時間:2022-06-16 12:36:55
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇巖土論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
2巖土工程勘測中存在的問題
2.1勘測技術(shù)落后現(xiàn)階段,我國在巖土勘測技術(shù)的先進(jìn)性方面與西方發(fā)達(dá)國家相比仍然存在一些差距,因此,在勘測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與勘測工作的質(zhì)量和效率方面都存在嚴(yán)重的缺失,一些勘測公司仍然使用傳統(tǒng)的勘測手段,很少引進(jìn)新的機(jī)器設(shè)備及優(yōu)質(zhì)的勘測人員,這樣新的技術(shù)就無法發(fā)揮其應(yīng)有的功能[1]。
2.2勘測環(huán)節(jié)不規(guī)范巖土勘測工作應(yīng)當(dāng)有明確的操作步驟和技術(shù)規(guī)范,然而,我國的勘測企業(yè)由于缺乏管理及員工的素質(zhì)較低,導(dǎo)致勘測環(huán)節(jié)無法規(guī)范的進(jìn)行,要知道,巖土的勘測存在一定的危險性,如果一旦出現(xiàn)操作的失誤就會給勘測人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅,同時,勘測市場的秩序也非?;靵y,很多人員都是依據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來填寫勘測報告,這樣會使得數(shù)據(jù)誤差非常大,也滋生了一些不法商販謀取利益的途徑。
2.3勘測人員專業(yè)素質(zhì)不高我國現(xiàn)階段的巖土勘測人員有一少部分是勘測多年的經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員,但是仍然有很多專業(yè)素質(zhì)不高的勘測人員,這些人大多缺少專業(yè)的技能培訓(xùn),對一些新的勘測儀器和勘測技術(shù)不甚了解,甚至對自身的安全防護(hù)意識也非常薄弱,尤其在野外的巖土勘測工作中經(jīng)常發(fā)生危險與錯誤的勘測結(jié)果,這嚴(yán)重制約著我國勘測事業(yè)的發(fā)展,與此同時,一些勘測企業(yè)為了節(jié)約成本,雇傭一些廉價的農(nóng)民工作為勞動力,這些人不僅缺少相關(guān)的專業(yè)知識,更沒有認(rèn)真負(fù)責(zé)巖土勘測作業(yè)。
2.4主管部門管理不到位巖土勘測工作的管理也是確保勘測質(zhì)量的重要一環(huán),但是我國地質(zhì)勘測工作的入行門檻卻很低,一些外行的從業(yè)人員也可以進(jìn)行相應(yīng)的勘測工作,然而,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,一些先進(jìn)的技術(shù)理念被引入進(jìn)來,如果勘測企業(yè)不加強(qiáng)管理,注定會被激烈的市場競爭所淘汰。與此同時,巖土勘測的主管部門不能夠?qū)υ嫉目睖y數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的審核,只是通過簡單的記錄確定檢測質(zhì)量報告,這樣是對巖土勘測工作極不負(fù)責(zé)的現(xiàn)象,更不能很好的管理企業(yè)的經(jīng)營理念,對勘測企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的取得都產(chǎn)生了嚴(yán)重的阻礙[2]。
3優(yōu)化巖土工程勘測工作的建議
3.1采用先進(jìn)的勘測技術(shù)巖土工程的勘測涉及到多個學(xué)科的專業(yè)知識,隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新,應(yīng)當(dāng)將先進(jìn)的勘測技術(shù)應(yīng)用到巖土工程的勘測中來,例如工程物力專業(yè)理論和電磁波理論等,同時,在勘測設(shè)備的使用方面也應(yīng)當(dāng)引入先進(jìn)的、高效的、準(zhǔn)確的勘測設(shè)備,盡管這些設(shè)備會耗費(fèi)更多的成本,但國家要想更好的完成巖土工程的勘測就應(yīng)當(dāng)加大投資力度,提升勘測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,一些經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū)仍然使用傳統(tǒng)的勘測技術(shù),因此,地質(zhì)勘測企業(yè)最好能夠?qū)崿F(xiàn)電子化的辦公,讓更多的勘測數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)整合與分析,從而極大提升勘測的效率,尤其是對一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理,可見,只有不斷的創(chuàng)新和使用先進(jìn)的勘測技術(shù)才能夠促進(jìn)我國勘測事業(yè)的進(jìn)步。
3.2增強(qiáng)勘測規(guī)范性巖土工程的勘測還需要規(guī)范的操作步驟,每一個操作環(huán)節(jié)都是相輔相成的,只有認(rèn)真的做好每一個勘測環(huán)節(jié),才能夠確保最終檢測結(jié)果的準(zhǔn)確,與此同時,國家應(yīng)當(dāng)出臺相應(yīng)的管理制度來規(guī)范勘測市場的操作行為,對一些不符合規(guī)定的行為予以嚴(yán)厲的打擊,只有這樣才能夠不斷的凈化我國的地質(zhì)勘測事業(yè),對于勘測報告的檢察也要設(shè)立專門的監(jiān)測機(jī)構(gòu),從而制止一些以假亂真、謀取個人財(cái)產(chǎn)的行為。另一方面,通過規(guī)范巖土勘測的設(shè)計(jì)來約束實(shí)際的勘測行為,確??睖y人員能夠嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行操作,不能偷工減料或者憑借經(jīng)驗(yàn)填寫檢測報告,每一個勘測數(shù)據(jù)都有其相應(yīng)的功能,只有規(guī)范操作才能實(shí)現(xiàn)其真正的價值。
3.3提高勘測人員專業(yè)技能任何先進(jìn)設(shè)備的使用和創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用都需要高素質(zhì)、高水平的專業(yè)人員,而巖土工程的勘測更是如此,我國現(xiàn)在急需一大批優(yōu)秀的地質(zhì)勘探人才,不僅能夠數(shù)量的掌握各種勘測技術(shù),還具備較高的職業(yè)道德及綜合素質(zhì),因此,我國應(yīng)加大力度培養(yǎng)和提升勘測人員的專業(yè)技能,可以在各大高校開展地質(zhì)勘測相關(guān)專業(yè),教育學(xué)生將勘測理論與實(shí)踐相結(jié)合,確保勘測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,從而提高巖土工程的勘測質(zhì)量。與此同時,勘測人員的專業(yè)素質(zhì)和技能水平直接關(guān)乎我國勘測事業(yè)未來的發(fā)展,無論從眼前的利益來看還是著眼于未來,提升地質(zhì)勘測人員的技能水準(zhǔn)是至關(guān)重要的,勘測企業(yè)不僅要聘用綜合型技術(shù)人才,還要定期開展從業(yè)人員技能培訓(xùn),將先進(jìn)的理念和經(jīng)驗(yàn)教授新人,同時采用嚴(yán)格的獎懲制度和責(zé)任制度來激發(fā)勘測人員的工作熱情,不斷進(jìn)取,從而促進(jìn)我國地質(zhì)勘測事業(yè)的進(jìn)步[3]。
3.4主管部門加強(qiáng)管理加強(qiáng)巖土工程勘測主管部門的管理職能是保障勘測工作質(zhì)量的關(guān)鍵,首先,重視巖土工程勘測的地域性研究,也就是每個地區(qū)的主管部門都要對自己做負(fù)責(zé)的區(qū)域予以嚴(yán)格的管理,并建立健全地質(zhì)勘測工作的規(guī)章制度,根據(jù)自己地區(qū)的特點(diǎn)制定相應(yīng)的法規(guī),確保巖土工程勘測不會受到區(qū)域因素的影響,對于一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)主管部門一定要加強(qiáng)勘測人員的安全管理,建立相應(yīng)的安全防護(hù)措施,同時,對勘測過程中可能出現(xiàn)的環(huán)境干擾因素事先采取恰當(dāng)?shù)慕鉀Q對策,對巖土工程勘測的治理與管理負(fù)起責(zé)任。
在計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,以有限元為代表的數(shù)值計(jì)算是解決邊值問題的強(qiáng)有力的手段。當(dāng)用來計(jì)算彈性體時其精確程度令人嘆為觀止。其計(jì)算結(jié)果與光彈試驗(yàn)結(jié)果毫厘不差,結(jié)果光彈試驗(yàn)很快被廢止。土是碎散材料,而在一般數(shù)值計(jì)算中首先被假設(shè)為連續(xù)體,然后被離散化,假設(shè)各單元間的結(jié)點(diǎn)位移協(xié)調(diào),計(jì)算土體的應(yīng)力變形關(guān)系。這常常不能反映土的變形的微觀機(jī)理。以DDA(DiscontinuousDeformationAnalysis)為代表的離散單元計(jì)算方法在計(jì)算某些農(nóng)產(chǎn)品(如谷類)和工業(yè)零件(如滾珠)時是相當(dāng)成功的。以至被稱為“數(shù)值試驗(yàn)”可以精確地代替模型試驗(yàn)。在定性地探索土的變形的微觀機(jī)理時,也是很有價值的。但是用以描述由不同尺寸、不同形狀、不同礦物成分的顆粒組成的土,反映不同三相成分及其物理、化學(xué)和力學(xué)的相互作用,即使是可能,恐怕也是相當(dāng)遙遠(yuǎn)的事。
數(shù)學(xué)模型和數(shù)值計(jì)算預(yù)測的另一個難點(diǎn)是土的參數(shù)的選取,它受到取樣(制樣)和試驗(yàn)手段的限制。原狀土在取樣過程中不可避免地受到擾動和發(fā)生應(yīng)力釋放,會破壞其結(jié)構(gòu)性。即使是重塑土試樣,制樣的方式、器具和操作程序的差別也嚴(yán)重影響試驗(yàn)的結(jié)果。另一方面,目前使用的土工試驗(yàn)儀器也存在局限性。以真三軸儀為例,由于邊界之間的干擾,試樣的應(yīng)力和應(yīng)變的均勻是很難保證的。
在對地基和土工建筑物的探測方面,土層的時空變異及人類活動給勘探測試及其結(jié)果的判釋造成困難。除此以外,巖土工程中的復(fù)雜邊界條件和施工過程中的諸多因素也嚴(yán)重影響工程的實(shí)際結(jié)果。
在我國每年發(fā)表和撰寫了大量的論文和報告,提出了各種理論、模型、計(jì)算方法、計(jì)算程序和技術(shù)手段,常常伴以試驗(yàn)或者實(shí)測數(shù)據(jù)的驗(yàn)證,其結(jié)果也常常是“符合得很好”。自己的試驗(yàn)或觀測證實(shí)了理論或者方法的完美,正是:“各夸自家顏色好,百花園中各稱王?!边@種結(jié)果的可信性很值得懷疑。筆者在評閱一些論文和成果時,對于那些二者符合得完美到天衣無縫的圖與曲線,常常懷有很大的不信任感;而對于存在相當(dāng)差別,甚至坦率地承認(rèn)預(yù)測的不成功的情況,則是完全理解的??上Ш笳咻^少。
近年來,主要在國外進(jìn)行了多次的“考試”或者“競賽”活動:首先委托一個(或幾個)單位進(jìn)行所謂的“目標(biāo)試驗(yàn)”,亦即需要預(yù)測或者預(yù)算的試驗(yàn)或?qū)嵗F浣Y(jié)果是保密的,或者預(yù)測前不做試驗(yàn),預(yù)測以后在試驗(yàn)。事先公布有關(guān)的土的一般資料、基本試驗(yàn)的數(shù)據(jù)(為確定有關(guān)參數(shù))和目標(biāo)試驗(yàn)的應(yīng)力(應(yīng)變)路徑。在全世界或者一定范圍征求參賽者(參加目標(biāo)試驗(yàn)的人不參賽)。全部預(yù)測結(jié)果上交以后,公布試驗(yàn)結(jié)果。一般是召開研討會,評估或者評分。參賽者也常常進(jìn)行申辯和總結(jié)。這是一種客觀、公正和有權(quán)威性的檢查比較方式。也是推動巖土工程發(fā)展的十分有益的活動和手段。它使我們認(rèn)識到在巖土工程領(lǐng)域,我們的認(rèn)識能力和預(yù)測能力到底有多高。
試驗(yàn)方法和設(shè)備的檢驗(yàn)比較
1.不同儀器的相同試驗(yàn)的檢驗(yàn)
1982年在法國Grenoble召開的“土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”上①,用劍橋式的立方體真三軸儀分別由德國的Karlsrube大學(xué)和法國的Grenoble大學(xué)對同樣的砂土和粘性土進(jìn)行復(fù)雜應(yīng)力路徑和應(yīng)變路徑的真三軸試驗(yàn),兩份試驗(yàn)結(jié)果是存在著差別的。由于使用的儀器與土料都是相同的,差別主要源于操作方法和技巧。
1987年在美國克里夫蘭召開的“非粘性土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”上②,利用美國Case大學(xué)的空心圓柱扭剪儀和法國Grenoble大學(xué)的劍橋式立方體真三軸儀進(jìn)行砂土的相同應(yīng)力路徑的試驗(yàn)。試驗(yàn)內(nèi)容包括:
(1)b=不同常數(shù)的不同密度兩種砂土的真三朝試驗(yàn);其中,b=(σ1-σ2)/(σ1-σ3)
(2)在π平面上應(yīng)力路徑為圓周(兩周)的的真三軸試驗(yàn)。
(b=常數(shù)的真三軸試驗(yàn)與空心圓柱試驗(yàn)的比較)表示了對于Hostun密砂(干密度ρd=1.65g/cm3)在b=不同常數(shù),中主應(yīng)力ρ2=500kPa保持不變,用兩種儀器試驗(yàn)得到的軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線,軸向應(yīng)變和體應(yīng)變的關(guān)系曲線??梢娫赽=0和0.28時,不同儀器試驗(yàn)結(jié)果的差別是很大的。但是在評價它們時,主持者說:對于軸應(yīng)變,除了0.286的結(jié)果很差(verypoor)以外,其他的曲線符合的很好(verywell);(b.體應(yīng)變εv與軸向應(yīng)變εz間試驗(yàn)曲線)的曲線認(rèn)為符合得很優(yōu)良(excellent)。對比我們的一些論文中理論與實(shí)際曲線二者絲絲入扣的符合,就顯得很不真實(shí)。在這兩個試驗(yàn)中試樣的破壞形態(tài)也有很大不同:空心圓柱試樣發(fā)生頸縮;立方體試樣產(chǎn)生V形的剪切帶。這些差別可能是由于試樣的制樣方法不同,試樣中的實(shí)際應(yīng)力分布不同和試驗(yàn)中的邊界條件不同引起的。
2.土工離心機(jī)模型試驗(yàn)
1986年由歐洲共同體資助,發(fā)起“土工離心機(jī)的合作試驗(yàn)”③。參賽者有三家:英國的劍橋大學(xué)、法國的道橋中心研究室和丹麥的工程院。試驗(yàn)的內(nèi)容是模擬飽和砂土地基上的圓形淺基礎(chǔ)的承載力和荷載—沉降關(guān)系。試驗(yàn)土料統(tǒng)一為巴黎盆地天然沉積的一種均勻石英細(xì)砂。模型地基的孔隙比規(guī)定為e=0.66(相對密度Dr=86%),規(guī)定圓形基礎(chǔ)的模型尺寸為直徑D=56.6mm,離心加速度=28.2g,基底完全粗糙。此前,由丹麥巖土研究所對于這種土進(jìn)行了物性試驗(yàn)和三軸試驗(yàn),其結(jié)果公布于眾。要求荷載—沉降關(guān)系表示成無量綱的變量q/γˊnb-s/b公關(guān)系曲線。
其中:
q=基礎(chǔ)上施加的荷載(kPa)
γˊ=乙土的浮容重(kN-m3)
n=重力加速度水平,即模型比尺
b=模型基礎(chǔ)的尺寸(m)
s=基礎(chǔ)的中心垂直沉降(m)
同時也進(jìn)行了相同條件下的現(xiàn)場載荷試驗(yàn),以便與模型試驗(yàn)結(jié)果對比。
這三家使出了渾身解數(shù),精心制樣、安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)和量測,反復(fù)摸索,反復(fù)校驗(yàn),校正各種參數(shù)和影響因素。劍橋大學(xué)還在離心機(jī)上作了靜力觸探試驗(yàn)。最后,劍橋大學(xué)提交了一組試驗(yàn)結(jié)果,另外兩家按要求給出了一條曲線。圖2(圓形天然淺基礎(chǔ)的試驗(yàn)荷載-沉降關(guān)系曲線)表示了其試驗(yàn)結(jié)果,其中劍橋大學(xué)是筆者選取的最接近于要求的條件的試驗(yàn)結(jié)果(e=0.664)。
可見,這種世界先進(jìn)水平的土工離心模型試驗(yàn)的誤差在±30%以上。值得提出的是,這是一種條件非常簡單明確的模型試驗(yàn)。而現(xiàn)場的工程實(shí)際情況的條件和影響因素遠(yuǎn)比這復(fù)雜。在這個試驗(yàn)中,加載速率、模型地基砂的密度、制樣方法和運(yùn)行程序?qū)υ囼?yàn)結(jié)果都有影響。例如劍橋大學(xué)的試驗(yàn)表明,砂土的孔隙比變化0.01(相當(dāng)于相對密度變化3%),則其承載力變化18%,如圖3(地基承載力與模型地基孔隙比間關(guān)系—劍橋大學(xué)試驗(yàn)結(jié)果)所示。而由于模型地基是先制樣,后運(yùn)轉(zhuǎn),保證地基內(nèi)砂土處處均勻,孔隙比誤差在0.01范圍內(nèi)是有較大難度的。
3.單樁的動測法的考試
1992年在荷蘭海牙進(jìn)行了一次動測樁的“考試”④。在第一輪,10根預(yù)制樁預(yù)先被沉入地基,樁徑250mm,樁長18m(7#樁17m)。要求測出其預(yù)制的“缺陷”。其中一根樁完整無缺;其余的9根樁各有缺陷:頸縮、擴(kuò)徑和在不同部位的10mm寬,130mm深的刻槽。事先由特爾夫公司進(jìn)行了地基勘察,將土層資料公布于眾。有12家具有國際聲譽(yù)的公司參賽,用小應(yīng)變動測法檢測。結(jié)果是:平均測對4根;最多對7根,最少對兩根。沒有一家測出那根完整無損的樁。他們認(rèn)為對于只有10mm寬的缺痕很難分辨。
第二輪是沉入11.5m-19m長的5根樁,然后用靜載荷試驗(yàn)測出極限承載力。10家公司用大應(yīng)變動測法測試其極限承載力。其結(jié)果也不樂觀。比如,由靜載試驗(yàn)為340kN的一根樁,各家給出的結(jié)果分布在90kN-510kN的范圍。
4.堤防隱患檢測的“大比武”
我國目前有各類堤防25萬公里,很多已具有幾百年的歷史。是民堤逐年加高培厚或者在汛期搶修形成的。地質(zhì)條件及堤身土料和質(zhì)量千差萬別,隱患很多。1998年洪水期間發(fā)生的許多險情和決口都是由于滲透通道形成的管涌和蟻穴鼠洞、裂隙異物和局部疏松土體等造成的。為此水利部和防汛辦于1999年3月在湖南宜陽召開了“堤防隱患綜合檢測技術(shù)檢驗(yàn)會”也北被稱為“大比武”。
有我國的十幾家科研院所、大專院校和少數(shù)廠家(包括美國的勞雷公司)參加。檢測堤段位于宜陽的一段廢堤上。每個參賽的檢測方法負(fù)責(zé)200米堤段,時間是兩小時。幾處“隱患”是事先人工布置的,埋設(shè)了稻草、鋼管,模擬蟻穴和鼠洞。一般在兩米深范圍內(nèi)。人們使用的測試手段包括:高密度電阻率法、瞬變電磁法、地震波法、彈性波法和探地雷達(dá)等。這些方法都有一定的分辨率限制,即分辨尺寸與深度之比一般是相對固定的。因而兩米深的隱患的檢測不應(yīng)算是難題。檢測結(jié)果聘請有關(guān)專家評審,打分。圖4(堤防隱患的檢測結(jié)果評分)所給的分?jǐn)?shù)只是相對的。組織者對于測試結(jié)果是不滿意的。參賽者各自對其結(jié)果的誤差的原因進(jìn)行了解釋。針對這種結(jié)果,水利部斥資幾百萬,開展專題研究,目標(biāo)是“傻瓜”式的快速檢測儀器和方法。關(guān)鍵問題可能是要結(jié)合各地具體情況和長期的抗洪防汛經(jīng)驗(yàn),因地制宜,積累資料和經(jīng)驗(yàn),合理判釋,儀器才會發(fā)揮作用。很難想象,可以身背“傻瓜機(jī)”,走遍天下都會靈驗(yàn)。
土的本構(gòu)關(guān)系的檢驗(yàn)
80年代以來,關(guān)于土的本構(gòu)關(guān)系的“考試”至少進(jìn)行了3次。1980年美國和加拿大召開了“巖土工程中極限平衡、塑性理論和一般的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系北美研討會”⑤。會前用兩種天然粘土、一種重塑的高嶺粘土和渥太華砂進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。試驗(yàn)包括:
平均主應(yīng)力p=常數(shù)的三軸試驗(yàn),
b=常數(shù)的真三軸試驗(yàn)
砂土在π平面上應(yīng)力路徑為圓周的真三軸試驗(yàn)
天然粘土大主應(yīng)力方向與其沉積方向成不同角度的三軸試驗(yàn)。
事先將土的物性參數(shù)和基本試驗(yàn)的結(jié)果公開提供。然后在全世界范圍征求參賽者。參加預(yù)測的有個不同國家的17個本構(gòu)模型。從給出的結(jié)果看,軸向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系(σ1-σ3)~ε1預(yù)測的精度一般尚可;體應(yīng)變預(yù)測的精度差別很大。對于應(yīng)力路徑在π平面上為圓周的情況,許多模型無能為力。由于原狀土的各向異性,對于其循環(huán)加載和超固結(jié)性狀很難預(yù)測,只有少數(shù)模型參加了預(yù)測。結(jié)果表明,沒有一個模型能夠合理地預(yù)測所有的試驗(yàn)情況。正如會議主席Finn所說:“沒有給任何一個本構(gòu)模型戴上王冠”。這也是符合當(dāng)前的土力學(xué)理論發(fā)展的現(xiàn)狀的。
1982年在法國召開了“土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”人們用不同的理論模型對砂土和粘土的復(fù)雜應(yīng)力路徑和應(yīng)變路徑的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了類似的預(yù)測。如上所述,也對試驗(yàn)本身進(jìn)行了檢驗(yàn)⑥。
1987年在美國克里夫蘭召開了“非粘性土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”⑦。會議征求對真三軸試驗(yàn)和空心扭剪試驗(yàn)結(jié)果用理論模型進(jìn)行預(yù)測。共有世界各國的32個土的本構(gòu)模型參賽。其中包括:
3個次彈性模型(H)
3個增量非線性彈性模型(I)
1個內(nèi)時模型(E)
9個具有一個屈服面的彈塑性模型(EP1)
10個具有兩個屈服面的彈塑性模型(EP2)
6個其他形式的彈塑性模型(EP)
會議將預(yù)測結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較,按四個單項(xiàng)評分。評分的標(biāo)準(zhǔn)見圖5(本結(jié)構(gòu)模型預(yù)測的評分標(biāo)準(zhǔn))。規(guī)定了上下限,按統(tǒng)計(jì)方法打分。圖6(軸向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系得分的直方圖—滿分100)與圖7(體應(yīng)變與軸向應(yīng)變關(guān)系得分的直方圖—滿分100)表示出b=常數(shù)的真三軸試驗(yàn)的預(yù)測得分情況??梢娖漭S向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系預(yù)測經(jīng)過還差強(qiáng)人意;而體應(yīng)變的預(yù)測則基本是全不及格。
這些“考試”基本上反映了人們當(dāng)前認(rèn)識和描述土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的能力和水平。它表明,即使對于實(shí)驗(yàn)室制作的重塑土試樣,其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系也是相當(dāng)復(fù)雜的?,F(xiàn)有的關(guān)于土的本構(gòu)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型的描述能力在精度和條件方面都是有限的。有的模型使用了20多個,甚至40多個常數(shù),結(jié)果仍然不另人滿意。
1.土工加筋擋土墻的計(jì)算
60年代以來,隨著計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,土工數(shù)值計(jì)算大大加強(qiáng)了我們解決復(fù)雜的巖土工程邊值問題的能力。有人提出可將土力學(xué)分成理論土力學(xué)、實(shí)驗(yàn)土力學(xué)和計(jì)算土力學(xué)三部分。由于它幾乎可以精神任何邊值問題,似乎一臺打計(jì)算機(jī),幾頁打印紙,就可以馳騁在巖土工程的所有領(lǐng)域。這種表現(xiàn)上的簡單、快捷和“精確”,常使青年巖土工作者產(chǎn)生誤解,忽視了其與實(shí)際工程問題間的距離,輕視在巖土工程實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)的重要意義。
加筋土的計(jì)算是巖土數(shù)值計(jì)算中很有代表性的課題。它涉及到土的本構(gòu)模型,筋材的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型和筋土間的界面模型及這些模型涉及的參數(shù)。目前已經(jīng)有較多的計(jì)算程序和經(jīng)驗(yàn)。1991年在美國的科羅拉多大學(xué),由美國聯(lián)邦公路局資助,在足尺試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了加筋土計(jì)算的競賽⑧。
目標(biāo)試驗(yàn)是在一個高3.05米,寬1.22米,長2.084米的大型的試驗(yàn)槽中進(jìn)行的。鋪設(shè)了12層長為1.68米的無紡?fù)凉た椢?,作成土工織布加筋擋土墻。墻頂采用氣囊加壓。氣囊下鋪設(shè)5厘米的砂墊層。試驗(yàn)用的土料有兩種:一種是均勻的砂土,D50=0.42m;另一種為粉質(zhì)粘土,塑限Wp=19%,液限Wl=37%。事先公布了砂土的三軸試驗(yàn),粘土的不同排水條件下的三軸試驗(yàn),土工布的拉伸試驗(yàn)和筋土問的界面直剪試驗(yàn)等試驗(yàn)的結(jié)果。征求世界各國同行們進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,預(yù)算試驗(yàn)觀測結(jié)果。預(yù)測項(xiàng)日有:
(1)兩種加筋擋土墻在頂部加載103.5kPa以后的墻頂最大位移、不同位置的墻面位移及筋的應(yīng)變
(2)在加載100小時后的以上各項(xiàng)位移和應(yīng)變
共有15個不同國家的大學(xué)和研究單位參賽。包括美國的科羅拉多大學(xué)等8家,英國的哥拉斯格大學(xué)等兩家,日本的東京大學(xué)等3家。中國和加拿大各一家。其中14家參加了荷載—變形和應(yīng)變關(guān)系的預(yù)測。計(jì)算的結(jié)果見圖8(砂土加筋擋土墻的墻頂最大位移計(jì)算的誤差)和圖9(粘土加筋擋土墻的墻頂最大位移計(jì)算的誤差)。它們分別表示了砂土和粘土在上述荷載下的墻頂最大位移的預(yù)測誤差。有幾家沒有預(yù)測粘土加筋擋土墻,有幾家計(jì)算得到的結(jié)果表明,在此荷載下?lián)跬翂υ缇推茐?。只有少?shù)計(jì)算的誤差在30%以內(nèi)。
對于砂土加筋擋土墻試驗(yàn)的破壞荷載是207kPa,預(yù)測值從10kPa到517kPa不等。粘土加筋擋土墻在荷載加到230kPa時由于氣囊爆破而未能繼續(xù)試驗(yàn),但擋土墻并沒有破壞。計(jì)算的破壞荷載在21kPa到207kPa之間。其誤差之大令人沮喪。
2.土的液化分析方法的檢驗(yàn)
在1989-1994年間由美國NSF撥款350萬美元,資助用離心機(jī)模型試驗(yàn)來檢驗(yàn)地震反應(yīng)分析方法。這是NSF歷年來投入單項(xiàng)經(jīng)費(fèi)最多的項(xiàng)目。項(xiàng)目簡稱VELACS。參加的單位和個人包括:美國加州大學(xué)戴維斯分校,加州理工大學(xué),英國劍橋大學(xué)等7座大學(xué);其中有10名美國國家科學(xué)院院士和英國皇家學(xué)會會員。參加考試的考生有美、加、日和歐洲的23個數(shù)值計(jì)算專家和研究組。
項(xiàng)目動用了9臺帶有振動臺的土工離心機(jī),并且進(jìn)行了平行試驗(yàn)。模擬地震的振動模型試驗(yàn)內(nèi)容包括:
(1)水平自由地基
(2)傾斜地基
3)組合地基(一半是密砂,另一半是松砂)
(4)成層水平地基(剛性箱和柔性箱各一種)
(5)護(hù)岸的重力式擋土墻
(6)堤壩
(7)心墻壩
(8)砂基礎(chǔ)上的剛性建筑物
涉及以上9種邊值問題的模型試驗(yàn),都是相當(dāng)簡單的工程問題。在土工離心機(jī)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了三類考題:
A在離心機(jī)試驗(yàn)前,提供試驗(yàn)的初始條件和邊界條件,在尚無任何試驗(yàn)資料的情況下,進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。是一種“盲測”。
B離心試驗(yàn)完成以后,但不公布試驗(yàn)結(jié)果。但向計(jì)算者提供試驗(yàn)的較為詳細(xì)的條件和細(xì)節(jié)。
C公布試驗(yàn)結(jié)果,讓“考生”用自己的數(shù)值計(jì)算進(jìn)行計(jì)算,比較。
考試的成績按照ABC的次序有所提高,對于A類考題,有30多個數(shù)值計(jì)算模型參加考試。預(yù)測的地震反應(yīng)加速度比較接近;計(jì)算的靜孔壓和沉降量與試驗(yàn)量測的結(jié)果比較,趨勢還是相同的。但二者差別很大,多達(dá)幾十倍。但是在試驗(yàn)后,考慮了試驗(yàn)中的具體條件量測方法,修正計(jì)算條件和參數(shù),計(jì)算結(jié)果明顯改善。
結(jié)論與討論
土的力學(xué)性質(zhì)是非常復(fù)雜多變的,巖土工程問題具有很強(qiáng)的不確定性。目前我們的理論分析、數(shù)值計(jì)算和勘探試驗(yàn)還遠(yuǎn)不能精確定量地描述,反映和預(yù)測它們。對此應(yīng)當(dāng)有清醒的認(rèn)識。但是正確的理論和有效的方法應(yīng)當(dāng)能夠揭示土受力變形的基本規(guī)律,反映巖土工程中的影響因素及影響的范圍。
對于巖土工程問題,正面的純理論和數(shù)值預(yù)測和計(jì)算,往往是很難奏效的。必須詳細(xì)地了解實(shí)際的條件和過程,熟悉當(dāng)?shù)氐那闆r,積累經(jīng)驗(yàn),對理論和參數(shù)進(jìn)行合理修正;在工程中不斷觀測和積累數(shù)據(jù),在其基礎(chǔ)上合理選取參數(shù),再計(jì)算和預(yù)測以后的變化,往往達(dá)到很高的精度。因而,有人提出在復(fù)雜的巖土工程中需要“理論導(dǎo)向,經(jīng)驗(yàn)判斷,精心觀測,合理反算”。這是非常中肯和寶貴的認(rèn)識。
在土力學(xué)和巖土工程中逐步引進(jìn)不確定性的理論方法是一個重要的發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn)
①ConstitutiveRelationforSoil,Ed.Gudehus,G.,1984
②Bianchini,G.et.al,,ComplexStressPathsandValidationofConstitutiveModel,GeotechnicalTesting,Journal,1991,14(1):13-25
③Corte,J.F.Etal.,.ModelingofTheBehaviorofShallowFoundation_ACooperativeTestProgramme,Centrifuge88,Corte(Ed)1988Balkema,Rotterdam,ISBN9061118138
地鐵自始建以來,就以快捷、大運(yùn)量的特點(diǎn)在解決城市交通中發(fā)揮了重大作用。在我國,由于人口眾多,大、中城市人口集中,交通擁擠越來越嚴(yán)重,如何解決這一難題成為城市發(fā)展的瓶頸。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步,地下鐵道建設(shè)以它不可替代的優(yōu)勢成為我國城市交通建設(shè)中的佼佼者。
一、我國城市軌道交通建設(shè)
1.我國軌道交通建設(shè)的發(fā)展概況
隨著我國城市人口和車輛的不斷增加,在一些較為擁擠的大中城市地面交通已無法滿足人們的出行要求,這些城市面臨巨大交通壓力。而地下鐵道與輕軌在解決城市交通問題上越來越顯示其重要地位。
自上世紀(jì)90年代中后期,我國的軌道交通建設(shè)進(jìn)入了高速發(fā)展時期。至今為止,我國已有許多城市如北京、上海、廣州、深圳、南京等擁有多條地鐵線路在運(yùn)行,對這些城市的發(fā)展和提高百姓的日常生活質(zhì)量做出了巨大貢獻(xiàn)。此外,現(xiàn)在各大城市都把地鐵和輕軌建設(shè)列入未來的城市規(guī)劃中,有些規(guī)劃的線路已經(jīng)在建??梢哉f,我國地鐵和輕軌建設(shè)的發(fā)展趨勢是長期的、持久的。
2.地鐵輕軌建設(shè)對城市地下空間開發(fā)的帶動作用
地鐵等地下交通設(shè)施的建設(shè),帶動了地下商場、地下停車廠、地下管廊、地下交通等等設(shè)施的發(fā)展。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展,城市地面可利用的空間越來越少,必須向地下要空間,城市地下空間開發(fā)利用已成為必然的趨勢。地鐵和其它地下場所構(gòu)成了未來城市人們生活的新的空間。
二、地鐵工程主要施工方法
地鐵規(guī)范中所指的城市軌道交通是指在城市中修建的快速、大中運(yùn)量用電力牽引,采用鋼輪鋼軌的軌道交通。線路可在地下、地面或高架橋上敷設(shè)。本文在這里主要涉及的是地下敷設(shè)的地鐵的施工方法。地鐵的不同組成部分施工方法有所差別,應(yīng)具體情況具體對待。車站工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及蓋挖法。區(qū)間工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盾構(gòu)法。附屬工程主要指地鐵車站的風(fēng)道、出入口等,主要采用明挖法和暗挖法施工。車站、區(qū)間及附屬工程施工方案的確定,通常綜合考慮地質(zhì)及水文地質(zhì)條件,社會環(huán)境要求等因素進(jìn)行多方案比較,最終選擇適合的施工方案。
1.明挖法。目前全國各大城市的地鐵施工中明挖法施工的車站及區(qū)間占很大比例。明挖法的施工主要是采取樁+支撐或樁+錨索、土釘墻以及地下連續(xù)墻等作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),在維護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行基坑內(nèi)的土方開挖及結(jié)構(gòu)施工。具有施工簡單、造價相對較低等優(yōu)點(diǎn),但對地面交通的影響較大。
2.暗挖法。暗挖法的施工特點(diǎn)是在地質(zhì)條件的情況下,采用超前支護(hù)體系對地層改善、加固。在超前支護(hù)的保護(hù)下采用復(fù)合式襯砌方法進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)及二襯施工。施工中遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤測量”的十。
此外,蓋挖法、礦山法、盾構(gòu)法也各具特點(diǎn)和優(yōu)勢,這里不再一一敘述。
三、錨固技術(shù)在地鐵工程中的應(yīng)用
地下鐵道建設(shè)的繁榮與發(fā)展給錨固技術(shù)帶來了極好的發(fā)展前景,相應(yīng)的,錨固技術(shù)的發(fā)展也給地下鐵道的建設(shè)帶來了革命性的進(jìn)步。目前的地下鐵道工程的施工已廣泛應(yīng)用了錨固技術(shù),無論是明挖法施工還是暗挖法施工,維護(hù)結(jié)構(gòu)及超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工都離不開錨固技術(shù)。
1.錨固技術(shù)在明挖法施工中的應(yīng)用。對于明挖法施工的地鐵車站深度較淺的基坑(指基坑開挖深度在10m以內(nèi)),有條件時,宜采用較為經(jīng)濟(jì)的土釘墻體系。深度較大、基坑寬在30m以上時,一般采用樁+錨索(桿)體系。
從目前地鐵車站、區(qū)間的深度分析,采用樁+錨和地下連續(xù)墻+錨作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的居多。從經(jīng)濟(jì)上考慮,也采用土釘墻與樁+錨結(jié)合的技術(shù)。其中比較典型的是北京地鐵五號線雍和宮站,其一側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)上部為土釘墻,下部為樁+錨,另一側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)自上至下均為樁+錨。在軟土、沙層等土層,錨索采用鋼絞線,長度為20~30m,拉力為300~1000KN,間距一般為1.4m左右。
2.錨固技術(shù)在暗挖施工中的應(yīng)用。在暗挖法施工中,錨固技術(shù)主要應(yīng)用在超前大管棚、超前小導(dǎo)管以及鎖腳錨管等方面。
⑴超前大管棚主要用于暗挖隧道下穿大的雨水管、污水管或重要地下構(gòu)筑物及隧道開馬頭處,目的是控制管線或構(gòu)筑物的沉降。施工一般采用地質(zhì)鉆,對較長的管棚,可采用夯管錘或定向鉆。地鐵大管棚一般采用小于300mm鋼管,管內(nèi)填水泥砂漿。管棚長度一般為10~20m,目前,最長的管棚已達(dá)到120m。管棚施工會擾動土層,一般要有5mm的地表沉降。
⑵小導(dǎo)管主要應(yīng)用于淺埋暗挖法施工的超前支護(hù),用以防止開挖面拱部土體塌方。小導(dǎo)管場度為3.0~3.5m,前端設(shè)有注漿孔,用打入方式置入土層,上傾角10°~15°。導(dǎo)管安裝后,向管內(nèi)注漿。注漿可采用單液漿或雙液漿,漿液擴(kuò)散半徑為15cm。超級秘書網(wǎng)
⑶鎖腳錨管是為控制暗挖施工土層沉降的措施,即在隧道開挖初期支護(hù)拱腳部位,增設(shè)一道錨管。
四、巖土錨固對環(huán)境的影響
隨著地下空間開發(fā)及錨桿、錨索應(yīng)用密度的增加,巖土錨固技術(shù)對環(huán)境的影響已日漸突出。
在以往的工程建設(shè)中,由于未考慮錨桿、錨索對后續(xù)工程的影響,特別是新開發(fā)城市對占用建筑紅線外的地下空間還沒有限制,或者城市還沒有全面規(guī)劃,錨桿、錨索占用了過多的空間范圍甚至是超出了建筑紅線,嚴(yán)重影響了后續(xù)工程的開展。
針對以上情況,為解決錨固技術(shù)對環(huán)境的影響,保護(hù)地下空間環(huán)境,提出以下建議:
1.城市整體規(guī)劃中建筑紅線的制定,應(yīng)考慮地鐵等地下空間的范圍和施工方法。
2.錨索設(shè)計(jì)與施工時,首先應(yīng)對周圍環(huán)境做詳細(xì)調(diào)查,包括對規(guī)劃方案要詳實(shí)了解。設(shè)計(jì)時應(yīng)充分考慮周圍環(huán)境和城市規(guī)劃,施工方案不應(yīng)對后續(xù)工程造成影響。
3.盡量減短錨索長度,以減少影響范圍。減短錨索,必須加大錨索抗拔力,可采用大直徑旋噴錨體、擴(kuò)大頭錨桿等新技術(shù)。
4.錨索施工對周圍環(huán)境有影響時,盡可能采用其他支護(hù)體系。當(dāng)工程必須采用錨索方案時,應(yīng)優(yōu)先選擇可拆卸錨索。
5.預(yù)應(yīng)力錨索筋可采用玻璃鋼筋或碳纖維筋,其抗拉力可以保證,便于切割,減少施工難度和施工風(fēng)險。
2信息管理技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用
2.1信息管理技術(shù)在巖土工程設(shè)計(jì)方案中的實(shí)現(xiàn)
對巖土工程設(shè)計(jì)方案的實(shí)施就是巖土工程施工,工程孔施工、地基處理、以及開挖、爆破施工等都是巖土工程的主要工作內(nèi)容。當(dāng)前,我國多是通過現(xiàn)場技術(shù)人員憑借既往的施工經(jīng)驗(yàn)、嚴(yán)格按照施工方案和圖紙進(jìn)行巖土工程的施工,其管理和監(jiān)督多由監(jiān)理單位、建設(shè)單位以及政府相關(guān)職能部門負(fù)責(zé)。但是在施工場地的地質(zhì)條件具有較高的復(fù)雜性或者施工過程中出現(xiàn)的突發(fā)狀況與設(shè)計(jì)方案不相符合的情況下,如果仍然按照原來的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工,那么施工的安全性和可靠性就難以保障,在巖土工程中應(yīng)用信息化管理技術(shù)就能夠有效地避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)、巖土工程信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程如圖3所示。
2.2監(jiān)測信息反饋和信息化施工
在巖土工程的施工中,監(jiān)測信息反饋技術(shù)和信息化施工具有十分重要的作用,由于巖土工程施工的復(fù)雜性和多變性,因此在整個施工過程中要對施工進(jìn)度、資金出入狀況進(jìn)行良好的控制,并了解中央地方的各種法律法規(guī),只有這樣才能更準(zhǔn)確的掌握各類資源,為管理者提供更合理的決策。在巖土工程施工的過程中,必須要對每種方案所需的經(jīng)費(fèi)以及預(yù)期取得的收益進(jìn)行考慮,并對工程項(xiàng)目對環(huán)境造成的影響進(jìn)行分析,通過對各個指標(biāo)進(jìn)行綜合分析,選出經(jīng)濟(jì)效益好、對環(huán)境污染小的設(shè)計(jì)方案。我國巖土工程的評價主要是計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比、凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率、投資回報年限等指標(biāo)的期望值,并據(jù)此進(jìn)行方案優(yōu)選。但是由于巖土工程施工過程中的各種不確定因素的干擾使得每種方案的效益和經(jīng)費(fèi)都是不確定的,效益和風(fēng)險并存。不確定性指的就是問題的結(jié)果不確定,對工程項(xiàng)目的各種風(fēng)險發(fā)生的概率以及帶來的后果必須做出相應(yīng)的分析,對風(fēng)險做出定量的估算。一般風(fēng)險管理有以下五個步驟:(1)風(fēng)險的鑒別:鑒別風(fēng)險的來源、特性及與行為或現(xiàn)象有關(guān)的不確定性;(2)風(fēng)險的量化與度量:利用概率論等數(shù)學(xué)知識,對可能發(fā)生的風(fēng)險進(jìn)行量化分析,找出風(fēng)險發(fā)生的概率值,找出風(fēng)險源,并理清楚各個風(fēng)險之間的相互關(guān)系。(3)風(fēng)險評價:使整個風(fēng)險評估與風(fēng)險管理的過渡階段。(4)風(fēng)險接受和規(guī)避:這一步代表“風(fēng)險決策”。對每一個決策,通過對成本的評估、對效益的估算、對風(fēng)險對社會造成的影響,對環(huán)境造成的破壞進(jìn)行詳細(xì)的分析,分析風(fēng)險的可接受程度。(5)風(fēng)險管理:這一步代表在(4)基礎(chǔ)上進(jìn)行的“執(zhí)行”過程,
2.3巖土工程施工中信息管理技術(shù)在的優(yōu)點(diǎn)
使施工記錄的集成化管理得到有效地實(shí)現(xiàn)并全程跟蹤和記錄施工過程是信息管理技術(shù)在巖土工程信息化施工中的關(guān)鍵作用。在巖土工程的施工中,信息管理技術(shù)在的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):(1)對巖土工程的施工信息進(jìn)行集成化記錄和管理,可以對比分析當(dāng)前施工的信息和已建工程的信息,尤其對一些地質(zhì)條件復(fù)雜度高、突發(fā)事件容易發(fā)生的巖土工程進(jìn)行施工時,可以以施工場地內(nèi)地下水位、水質(zhì)的實(shí)際情況以及巖土體變形、壓力的變化情況等信息為依據(jù),對施工方案進(jìn)行及時地調(diào)整,并制定有效的預(yù)防方案。(2)在巖土工程中引入信息管理技術(shù)有助于建設(shè)單位、監(jiān)理單位和政府相關(guān)職能部門對巖土工程的施工過程進(jìn)行更加有效地管理和監(jiān)督,因?yàn)槔眯畔⒐芾砑夹g(shù)可以使施工記錄的錄入和提交更加及時,并且不能隨意更改提交的數(shù)據(jù),這樣可以避免出現(xiàn)偷工減料等違規(guī)作業(yè)現(xiàn)象。(3)在巖土工程中引入信息管理技術(shù),為后期施工記錄、竣工驗(yàn)收報告等資料的提交和歸檔提供了方便,并且促進(jìn)了施工記錄由紙質(zhì)向電子化方向的轉(zhuǎn)變。
巖土工程由于牽涉的工程建設(shè)項(xiàng)目較多,所以涉及的施工部門也相對較多,為實(shí)現(xiàn)更好的建設(shè)目的,通常采用招投標(biāo)的方式來確定施工方。然而,在實(shí)際運(yùn)行過程中,并不能得到很好的落實(shí)。一是,某些地方政府行業(yè)保護(hù)意識強(qiáng),干預(yù)公開招標(biāo)。二是,存在無序競爭,很多施工方為取得建設(shè)資格肆意壓低價格,甚至有的壓價超過了工程結(jié)構(gòu)的成本價,導(dǎo)致工程在施工過程中偷工減料,影響工程建設(shè)質(zhì)量。
1.2缺乏規(guī)范的合同約束
目前,我國建筑市場還不夠規(guī)范,很多企業(yè)在進(jìn)行工程施工時,并沒有簽訂完整的合同,有的即使制定了合同也存在著嚴(yán)重的“不平等條約”,這樣的條約下,在進(jìn)行工程建設(shè)過程中,施工單位為了盈利,就會縮短工期,減少工程投入成本等,嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。其次,由于合同不夠嚴(yán)密,很多施工單位利用其中的漏洞進(jìn)行工程施工,也會使工程質(zhì)量受到影響。另外,前期合同簽署不嚴(yán)密,在施工過程中,很多企業(yè)隨意更改其中條款,嚴(yán)重影響了建筑市場的秩序。
1.3工程施工質(zhì)量不高
目前,我國巖土工程經(jīng)常發(fā)生安全事故,尤其是在南方多氣象災(zāi)害、多地質(zhì)災(zāi)害地區(qū),時常發(fā)生工程坍塌、斷裂、下沉等情況,嚴(yán)重威脅著人民財(cái)產(chǎn)安全,使得巖土工程施工質(zhì)量備受關(guān)注。影響工程質(zhì)量的原因有很多,除了工人技術(shù)能力方面的欠缺,還有施工環(huán)節(jié)、施工材料、施工設(shè)備等方面的問題。只有不斷提高管理質(zhì)量和管理水平,才能真正提高巖土工程的質(zhì)量。
1.4工程監(jiān)理不嚴(yán),效率較低
工程監(jiān)理,應(yīng)該從項(xiàng)目的考察、設(shè)計(jì)、施工、交付等各方面進(jìn)行。然而,目前我國監(jiān)理市場主要注重對施工現(xiàn)場工程質(zhì)量的監(jiān)理和工程驗(yàn)收的監(jiān)理,并沒有明確的監(jiān)理法規(guī)進(jìn)行規(guī)范約束,監(jiān)理單位也缺乏相應(yīng)的規(guī)章制度以明確自身職責(zé),而監(jiān)理人員素質(zhì)也普遍較低,法律意識淡薄,很多時候,只要施工單位“拿錢”便可以順利通過質(zhì)量監(jiān)理,這也就降低了監(jiān)理工作在工程質(zhì)量控制方面的作用。其次,工程監(jiān)理范圍狹窄,也是制約著監(jiān)理工作進(jìn)行的重要因素,監(jiān)理工作應(yīng)該貫穿于巖土工程的整個過程,并且對工程的施工建設(shè)進(jìn)行指導(dǎo),以保證工程質(zhì)量,但我國監(jiān)理人員的監(jiān)理工作卻僅限于施工階段。另外,整個工程監(jiān)理市場不規(guī)范也使得監(jiān)理工作執(zhí)行困難,很多監(jiān)理單位為了“不找麻煩”,對工程建設(shè)“睜一只眼閉一只眼”,產(chǎn)生了很多漏網(wǎng)之魚,使得工程監(jiān)理很難得到真正的應(yīng)用,容易造成監(jiān)理市場混亂。
二、巖土工程項(xiàng)目管理措施
2.1規(guī)范工程施工項(xiàng)目管理行為
國家要完善相關(guān)法律法規(guī),規(guī)范施工單位行為、工程建設(shè)人員行為以及監(jiān)理人員行為,從而使施工管理法制化、科學(xué)化,并且相關(guān)管理監(jiān)督單位要進(jìn)行必要的工程管理,對工程的質(zhì)量、工期、人員安全等進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督檢查,發(fā)現(xiàn)問題立即進(jìn)行整改。另外,還要加強(qiáng)對相關(guān)管理人員的考核和監(jiān)理人員的資格認(rèn)定,確保工程施工項(xiàng)目管理規(guī)范有序進(jìn)行,真正使巖土工程施工項(xiàng)目管理得到落實(shí)。
2.2規(guī)范項(xiàng)目招標(biāo)工作,簽訂完整合同
首先,要建立科學(xué)的項(xiàng)目招標(biāo)規(guī)范,嚴(yán)審招標(biāo)單位的建設(shè)實(shí)力、施工技術(shù)和施工信譽(yù)等,并且保證招標(biāo)工作是在公平、公正、公開的基礎(chǔ)上進(jìn)行,相關(guān)人員不得利用公務(wù)之便,。其次,在相關(guān)施工單位取得建設(shè)權(quán)后,工程建筑方要派人進(jìn)行工程建設(shè)監(jiān)督,防止施工單位將工程轉(zhuǎn)包他人,影響工程質(zhì)量。然后,要在施工建設(shè)開始前,簽訂完整的合同,明確雙方權(quán)利與義務(wù),從而規(guī)范施工行為,方便進(jìn)行相關(guān)責(zé)任鑒定。
2.3合理進(jìn)行施工進(jìn)度控制
控制施工進(jìn)度,是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目工程管理的關(guān)鍵,只有合理把握施工進(jìn)度,才能真正使企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。首先,要制定合理的施工進(jìn)度計(jì)劃書,對施工場地的人文環(huán)境、氣候等進(jìn)行充分合理考察,其次,進(jìn)行計(jì)劃書的擬定,按照計(jì)劃書進(jìn)行施工。然后,還要做好設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作,及時更換設(shè)備中損壞的零部件,保障設(shè)備在完好無損的狀態(tài)下工作,從而避免因設(shè)備故障延誤施工進(jìn)度。最后,還要安排專門人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督,包括對工人的監(jiān)督和對施工工藝的監(jiān)督,以此來提高工作效率,控制施工進(jìn)度。
2.4加強(qiáng)工程安全、質(zhì)量和成本管理
企業(yè)進(jìn)行工程項(xiàng)目建設(shè)的根本目的就是取得經(jīng)濟(jì)利益,而進(jìn)行工程項(xiàng)目管理的目標(biāo)是使項(xiàng)目利益最大化,因此,要著重加強(qiáng)對工程安全、質(zhì)量和成本的管理。安全管理方面:施工單位要加強(qiáng)施工人員的安全管理,提高工人的安全意識,另外,要加強(qiáng)施工現(xiàn)場的安全管理,選派相關(guān)的安全監(jiān)督管理人員進(jìn)行現(xiàn)場施工監(jiān)督,保證工人在安全環(huán)境下施工。質(zhì)量管理方面:要嚴(yán)格把關(guān)材料、設(shè)備、施工工藝等各個環(huán)節(jié),確保進(jìn)場材料合格,確保設(shè)備運(yùn)行高效安全,確保施工工藝符合相關(guān)技術(shù)建設(shè)要求規(guī)范,從而提高施工質(zhì)量。另外,還要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督,將工程建設(shè)質(zhì)量責(zé)任分配到人,由各個部門安排專人負(fù)責(zé)簽訂質(zhì)量保證書,保證工程質(zhì)量。還要安排相關(guān)技術(shù)人員,對工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行施工監(jiān)督、指導(dǎo),保證工程建設(shè)質(zhì)量。成本管理:首先,需要財(cái)務(wù)人員對工程成本進(jìn)行核算,其次,制定一定財(cái)務(wù)規(guī)章制度,規(guī)范資金調(diào)度、分配秩序,規(guī)范資金使用情況。然后,要規(guī)范施工環(huán)節(jié),在工程建設(shè)過程中采取必要的措施降低工程施工成本,如減少二次運(yùn)輸成本、減少水電資源的浪費(fèi)等。通過對施工過程的各項(xiàng)控制,不僅能夠提高施工安全性,同時,能夠保證施工質(zhì)量,降低施工成本,可以使企業(yè)獲得更多經(jīng)濟(jì)效益。
2.5完善監(jiān)理制度,加強(qiáng)監(jiān)理工作
首先,要明確監(jiān)理工作的職責(zé)范圍,擴(kuò)展監(jiān)理工作范圍,將監(jiān)理工作真正滲入到整個工程項(xiàng)目建設(shè)管理中,從工程的考察、設(shè)計(jì)、施工、交付等各方面明確監(jiān)理職責(zé),加強(qiáng)監(jiān)理工作。其次,要規(guī)范監(jiān)理市場,規(guī)范監(jiān)理單位行為,應(yīng)制定更加完善的監(jiān)理法規(guī),從而使監(jiān)理工作有法可依、有法必依、執(zhí)法必嚴(yán)、違法必究。而相關(guān)監(jiān)理單位也要建立嚴(yán)格的規(guī)章制度,規(guī)范監(jiān)理人員行為,制定監(jiān)理程序,使每個監(jiān)理人員都按規(guī)章制度辦事,從而使監(jiān)理工作規(guī)范進(jìn)行。另外,還要加強(qiáng)監(jiān)理人員素質(zhì)道德的提高,提高監(jiān)理人員的監(jiān)理水平,實(shí)行持證上崗制,從而真正規(guī)范監(jiān)理市場,真正發(fā)揮工程監(jiān)理的重要作用。
引言
巖土工程勘察在快速的發(fā)展過程中,不論是在體制還是在勘察方法、計(jì)算機(jī)輔助軟件、勘察報告編制等各方面工作都有了長足的進(jìn)步,并且還在在不斷優(yōu)化中。巖土工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎(chǔ)以及地下工程的關(guān)系。由于地基土是因地而異的,在接受一項(xiàng)巖土工程勘察任務(wù)時,必須明確該工程的主要技術(shù)矛盾是什么,需要解決哪些主要技術(shù)間題。在對設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)要求以及建筑物荷載情況了如指掌的情況下,在巖土工程勘察實(shí)施過程中,根據(jù)工程的具體情況,就基礎(chǔ)及地下工程的設(shè)計(jì)、施工過程中可能遇到的問題,給以充分的論證和分析,最終提出經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的解決方案。只有這樣,巖土工程勘察才能提高勘察成果質(zhì)量,才能有較大的市場。
一、巖土工程勘察的方法
1.1工程地質(zhì)測繪。工程地質(zhì)測繪是巖土工程勘察的基礎(chǔ)工作,一般在勘察的初期階段進(jìn)行。這一方法的本質(zhì)是運(yùn)用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論,對地面的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述,分析其性質(zhì)和規(guī)律,并藉以推斷地下地質(zhì)情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據(jù)。在地形地貌和地質(zhì)條件較復(fù)雜的場地,必須進(jìn)行工程地質(zhì)測繪但對地形平坦、地質(zhì)條件簡單且較狹小的場地,則可采用調(diào)查代替工程地質(zhì)繪。工程地質(zhì)測繪是認(rèn)識場地工程地質(zhì)條件最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法,高質(zhì)量的測繪工作能相當(dāng)準(zhǔn)確地推斷地下地質(zhì)情況,起到有效地指導(dǎo)其他勘察方法的作用。
1.2勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調(diào)查地下地質(zhì)情況的并且可利用勘探工程取樣進(jìn)行原位測試和監(jiān)測。應(yīng)根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段,它的優(yōu)點(diǎn)是較之鉆探和坑探輕便、經(jīng)濟(jì)而迅速,能夠及時解決工程地質(zhì)測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質(zhì)情況,所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是,物探成果判釋往往具多解性,方法的使用又受地形條件等的限制,其成果需用勘探工程來驗(yàn)證。鉆探和坑探也稱勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地質(zhì)情況,在巖土工程勘察中是必不可少的。其中鉆探工作使用最為廣泛,可根據(jù)地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當(dāng)鉆探方法難以查明地下地質(zhì)情況時,可采用坑探方法??犹焦こ痰念愋洼^多,應(yīng)根據(jù)勘察要求選用??碧焦こ桃话愣夹枰獎佑脵C(jī)械和動力設(shè)備,耗費(fèi)人力、物力較多,有些勘探工程施工周期又較長,而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時應(yīng)具有經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn),布置勘探工程需要以工程地質(zhì)測繪和物探成果為依據(jù),切避盲目性和隨意性。
1.3原位測試與室內(nèi)試驗(yàn)。原位測試與室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術(shù)參數(shù),包括巖土的物性指標(biāo)、強(qiáng)度參數(shù)、固結(jié)變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應(yīng)力、應(yīng)變時間關(guān)系的參數(shù)等。原位測試一般都藉助于勘探工程進(jìn)行,是詳細(xì)勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優(yōu)點(diǎn)是試樣不脫離原來的環(huán)境,基本上在原位應(yīng)力條件下進(jìn)行試驗(yàn)所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結(jié)構(gòu)對巖土性質(zhì)的影響,代表性好。試驗(yàn)周期較短,效率高尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗(yàn)評定其工程性質(zhì)。缺點(diǎn)是試驗(yàn)時的應(yīng)力路徑難以控制、邊界條件也較復(fù)雜有些試驗(yàn)耗費(fèi)人力、物力較多,不可能大量進(jìn)行。室內(nèi)試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)條件比較容易控制邊界條件明確,應(yīng)力應(yīng)變條件可以控制等入可以大量取樣。
1.4現(xiàn)場檢驗(yàn)與監(jiān)側(cè)?,F(xiàn)場檢驗(yàn)與監(jiān)測的主要目的在于保證工程質(zhì)量和安全,提高工程效益。現(xiàn)場檢驗(yàn)的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗(yàn)證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質(zhì)量控制?,F(xiàn)場監(jiān)朋則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測、施工和運(yùn)營中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測和對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面。檢驗(yàn)與監(jiān)測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術(shù)參數(shù),井以此為依據(jù)及時修正設(shè)計(jì),使之在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)化。
二、巖土工程勘察常見的問題
2.1勘察質(zhì)量不高。目前許多勘察單位已實(shí)行企業(yè)化,由原來的行政撥款改為自負(fù)盈虧,勘察任務(wù)也由原來的上級下達(dá)改為單位自找。于是,有的勘察單位為了眼前利益,放松了對勘察質(zhì)量的管理,造成勘察成果質(zhì)量下降。主要表現(xiàn)有:第一,由于勘察工作量不足,為了能爭取任務(wù),只好壓低預(yù)算價,但又要利潤,就減少工作量,該做的項(xiàng)目不做或者少做;其次,是鉆探、測試及取樣不符合規(guī)范要求,現(xiàn)場勘察時,為了搶速度,鉆探取樣不執(zhí)行規(guī)范,往往是2~3m才提一次鉆,結(jié)果往往造成分層位置不準(zhǔn)確,或漏掉一些特殊的地質(zhì)現(xiàn)象,如薄的軟弱透鏡體,小裂隙等。此外取樣時,有的不用取樣器,而直接從巖芯管中取原狀土樣。更有甚的是個別單位原位測試時,現(xiàn)場只做少量幾個,其余的照此編造了事。
2.2勘察綱要編制不完整。部分單位勘察綱要內(nèi)容不完整,甚至未經(jīng)審核審定就施工。也沒有勘探點(diǎn)平面布置圖。個別單位甚至無勘察綱要。責(zé)任人簽名或儀器編號填寫不全。如室內(nèi)土工試驗(yàn)、野外施工記錄、靜探試驗(yàn)記錄缺責(zé)任者簽名及試驗(yàn)日期,缺乏可追溯性,部分漏簽、部分自動記錄靜探數(shù)據(jù)無責(zé)任人簽名。不少單位對勘察原始資料的校審未真正落到實(shí)處少數(shù)單位原始資料歸檔制度不完善,有的原始資料缺失。
2.3忽視生態(tài)環(huán)境的論證。一些勘察單位對巖土工程設(shè)計(jì)、施工論證不足,其結(jié)果是導(dǎo)致災(zāi)難性后果。如建筑場地四面緊鄰高層建筑物或馬路,對于這種建筑場地,巖土工程勘察時,除了按高層建筑巖土工程勘察規(guī)定的一般要求進(jìn)行外,還應(yīng)重點(diǎn)論證工程施工及運(yùn)營時對周圍環(huán)境的影響,但勘察報告中常常忽略這方面的工作,致使無法滿足巖土工程施工及設(shè)計(jì)的要求。基坑開挖時使用的很多技術(shù)手段很難取得預(yù)期效果,反而造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。
三、強(qiáng)化巖土工程勘察的措施
3.1嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)程序、規(guī)范市場行為、推行全程化監(jiān)理科學(xué)的建設(shè)程序應(yīng)當(dāng)遵循“先勘察、后設(shè)計(jì)、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規(guī)律的懲罰。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規(guī),對項(xiàng)目招投標(biāo)和實(shí)施過程中的行為主體進(jìn)行全面有效的監(jiān)督管理,另一方面應(yīng)積極推行工程監(jiān)理全程化,采用事前、事中、事后控制相結(jié)合的方法,最大限度地避免不當(dāng)行為的發(fā)生,保證勘察質(zhì)量和投資效益最大化。
3.2嚴(yán)格市場準(zhǔn)入、盡快實(shí)施注冊土木工程師制度,加強(qiáng)相關(guān)人員培訓(xùn)經(jīng)過近年勘察設(shè)計(jì)資質(zhì)換證,對勘察設(shè)計(jì)單位進(jìn)行了一定的清理整頓,對規(guī)范市場起到了一定的作用。但應(yīng)該清醒地看到,我國的勘察資質(zhì)門檻很低,尤其是打破行業(yè)壁壘后不同行業(yè)間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數(shù)量來衡量技術(shù)水平不能如實(shí)反映勘察企業(yè)的技術(shù)實(shí)力。建議盡快實(shí)施注冊土木工程師制度,通過采用企業(yè)資質(zhì)和個人執(zhí)業(yè)資質(zhì)雙重控制來規(guī)范勘察市場、促進(jìn)勘察技術(shù)水平的提高。
3.3加強(qiáng)勘察設(shè)計(jì)單位的質(zhì)量認(rèn)證,健全質(zhì)量管理ISO9001∶2000質(zhì)量管理體系確立了以過程模式作為標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。勘察設(shè)計(jì)企業(yè)應(yīng)通過有效應(yīng)量管理體系的要求,運(yùn)用過程方法,采用PDCA循環(huán)進(jìn)行巖土工程勘察的實(shí)施和管理,持續(xù)改進(jìn)。提高勘察設(shè)計(jì)的能力,增加顧客的滿意程度。:
3.4采用先進(jìn)的巖土工程勘察技術(shù)在巖土工程勘測中,為了避免勘探點(diǎn)布置的隨意性,可使用克里格法。在巖土工程分析評價中,為提高精確度,可使用多道瞬態(tài)面波勘探技術(shù)和高密度點(diǎn)法。巖土工程勘測中,為了準(zhǔn)確確定地基承載力特征值,可使用回歸分析。巖土工程勘測資料的整理中,為了保證成果的正確性,應(yīng)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
參考文獻(xiàn):
2.基坑勘察技術(shù)發(fā)揮作用應(yīng)遵循的規(guī)則
2.1根據(jù)基坑的開挖深度及巖土工程條件確定勘探范圍?;硬贾每碧近c(diǎn)時應(yīng)注意孔位起碼要設(shè)置在基坑深度的一倍以上,當(dāng)需要錨桿時基坑的勘探點(diǎn)要保證在基坑深度的兩倍以上,而當(dāng)基坑的無法布置相應(yīng)的勘探點(diǎn)時勘察人員需要結(jié)合相關(guān)的勘察資料與施工現(xiàn)場的場地條件進(jìn)行綜合分析以最終得出更為精確的勘察方案。
2.2勘探點(diǎn)的具體布置。巖土工程施工中基坑的勘探點(diǎn)應(yīng)以15米至25米的間距沿著基坑的邊緣進(jìn)行布置,而當(dāng)施工現(xiàn)場的巖土土質(zhì)屬于軟弱土層、暗溝或巖溶等復(fù)雜的地質(zhì)條件時勘察人員應(yīng)結(jié)合GIS系統(tǒng)或物探技術(shù)等巖土工程中常見的勘探技術(shù)對土質(zhì)進(jìn)行勘察以詳細(xì)的總結(jié)出地質(zhì)分布情況并結(jié)合利用GIS的制圖功能對地下土質(zhì)情況進(jìn)行圖標(biāo)繪制,進(jìn)而適當(dāng)加密勘探點(diǎn)以強(qiáng)化勘察質(zhì)量。
2.3基坑周圍勘探孔的深度設(shè)置。基坑周圍的勘探孔的深度設(shè)置應(yīng)保證在基坑深度的兩倍以上并結(jié)合抗拔樁設(shè)計(jì)樁長綜合確定,以保證穿過軟弱下臥層并滿足設(shè)計(jì)樁基驗(yàn)算要求。
2.4強(qiáng)化對地下水的勘察。利用GIS或物探技術(shù)對基坑下方的地質(zhì)、水文情況進(jìn)行勘探,如果基坑下方有地下水則應(yīng)利用各種勘探技術(shù)查明含水層的埋深、厚度以及分布情況,這樣更有利于勘探人員結(jié)合具體的資料對地下水的類型、補(bǔ)給以及排泄條件進(jìn)行確定。當(dāng)基坑下方有承壓水時應(yīng)采取分層測量的方式查明其水頭的高度,以最終精確計(jì)算出其含水量及承壓性。
2.5基坑降水情況的處理。巖土工程中由于地下含水量過高會對基坑的穩(wěn)定性能造成一定的影響,因而有必要適當(dāng)降低基坑中的水位,在進(jìn)行降水作業(yè)的過程中應(yīng)當(dāng)采用抽水試驗(yàn)的方法對各個含水層的滲透系數(shù)與影響半徑進(jìn)行測定,并將其最終結(jié)論明確的體現(xiàn)在勘察報告中。
2.勘察前期作業(yè)重要性
巖土工程勘察外業(yè)可以看做是整個巖土工程的前期活動,而巖土工程勘察外業(yè)也有自己的前期準(zhǔn)備工作,即在勘察前期對整個勘查工作的系統(tǒng)化構(gòu)思與狀況了解。就工作性質(zhì)而言,作為一名合格的巖石工程勘察人員,在分析巖石工程的過程中不能局限于基礎(chǔ)工作的記錄,必須通過詳細(xì)的現(xiàn)場分析實(shí)際勘測,找到地質(zhì)中存在的不良現(xiàn)象以及可能存在的安全隱患,并結(jié)合工程的實(shí)際需求評估工程實(shí)施的可行性,并走訪當(dāng)?shù)氐木用?,根?jù)當(dāng)?shù)氐慕ㄖY(jié)構(gòu)類型分析當(dāng)?shù)匦枰捎玫牡鼗ㄔ祛愋?。通過對已有的建筑繪制結(jié)構(gòu)圖紙,并將房屋結(jié)構(gòu)以及地下水利用狀況進(jìn)行分析,確定工程的便利性及安全性。在進(jìn)行勘察前期工作時必須注意對基本資料的收集,不能忽視任何細(xì)節(jié)。通過收集的信息結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況以及建筑結(jié)構(gòu)的模擬,以此為巖石工程勘察外業(yè)工作提供有力的數(shù)據(jù)支持,提高工作準(zhǔn)確率。勘察前期的工作不僅能夠?yàn)楹笃诠ぷ魈峁┵Y料支持,還能夠?yàn)榍げ骞ぷ魈峁┎贾霉ぷ鞯囊罁?jù),一般進(jìn)行完勘察前期的相關(guān)工作后即可進(jìn)行勘查工作任務(wù)的布置和安排,使得勘察工作有條不紊的進(jìn)行??辈烨捌诘闹匾灾饕w現(xiàn)在為整個巖石工程的提供了有力的基礎(chǔ)支持,由于房屋建筑中的地基一樣。通過勘察前期工作不僅為勘查工作做好鋪墊,也能夠初步判斷巖土工程的效益及可行性,形成巖土工程的初步概念。如缺少了勘察前期工作不僅勘查工作的進(jìn)展受到影響,還會導(dǎo)致巖土工程在施工過程中可能由于基礎(chǔ)條件不足造成重大的損失。
3.勘探與取樣的重要性
3.1勘探
勘探是對物探、鉆探以及坑探等各種勘探方法的總稱。從其作用上來看,勘探主要是確定勘探處的地質(zhì)情況,并結(jié)合取樣過程對相關(guān)因素進(jìn)行測試分析。物探是一種基本的間接勘探技術(shù),其最大的特點(diǎn)是操作過程簡便,浪費(fèi)較少,方式經(jīng)濟(jì),并能夠迅速得出勘探結(jié)果,在實(shí)際使用過程中常結(jié)合測繪技術(shù)綜合考量。通過物探能夠?yàn)閹r土工程提供初步的實(shí)測數(shù)據(jù)。另外物探還能作為坑探以及鉆探的先行工程,輔助坑探以及鉆探的有效展開。鉆探以及坑探是勘探工程的主要組成部分,也是應(yīng)用比較直接的勘探方式。通過鉆探以及坑探能夠準(zhǔn)確掌握地質(zhì)情況,并未后期工作的展開提供有力的支持。從周期上來說,鉆探以及坑探由于工作的嚴(yán)謹(jǐn)性以及全面性,在準(zhǔn)備以及工作內(nèi)容上更為周到,因此相比于物探而言周期更長。實(shí)際勘探中鉆探以及坑探是必不可少的,尤其鉆探工作的應(yīng)用最為廣泛。對勘探方法的選擇主要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡貙宇悇e以及勘探要求選擇最佳的方法,當(dāng)勘探情況不明時最好采用坑探??碧侥軌驕?zhǔn)確掌握巖土工程的地質(zhì)情況,為工程提供有效的決策依據(jù),促進(jìn)工期的順利展開。
3.2取樣
取樣是利用科學(xué)的抽樣方法,在巖土工程的工作范圍內(nèi)選取合適的樣品進(jìn)行地質(zhì)情況考察。取樣數(shù)目一般不少于六組。實(shí)際測量過程心中一些工作人員只注重樣品數(shù)量的選擇從而忽視樣品的隨機(jī)性。實(shí)際勘測過程中需要選取具有代表性的樣品,確??睖y結(jié)果的可靠性。選取樣品時一定要注意樣品間的間距,避免出現(xiàn)在同一區(qū)域取樣造成實(shí)測數(shù)據(jù)比較片面的狀況。取樣是對勘測結(jié)果量化的重要步驟,實(shí)際勘測過程中只有做到科學(xué)取樣才能夠得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
4.原位測試的重要性
原位測試是勘測中的重要組成部分,隨一些特殊樣品如粘性土壤等就可以利用原裝圖樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),取樣過程中樣品不會因?yàn)槭艿酵饬Φ淖饔枚l(fā)生變形,保持其原有的特性。另外一些土壤由于粘性不夠在取樣過程中會發(fā)生變形,因此在進(jìn)行密實(shí)度、強(qiáng)度、壓縮性等性能測試的過程中只能通過原位測試的方法進(jìn)行。對地質(zhì)情況的勘測必須還原其真實(shí)特性,因此在進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測量時最好能夠讓樣品最接近于其原始形態(tài)。原位測試即能夠通過相關(guān)手段還原樣品的真實(shí)性,降低外界因素對測量結(jié)果的影響。目前最常用的原位測試方法主要有圓錐動力觸探試驗(yàn)和波速測試。圓錐動力觸探試驗(yàn)主要是利用錘擊圓錐頭進(jìn)入巖土中的原理,根據(jù)灌入土中的難易程度判斷土質(zhì)的一種現(xiàn)場實(shí)測方法。通過圓錐動力觸探試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)Φ刭|(zhì)分層進(jìn)行有效辨別,明確土質(zhì)的物理特性以及化學(xué)特性。波速測試主要是利用相關(guān)儀器發(fā)出的脈沖波對地質(zhì)情況進(jìn)行探究的一種勘測方法,這種方法的準(zhǔn)確度高,能夠?qū)Φ刭|(zhì)情況進(jìn)行準(zhǔn)確量化,但需要借助相關(guān)儀器。原位測試能夠準(zhǔn)確反映巖土工程的施工效果,通過前期數(shù)據(jù)測量為后期的方案制定以及計(jì)劃展開提供有力的基礎(chǔ)支持,提高方案的可行性和經(jīng)濟(jì)效益。
近年來,由于科技水平提高,巖土工程地質(zhì)勘察設(shè)備和技術(shù)也不斷提高,這也要求巖土工程地質(zhì)勘察人員也需要具備更高的技術(shù)素養(yǎng)和實(shí)際操作能力,才能正確使用先進(jìn)的勘察設(shè)備。但是,實(shí)際巖土工程一線地質(zhì)勘察工作人員為農(nóng)民工,他們不具備專業(yè)的技術(shù)知識和操作技能,也缺乏相應(yīng)的安全意識和質(zhì)量意識,導(dǎo)致地質(zhì)勘察質(zhì)量難以得到保證。不僅如此,許多巖土工程地質(zhì)勘察工作的工期較短,促使勘察人員采用不規(guī)范、不科學(xué)的方法進(jìn)行巖土勘察,導(dǎo)致勘察結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的誤差較大,嚴(yán)重干擾正常的巖土工程地質(zhì)勘察工作,得出的勘察結(jié)果報表也不具有真實(shí)性。
1.2勘察方法
勘察方法問題主要表現(xiàn)在勘探鉆進(jìn)方法單一和取樣方法不合理上。鉆井措施需要根據(jù)地質(zhì)條件選擇勘探方法,這要求勘探單位對工程情況進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查,在根據(jù)勘探與布置勘探工程的結(jié)果選擇勘探方法。但是一些勘探單位在未進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查的情況下直接使用電力設(shè)備和機(jī)械設(shè)備進(jìn)行鉆進(jìn),不僅增加勘探時間,也消耗更多的資源。在取樣方法上,勘探單位未根據(jù)設(shè)計(jì)勘察點(diǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行取樣。如有些人員對軟弱下臥層不進(jìn)行取樣分析,甚至因?yàn)楸砻嫔蠞M足不少于件組的要求而將應(yīng)當(dāng)分層的層位加以合并,對數(shù)據(jù)的變異性不作檢驗(yàn)、剔除??辈旖Y(jié)果經(jīng)不得推敲,嚴(yán)重影響工程設(shè)計(jì)和建設(shè)質(zhì)量。
1.3市場制度
雖然近年來我國巖土工程地質(zhì)勘察單位的數(shù)量顯著增加,但地質(zhì)勘察市場化程度并不高,地質(zhì)勘察市場制度嚴(yán)重缺失,市場調(diào)節(jié)作用失靈。而且許多新成立的地質(zhì)勘察單位存在許多“水分”,存在許多皮包公司和外掛單位,嚴(yán)重?cái)_亂地質(zhì)勘察市場秩序,加劇行業(yè)內(nèi)惡性競爭。激烈的惡性競爭導(dǎo)致一些地質(zhì)勘察企業(yè)或單位為搶占勘察市場,采用壓低報價方式提高市場競爭力。這種做法導(dǎo)致地質(zhì)勘察單位為減少損失而采取偷工減料方式降低勘察成本,最終影響地質(zhì)勘察質(zhì)量。
2.巖土工程勘察質(zhì)量控制對策勘察
2.1建立高水平勘察隊(duì)伍
針對當(dāng)前許多一線地質(zhì)勘察人員非專業(yè)人員問題,首先可通過招聘方式引進(jìn)專業(yè)人才,鞏固一線地質(zhì)勘察隊(duì)伍,提高專業(yè)勘察能力。此外,還應(yīng)針對當(dāng)前一線勘察人員專業(yè)水平較低、知識結(jié)構(gòu)陳舊問題,應(yīng)加強(qiáng)人員培訓(xùn)工作,實(shí)現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)更新與新技術(shù)設(shè)備推廣,提高巖土勘察工程人員的專業(yè)素質(zhì)。最后,建立有效的激勵機(jī)制。如建立兩支或以上勘察隊(duì)伍,實(shí)行內(nèi)部競爭制度,促使勘察人員主動提高自身專業(yè)水平。
2.2運(yùn)用新的勘察方法和技術(shù)
運(yùn)用新的勘察方法和技術(shù)不僅可以提高勘察效率,還能提高勘察結(jié)果的質(zhì)量和準(zhǔn)確性,提高取樣工作的精度。在選擇鉆進(jìn)方法上,勘察人員要嚴(yán)格根據(jù)勘察規(guī)范做好實(shí)地地質(zhì)勘察工作,并以此為基礎(chǔ)選擇正確的鉆進(jìn)方法;再結(jié)合更先進(jìn)的鉆探設(shè)備,改進(jìn)傳統(tǒng)鉆探技術(shù)方法的不足。提高勘察方技術(shù)和方法的數(shù)字化水平,國際工程施工所采用的先進(jìn)的設(shè)備一般都是數(shù)字化管理、智能控制。我國許多較為先進(jìn)的巖體勘察部門也已經(jīng)引進(jìn)了先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)替代了傳統(tǒng)的勘察技術(shù)。例如地形勘測方面,傳統(tǒng)地形勘測需要借助手工測量,容易引起較大的誤差。如采用新型數(shù)字化設(shè)備,可以方便地得到較為精確的測量結(jié)果。對于取樣問題,應(yīng)控制取樣質(zhì)量。如根據(jù)不同地質(zhì)條件的不同選取不同的樣本,如不同深度、不同類型的地質(zhì)樣本。
2.3完善巖土工程地質(zhì)勘察制度
針對地質(zhì)勘察市場混亂問題,必須建立有效的勘察監(jiān)督制度,實(shí)行嚴(yán)格規(guī)范的勘察監(jiān)督制度對勘察工作進(jìn)行有效的監(jiān)督,實(shí)行事前、事中和事后控制相結(jié)合,最大限度避免不當(dāng)行為,保證勘察質(zhì)量。嚴(yán)格市場準(zhǔn)入機(jī)制,建立注冊土木工程師制度。市場因素對勘察質(zhì)量主要由于地質(zhì)勘察資質(zhì)門檻不高,導(dǎo)致地質(zhì)勘察企業(yè)水平參差不齊。因而應(yīng)盡快實(shí)施注冊土木工程師制度,控制地質(zhì)勘察企業(yè)及個人的職業(yè)資質(zhì)。最后,加強(qiáng)勘察涉及單位的質(zhì)量認(rèn)證,健全質(zhì)量管理。如采用PDCA循環(huán)思進(jìn)行巖土工程勘察的實(shí)施和管理,提高勘察設(shè)計(jì)能力。
2勘察工程施工前的準(zhǔn)備工作
2.1確定勘察的目標(biāo)
首先,要對現(xiàn)場的自然環(huán)境、地理環(huán)境以及當(dāng)?shù)鼐邆涞牡刭|(zhì)條件進(jìn)行考察,對施工現(xiàn)場環(huán)境濕度,年平均的降水量進(jìn)行取樣考察。再者,對附近的巖層分布,不同巖層厚度進(jìn)行分析研究。以及對現(xiàn)場植被分布的情況和地質(zhì)條件進(jìn)行綜合的考察,根據(jù)以上的查詢情況來判斷這塊區(qū)域能否滿足施工所必需的地理?xiàng)l件。
2.2對施工場地勘探
當(dāng)勘察的對象據(jù)定了之后,就要采取相關(guān)措施對確定了的現(xiàn)場地質(zhì)進(jìn)行勘察。通過采取土方、愿為測量、現(xiàn)場測驗(yàn)等步驟,依據(jù)采集信息對施工現(xiàn)場的環(huán)境進(jìn)行分析。將數(shù)據(jù)歸納整理,為后期工作提供參考。
3巖土工程勘察中存在的問題
3.1勘察過程沒有按照科學(xué)的方法勘察
勘察人員在進(jìn)行勘察工作時,地質(zhì)條件出現(xiàn)復(fù)雜情況的時候,他們不能對勘察對象進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和試驗(yàn),最終造成勘探數(shù)據(jù)不是精確無誤,不能避免的存在誤差,對勘察的區(qū)域不能完全的掌握相關(guān)信息,因此沒有足夠的地質(zhì)信息保證施工安全。
3.2勘察技術(shù)人員整體素質(zhì)較低
在進(jìn)行巖石勘探的具體過程中不僅需要靠科技的儀器,還需要綜合素質(zhì)過硬的技術(shù)人員。技術(shù)工作者的專業(yè)技能對勘探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生較大的影響,這也決定了勘察的結(jié)果的準(zhǔn)確性?,F(xiàn)在我國進(jìn)行勘探的技術(shù)人員明顯存在專業(yè)知識掌握欠缺現(xiàn)象,給后期的資料分析以及整理帶來不便。
4勘察技術(shù)在巖土工程施工中的運(yùn)用
4.1工程地質(zhì)進(jìn)行測繪
對工程地質(zhì)進(jìn)行的測繪在勘察過程中屬于最基礎(chǔ)的一步,作用是確定場地的地形地貌以及地層中不良地質(zhì)之間存在的相互作用關(guān)系。原理是采用相關(guān)的理論知識,對施工現(xiàn)場的施工場地進(jìn)行勘測,對地質(zhì)的分布規(guī)律進(jìn)行分析,然后推測現(xiàn)場的地質(zhì)。然后將勘測出來的東西展現(xiàn)在地形設(shè)計(jì)圖紙上,編制工程地質(zhì)圖。作為建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)施工的重要參考數(shù)據(jù)。
4.2勘探與取樣
看看過程中常用的方法主要有以下三種:物探、鉆探、坑探等。主要被用來調(diào)查地下地質(zhì)。因此,在進(jìn)行勘測的過程中,要根據(jù)現(xiàn)場具備的條件以及地質(zhì)的條件選擇適合的勘測方法。物探并不是直接的進(jìn)行探測,采用的間接的方法,這樣比較省錢,方便,對解決勘測過程中遇到的問題是十分有利的但需及時了解地下地質(zhì)情況的問題,也可以給鉆探和坑探提供一定的指導(dǎo)。但是,它存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,使用受地形限制的缺點(diǎn)。鉆探和坑探都是一種直接的方法,能夠直接了解地況,在勘測的時候使用頻率較高。而鉆探實(shí)在勘測的時候最常使用的技術(shù)選擇鉆探需要根據(jù)底層類型進(jìn)行。
4.3原位測試技術(shù)
原位測試是指在在保證巖石具有自然條件的前提下,對巖石的力學(xué)性能進(jìn)行測試的方法。此種方法與室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合,能夠?yàn)閹r石今后的施工過程中提供理論以及科學(xué)的信息。在使用原位測試的時候,要嚴(yán)格按照施工的要求進(jìn)行,不能為了一時方面走捷徑,嚴(yán)格把握工程質(zhì)量。
4.4現(xiàn)場檢驗(yàn)與監(jiān)測
現(xiàn)場檢驗(yàn)與監(jiān)測是勘探工程的重要組成部分,主要在施工過程和運(yùn)營期間進(jìn)行。一般在高級開勘察工作階段開始進(jìn)行。其目的在于保障施工的質(zhì)量以及施工的安全,提高工程所具有的經(jīng)濟(jì)方面的性能。進(jìn)行施工主要包括兩個方面的工作內(nèi)容:一是對勘察結(jié)果進(jìn)行審查,二是對工程的質(zhì)量進(jìn)行檢測。通過這些數(shù)據(jù),施工人員可以推算出工程技術(shù)的相關(guān)參數(shù),以此作為施工設(shè)計(jì)方案及依據(jù),優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的目的在于使其能夠在技術(shù)上具有一定的操作性。這個工作一般是安排在施工的過程中進(jìn)行的,但是有些工程要求比較特殊就安排此項(xiàng)工作在項(xiàng)目竣工的時候進(jìn)行。
4.5促進(jìn)勘查技術(shù)數(shù)字化
科學(xué)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)行也在不斷的促進(jìn)著巖土工程勘察技術(shù)的發(fā)展,引進(jìn)高科技儀器,應(yīng)用數(shù)據(jù)庫管理技術(shù),互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),利用計(jì)算機(jī)內(nèi)的相關(guān)軟件將于工程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、整理歸納,總結(jié)出有效信息。還可以依據(jù)數(shù)學(xué)建模,精確表現(xiàn)出勘察場地的工程地質(zhì)表面情況。數(shù)據(jù)采集仔信息化,可以使得勘察資料進(jìn)行數(shù)字化處理,將整理的設(shè)計(jì)圖紙、文字等相關(guān)資料妥善的進(jìn)行保存,為今后的檢測提供依據(jù),保證資料都能夠追查到。