情况。同时,在施工时,会面临很多奇形怪状的地质情况,可能有些是之前地面勘察没有预测到的地貌,尤其是一些遍布的溶洞、坑洼、土洞等,需要对其进行查明,判断其发育程度和分布范围。此外,针对施工过程中的土坡失去稳定性的情况,更要提前制定预防方案,一旦发生土层地陷或崩塌等不良现象时,一定要尽快做好解决措施,保证施工的顺利。
6、加强勘察设备及勘察人员的管理
在岩土工程勘察工作中,因为勘察设备及勘察人员对勘察结果的准确性、稳定性有直接的影响,且勘察人员是勘察工作得以顺利进行的前提,也是勘察部门得以在竞争激烈的市场中站稳脚跟的关键所在。所以勘察部门应不断增强勘察人员的技术水平及专业知识,给勘察人员提供更多培训的机会,使勘察人员的勘察能力、经验得到提升。另外,勘察部门应该加大对勘察设备的投入,在资金充足的前提下,应购买先进、科学的勘察设施,使勘察结果的准确性得到有效保证。勘察部门只有使勘察设备得到保证,使勘察人员的专业技能及专业知识及综合素质得到不断的提升,岩土工程勘察的质量才会得到保证,才能使岩土工程勘察工作顺利、有效地进行。
结束语
岩土勘察工程具有复杂性和系统性,其勘察质量受到多方面因素的影响,给岩土勘察安全带来的影响也是不容忽视的,为了更好地促进岩土工程的发展,就必须高度重视岩土勘察质量,确保其勘察安全,从而提高勘察水平。
参考文献:
[1]李金龙. 岩土工程勘察质量影响因素评析[J]. 科技和产业,2013,05:135-137.
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[关键字]岩土工程 勘察 意义 新技术
[中图分类号] P642.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-5-168-2
0引言
岩土工程是由勘察、设计、实施、监测等密切结合形成的,而岩土工程勘察工作是要服务于整个工程建设的全部过程,在获取资料和整治方案等都要求比较严格。经过多年来的发展,勘察技术已取得了长足的发展。岩土工程勘察工作要明确不同土层而导致的主要目标各异的情况来分析勘察任务,通过充分的分析论证,提出合理可行的方案解决不同的技术问题。本文分析了岩土工程勘察的意义和新技术的运用。相信未来的岩土工程会成为工程建设领域中非常有活力朝气和社会效益、良好收益的行业。
1岩土工程勘察的意义
岩土工程是一项涉及岩土力学、气象、水文、环境学、地质学、工程学等学科的复杂的专业课题。而岩土工程勘察则是应用岩土工程的观点、技术、方法、理论,对工程所需建设的场地内的岩土条件和地质环境情况特征等进行分析评价。
我国是一个地广地形多样的国家,存在特殊岩土种类繁多和岩土工程问题也复杂多样等特点。与此同时我国还是一个地质灾害多发的国家。目前,我国在岩土工程勘察方面的科学研究较薄弱,还存在仪器设备短缺和技术落后等问题。而岩土工程勘察可以通过对建设场地地址情况条件等的查明,有效的采取解决对策方案或提前采取预防措施,这样可以减少和有效防止地质灾害的发生。同时,岩土工程勘察工作在整个工程设计和施工中都是起提供依据和预防作用,却所需花费的费用占工程投资比例非常小。因此可见,做好岩土工程勘察工作对工程建设安全、经济、有效的进行起着非常重要的作用。
2岩土工程专业体制现状与未来发展趋势
2.1关于我国岩土工程体制的形成和建立
建国初期,我国向前苏联学习而建立包括了地形测量、工程地质、水文地质这3个独立专业的工程勘察体制。后来工程地质勘查就渐渐向岩土工程勘察过渡靠拢,该体制现已成为我国独立的专业体制。岩土工程勘察是要和设计、施工、监测等紧密相结合的,其是要服务于工程建设的整个过程,根据勘察出来的结果和获取的准确资料来对岩土工程设计方案和施工安排进行深入论证探讨,从而提出可行的技术和经济合理的建议,确保整个工程能安全经济的实施。这种体制贴近工程实际,方便工作人员结合实际情况交流经验,要求技术人员要有较齐全的专业知识和应急能力,从而为工程建设做出更大的贡献。经过十几年以来的不懈努力,目前岩土工程专业体制在我国已基本形成和建立,却还不够完善。要根据市场经济的需要,对岩土工程勘察体制进行完善和补充,使岩土工程成为有朝气和活力的行业。
2.2与国外的现状进行对比
目前我国岩土工程体制未完善,从事该行业的单位也未定型,有以勘察为主的和以咨询为主的,或是多种兼有的。而从业人员也较多,素质不高,参差不齐。而在美国、英国等发达国家,岩土工程勘察是一项咨询服务类工作,其主要从事该行业的人员是在咨询公司工作的岩土工程师。这类咨询公司汇集了许多资深、经验丰富、理论强的工程师,主要面向社会服务,为投资者、施工单位、政府机关部门等社会各界提供各种咨询服务。这种是以提供知识、信息、技术、科技为主的知识密集型企业,是属于分工明确且经济适用的第三产业。就我国目前情况看,相比之下所需改善之处甚多,只有完善法制、规范市场、调整体制,鼓励有相应条件的企业单位转型,发展全面实施咨询服务,实现与国际接轨,向美国等发达国家靠拢,学习如何为施工企业提供高技术含量的资讯来完成工作实现经济收益和社会利益。
3传统的岩土工程勘察
3.1传统的岩土工程勘探方法
3.1.1钻探
钻探是用钻机设备从地表向地下钻进成孔,因而达到所要任务的工程施工工程。回转钻探、振动钻探、冲击钻探以及冲洗钻探是钻探里面四种比较常见的方法。在这简单介绍一下回转钻探。根据取样和各自必要的原位测试来确定孔径。而勘探孔的深度则按照工程的实际要求来确定:(1)若是勘探天然的地基,勘探的深度应不得小于5米且能控制主要的受力层,或要满足变形时的计算要求。(2)若是勘探桩基础,在满足变形计算的要求前提下,还要让桩基础应当达到预计桩长以下的3到5倍且桩经是不得小于3米的。(3)若是在灰岩地区,就要根据设计的要求极其工程的实际情况来确定勘探的深度。现场工作人员要及时做好记录,确保整个岩土工程的数据准确和工程实施。
3.1.2井探、槽探及洞探
探井、探槽这类勘探办法是在一些难以准确识别地下情况时常见采用的。而洞探则是在需详细查明有深度的岩质地质和构造时所采用的勘探方法,譬如地下工程,地铁,大型边坡等工程建设。同时这些工程对一些深度和长度、横截面、断面等都有一定的要求,还要结合工程的实际要求来确定。
3.2原位测试
载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验和圆锥动力触探试验等是常用的原位测试方法。在岩土工程勘察中要根据岩土条件、设计上对一些参数的要求、地区特色和测试的办法等因素来适当选择原位测试的方法。其的优点是试样结合原来的环境,可以贴合实际情况,准确的反映宏观结构的岩土性质,同时周期短、效率高。而其缺点是边界条件复杂,难以控制试验应力路径等。
4关于岩土工程勘察中新技术的应用
4.1数字化勘察技术
随着科技的发展,传统的勘察方法已经不能满足现代岩土工程勘察的需要,已逐步过渡到数字化勘察,这些新技术运用到勘察工作是发展的需要也是必然趋势。下面简单了解下数字化勘察技术的运用:
4.2岩土工程勘察数据库系统数据化处理
地理信息方面的空间数据和非空间数据是岩土工程勘察所涉及到的最主要的两种原始数据,这些数据来源包括:(1)基本的地理数据,主要是指地形地貌和自然区生态区的划分图;(2)岩土勘察数据,主要是指所需建设和研究的区域地质特点和勘探的相关资料。
岩土工程勘察数据库系统数据化处理主要步骤有:(1)概念模型的设计。这是一项密集数据和处理相应复杂数据库应用的基本工作;(2)建立和实现数据库。用户原始数据,系统中间数据以及最终的数据是岩土工程勘察一体化系统的三类重点数据,这些数据的采集可以完成生成用户所需的各类图纸和进行各种信息查询操作等。
4.2测试新技术的发展
我国在测试技术发展上面与国外还存在着一定的差距,但其是勘察工作中的基础,所以要引起重视。目前测试技术的最大问题是参数测试技术不够成熟和完善,需要在传统的技术上改良和需求新发展。因此要求研发者和设计者要进一步提高研发水平和制作水平,以便更好的贴合实际工作,完成任务。
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