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探討巖土工程勘察的技術問題

所屬欄目:礦業論文 發布日期:2010-08-31 11:18 熱度:

  摘要:我國工程地質勘察專業經過近二十年的努力,已實現了向巖土工程勘察方向發展,技術人員的知識得到了更新換代,巖土工程技術不管從勘探手段、測試設備、試驗儀器、計算機技術的應用還是技術人員知識的廣度和深度都有了很大的提高。各項設計和施工在工程建設前,必須按基本建設程序進行巖土工程勘察。鑒于目前巖土工程勘察所依據的規程、規范較多,且各種規范、規程的要求也有不一致之處;又鑒于目前巖土工程勘察市場格局中,占主導地位的勘察行為主體在技術方面的大的方向和原則上基本達成共識:各單位要進一步提高市場競爭力,就要多從細節上下工夫,使自己提供的勘察成果更直接、更方便地滿足設計的需要。通過對土力學原理、土力學地基基礎、工程地質手冊及房屋建筑和構筑物巖土工程勘察所依據的主要規范進行了系統的研讀,總結出一些認識和學習體會,同廣大巖土工程勘察技術人員交流。
  關鍵詞:巖土工程勘察
  1、理論與經驗的關系
  巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括工程地質理論力學的理論、土木工程力學理論等,這些工程理論都是一種半科學半經驗的理論,很多理論是建立在長期經驗總結的基礎上的,如很多公式都是經驗公式。巖土工程問題的解決過程實際上是在理論的指導下,巖土工程技術人員利用自己的工程經驗,結合工程實際情況,建立相應本構模型,運用合理適宜參數,,加上良好的判斷力,解決問題的過程。對巖土工程技術人員來說,扎實的理論基礎同豐富的經驗、良好的工程判斷力是同等重要的。在學習和運用理論的過程中,一定要注意隱藏在公式和規律背后的背景知識和真正實際內涵及其假定邊界條件。而積累經驗的過程可分為分析預測、對現場觀測結果進行比較分析和評估、總結三個過程,可見積累經驗的過程也離不開理論的支持。理論與經驗在巖土工程勘察中具有同等的地位,過分強調哪一點都是不合適的。討論此問題,目的在于目前很多巖土工程技術人員過分強調經驗,而對理論的學習和運用不足,這種現象對巖土勘察技術的發展不利。
  2、設計溝通
  《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)要求:房屋建筑工程在進行詳勘之前,應收集附有坐標和地形的建筑總平面圖、場區的地面平整標高、建筑物的性質、規模、荷載、結構特點、基礎形式、埋置深度、地基允許變形等資料。在此要強調勘察前與設計溝通的重要性,因為勘察成果的直接使用者就是設計人。在進行勘察前,勘察人應充分了解設計意圖,弄清楚擬建物工程特性,這樣勘察工作就能作到有的放矢、經濟合理,提供給設計人最直接、最有用的勘察成果。如:現在很多高層建筑都帶有裙房,這種項目在勘察前,必須要弄清楚設計擬采用的基礎形式及聯接方式;還有一些主體不高但跨度很大的建筑,采用柱基布置的勘探孔深度就與采用筏基布置的勘探孔深度有很大差別。所以必須要重視勘察前與設計的溝通。目前有的經營人員和技術人員對此認識不足,造成勘察項目的返工或勘察成果的不確切。討論此問題,目的在于提醒經營與技術人員重視承攬項目和實施項目時與設計的溝通。
  3、注意各種等級的劃分
  在進行巖土工程勘察工作量布置時,應按相應的分級標準,確定項目的相關等級。如勘察等級、地基復雜程度等級、擬建建(構)筑物安全等級、重要性等級等。因為這些等級的劃分直接決定了勘察工作量的布置。只有充分了解了各種等級,布置工作量時才能作到安全、經濟、合理。
  4、注意經濟性
  巖土工程勘察應在滿足規范、規程要求的前提下,用最經濟的勘察手段和工作量實現勘察目的和任務,同時達到相同的勘察目的和任務,所用成本的多少,可從一定程度上說明技術水平的高低。針對當前巖土工程勘察現狀,目前的勘察成本在一定條件下還是可以節約的。如:對“樁基礎一般性孔深入到樁端以下3~5倍樁徑,且不小于3m,對大直徑樁不小于5m”這一要求,如勘察方案布置的一般性孔為50m,根據控制性孔資料,40m處分布有良好的樁端持力層且能滿足樁基設計要求,項目負責人現場可將50m的一般性勘探孔調整為45m(當然按權限該上報審批的進行上報審批),這樣就可節約不少工作量,從而達到經濟的效果。再有土工試驗項目的選取,也是一條實現經濟勘察的重要途徑,希望巖土工程技術人員予以重視。
  5、重視規范、規程的學習
  規范、規程是進行巖土工程勘察工作的依據,對勘察工作的目的、任務、評價等均提出了詳細的、可操作的要求,巖土工程技術人員要重視對規范、規程的學習,充分了解其要求,這樣在巖土工程勘察的過程中,就不至于出現諸如工作量布置不足、原狀土樣或原位測試數據不足、未劃分抗震地段等問題了。另外規范、規程中的條文說明,技術人員也要認真研讀。條文說明中有豐富的信息,對于提高我們的理論水平及正確理解規范、規程具有重要作用。
  6、房屋建筑和構筑物巖土工程詳勘的目的、任務
  (1)查明勘察范圍內場地原始地形、地貌、巖土層的成因、類型、深度、分布、工程特性和變化規律,分析評價地基的穩定性和均勻性;
  (2)查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、舊基礎、孤石等對工程不利的埋藏物及其分布范圍;
  (3)查明影響建筑場地穩定性的不良地質作用(包括:巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區、地面沉降、場地和地基的地震效應、活動斷裂等)和特殊土(包括軟土、填土、污染土、濕陷性土、膨脹土、紅粘土、多年凍土等)的類型、成因、分布范圍、發展趨勢和危害程度,并提出相應防治措施的建議;
  (4)查明地下水埋藏情況、類型、補給及排泄條件、地下水位,、水位變化幅度及規律,評價地下水(土)對建筑材料的腐蝕性。.對基坑工程還應查明各土層的滲透性質,分析評價地下水的靜水壓力、動水壓力及浮托力的作用和影響,預估產生基坑突涌、流沙(土)或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度,并提出相應的防治措施建議;提供基坑施工降水的有關技術參數及施工降水方法的建議;提供用于計算地下水浮力的設計水位。
  (5)基坑工程還應查明基坑周邊環境,提供基坑設計所需的巖土參數,分析評價放坡開挖的可能性和基坑邊坡穩定性,適宜選用的支護結構類型及其穩定性,基坑開挖與降水對地基變形、周圍建筑物和地下設施的影響。
  (6)勘察單位施行內部崗位輪換制度,促成勘察各專業的技術交流、知識滲透,盡可能組織技術人員參加各種有關的學術活動和講座,達到擴大勘察技術人員的知識廣度和深度的目的。強調計算機技術的應用(如受壓層深度計算、承載力計算、土壓力計算、各類靜力或動力有限元計算、基坑支護設計計算、沉降分析、數理統計、地基與基礎協同作用分析、地震反應分析、滲流分析等),采取這些措施無疑可以大大提高他們的技術綜合能力。
  (7)通過其所獲得的數據和資料,經過分析、對比,建立它們之間的經驗關系,并通過工程施工檢測、監測所獲取的實測資料反算得到的參數作為對比依據,確保所提供的巖土工程設計參數的可靠性。并達到解決那些采用傳統勘探手段難于獲取可靠的巖土工程設計參數(如粗顆粒土、花崗巖殘積土、風化巖的承載力、變形指標)等問題。此外,還可以利用土工離心模擬技術檢查工程安全的可靠性;驗證堤壩、邊坡的變形和穩定性;解決建筑物淺基礎的地基變形特征、破壞模式及極限承載力,樁基礎的承載力和施工工藝對樁基礎承載力及變形的影響;解決擋土結構的變形及破壞機理,土體與結構物之間的相互作用;了解動力工程、砂土液化、單樁和群在水平動荷載作用下的性狀。
  8、結束語
  合理地選擇、運用工程物探技術與傳統的勘探技術相結合,無疑是解決巖土工程勘察存在的技術問題的最佳途徑。但是,任何的技術都有其局限性和適用性,要有效地解決某些復雜的巖土工程勘察技術問題,必須采用多種勘察手段聯合使用,互相補充、互相驗證。各種間接勘察手段所獲取的資料應與傳統的勘察方法(如鉆探、原位測試、巖土試驗等)、施工檢測、施工監測成果進行對比、驗證,建立相對應的經驗關系,從而建立定量分析、判定標準,確保工程勘察質量。巖土工程技術人員在理論與經驗、細節決定成敗、重視規范學習等方面能有所啟示.,拋磚引玉,不當之處,敬請批評指正。
  參考文獻:
  [1]趙成剛,白冰,王運霞.土力學原理[M].北京:清華大學出版社,北京交通大學出版社,2004.
  [2]GB50007-2002,建筑地基基礎設計規范[s].
  [3]GB50021-2001,巖石地質工程勘察規范[s].
  
  

文章標題:探討巖土工程勘察的技術問題

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