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關(guān)鍵詞:巖土工程;勘察;技術(shù)問(wèn)題;解決措施
中圖分類(lèi)號(hào):TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
前言
文章對(duì)巖土工程勘察的重要意義進(jìn)行介紹,對(duì)巖土工程勘察技術(shù)與方法和常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行闡述,通過(guò)分析,并結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論知識(shí),對(duì)巖土工程勘察中相關(guān)問(wèn)題的解決措施進(jìn)行探討。
二、巖土工程勘察的重要意義
在勘察施工中,要根據(jù)地基的不同,選用不同的、適合的測(cè)試手段和方法,這樣可以提高勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性,對(duì)于砂土,粉土和一般粘性土,常用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),需要注意的是標(biāo)貫基數(shù)的精確度會(huì)影響評(píng)判地基土的強(qiáng)度性質(zhì),對(duì)于淤泥、淤泥質(zhì)土,由于軟土的靈敏度高會(huì)影響到鉆孔,因此一些勘察單位廣泛布置靜探孔或采用全靜探來(lái)降低成本。對(duì)于沿海附近地層中分布的淤泥、一般粘性土,淤泥質(zhì)土、砂土、粉土,又由于地下水位埋藏較淺,最好采用靜力觸探,這樣不但能準(zhǔn)確分層,而且能客觀準(zhǔn)確地反映地基土的強(qiáng)度性質(zhì)。同時(shí),巖土工程勘察技術(shù)的運(yùn)用可為建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工提供科學(xué)的指導(dǎo)數(shù)據(jù),及時(shí)避免和改造自然環(huán)境中存在的不利條件,避免或節(jié)約項(xiàng)目施工中的處理費(fèi)用,從而保證建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量安全和生產(chǎn)進(jìn)度。因此,前期的巖土工程勘察工作雖然所占比率不大,但其作用和意義顯得十分重要。
三、巖土工程勘察技術(shù)與方法
1.靜力觸探法
靜力觸探法是用于劃分土層、判別土體液化、確定地基承載力等參數(shù)常用的原位測(cè)試方法,具有操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、成果準(zhǔn)確、周期短、節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn)。靜力觸探除主要應(yīng)用在三個(gè)方面: 劃分地下土層、確定土的類(lèi)型; 巖土工程性質(zhì)指標(biāo)的評(píng)估; 為巖土工程設(shè)計(jì)提供直接的結(jié)論性的判斷以外,目前,還開(kāi)始廣泛應(yīng)用在包括斜坡穩(wěn)定性研究、滑坡取證和路面與環(huán)境調(diào)查等方面。靜力觸探在工程勘察中的應(yīng)用靜力觸探在眾多的勘察手段中因其適用范圍廣、測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快捷、操作成本較低廉等特有的優(yōu)點(diǎn),受到廣大巖土同仁的偏愛(ài),其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在下面主要對(duì)靜力觸探成果的整理及應(yīng)用進(jìn)行探討:
(一)靜力觸探測(cè)試數(shù)據(jù)成果整理
靜力觸探數(shù)據(jù)成果的整理主要是先對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行深度修正和異常測(cè)試數(shù)據(jù)修正,后進(jìn)行力學(xué)分層,最后根據(jù)土層分類(lèi)圖結(jié)合鉆探資料進(jìn)行工程地質(zhì)分層;目前國(guó)內(nèi)外在利用靜力觸探指標(biāo)判別巖土類(lèi)別、確定土名上,大部分依據(jù)雙橋探頭測(cè)得的qc及Rf來(lái)確定。
通過(guò)多年來(lái)對(duì)各地區(qū)粘性土、粉土及砂類(lèi)土中進(jìn)行的靜力觸探與鉆孔資料的對(duì)比,分別按土類(lèi)從曲線形態(tài)進(jìn)行分析,從中得出比較共性的特征,可以做為劃分土類(lèi)的基本標(biāo)志,現(xiàn)分述如下:
⑴雜填土:曲線變化無(wú)規(guī)律,突變現(xiàn)象嚴(yán)重,但其位于表層,較好判定。
⑵粘土:qc曲線較平緩,有緩慢的波形起伏,局部略有向右突峰,fs曲線略有突峰,在qc曲線右側(cè)且距離較大。
⑶粉質(zhì)粘土:qc曲線較平緩,有緩慢的波形起伏,局部略有向右突峰,fs曲線局部略有突峰,與qc曲線距離較近,大部位于qc曲線右側(cè)局部交叉越過(guò)左側(cè)。
⑷粉土:qc值較大,曲線呈鈍鋸齒狀,齒峰較緩,fs曲線一般位于qc曲線右側(cè),局部間隔較大,但偶爾也和qc曲線左右穿插。
⑸砂類(lèi)土:qc值較大,曲線呈尖銳鋸齒狀,fs 曲線一般和qc曲線間隔較大,曲線尖峰處大部位于qc曲線以左;中細(xì)砂qc曲線和fs曲線的尖齒更為劇烈,局部呈不規(guī)則大鋸齒狀。
確定地基土的承載力和變性模量
依據(jù)《巖土工程技術(shù)規(guī)范》DB 29-20-2000表3.7.5-2可確定地基土的基本承載力f0。查表可知,靜力觸探和室內(nèi)試驗(yàn)兩種方法所得f0總體變化趨勢(shì)一致,而且粉質(zhì)粘土、粉土的承載力誤差相對(duì)較小,淤泥質(zhì)土的承載力誤差相對(duì)較大。所以,對(duì)于淺層地基土的承載力的確定,無(wú)論是靜力觸探指標(biāo)還是室內(nèi)土工試驗(yàn)指標(biāo),都需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐貐^(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合分析取值。
依據(jù)《巖土工程技術(shù)規(guī)范》DB 29-20-2000表3.7.5-3可估算變形模量Es。查表可知,兩種方法確定的Es離散性較大,應(yīng)注意綜合分析。
(三)靜力觸探液化判別
當(dāng)采用靜力觸探試驗(yàn)對(duì)地面下15 m深度范圍內(nèi)的飽和砂土或飽和粉土進(jìn)行液化判別時(shí),要根據(jù)地震作用的影響來(lái)進(jìn)行,主要是通過(guò)分析應(yīng)力應(yīng)變條件,并結(jié)合相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果,也可以采用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的現(xiàn)象和測(cè)得的參數(shù)進(jìn)行判別。人工取樣進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析,總有一些無(wú)法克服的客觀因素存在,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度,就拿砂土取樣來(lái)說(shuō)吧,我們很難獲取完全不擾動(dòng)的砂土樣。而原位CPT測(cè)試的結(jié)果則不一樣,其數(shù)據(jù)是連續(xù),有效的規(guī)避了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)影響,同時(shí)CPT數(shù)據(jù)可用于土類(lèi)判別,這也將有助于砂土的液化判別。利用靜力觸探技術(shù),可以判斷飽和砂土地震液化的情況,如果能夠結(jié)合其他的判斷方法,則能是判斷更為準(zhǔn)確。除上述應(yīng)用外,靜力觸探技術(shù)還能幫助估算粘性土的抗剪強(qiáng)度、粒狀土的相對(duì)密度、粘性土的超固結(jié)比、粘性土的靈敏度等。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù),還能非別對(duì)土的土質(zhì)參數(shù)進(jìn)行估算,土質(zhì)參數(shù)主要包括壓縮模量(E)、土的剪切模量(G。)、土的滲透性等內(nèi)容。
2.鉆探法
在工程地質(zhì)勘查的過(guò)程中,最常用、也是最基本的勘查手段就是鉆探。在不同的工程地質(zhì)條件下,或者是對(duì)于不同類(lèi)型的建筑物,又或者在不同的勘查階段,只要是能夠布置勘探工作的地段,在一般情況下都采用的是鉆探的方法。與坑探或者物探相比較起來(lái),鉆探具有不受地形或者地質(zhì)條件限制的獨(dú)特的有點(diǎn),并且可以在任何環(huán)境下進(jìn)行。鉆探最突出的優(yōu)勢(shì)就是鉆探的精確度很高,同時(shí)能夠直接觀察到巖心,并且能夠采取樣本;鉆探還不會(huì)受到地下水的限制,勘探的深度很深,可以鉆進(jìn)的速度也相對(duì)較快。工程地質(zhì)鉆探有很多綜合性的目的,是為了工程建筑的設(shè)計(jì)和施工服務(wù)的。因此在鉆孔的結(jié)構(gòu)、鉆進(jìn)的方法與進(jìn)程中的一些觀測(cè)編錄等一些方面都有著特殊的要求。在工程地質(zhì)鉆探的過(guò)程之中,對(duì)于巖心的采取率有很高的要求,一般的巖層的采取率不能低于80%;而對(duì)于工程建筑物中非常重要的斷層破碎帶和軟弱夾層的采取率也不能夠低于60%,并且一般不容易取得巖心。要想獲取較高的巖心采取率,就要針對(duì)不同的勘探對(duì)象采取一些不同的鉆進(jìn)方法。
3.不同地質(zhì)鉆探工藝的技術(shù)措施
(1)粘性土在鉆探的前幾次一般采用錘擊鉆進(jìn);取土試樣或原位測(cè)試的鉆孔則采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)或泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),必要時(shí)采用套管護(hù)壁。為滿(mǎn)足分層精度要求,鉆進(jìn)尺度一般小于2.0m。
(2)巖溶石灰?guī)r:巖溶地區(qū)勘察鉆探質(zhì)量將直接影響后期工程的施工和設(shè)計(jì),鉆探施工方案的有效制定和施工工藝是保證工程質(zhì)量的重點(diǎn)。鉆機(jī)性能、鉆探方法、鉆探人員水平以及地基失穩(wěn)是影響巖溶地區(qū)鉆探施工質(zhì)量的主要因素之一。鉆探之前查明設(shè)計(jì)深度范圍內(nèi)石灰?guī)r巖溶發(fā)育規(guī)律、保證巖石完整性與充填物情況是巖土工程勘察重點(diǎn)任務(wù)。
(3)由于土洞一般與下部灰?guī)r聯(lián)系非常密切,所以土洞若無(wú)充填或充填物相對(duì)較少,且具有一定的空間;如果土洞呈充填狀態(tài),會(huì)導(dǎo)致地下水的水位急劇的發(fā)生變化,使孔壁也易坍塌。因此,當(dāng)鉆進(jìn)至軟土層時(shí),可以加大孔徑,采用肋骨鉆頭,并在鉆探至軟土土層之后,及時(shí)的下入套管保護(hù)孔壁。軟土在鉆探過(guò)程中無(wú)論采用何種鉆進(jìn)方法,進(jìn)尺都比較快,遇土洞或土洞充填物,一般會(huì)出現(xiàn)掉鉆現(xiàn)象,即鉆具在自重狀態(tài)下不加壓、不轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)向孔內(nèi)下落。由于淤泥質(zhì)土塑性低,土質(zhì)松軟,提鉆后一般會(huì)出現(xiàn)孔內(nèi)縮徑現(xiàn)象,第二次下鉆時(shí)達(dá)不到原來(lái)孔深。
在巖溶地區(qū)要格外注意水上施工中的鉆機(jī)安置與加固問(wèn)題,特別是鉆探場(chǎng)地的改善和處理問(wèn)題,尤其是在施工過(guò)程中要平穩(wěn)的安裝鉆機(jī),巖土鉆機(jī)開(kāi)孔之前還要對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整處理,盡量避免鉆機(jī)發(fā)生大幅度的振動(dòng),進(jìn)而從源頭避免地基失穩(wěn)沉陷問(wèn)題的產(chǎn)生。同時(shí),巖溶地區(qū)鉆探工藝通常會(huì)采用合金回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)或金剛石單動(dòng)雙管回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、泥漿或套管護(hù)壁成孔的鉆進(jìn)方式進(jìn)行。面對(duì)巖溶地區(qū)的巖洞較大的情況,巖層裂隙面會(huì)經(jīng)常聯(lián)通,漏漿現(xiàn)象就不可避免的經(jīng)常發(fā)生,在漏漿不嚴(yán)重的情況下,我們可適當(dāng)?shù)脑龃笱h(huán)水,在泥漿中添加護(hù)壁劑、鋸末等工程材料;當(dāng)漏漿現(xiàn)象非常嚴(yán)重時(shí),應(yīng)使用套管或者多層套管,進(jìn)行變徑法鉆進(jìn)施工。
(4)砂層:在對(duì)粉細(xì)砂粘性土層鉆進(jìn)時(shí),該地層的顆粒粒經(jīng)大小與地層鉆探工藝有著很大的關(guān)系,鉆進(jìn)壓力不易過(guò)大,不允許鉆頭上下活動(dòng),應(yīng)用清泥漿洗孔,對(duì)中粗砂、礫砂的土層鉆探時(shí)可采取灌漿無(wú)泵反循環(huán)鉆進(jìn)方式,以低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn),鉆進(jìn)過(guò)程中勤浮動(dòng)鉆具,上提要慢。同時(shí),應(yīng)采取低鉆速鉆進(jìn),每次鉆探完畢,待清泥漿將孔內(nèi)懸浮粉細(xì)砂帶入泥漿池后方可停泵,以確保不會(huì)發(fā)生沉砂卡鉆的事故發(fā)生,停泵后干鉆 0.3~0.5m,以保證不脫落巖芯;下放要快,要形成孔底反循環(huán),提鉆前為保證取心率和卡芯效果,同粉細(xì)砂粘性土層一樣,應(yīng)用清泥漿洗孔,待清泥漿將孔內(nèi)懸浮中礫砂、粗砂帶入泥漿池后方可停泵,應(yīng)停泵干鉆0.2~0.3m,之后就不用再浮動(dòng)鉆具進(jìn)行干鉆卡芯。
四、巖土工程勘察工作中常見(jiàn)的基礎(chǔ)性技術(shù)問(wèn)題
近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速,建筑工程項(xiàng)目中,大型的工業(yè)園區(qū)與房地產(chǎn)項(xiàng)目的投入,使得工程施工對(duì)于工程地基的要求不斷提高。與此同時(shí),建筑技術(shù)不斷發(fā)展,各種建筑風(fēng)格的不斷變化,使得巖土工程的基礎(chǔ)勘察面臨重大的挑戰(zhàn),勘察任務(wù)更加艱巨。工程技術(shù)人員在面臨不斷增長(zhǎng)的勘察需求上,以往原有的技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代建筑的要求。巖土工程的基礎(chǔ)勘探工作所面臨的技術(shù)問(wèn)題不斷凸顯,具體的主要問(wèn)題可以分為以下幾點(diǎn):
第一,如何對(duì)界面進(jìn)行更準(zhǔn)確的劃分??辈斓貐^(qū)的地形、地質(zhì)存在很多不同之處,工程技術(shù)人員面臨的首要問(wèn)題就是如何更好的對(duì)巖土體與巖石的分化程度的界面進(jìn)行區(qū)分,提高現(xiàn)場(chǎng)勘察工作的準(zhǔn)確程度。
第二,地質(zhì)形態(tài)判定的準(zhǔn)確度要求。地質(zhì)形態(tài)的判定主要是對(duì)地下所埋藏的不明物體的判定,并且對(duì)其埋藏的位置與深度進(jìn)行準(zhǔn)確的分析與判定,這對(duì)于工程技術(shù)人員具有很大的難度。
第三,加強(qiáng)巖土參數(shù)檢測(cè)工作的準(zhǔn)確度。在開(kāi)展巖土工程的勘察工作時(shí),部分巖土的原樣采集工作具有很大的難度,而且很多巖石存在著容易風(fēng)化的情況,難以對(duì)其參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)與判定。
第四,提高工程技術(shù)人員專(zhuān)業(yè)能力。巖土工程的勘察工作具有一定的特殊性,在實(shí)際工程進(jìn)行中,往往會(huì)出現(xiàn)工程技術(shù)人員業(yè)務(wù)水平不足的情況,業(yè)務(wù)人員缺乏良好的分析與判斷的能力。在工程開(kāi)展中,需要加強(qiáng)對(duì)工程技術(shù)人員的培養(yǎng),讓經(jīng)驗(yàn)豐富的老技術(shù)人員進(jìn)行帶領(lǐng),加快工程技術(shù)人員自身的成長(zhǎng)。
第五,部分人員的素質(zhì)急需提高。在建筑工程規(guī)劃階段時(shí),當(dāng)需要進(jìn)行重大的決策的時(shí)期,部分技術(shù)人員缺乏解決問(wèn)題的能力,不具備良好的技術(shù)與方法去進(jìn)行解決,不能拿出有效的解決方案。
五、巖土工程勘察中相關(guān)問(wèn)題的解決措施
1.加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)鉆探的過(guò)程監(jiān)管控制,保證鉆探孔深滿(mǎn)足要求、確保地層劃分的質(zhì)量。巖土工程勘探中的地質(zhì)鉆探仍是目前最有效、最主要的勘察手段之一,所以在進(jìn)行巖土工程地質(zhì)鉆探過(guò)程中必須根據(jù)不同的地層條件、巖體和測(cè)試、取樣要求對(duì)鉆孔進(jìn)行設(shè)計(jì)控制,以達(dá)到既能提高經(jīng)濟(jì)效益又能滿(mǎn)足技術(shù)要求的目的。
2.重視勘察現(xiàn)場(chǎng)的原位測(cè)試和巖土取樣工作,確?,F(xiàn)場(chǎng)記錄準(zhǔn)確可靠。原位測(cè)試和巖土取樣成為解決巖土工程勘探技術(shù)問(wèn)題的重點(diǎn),也是巖土工程勘探結(jié)果的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。這首先是因?yàn)榉治鲈u(píng)價(jià)的基礎(chǔ)是測(cè)試數(shù)據(jù),沒(méi)有適用、可靠、完整的測(cè)試數(shù)據(jù),一切分析評(píng)價(jià)都將是數(shù)字游戲。巖土工程設(shè)計(jì)計(jì)算的可靠性和準(zhǔn)確性決定于計(jì)算參數(shù)和計(jì)算模式,計(jì)算參數(shù)比計(jì)算模式更重要。其次,巖土工程測(cè)試有較大難度,在鉆探取樣、樣品制備過(guò)程中,總會(huì)有一定程度的受力環(huán)境差異和擾動(dòng),對(duì)測(cè)試結(jié)果影響較大。由于巖土體具有明顯的各向異性,是非均質(zhì)體,所取試樣數(shù)量要滿(mǎn)足要求,數(shù)量太少不能保證測(cè)試結(jié)果具有代表性。
3.在勘察方法上,勘察單位需要增加科技投入,更新技術(shù)設(shè)備,不斷提高勘察單位的技術(shù)水平和技術(shù)含量,不斷提高勘察工作質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,不能只依靠傳統(tǒng)的單一勘察手段,應(yīng)綜合采用工程地質(zhì)鉆探、測(cè)繪方法,合理地運(yùn)用和選擇工程物探新技術(shù)、地理信息系統(tǒng),重視遙感在勘察中的應(yīng)用以提高勘察工作的精度;通過(guò)各種勘察手段的綜合應(yīng)用,使其相互驗(yàn)證,全面正確反映勘察場(chǎng)地各種地質(zhì)體的界面、形態(tài)及其相互之間的關(guān)聯(lián)性及物理力學(xué)特征。
結(jié)束語(yǔ)
巖土工程勘探工作質(zhì)量如果不到位,會(huì)給今后的施工帶來(lái)很多的難度,甚至造成安全事故的發(fā)生。隨著近年來(lái)人們對(duì)巖土工程勘察技術(shù)越來(lái)越重視,巖土工程勘察技術(shù)也得到了較大的提高。這對(duì)于很多工程的施工是非常有利的。
參考文獻(xiàn)
[1]陳一毅,王常漢.關(guān)于巖土工程勘察的重要性分析研究[J].中國(guó)房地產(chǎn)業(yè),2012,(02)
關(guān)鍵詞:巖土工程勘察;工程概念;教學(xué)體系;實(shí)踐教學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)42-0142-02
近幾年國(guó)家頒布和修訂了各種工程技術(shù)規(guī)范,實(shí)行了注冊(cè)巖土工程師考試制度,行業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致對(duì)高素質(zhì)地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)復(fù)合型專(zhuān)門(mén)人才的需求日益迫切,國(guó)家教育改革和發(fā)展也給高等學(xué)校的地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高要求。“巖土工程勘察”課程是地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)的核心課程之一,直接服務(wù)于“工程勘察”就業(yè)領(lǐng)域,通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐,能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣,全面提高學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力和綜合素質(zhì)。面對(duì)目前工程實(shí)踐的日新月異、工程技術(shù)規(guī)范不斷修訂等新形勢(shì),如何有效組織課程內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)方法成為該課教學(xué)必須要解決的問(wèn)題。目前針對(duì)“工程地質(zhì)勘察”這門(mén)課程的教學(xué)研究主要是針對(duì)課堂教學(xué)、教學(xué)模式改革、人才培養(yǎng)模式、教材的選擇、實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行的,如教學(xué)課程內(nèi)容要與注冊(cè)土木工程師(巖土)相關(guān)聯(lián)[1],教學(xué)模式和人才培養(yǎng)模式改革的探討[2-4],探討實(shí)踐教學(xué)、野外原位測(cè)試試驗(yàn)教學(xué)等[5-7],而針對(duì)如何在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)工程概念的研究則很少。
一、本課程教學(xué)中存在的問(wèn)題
1.以課堂教學(xué)為主,理論教學(xué)偏重,實(shí)踐教學(xué)偏輕。該課程在前期教學(xué)過(guò)程中主要是以課堂講授為主,設(shè)置課程為64學(xué)時(shí),注重講解勘察的基礎(chǔ)理論和基本方法,造成學(xué)生實(shí)際解決問(wèn)題能力和知識(shí)運(yùn)用能力明顯偏弱,尤其是實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力明顯不足。
2.所用教材明顯滯后于專(zhuān)業(yè)的發(fā)展。目前關(guān)于該課程的教材較少,多十幾年前編的教材,教材的內(nèi)容明顯與專(zhuān)業(yè)規(guī)范內(nèi)容脫節(jié)。
3.野外勘察試驗(yàn)主要以觀摩為主。該課程涉及到的實(shí)驗(yàn)主要以野外的原位測(cè)試為主,前期在講解過(guò)程中主要是在室內(nèi)進(jìn)行觀摩,而沒(méi)有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試,學(xué)生缺乏實(shí)際動(dòng)手能力和數(shù)據(jù)處理能力。
二、課程的教學(xué)目標(biāo)分析和教學(xué)內(nèi)容設(shè)置
巖土工程勘察的基本任務(wù)就是按照建筑物或構(gòu)筑物不同勘察階段的要求,為工程的設(shè)計(jì)、施工以及巖土體治理加固、開(kāi)挖支護(hù)和降水等工程提供地質(zhì)資料和必要的技術(shù)參數(shù),對(duì)有關(guān)的巖土工程問(wèn)題作出論證、評(píng)價(jià)[8]。顯然理論聯(lián)系實(shí)際、注重解決實(shí)際問(wèn)題是該課程的鮮明特點(diǎn)。這就要求老師在講授過(guò)程中要注意引導(dǎo)學(xué)生理論知識(shí)的運(yùn)用能力,培養(yǎng)學(xué)生的基本工程概念,結(jié)合工程實(shí)際介紹勘察的基礎(chǔ)理論和方法,使學(xué)生覺(jué)得所學(xué)知識(shí)有用,培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)興趣。教學(xué)內(nèi)容方面,因該課程涉及到的相關(guān)專(zhuān)業(yè)規(guī)范多達(dá)幾十種,而規(guī)范內(nèi)容又在不斷的修訂中,相關(guān)規(guī)范內(nèi)容涉及面廣,知識(shí)點(diǎn)條目清晰,是課堂教學(xué)的首選,但在教學(xué)中又不能逐一進(jìn)行講解,可選擇規(guī)范各自的適用范圍、規(guī)范的普遍性問(wèn)題、關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標(biāo)、條文規(guī)定進(jìn)行講解。教學(xué)內(nèi)容安排的主要特點(diǎn)是:(1)課程內(nèi)容以“巖土工程勘察規(guī)范”為依托進(jìn)行設(shè)置,按照規(guī)范內(nèi)容逐層進(jìn)行展開(kāi),先介紹基本的理論和技術(shù)方法,然后具體應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)地,內(nèi)容由淺入深、范圍有寬到窄,連續(xù)性較強(qiáng);(2)教學(xué)內(nèi)容有明顯的知識(shí)模塊體系,不同的知識(shí)模塊既有不同又存在著極大的相關(guān)性;(3)教學(xué)內(nèi)容重視理論聯(lián)系實(shí)際,在講解基礎(chǔ)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體工程實(shí)際加以運(yùn)用。
三、教學(xué)體系建設(shè)
1.教學(xué)環(huán)節(jié)安排。在教學(xué)環(huán)節(jié)安排上,分為以下3個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié):(1)進(jìn)行1學(xué)期64個(gè)學(xué)時(shí)的課堂理論教學(xué),介紹巖土工程勘察的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技術(shù)方法,在講解過(guò)程中穿插部分工程實(shí)例,該環(huán)節(jié)在大三第一學(xué)期進(jìn)行;(2)室內(nèi)工程設(shè)計(jì),該環(huán)節(jié)在大三第一學(xué)期期末進(jìn)行,利用2周的時(shí)間完成,主要是結(jié)合巖土工程勘察規(guī)范和具體的工程勘察實(shí)例進(jìn)行講解,要求學(xué)生按照相關(guān)規(guī)范完成具體的工程勘察實(shí)例設(shè)計(jì);(3)在水文地質(zhì)工程地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行野外實(shí)習(xí),因新疆地區(qū)冬季氣候寒冷,無(wú)法進(jìn)行野外試驗(yàn),該環(huán)節(jié)安排在大三第二學(xué)期期末,利用2周的時(shí)間進(jìn)行該課程的現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試試驗(yàn),包括動(dòng)力觸探試驗(yàn)、靜力載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等。3個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)相輔相成,互相補(bǔ)充,將工程概念始終貫穿到教學(xué)過(guò)程中。
2.考核方式??己朔绞礁鶕?jù)教學(xué)環(huán)節(jié)的不同分為以下3種:課堂教學(xué)考核主要是布置大作業(yè)和期末出試卷閉卷考試的形式,重點(diǎn)考察學(xué)生掌握勘察理論和技術(shù)方法的程度,部分考試內(nèi)容與注冊(cè)土木工程師(巖土)的相關(guān)內(nèi)容相結(jié)合,注重知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用;室內(nèi)設(shè)計(jì)考核方式為布置一具體工程實(shí)例,將該工程概況和擬建場(chǎng)地基本的自然地理概況及相關(guān)的地質(zhì)環(huán)境內(nèi)容給出,依據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行巖土工程勘察設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括勘察方法的設(shè)置和勘察工作量的布置,重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)相關(guān)規(guī)范的熟悉程度、常用的勘察方法的熟練程度及解決實(shí)際問(wèn)題能力;實(shí)習(xí)基地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)考核方式為具體原位測(cè)試試驗(yàn)儀器的操作使用和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理。
3.教學(xué)序列。整個(gè)教學(xué)序列可概括為由整體向局部再到整體。以勘察方法介紹為例,先統(tǒng)一初步介紹各個(gè)勘察方法的特點(diǎn),然后分章節(jié)詳細(xì)介紹每個(gè)勘察方法的具體要求和操作步驟,最后結(jié)合具體工程勘察實(shí)例總結(jié)各個(gè)勘察方法的適用性。
4.教學(xué)內(nèi)容。以具體工程實(shí)例為導(dǎo)引、以專(zhuān)業(yè)知識(shí)為背景一直都是從事工科教學(xué)過(guò)程中,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、養(yǎng)成工程分析能力、培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)精神的有效途徑。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,教學(xué)課件的建設(shè)需要體現(xiàn)出該課程的專(zhuān)業(yè)特色和工程特色。為了滿(mǎn)足這方面的需求,結(jié)合專(zhuān)業(yè)教師的科研項(xiàng)目,從具有特色的工程實(shí)踐中取經(jīng),獲得最新的工程實(shí)踐資料,將特色工程如工民建工程、礦建工程、滑坡勘察工程、泥石流勘察工程、公路勘察工程等介紹到講堂,教學(xué)過(guò)程中融合較為突出的實(shí)例,彌補(bǔ)了課堂教學(xué)過(guò)程中實(shí)踐教學(xué)不足的缺陷,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。由于近幾年各類(lèi)工程規(guī)程也在不斷修訂,教學(xué)課件也要不斷進(jìn)行調(diào)整。
5.教學(xué)方法。由于該課程的很多知識(shí)點(diǎn)涉及到工程地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)和巖體力學(xué)等基礎(chǔ)課程,在課堂講解過(guò)程中,回顧、總結(jié)、設(shè)問(wèn)和對(duì)比等教學(xué)手段的綜合采用,可有效地提高教學(xué)質(zhì)量。如介紹第八章斜坡場(chǎng)地勘察時(shí),就可以首先以設(shè)問(wèn)的方式讓學(xué)生回顧影響斜坡穩(wěn)定的因素、滑坡的基本要素及野外判別標(biāo)志、斜坡的變形破壞的基本類(lèi)型等相關(guān)內(nèi)容,進(jìn)而提煉出斜坡場(chǎng)地可行性研究階段勘察中需要開(kāi)展的主要工作和內(nèi)容。對(duì)比分析和反思在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用更能體現(xiàn)出工程概念思想,如針對(duì)滑坡勘察可結(jié)合具體工程實(shí)例進(jìn)行反思和對(duì)比,向?qū)W生積極灌輸工程思想,包括工程地質(zhì)測(cè)繪方法的重要性、強(qiáng)調(diào)各種勘察方法綜合利用和互補(bǔ)的必要性、強(qiáng)調(diào)按照勘察階段開(kāi)展工作的重要性等,以具體實(shí)例為依托進(jìn)行授課,可大大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果。
“巖土工程勘察”這門(mén)課程實(shí)踐性較強(qiáng),在講課過(guò)程中結(jié)合具體工程實(shí)例進(jìn)行講解,設(shè)置課堂理論授課、室內(nèi)工程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)基地現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試試驗(yàn)3個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),將工程思想始終貫穿在講課過(guò)程中,大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和知識(shí)的運(yùn)用能力,培養(yǎng)了學(xué)生的基本專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和興趣,為學(xué)生畢業(yè)后更好地服務(wù)社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。
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Teaching System Construction and Engineering Concept Cultivating of Geotechnical Engineering Investigation in Xinjiang University
ZHANG Zi-zhao,CHEN Kai,CHU Chun-mei,CHENG Wen-yu
(School of geological and mining engineering,Xinjiang University,Urumqi,830046,China)
關(guān)鍵詞:巖土工程;勘察;質(zhì)量
Abstract: Geotechnical investigation is ensuring the quality of projects the preparatory work, only in the full understanding of the actual situation of the construction site, the detailed information to make civil work. This paper will improve the quality of geotechnical engineering investigation gives brief analysis and inquiry.
Keywords: Geotechnical engineering; Reconnaissance; Quality
中圖分類(lèi)號(hào):O213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào)
1.巖土工程勘察的方法
1.1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(lái)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(cè)試和監(jiān)測(cè)。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(shí)解決工程地質(zhì)測(cè)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(cè)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。鉆探和坑探也稱(chēng)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(lèi)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(shí),可采用坑探方法??犹焦こ痰念?lèi)型較多,應(yīng)根據(jù)勘察要求選用。勘探工程一般都需要?jiǎng)佑脵C(jī)械和動(dòng)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(zhǎng),而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時(shí)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(cè)繪和物探成果為依據(jù),切避盲目性和隨意性。
1.2工程地質(zhì)測(cè)繪
工程地質(zhì)測(cè)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(duì)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(cè)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(chǎng)地,必須進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪但對(duì)地形平坦、地質(zhì)條件簡(jiǎn)單且較狹小的場(chǎng)地,則可采用調(diào)查代替工程地質(zhì)繪。工程地質(zhì)測(cè)繪是認(rèn)識(shí)場(chǎng)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(cè)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。
1.3原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)
原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的, 是為巖土工程問(wèn)題分析評(píng)價(jià)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(shí)間關(guān)系的參數(shù)等。原位測(cè)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(cè)試的優(yōu)點(diǎn)是試樣不脫離原來(lái)的環(huán)境,基本上在原位應(yīng)力條件下進(jìn)行試驗(yàn)所測(cè)定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)難以采樣的巖土層仍能通過(guò)試驗(yàn)評(píng)定其工程性質(zhì)。缺點(diǎn)是試驗(yàn)時(shí)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(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)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(chǎng)檢驗(yàn)的涵義,包括施工階段對(duì)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。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主要包含施工作用和各類(lèi)荷載對(duì)巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測(cè)、施工和運(yùn)營(yíng)中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測(cè)和對(duì)環(huán)境影響的監(jiān)測(cè)等方面。檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)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(shí)修正設(shè)計(jì),使之在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)化。
2.目前勘察質(zhì)量存在的主要問(wèn)題
2.1勘察企業(yè)質(zhì)量體系的問(wèn)題
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(méi)有勘探點(diǎn)平面布置圖,個(gè)別單位甚至無(wú)勘察綱要。責(zé)任人簽名或儀器編號(hào)填寫(xiě)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(dòng)記錄靜探數(shù)據(jù)無(wú)責(zé)任人簽名。從業(yè)人員的技術(shù)水平與要求不符合。有的鉆探編錄員和土工試驗(yàn)室人員未經(jīng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn),個(gè)別勘察單位把未經(jīng)培訓(xùn)的轉(zhuǎn)崗工人直接安排土工試驗(yàn)工作,導(dǎo)致土的物理指標(biāo)嚴(yán)重失常。不少單位對(duì)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。
2.2執(zhí)行國(guó)家和本市勘察強(qiáng)制性條文不徹底
受市場(chǎng)不規(guī)范行為影響所導(dǎo)致的方案不合理。有些工程在無(wú)設(shè)計(jì)要求和建筑物荷載等狀況下,業(yè)主直接委托勘察,勘察單位往往遷就業(yè)主的不合理要求,導(dǎo)致勘察報(bào)告深度不符合要求,如控制性勘察孔的深度達(dá)不到,或由于勘探點(diǎn)的平面布置不合理,導(dǎo)致補(bǔ)勘。
對(duì)新技術(shù)規(guī)范不熟悉所導(dǎo)致的違反強(qiáng)制性規(guī)定。國(guó)家陸續(xù)頒布了工程建設(shè)系列的新標(biāo)準(zhǔn),部分單位未及時(shí)調(diào)整,導(dǎo)致勘察報(bào)告不符合要求。如地基承載力的概念、新的地震效應(yīng)評(píng)價(jià)等。
受技術(shù)水平限制,導(dǎo)致的違反強(qiáng)制性條文的規(guī)定。如樁基或天然地基的分析評(píng)價(jià)明顯不合理,對(duì)不良地質(zhì)現(xiàn)象的處理建議不符合要求等。
2.3室內(nèi)土工試驗(yàn)和野外勘探作業(yè)不科學(xué)
土工試驗(yàn)的儀器不符合要求;土的物理性質(zhì)指標(biāo)和力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等試驗(yàn)方法不符合國(guó)家土工試驗(yàn)規(guī)范的要求;操作人員技術(shù)水平和職業(yè)道德水平有待提高。 野外原始記錄未按規(guī)定要求記錄、有部分原始記錄未歸檔或遺失、補(bǔ)取的土樣部分單位未做原始記錄、野外原始記錄與勘察報(bào)告的數(shù)據(jù)不一致。
3.主要對(duì)策和建議
3.1加強(qiáng)工程建設(shè)強(qiáng)制性條文的貫徹與落實(shí)
強(qiáng)制性條文是工程建設(shè)全過(guò)程中的強(qiáng)制性技術(shù)規(guī)定。貫徹落實(shí)強(qiáng)制性條文,應(yīng)首先與行業(yè)協(xié)會(huì)一起,組織對(duì)新規(guī)范和強(qiáng)制性條文的學(xué)習(xí)培訓(xùn);同時(shí)對(duì)平時(shí)勘察工作中違反國(guó)家強(qiáng)制性條文的進(jìn)行嚴(yán)肅查處,提高執(zhí)行國(guó)家強(qiáng)制性條文的自覺(jué)性意識(shí)。
3.2加強(qiáng)勘察監(jiān)管
加強(qiáng)對(duì)勘察質(zhì)量的監(jiān)管,把集中整治與規(guī)范管理相結(jié)合,完善長(zhǎng)效管理機(jī)制。要健全和完善各項(xiàng)規(guī)章制度,依法保障勘察市場(chǎng)的有效運(yùn)行。整頓和長(zhǎng)效的規(guī)范管理須相結(jié)合,標(biāo)本兼治。實(shí)行差別化管理。把資質(zhì)年檢與質(zhì)量檢查直接掛鉤,實(shí)行“紅、橙、綠”三色通道制度是有效的控制手段之一。對(duì)質(zhì)量檢查不合格的單位實(shí)行經(jīng)濟(jì)處罰、暫停營(yíng)業(yè)整頓、直至取消單位的資質(zhì),加大企業(yè)違規(guī)的成本。
加強(qiáng)職業(yè)道德教育、規(guī)范市場(chǎng)行為、提高勘察質(zhì)量。
3.3提高勘察人員的質(zhì)量意識(shí)
對(duì)一些嚴(yán)重違規(guī)行為要記入不良記錄名單。加強(qiáng)職業(yè)道德教育、進(jìn)行行業(yè)自律、規(guī)范市場(chǎng)行為十分必要。勘察單位應(yīng)加強(qiáng)自我保護(hù)意識(shí),對(duì)一些業(yè)主的不規(guī)范行為,要據(jù)理力爭(zhēng)。逐步實(shí)行注冊(cè)執(zhí)業(yè)制度,報(bào)告必須有注冊(cè)土木工程師(巖土)簽字,并對(duì)報(bào)告質(zhì)量負(fù)責(zé)。
總結(jié)
巖土工程勘察質(zhì)量的提高,員工的質(zhì)量意識(shí)是決定性的因素,采用先進(jìn)的勘察手段是關(guān)鍵措施,建立健全勘察制度是保障措施。在實(shí)際的工作中需要多措并舉,是工程的勘察質(zhì)量得到根本性的保證。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】巖土工程 質(zhì)量管理 控制
中圖分類(lèi)號(hào):F253.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
巖土工程是為改善人民生活而建造的,因而工程項(xiàng)目的質(zhì)量關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)穩(wěn)定。所謂質(zhì)量的內(nèi)涵是以工程實(shí)體質(zhì)量為主,并包括工程成本和使用單位服務(wù)等。同時(shí)工程質(zhì)量還與建筑承包商、建筑監(jiān)理和施工單位的信譽(yù)及企業(yè)生死存亡息息相關(guān)。因此,高度重視工程質(zhì)量,并應(yīng)用科學(xué)的方法加以管理,體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的建筑水平。
巖土施工的特點(diǎn)
1、巖土施工是對(duì)天然軟弱地基的處理或?qū)r土體的整治,它提供的是有形的實(shí)物硬件產(chǎn)品,不論它能看到的還是隱蔽在地下的,如各種樁以及各種復(fù)合地基。工程勘察一般是通過(guò)搜集資料、踏勘、工程地質(zhì)測(cè)繪調(diào)查、勘探和測(cè)試試驗(yàn)等工作,對(duì)擬建場(chǎng)地提供巖土工程資料和巖土體工程性狀設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)建筑地基作出巖土工程分析評(píng)價(jià),對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治方案作出論證和建議。它提供的是無(wú)形的軟件產(chǎn)品,是文字報(bào)告包括各種數(shù)據(jù)、圖表、建議和結(jié)論。
2、巖土施工具隱蔽性
這是巖土工程區(qū)別于其他各類(lèi)生產(chǎn)過(guò)程的最明顯的特征,巖土工程施工主要在巖體中或地下進(jìn)行,不僅各個(gè)施工工序是在隱蔽條件下完成的,而且其生產(chǎn)結(jié)果被下一工序所掩蓋,從外部無(wú)法看到施工成果的全貌。如樁基、地下連續(xù)墻等都是隱蔽在地下的。
3、巖土施工具復(fù)雜性
首先,巖土施工不論哪種方法,一般需要大型機(jī)械設(shè)備和多種輔助設(shè)備及運(yùn)輸車(chē)輛,施工現(xiàn)場(chǎng)要求三通一平,施工受到多種因素和環(huán)境的制約,工種多、人員密集、施工準(zhǔn)備的工作量大。而工程勘察的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)所用設(shè)備和測(cè)試儀器相對(duì)輕便、靈活。其次是施工工藝的復(fù)雜性,同一種樁型、同一種工法在不同的地點(diǎn)就要有不同的施工工藝。每一項(xiàng)巖土施工都不會(huì)處于完全相同的條件,由于地層條件的復(fù)雜多變和勘察資料不一定準(zhǔn)確,這就產(chǎn)生了施工工藝的不確定性。施工工藝中出現(xiàn)的問(wèn)題常常是技術(shù)人員與作業(yè)操作者爭(zhēng)執(zhí)不休的問(wèn)題。
4、巖土施工的嚴(yán)格性
也許有人認(rèn)為,巖土施工搞的是隱蔽工程,差不多就行了,這是錯(cuò)誤的。很多情況下巖土施工要求是很?chē)?yán)格的,如各種灌注樁, 除樁身結(jié)構(gòu)、樁身材料強(qiáng)度有嚴(yán)格要求外,對(duì)灌注樁施工允許偏差也有嚴(yán)格要求。《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》( JGJ94- 94) 對(duì)給各種灌注樁的樁徑、垂直度、樁位允許偏差作了詳細(xì)的規(guī)定,其中現(xiàn)澆注混凝土護(hù)壁人工挖孔樁在單樁、條形樁基沿垂直軸線方向的樁位偏差僅為50 mm。而工程勘察的勘探點(diǎn)則不那么嚴(yán)格,《巖土工程勘察規(guī)范》( GB50021- 94) 僅對(duì)不同勘察等級(jí)在不同的勘察階段作出了勘探線和勘探點(diǎn)間距的規(guī)定誤差。
5、巖土施工的不可逆性
由于以上特點(diǎn)決定了巖土施工的不可逆性和返工難,甚至不能返工和不可返修。比如,灌注樁,混凝土澆注后發(fā)現(xiàn)鋼筋籠不合要求。水泥凝固了,不可能再對(duì)鋼筋進(jìn)行補(bǔ)救或返工,只能在附近補(bǔ)樁。這樣的補(bǔ)樁要造成很大的人力物力的浪費(fèi),還會(huì)拖延工期??辈斓囊巴庾鳂I(yè)返工容易,損失也效小。
巖土工程質(zhì)量管理
建立滿(mǎn)足客戶(hù)需要的制度化的施工質(zhì)量管理體系
(1)建立文件化和規(guī)范化的質(zhì)量管理體系
通過(guò)質(zhì)量手冊(cè)和作業(yè)文件對(duì)合同評(píng)審、質(zhì)量策劃,人員的職責(zé)權(quán)限,施工過(guò)程控制,檢驗(yàn)和試驗(yàn)、不合格品的控制、糾正和預(yù)防措施以及施工記錄等方面作詳細(xì)和嚴(yán)格的規(guī)定,使巖土施工各項(xiàng)工作的開(kāi)展有章可循。
(2)提高施工人員素質(zhì),培養(yǎng)合格的質(zhì)量檢驗(yàn)員
巖土工程施工合同簽訂以后,合同的實(shí)施過(guò)程是一個(gè)以“人”為決定性因素的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程。施工人員的素質(zhì)決定著施工人員的工作質(zhì)量。提高施工人員的素質(zhì)包括2方面的內(nèi)容:一是職業(yè)道德素質(zhì),二是技術(shù)技能素質(zhì)。培養(yǎng)合格的質(zhì)量檢驗(yàn)員,質(zhì)量檢驗(yàn)員在施工中起著至關(guān)重要的作用。應(yīng)該要求所有的施工人員持證上崗,只有施工人員能深刻認(rèn)識(shí)巖土工程施工特性及其質(zhì)量特性,才能保證施工組織設(shè)計(jì)和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)得以實(shí)施,從而保證施工工程質(zhì)量。
(3)巖土工程項(xiàng)目施工過(guò)程中實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制
在此管理體系中,項(xiàng)目經(jīng)理具有管理和執(zhí)行的雙重職責(zé),是工程質(zhì)量的第一負(fù)責(zé)人。巖土工程項(xiàng)目管理者的綜合素質(zhì)不但是現(xiàn)代項(xiàng)目管理科學(xué)所提出的要求,也是項(xiàng)目管理實(shí)踐的需要。實(shí)踐表明善經(jīng)營(yíng)、懂技術(shù)(特別是懂施工技術(shù))、會(huì)管理的復(fù)合型人才,是巖土工程項(xiàng)目管理的基本人才標(biāo)準(zhǔn)。只懂技術(shù)而不善經(jīng)營(yíng)的項(xiàng)目管理者常常在施工過(guò)程中不能有效的組織合同的順利實(shí)施。項(xiàng)目經(jīng)理班子設(shè)一名質(zhì)量經(jīng)理(一般兼任項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人),具體負(fù)責(zé)項(xiàng)目的工程質(zhì)量監(jiān)督管理,直接檢查和指導(dǎo)各班組質(zhì)量檢驗(yàn)員(一般由隊(duì)長(zhǎng)、班組長(zhǎng)兼任)的工作。各質(zhì)量檢驗(yàn)員檢查和指導(dǎo)各工長(zhǎng)、各崗位的工作,負(fù)責(zé)本班組的州料及半成品的驗(yàn)收、明確施工各工序的質(zhì)量要求,對(duì)本班的施工質(zhì)量負(fù)責(zé)。
2、實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系
目前,由于中國(guó)建筑業(yè)市場(chǎng)不發(fā)達(dá),而且?guī)r土工程施工企業(yè)資質(zhì)的良莠不齊,引發(fā)了一系列的問(wèn)題。其中主要存在的問(wèn)題有:市場(chǎng)的準(zhǔn)入和清出制度不健全、政府對(duì)工程質(zhì)量監(jiān)督體系不完善、招投標(biāo)機(jī)制發(fā)育不成熟、對(duì)建筑業(yè)的投資缺乏嚴(yán)格而規(guī)范的管理等,導(dǎo)致部分巖土工程施工企業(yè)只重視質(zhì)量管理體系的建立,而忽視質(zhì)量保證體系的建立和實(shí)施。建立質(zhì)量保證體系應(yīng)該依據(jù)巖土工程的類(lèi)型特點(diǎn)和實(shí)際情況,將業(yè)主或第3方指定的質(zhì)量要素納人自身的質(zhì)量管理體系,并取得業(yè)主的審核或第3方的認(rèn)可。
巖土工程質(zhì)量控制
工程質(zhì)量控制是指在巖土施工的全過(guò)程采用的一種程序,用來(lái)檢驗(yàn)、監(jiān)督、評(píng)價(jià)工程的整體質(zhì)量。所謂過(guò)程質(zhì)量控制就是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,深入理解工程質(zhì)量是在設(shè)計(jì)與施工中形成的,而不是檢驗(yàn)出來(lái)的。質(zhì)量不僅是檢驗(yàn)部門(mén)的責(zé)任,也是每個(gè)員工的責(zé)任。最重要的是通過(guò)涉及施工各分部分項(xiàng)工作質(zhì)量,每項(xiàng)工作都有相應(yīng)的質(zhì)量保證措施,才能保證最終工程質(zhì)量。在此要樹(shù)立為用戶(hù)服務(wù)的觀念,在施工過(guò)程中,施工的下一道工序就是上道工序的用戶(hù)思想。
質(zhì)量管理涉及系統(tǒng)的全體成員,應(yīng)是從自我做起,自我檢查、控制和調(diào)節(jié)為中心的全員管理。堅(jiān)持使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,通過(guò)大量原始數(shù)據(jù)處理,找出規(guī)律和經(jīng)驗(yàn),對(duì)工程形成的全過(guò)程實(shí)行質(zhì)量控制。如鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制包括:孔壁塌陷、擴(kuò)徑現(xiàn)象防治;水下混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì);防止鋼筋籠上浮;防止樁身水泥及斷樁等等。
所謂工程質(zhì)量控制可以概括為:以工程質(zhì)量為核心,按著施工程序,規(guī)范各環(huán)節(jié)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和方法,分層次實(shí)施質(zhì)量檢驗(yàn)、監(jiān)督和責(zé)任追究,這些要素綜合在一起構(gòu)成了工程質(zhì)量控制系統(tǒng)?;炷了苄允湛s開(kāi)裂的質(zhì)量控制。早期塑性收縮是指混凝土結(jié)石前,由于水分蒸發(fā)、沉降運(yùn)動(dòng)、早期化學(xué)收縮以及自收縮引起的變形應(yīng)力超過(guò)混凝土表面拉應(yīng)力而產(chǎn)生收縮裂縫,它嚴(yán)重影響混凝土的抗?jié)B、抗侵蝕、抗凍融、鋼筋銹蝕等的耐久性指標(biāo),易造成耐久性破壞。由混凝土塑性裂縫產(chǎn)生機(jī)理可知預(yù)防或減少塑性裂縫的控制措施為:一是降低混凝土表面毛細(xì)管水的蒸發(fā)速度;二是減少混凝土早期水化收縮和自收縮(加粉煤灰、礦粉等)。三是增大混凝土面層早期抗拉強(qiáng)度(加鋼纖維或各種化學(xué)纖維)。工程實(shí)踐證明控制混凝土塑性裂縫的主要措施為:優(yōu)化配合比設(shè)計(jì);改善施工工藝;加強(qiáng)早期看護(hù),如及時(shí)充分濕養(yǎng)護(hù),覆蓋密封塑料薄膜,實(shí)現(xiàn)保濕,保溫和防風(fēng)等是控制混凝土塑性收縮的有效措施。
總結(jié)
質(zhì)量是企業(yè)的生命,尤其是巖土工程施工企業(yè)要取得長(zhǎng)足發(fā)展,與時(shí)俱進(jìn),必須建立一種系統(tǒng)工程的控制理論,把質(zhì)量、工期、成本、安全、工程信息以及現(xiàn)場(chǎng)文明施工作為一個(gè)有機(jī)整體來(lái)協(xié)調(diào),而不能就某一單個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行單獨(dú)的控制。
參考文獻(xiàn)
[1] 張書(shū)憲。巖土工程施工特性及質(zhì)量管理[J].GEOTECHNICALENEING WORLD,2000,(6):16一l8.
關(guān)鍵字:深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施
中圖分類(lèi)號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、前言
隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)得不斷的發(fā)展,對(duì)巖土工程深層統(tǒng)支護(hù)施工技術(shù)提出了更高的要求。建筑物安全和重要性越來(lái)越受到人們關(guān)注,巖土工程深基坑開(kāi)挖越來(lái)越大、越深、越寬,易出現(xiàn)的一系列安全問(wèn)題,怎樣保障巖土工程施工安全,保證建筑物穩(wěn)定性,就必須對(duì)相關(guān)問(wèn)題采取對(duì)應(yīng)措施,按照具體要求規(guī)范松相應(yīng)施工技術(shù),提高施工技術(shù),從根本上提高巖土工程質(zhì)量。
二、巖土深基坑支護(hù)施工存在的問(wèn)題
(一)、設(shè)計(jì)方面
隨著科技的發(fā)展,深基坑支護(hù)約構(gòu)設(shè)計(jì)有了很大的變化,但是在實(shí)際施工中仍舊有很多不足,主要體現(xiàn)在:
1.支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)不準(zhǔn)確
在巖土工程中,深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力大小直接關(guān)系著巖土工程質(zhì)量和安全度。因此,在地質(zhì)情況復(fù)雜多變的情況下,我國(guó)巖土工程一直采用的是庫(kù)倫和朗肯公示。對(duì)于復(fù)雜的深基坑開(kāi)挖,含水率、粘聚力、內(nèi)摩擦角都是變化的,因此很難準(zhǔn)確的得出支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力,造成相應(yīng)設(shè)計(jì)結(jié)果不精確。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)表明:內(nèi)摩擦角相差5度產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力不同,開(kāi)挖之后土體凝聚力和原土體凝聚力不同。從而,導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工工藝不同,對(duì)相應(yīng)土體力學(xué)參數(shù)選擇帶來(lái)了很大的影響。
2.空間效應(yīng)不完善
根據(jù)大量實(shí)際資料表明,深基坑坑內(nèi)位移存在著“兩邊小,中間大”的特點(diǎn),從而,長(zhǎng)邊的深基坑邊坡很容易失穩(wěn),導(dǎo)致深基坑空間問(wèn)題。傳統(tǒng)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)主要通過(guò)設(shè)計(jì)平面應(yīng)變的方式進(jìn)行處理,對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的深基坑比較實(shí)際,對(duì)于長(zhǎng)方形或者方形的深基坑差異則比較大。因此,必須按照平面設(shè)計(jì)應(yīng)變方案,對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合適的調(diào)節(jié),從而讓開(kāi)挖的空間滿(mǎn)足要求。
3.深基坑取樣不完整
在深基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),必須按照相應(yīng)地基土層要求進(jìn)行取樣分析,保證土體符合物理力學(xué)指標(biāo),從而保障支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)良好。在深基坑開(kāi)挖區(qū)域內(nèi)部,應(yīng)該結(jié)合國(guó)家開(kāi)挖指標(biāo),進(jìn)行鉆探取樣,從根本上降低勘察工作量,降低造價(jià)。由于土樣具有不完全和多變的復(fù)雜性,因此,土樣不可能完全反應(yīng)土層特性,造成支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能完全符合實(shí)際情況
4、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際受力存在差異
目前,我國(guó)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算主要通過(guò)極限平衡理論,和實(shí)際受力存在著很大的差異。根據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐證明;深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)從理論上講符合極限理論計(jì)算的安全系數(shù);但是,由于有的支護(hù)機(jī)構(gòu)系數(shù)比較小,不能達(dá)到相關(guān)要求。
(二)施工方面
1.施工人員技術(shù)不夠?qū)I(yè)
在深基坑支護(hù)進(jìn)行施工時(shí),對(duì)巖土層的記錄是非常重要的。由于在對(duì)地基進(jìn)行勘察取樣時(shí),所取的土樣不完整,且地層的復(fù)雜性,各個(gè)地段的地層都有變化,所以對(duì)實(shí)際的巖土層要進(jìn)行記錄。但施工人員不夠?qū)I(yè),對(duì)實(shí)際巖土層沒(méi)有記錄或記錄不完整。這樣在深基坑支護(hù)中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),不能正確的向設(shè)計(jì)人員提供實(shí)際的地層。
深基坑支護(hù)過(guò)程中監(jiān)測(cè)是非常重要的工作,如果施工單位沒(méi)有監(jiān)測(cè)人員或監(jiān)測(cè)人員不夠?qū)I(yè),沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)??赡芎芏嗫梢员苊獾氖鹿识及l(fā)生了。
2.施工過(guò)程中的偷工減料
施工單位為了減少施工成本或賺取更高利益。將深基坑施工中常用的材料進(jìn)行更換,不實(shí)用設(shè)計(jì)指定的型號(hào)或品牌,減少材料的用量,導(dǎo)致基坑的失穩(wěn)。
三、巖土工程深基坑支護(hù)類(lèi)型和支護(hù)設(shè)計(jì)
1.巖土工程深基坑支護(hù)類(lèi)型
在巖土工程中,由于各種地下管線和建筑物都需要開(kāi)挖,而周?chē)鷪?chǎng)地不變,深基坑深度達(dá)到一定限度時(shí),則不能直接放坡開(kāi)挖,通常采用基坑開(kāi)挖的方式,進(jìn)行基坑支護(hù)。過(guò)去,深基坑開(kāi)挖一般采用的是井點(diǎn)降水鋼板樁,滿(mǎn)足簡(jiǎn)單的基坑開(kāi)挖施工;隨著基坑深度的加大,我國(guó)支護(hù)技術(shù)有了很大的發(fā)展,按照相關(guān)功能可以分為:
(1)擋土系統(tǒng)
常用的擋土系統(tǒng)主要有:鋼筋混凝土板樁、鋼板樁、深層水泥攪拌樁以及地下連續(xù)墻等,從而形成有效的支護(hù)擋土墻阻擋坑和支護(hù)排樁,抵抗外土壓力。
(2)擋水系統(tǒng)
在巖土工程深基坑當(dāng)水系統(tǒng)中,當(dāng)水系統(tǒng)主要有:旋噴樁、地下連續(xù)墻、壓密注漿、水泥攪拌樁、鎖口鋼板樁等,從而有效制止阻擋外部滲水。
(3)支撐系統(tǒng)
支撐系統(tǒng)主要有:鋼筋混凝土內(nèi)支撐、鋼管和型管內(nèi)部支持、鋼筋混凝土和鋼的組合支撐。從而有效維護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)力和限制結(jié)構(gòu)內(nèi)部的移動(dòng)。
2.巖土工程深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)
結(jié)合不同的基坑寬度、環(huán)境、地質(zhì)以及荷載情況等,一般采用不同的支護(hù)結(jié)構(gòu),主要分為:
(1)深層攪拌樁支護(hù)
深層攪拌樁支護(hù)主要是利用石灰、水泥等材料作為固化劑,通過(guò)深層的攪拌,將粉體、漿液以及軟土強(qiáng)制攪拌,利用固化劑和軟土結(jié)合產(chǎn)物的物理化學(xué)反應(yīng),讓軟土硬結(jié),從而形成良好的水土穩(wěn)定性具有一定強(qiáng)度的水泥攪拌樁.
(2)排樁支護(hù)
排樁主要包括人工挖孔樁、鋼板樁、鉆孔灌裝等,通過(guò)柱列式排樁支護(hù)、連續(xù)連樁支護(hù)以及合式排樁支護(hù)等設(shè)置多道支撐。
(3)地下連續(xù)墻支護(hù)
在開(kāi)挖深度在10m以上,環(huán)境對(duì)地下管線降要求較高時(shí),由于地下連續(xù)墻支護(hù)具有良好的度、整體性能強(qiáng),從而能有效降低工程施工對(duì)環(huán)境的影響。
3.土釘墻支護(hù)
土釘墻支護(hù)主要用那個(gè)與基坑開(kāi)挖密長(zhǎng)的桿件體,通過(guò)土體、土釘以及混凝土的共同作用,從而有效自穩(wěn)支護(hù)。
四、巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施
1.提高深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)理念
根據(jù)我國(guó)巖土工程深基坑施工技術(shù)發(fā)展,支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力隨著巖土變化轉(zhuǎn)變的規(guī)律,從而完成我國(guó)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于我國(guó)沒(méi)有統(tǒng)一的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,實(shí)際的土壓力分布通常按照郎肯理論以及庫(kù)倫理論確定,支護(hù)樁一直引用“等值法”計(jì)算,從而避免施工方法和實(shí)際設(shè)計(jì)的缺陷,由于郎肯理論和實(shí)際計(jì)算結(jié)果存在很大的差異,缺乏經(jīng)濟(jì)性和安全性。因此,新形勢(shì)下,深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)必須接和生產(chǎn)施工實(shí)際,引進(jìn)國(guó)內(nèi)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念,擺脫“結(jié)構(gòu)荷載法”的制約,立起以檢測(cè)為主體的信息動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)體制。
2.增強(qiáng)變形觀測(cè)力度,提高施工質(zhì)量
巖土工程深基坑支護(hù)施工變形觀測(cè)主要有:邊建筑以及地下管線變形觀測(cè)、 坑邊坡變形觀測(cè)等。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的具體觀測(cè)、及了解土方開(kāi)挖巖土工程支護(hù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況通過(guò)相應(yīng)偏差分析,了解土方支護(hù)設(shè)計(jì)在實(shí)際中的應(yīng)用情況,從而正確分析偏差,及時(shí)了解深基坑土體變形情況,以及對(duì)土方開(kāi)挖影響的沉降。對(duì)于設(shè)計(jì)偏差,施工時(shí)應(yīng)該及時(shí)修改參數(shù),對(duì)施工部位進(jìn)行恰當(dāng)?shù)目刂坪脱a(bǔ)救。
在巖土工程施工中,為了更好的保障現(xiàn)場(chǎng)變形數(shù)據(jù)及時(shí)、可靠、準(zhǔn)確,觀測(cè)人員在施工觀測(cè)中應(yīng)該嚴(yán)格按照施工預(yù)定,進(jìn)行精細(xì)的測(cè)量,從實(shí)際中保障測(cè)量質(zhì)量。在施工中一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)分析原因和防止,從而穩(wěn)固施工設(shè)計(jì)方案,保障施工進(jìn)程。對(duì)于復(fù)雜大型的基坑工程,可以采用專(zhuān)家論證的方式,降低造價(jià)危險(xiǎn)系數(shù),保障施工安全。
3.提高巖土工程深基坑支護(hù)施工質(zhì)量
巖土深基坑支護(hù)施工必須做好過(guò)程控制,當(dāng)過(guò)程節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),及時(shí)糾正補(bǔ)救。因此,在巖土工程施工中,必須做好管理控制。
從領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)督保障施工質(zhì)量。在施工中,嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行精細(xì)的管理控制,從而確保施工質(zhì)量。在施工之前,施工人員首先要對(duì)施工流程熟悉,按照施工圖紙、施工環(huán)境以及地質(zhì)資料等因素,規(guī)劃施工進(jìn)程,保證降水時(shí)正常工作。
在施工時(shí),施工單位應(yīng)該明確任務(wù)何目標(biāo),做好錨桿桿位置擺放,長(zhǎng)度、數(shù)量、型號(hào)設(shè)計(jì),增加鋼筋范圍以及放坡系數(shù)等,從而確保專(zhuān)家審核。堅(jiān)持分層分段開(kāi)挖何支護(hù),讓土方開(kāi)挖順序何具體方法、設(shè)計(jì)結(jié)合,遵循相關(guān)深基坑開(kāi)挖原則,減少不規(guī)范開(kāi)完現(xiàn)象發(fā)生,從而有效縮短基坑開(kāi)挖無(wú)支柱暴露的時(shí)間,保障開(kāi)挖的對(duì)稱(chēng)型何均衡型,從根本上合理利用開(kāi)挖控制力度。
結(jié)束語(yǔ)
在巖土工程深基坑支護(hù)施工中,由于深基坑工程具有很強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)性和復(fù)雜性,因此,在實(shí)際施工中,施工人員應(yīng)該將管理和控制有機(jī)的聯(lián)系起來(lái),根據(jù)相關(guān)工程要求和其他條件具體考慮,從而安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的對(duì)施工工程進(jìn)行維護(hù)、支護(hù)和檢測(cè),保障施工質(zhì)量和效益。
參考文獻(xiàn)
1.《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012
[關(guān)鍵字]民用建筑;巖土工程;勘察
1.概述
同地質(zhì)勘察工程任務(wù)相比,巖土工程勘察任務(wù)不僅僅要正確反映場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和地基的實(shí)際情況,還應(yīng)該結(jié)合工程設(shè)計(jì)、施工條件進(jìn)行技術(shù)論證與分析評(píng)價(jià),然后服務(wù)于工程建設(shè)。而伴隨著我國(guó)巖土工程體制的推行,以及對(duì)工程建設(shè)要求的提高,巖土工程勘察單位的業(yè)務(wù)范圍由單純的地質(zhì)勘察任務(wù)拓展到巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、治理與監(jiān)測(cè)的全過(guò)程。在這其中,由于城市民用建筑的建設(shè)質(zhì)量對(duì)城市居民和家庭有著直接的影響,同時(shí)影響到社會(huì)的多個(gè)層面。因此,在民用建筑工程建設(shè)過(guò)程中,必須對(duì)巖土工程勘察任務(wù)以足夠的重視,且應(yīng)用科學(xué)、合理、適用的勘察手段以保證民用建筑工程勘察的準(zhǔn)確性,提高勘察工作效率。
2.巖土工程勘察技術(shù)與適用研究
2.1工程地質(zhì)測(cè)繪
工程地質(zhì)測(cè)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(duì)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(cè)試工作等其他勘察方法提供依據(jù)。在地形地貌和地質(zhì)條件較為復(fù)雜的場(chǎng)地,必須進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪;但對(duì)地形平坦、地質(zhì)條件簡(jiǎn)單且較狹小的場(chǎng)地,則可采用調(diào)查代替工程地質(zhì)測(cè)繪。同時(shí)測(cè)繪時(shí)應(yīng)注意調(diào)查訪問(wèn)有關(guān)情況。工程地質(zhì)測(cè)繪是認(rèn)識(shí)場(chǎng)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(cè)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。
2.2勘探
勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來(lái)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(cè)試和監(jiān)測(cè)。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 。
(1)鉆探:鉆探最常用的是回轉(zhuǎn)巖芯鉆探??讖綉?yīng)滿(mǎn)足取樣和抽水實(shí)驗(yàn)要求,孔深入目的層以下3~5m。深度量測(cè)精度不低于±5cm。巖樣采取率:完整、較完整巖體和粘性土、粉土不低于80%,較破碎、破碎巖體和碎石土、砂土不低于65%;對(duì)需重點(diǎn)查明的部位(滑動(dòng)帶、軟弱夾層等),應(yīng)采用雙層巖芯管連續(xù)取芯;當(dāng)需要確定巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD時(shí),應(yīng)采用75mm口徑雙層巖芯管和金剛石鉆頭。鉆探中按要求取巖樣、土樣、水樣和進(jìn)行原位測(cè)試。對(duì)受力層取樣和原位測(cè)試間距為1~2m;每一主要土層原狀土樣或原位測(cè)試數(shù)據(jù)不少于6件(組)。巖芯應(yīng)由專(zhuān)業(yè)人員及時(shí)編錄,柱狀圖巖土名稱(chēng)和性狀應(yīng)與原位測(cè)試和土工實(shí)驗(yàn)結(jié)果相互吻合。
(2)井探、槽探和洞探:當(dāng)鉆探方法難于準(zhǔn)確查明地下情況(如斷層、滑坡、大壩、隧道、地下洞室等)時(shí),采用井探、槽探和洞探。探井的深度不宜超過(guò)地下水位,豎井、平洞的深(長(zhǎng))度和斷面按工程要求確定。
(3)物探:是一種間接的勘探手段,可以采取鉆孔波速測(cè)試法、場(chǎng)地微振動(dòng)測(cè)試和室內(nèi)、外測(cè)試法等,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(shí)解決工程地質(zhì)測(cè)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(cè)繪工作配合使用。在工程勘察中,物探既是一種勘探手段,也是一種原位測(cè)試手段,可測(cè)定巖土體的波速、動(dòng)彈性模量、動(dòng)剪切模量、卓越周期、電阻率、放射性輻射參數(shù)、土對(duì)金屬的腐蝕性等。
勘探工程一般都需要?jiǎng)佑脵C(jī)械和動(dòng)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(zhǎng),而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時(shí)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(cè)繪和物探成果為依據(jù),切避盲目性和隨意性。
2.3原位測(cè)試
標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)是目前用得最多的一種原位測(cè)試方法。利用標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)判別巖石風(fēng)化程度(強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化、殘積土),粘性土、粉土、砂性土狀態(tài),飽和砂土、粉土液化可能性,確定土的變形參數(shù)時(shí),用實(shí)測(cè)擊數(shù)(N,);查算地基承載力時(shí)用桿長(zhǎng)校正后擊數(shù),可用標(biāo)準(zhǔn)值或最小平均值。
原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的,是為巖土工程問(wèn)題分析評(píng)價(jià)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(shí)間關(guān)系的參數(shù)等 。原位測(cè)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。
2.4室內(nèi)試驗(yàn)
室內(nèi)試驗(yàn)主要包括土的物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、土的壓縮~固結(jié)實(shí)驗(yàn)、土的抗剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、土的動(dòng)力性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、巖石實(shí)驗(yàn)和水質(zhì)分析。
原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)相比,各有優(yōu)缺點(diǎn) 。
原位測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)是:試樣不脫離原來(lái)的環(huán)境,基本上在原位應(yīng)力條件下進(jìn)行試驗(yàn);所測(cè)定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)難以采樣的巖土層仍能通過(guò)試驗(yàn)評(píng)定其工程性質(zhì)。
缺點(diǎn)是:試驗(yàn)時(shí)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)實(shí)驗(yàn)歷史較久,其優(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);可以大量取樣。
缺點(diǎn)是:試樣尺寸小,不能反映宏觀結(jié)構(gòu)和非均質(zhì)性對(duì)巖土性質(zhì)的影響,代表性差;試樣不可能真正保持原狀,而且有些巖土也很難取得原狀試樣。
2.5現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)是構(gòu)成巖土工程系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),大量工作在施工和運(yùn)營(yíng)期間進(jìn)行;但是這項(xiàng)工作一般需在高級(jí)勘察階段開(kāi)始實(shí)施,所以又被列為一種勘察方法。它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(chǎng)檢驗(yàn)的涵義,包括施工階段對(duì)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。而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)則主要包含施工作用和各類(lèi)荷載對(duì)巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測(cè)、施工和運(yùn)營(yíng)中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測(cè)和對(duì)環(huán)境影響的監(jiān)測(cè)等方面。
檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)所獲取的資料,可以反求出某些工程技術(shù)參數(shù),并以此為依據(jù)及時(shí)修正設(shè)計(jì),使之在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)化。此項(xiàng)工作主要是在施工期間內(nèi)進(jìn)行,但對(duì)有特殊要求的工程以及一些對(duì)工程有重要影響的不良地質(zhì)現(xiàn)象,應(yīng)在建筑物竣工運(yùn)營(yíng)期間繼續(xù)進(jìn)行。
2.6高新技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,在巖土工程勘察領(lǐng)域中不斷引進(jìn)高新技術(shù)。例 如,工程地質(zhì)綜合分析、工程地質(zhì)測(cè)繪制圖和不良地質(zhì)現(xiàn)象監(jiān)測(cè)中遙感(RS)、地理信息系統(tǒng) (GIS)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)即“3S”技術(shù)的引進(jìn);勘探工作中地質(zhì)雷達(dá)和地球物理層析成像技術(shù)(CT)的應(yīng)用等。
(1)遙感技術(shù):遙感技術(shù)是從遠(yuǎn)距離感知目標(biāo)反射或自身輻射的電磁波、可見(jiàn)光、紅外線,對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的技術(shù)。具有探測(cè)范圍大;信息量大,手段多,技術(shù)先進(jìn)和獲取信息快,更新周期短,可實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)。
(2)地理信息系統(tǒng):地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有時(shí)又稱(chēng)為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下,對(duì)整個(gè)或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。將GIS應(yīng)用于民用建筑巖土工程勘察,使地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程地質(zhì)資料的輸入、存儲(chǔ)以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化綜合動(dòng)態(tài)查詢(xún)、檢索等基本功能,增強(qiáng)了地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)適用性,可為城市各級(jí)勘察管理部門(mén)提供科學(xué)的結(jié)論和更高層次的輔助決策信息,以更好地指導(dǎo)城市巖土工程和工程勘察工作。這樣具有重要的工程實(shí)用意義,必將產(chǎn)生重大的社會(huì)效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
(3)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng):利用GPS定位衛(wèi)星,在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng),稱(chēng)為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)GPS。具有定位精度高、觀測(cè)時(shí)間短、測(cè)站間無(wú)需通視、儀器操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。
4.總結(jié)
巖土工程勘察工作的任務(wù)是查明情況,提供各種相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù),分析和評(píng)價(jià)場(chǎng)地的巖土工程條件并提出解決巖土工程問(wèn)題的建議,以保證工程建設(shè)安全、高效運(yùn)行,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展??傊?,要高效而順利的完成勘察工作,我們應(yīng)根據(jù)目前巖土工程勘察行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r以及民用建筑巖土工程勘察項(xiàng)目的共同性和其特殊性有針對(duì)性地選用技術(shù)手段。使我們勘察企業(yè)跟上行業(yè)發(fā)展的腳步,邁上和諧健康發(fā)展的道路。
[參考文獻(xiàn)]
[1]胡聿賢.地震工程學(xué).地震工程出版社.1998;
關(guān)鍵詞:擋墻加固;反演分析法;重力式擋土墻
云南省地處高原山區(qū),城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)多處于山前斷陷盆地、山麓坡地。隨著近些年城鎮(zhèn)建設(shè)的迅猛發(fā)展,尤其是云南省政府“城鎮(zhèn)上山”重大決策的提出,房屋建設(shè)往往牽扯到邊坡治理問(wèn)題。重力式擋土墻因其具有施工方便、就地取材、經(jīng)濟(jì)效果好等優(yōu)點(diǎn),在山地工程建設(shè)中得到廣泛的運(yùn)用。但受限于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、施工質(zhì)量等因素,往往施工完成后不久就出現(xiàn)嚴(yán)重變形,存在安全隱患。對(duì)于此類(lèi)擋土墻的加固,如何在考慮既有支擋措施的基礎(chǔ)上,提出既安全又經(jīng)濟(jì)的治理方案,是各位建設(shè)工作者都在思考的問(wèn)題。筆者結(jié)合多年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),采用基于反演分析法的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行擋墻加固設(shè)計(jì),實(shí)際應(yīng)用效果較好。
1 反演分析法思路
《建筑邊坡工程鑒定與加固技術(shù)規(guī)范》第4.4.4條“當(dāng)邊坡工程已產(chǎn)生變形或滑動(dòng)時(shí),可采用反演分析法確定滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。對(duì)出現(xiàn)變形的邊坡工程,其穩(wěn)定性系數(shù)Ks宜取1.00~1.05;對(duì)產(chǎn)生滑動(dòng)的邊坡工程,其穩(wěn)定系數(shù)Ks宜取0.95~1.00?!奔暗?.2.2條“……3計(jì)算單元中的組合支護(hù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應(yīng)滿(mǎn)足下式要求:ζLRN+R0≥KS……”。
基于以上規(guī)范要求,我們可以假設(shè)現(xiàn)狀邊坡或擋墻是處于臨界平衡狀態(tài)的,臨界狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)可按等于1.00考慮。此時(shí)邊坡平衡狀態(tài)方程可表述為:
R0≈K0S(式1)
式中:R0―原支護(hù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的有效抗力;
S―支護(hù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的外部作用力;
K0―現(xiàn)狀下邊坡穩(wěn)定安全系數(shù),≈1.00。
加固后的擋墻或邊坡的設(shè)計(jì)安全系數(shù)須滿(mǎn)足規(guī)范要求,可表述為:
ζLRN+R0≥KS(式2)
式中:ζL―新增支護(hù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗力發(fā)揮系數(shù);
RN―新增支護(hù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗力;
K―滿(mǎn)足規(guī)范要求的安全系數(shù)。
聯(lián)立以上平衡狀態(tài)方程,根據(jù)邊坡或擋墻主動(dòng)土壓力及安全系數(shù),反演推算需要增加的錨固力,進(jìn)行快速計(jì)算,制定方案。
2 工程實(shí)例
2.1 工程概況
云南省楚雄市某工業(yè)園區(qū)位于楚雄盆地東側(cè),屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌單元,場(chǎng)地總體地勢(shì)北東高、南西低,原始地形為自然的斜坡地帶,經(jīng)場(chǎng)地開(kāi)挖整平后,各工業(yè)廠區(qū)呈臺(tái)階狀分布。某塑料廠與某礦山機(jī)械廠緊鄰建設(shè),場(chǎng)地高差約7.5~8.0m。廠區(qū)建設(shè)時(shí)在高差處采用重力式漿砌片石擋土墻進(jìn)行支護(hù),石材選用當(dāng)?shù)氐闹酗L(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。擋墻砌筑時(shí)為冬季,完成后無(wú)重大變形。第二年夏天雨季來(lái)臨后,擋墻開(kāi)始出現(xiàn)變形,至10月份雨季結(jié)束,該擋墻轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)縱向裂縫(圖1),寬約5~10cm,墻頂廠區(qū)地面出現(xiàn)平行擋墻走向方向裂縫,距離擋墻頂邊約2.0~3.5m,寬約2~3cm,墻身砌體片石出現(xiàn)縱向和橫向裂紋(圖2),擋墻泄水孔未見(jiàn)出水。擋土墻的變形嚴(yán)重影響到墻頂及墻腳廠區(qū)的人員生命和財(cái)產(chǎn)安全。
究其原因,主要是雨季地表水下滲后,土體自重增大,墻后主動(dòng)土壓力變大,同時(shí)擋墻砌體所選用的泥質(zhì)粉砂巖抗壓強(qiáng)度不夠,不足以抵抗主動(dòng)土壓力,導(dǎo)致墻體剪切破壞。
2.2 反演分析計(jì)算
由于該擋墻設(shè)計(jì)時(shí)未按規(guī)范實(shí)施,建設(shè)方不能提供原設(shè)計(jì)圖紙及邊坡勘察資料,故本次擋墻加固采用“反演分析法”進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程如下:
采用朗肯土壓力公式計(jì)算天然狀態(tài)下?lián)鯄λ艿酵翂毫?,填土重度?9KN/m3,填土綜合內(nèi)摩擦角取30°:
Ea1=0.5×19×82×tan2(45-30/2)=202.7KN/m
坡頂荷載產(chǎn)生的土壓力:
Ea2=35×8×tan2(45-30/2)=93.3KN/m
則單位長(zhǎng)度擋墻所承受的土壓力為:
Ea合=296.0KN
根據(jù)擋土墻變形現(xiàn)狀,假定現(xiàn)狀安全系數(shù)為1.00,則根據(jù)式1推導(dǎo)單位長(zhǎng)度原擋土墻可提供的有效抗力為:
Ep合≈Ea合=296.0KN
擋墻加固考慮采用預(yù)應(yīng)力錨索加固,設(shè)計(jì)2排,間距3.5m,新增加錨索安全發(fā)揮系數(shù)ζL取0.95,加固后的擋設(shè)計(jì)安全系數(shù)取1.4,則根據(jù)式2有:
0.95×2×RN+296.0×3.5≥1.4×296.0×3.5
RN≥218.1KN
考慮到場(chǎng)地內(nèi)地基土主要為全~強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖,錨桿的極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按135kPa考慮,則設(shè)計(jì)錨索錨固長(zhǎng)度L:
L=2.4×218.1/(3.14×0.15×135×cos25°)=9.1m
2.3 治理方案
為保證擋土墻墻頂及墻腳廠區(qū)安全,采取“預(yù)應(yīng)力錨索+框格梁+現(xiàn)澆擋土板”的加固設(shè)計(jì)方案:
2.3.1 預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)
根據(jù)計(jì)算,在擋土墻面設(shè)計(jì)增加2道預(yù)應(yīng)力錨索,錨索采用4束φ15.2mm低松弛鋼絞線(極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860MPa),第1道錨索總長(zhǎng)18m,自由段8m,錨固段10m,第2道錨索總長(zhǎng)16m,自由段6m,錨固段10m,錨索成孔直徑150mm,錨索鎖定值220KN,入射角度25°。最下排框格梁設(shè)置6m長(zhǎng)鋼筋錨桿。
2.3.2 框格梁及梁間擋土板設(shè)計(jì)
在擋土墻墻面搭設(shè)腳手架施工框格梁及梁間擋土板??蚋窳毫簩?0cm×40cm,設(shè)置水平梁3道,間距4m、2.8m,豎向梁橫向間距3.5m。梁間設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土擋土板,板厚30cm。
2.3.3 泄水孔設(shè)計(jì)
擋土板設(shè)置泄水孔,孔間距2.5m×3.0m,要求孔底穿透原擋土墻墻身,進(jìn)入墻后土體不小于10cm。
2.3.4 墻頂?shù)孛骓鸥采w設(shè)計(jì)
墻頂廠區(qū)地面全部采用砼覆蓋,做好地面散水、排水處理,嚴(yán)禁地表水滲入墻后土體。
2.3.5 治理效果
該擋土墻加固施工至今已2年,自竣工后該擋土墻運(yùn)行良好,墻面、墻頂?shù)孛嫖丛俪霈F(xiàn)裂縫,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)重大變形。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)基于反演分析法的重力式擋土墻加固設(shè)計(jì)案例的分析,總結(jié)以下結(jié)論:
(1)在工程實(shí)踐中,反演分析法在缺少相關(guān)資料的情況下,可以迅速的制定出比較安全、經(jīng)濟(jì)、合理的加固設(shè)計(jì)方案。由于較充分考慮了原有擋墻的作用,因此可大量節(jié)約工程投資,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
(2)重力式擋土墻的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行,合理設(shè)計(jì)、精心施工,砌體材料強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度要求。鑒于楚雄地區(qū)石材多為泥質(zhì)粉砂巖,建議超過(guò)5m以上邊坡治理慎重選擇漿砌片石重力式擋土墻。
(3)反演分析法要求設(shè)計(jì)者對(duì)當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)踐經(jīng)驗(yàn)了解比較充分,對(duì)個(gè)別關(guān)鍵參數(shù),如現(xiàn)狀安全系數(shù)、土體所能提供的錨桿極限粘結(jié)強(qiáng)度值等有較準(zhǔn)確的判斷的情況下方可實(shí)施。
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關(guān)鍵詞山區(qū)高速公路勘察設(shè)計(jì)施工運(yùn)營(yíng)工程地質(zhì)條件地質(zhì)病害
1概述
由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和路網(wǎng)完善的需求,高速公路逐步進(jìn)入山區(qū)。高速公路由于其線形指標(biāo)高,工程艱巨,投資巨大,對(duì)自然環(huán)境的破壞也非常嚴(yán)重。隨著環(huán)境保護(hù)理念的日益深入人心,對(duì)于山區(qū)高速公路的勘察設(shè)計(jì)、施工運(yùn)營(yíng)等方面的環(huán)保要求也越來(lái)越高。山區(qū)公路環(huán)境載體主要是自然環(huán)境,也是地質(zhì)環(huán)境。山區(qū)一般地形地質(zhì)條件復(fù)雜,地質(zhì)環(huán)境脆弱,地質(zhì)災(zāi)害多發(fā),高速公路的建設(shè)不可避免的要切坡、填溝、打洞(隧道),對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞,處理不好還會(huì)誘發(fā)和加劇各種地質(zhì)災(zāi)害,增加公路建設(shè)投資,影響工期,甚至給運(yùn)營(yíng)階段帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。因此山區(qū)高速公路的環(huán)保主要是地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害的防治。
要建設(shè)一條兼顧交通、環(huán)保、生態(tài)等方面要求的高標(biāo)準(zhǔn)的山區(qū)高速公路,應(yīng)該重視和加強(qiáng)地質(zhì)工作。地質(zhì)工作應(yīng)貫穿于設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程。對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象和規(guī)律的認(rèn)識(shí)(巖土工程勘察工作)是由面到線、由線到點(diǎn)、由表及里、由粗到細(xì)、由宏觀到微觀,逐步深入的,根據(jù)不同階段應(yīng)采取不同的方法和手段。
2勘察設(shè)計(jì)階段
地質(zhì)條件是客觀存在的,山區(qū)高速公路在自然地質(zhì)環(huán)境中穿行,并對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行改造,應(yīng)該認(rèn)識(shí)地質(zhì)規(guī)律,尊重地質(zhì)規(guī)律,在設(shè)計(jì)中充分考慮地質(zhì)因素,遵循地質(zhì)原則,從源頭上盡量減少山區(qū)高速公路對(duì)自然環(huán)境的破壞,并且為施工和運(yùn)營(yíng)提供良好的條件。
2.1工可階段——貫徹地質(zhì)選線的原則
山區(qū)公路地質(zhì)選線主要受到地形和不良地質(zhì)現(xiàn)象的制約,主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象有滑坡、泥石流、巖崩、巖溶、巖堆(坡積層)、軟弱土、膨脹土、濕陷性黃土、凍土、水害、采空區(qū)以及強(qiáng)震區(qū)(高地應(yīng)力)等。本階段應(yīng)盡可能詳細(xì)地收集區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)、巖石地層、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地震地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等方面的資料,利用遙感資料(衛(wèi)片和航片),編制中比例尺(1:5萬(wàn)或1:10萬(wàn))工程地質(zhì)圖和地質(zhì)災(zāi)害(不良地質(zhì)現(xiàn)象)分布圖,圖上標(biāo)注大的地質(zhì)構(gòu)造(主要是斷層)、重大的地質(zhì)病害體,分析區(qū)域性的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生條件,進(jìn)行初步的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估,配合路線方案設(shè)計(jì),進(jìn)行必要的現(xiàn)場(chǎng)踏勘和重點(diǎn)路段的調(diào)查,反復(fù)對(duì)比,優(yōu)選出工程地質(zhì)條件最好、地質(zhì)災(zāi)害最少、工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的不利影響最小的路線走廊帶,真正貫徹地質(zhì)選線的原則。對(duì)于滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、巖溶、軟土、泥沼等嚴(yán)重不良地質(zhì)地段和沙漠、多年凍土等特殊地區(qū),一般情況下路線應(yīng)設(shè)法繞避。
2.2初設(shè)階段——突出重大地質(zhì)病害對(duì)路線方案的制約
確定路線方案前應(yīng)對(duì)沿線地質(zhì)構(gòu)造帶、斷層、巖石的層理情況、地質(zhì)病害的分布及范圍等,通過(guò)對(duì)遙感地質(zhì)判釋資料以及不同勘測(cè)階段的勘探、調(diào)查資料的分析,研究路線通過(guò)方案并不斷優(yōu)化。對(duì)地質(zhì)較為復(fù)雜地段還應(yīng)注意在設(shè)線后誘發(fā)并加劇地質(zhì)病害的可能性,謹(jǐn)慎的確定路線的線位和采取的工程措施。地質(zhì)技術(shù)人員應(yīng)配合路線設(shè)計(jì)師作好地質(zhì)咨詢(xún)工作,可以沿初步擬定的路線線位,進(jìn)行全線踏勘,對(duì)重點(diǎn)工點(diǎn)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查,得出初擬線位沿線的基本工程地質(zhì)情況,評(píng)估路線方案的可行性,發(fā)現(xiàn)重大不良地質(zhì)地段或預(yù)測(cè)工后會(huì)出現(xiàn)難以治理的地質(zhì)病害的路段要及時(shí)反饋信息,以便盡快調(diào)整路線線位?;敬_定路線方案后,及時(shí)委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作,并進(jìn)行大比例尺(1:1萬(wàn))的地質(zhì)遙感解譯及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和工程地質(zhì)調(diào)繪工作,編制1:1萬(wàn)工程地質(zhì)圖和路線區(qū)域地質(zhì)病害現(xiàn)狀圖。圖件的重點(diǎn)是地質(zhì)災(zāi)害和重要工點(diǎn)的工程地質(zhì)條件,要有針對(duì)性,要突出重點(diǎn),不可以拿1:5萬(wàn)地質(zhì)圖放大。現(xiàn)在委托地質(zhì)部門(mén)做的圖件,有些不能稱(chēng)為工程地質(zhì)圖,只能稱(chēng)為基本地質(zhì)圖(工程地質(zhì)分區(qū)太籠統(tǒng)、工程地質(zhì)條件的論述太簡(jiǎn)略)。地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估工作不能夠代替1:1萬(wàn)工程地質(zhì)圖的編制,但二者可結(jié)合進(jìn)行,以節(jié)約時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。
很多地質(zhì)災(zāi)害(滑坡、泥石流等)由于植被覆蓋、后期人工改造以及觀察角度和范圍有限等原因,在現(xiàn)場(chǎng)難以判斷。通過(guò)遙感資料(如航片)可以從宏觀上觀察全貌,合理的解譯,有利于對(duì)此類(lèi)不良地質(zhì)體的正確認(rèn)識(shí)。
當(dāng)工作中發(fā)現(xiàn)仍有重大的地質(zhì)病害存在或有潛在的重大地質(zhì)病害時(shí),必須及時(shí)調(diào)整線位。對(duì)于重大的地質(zhì)病害應(yīng)盡量繞避,實(shí)在無(wú)法繞避的要考慮工程措施的可能性與可靠性,盡量在路線的平縱面優(yōu)化上下功夫(采用分離式路基、用橋隧構(gòu)造物通過(guò)、從滑坡體上部通過(guò)、半路半橋等),避免高填深挖,以減少對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞,提高工程措施的可靠性和安全度。對(duì)地質(zhì)病害應(yīng)以防為主,以治為輔,能避當(dāng)避,即使增加工程造價(jià)也是值得的。
以安徽省徽杭高速公路為例,該路全長(zhǎng)約80km,有四分之三路段位于山區(qū),由于勘測(cè)時(shí)間較早,對(duì)山區(qū)高速公路特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足,以投資為主要控制因素,其中有一半左右的路段基本沿區(qū)域性的三陽(yáng)斷裂帶布設(shè)。受構(gòu)造影響,巖體風(fēng)化破碎嚴(yán)重,并且沿線分布有雄村滑坡、朱村滑坡等規(guī)模較大的不良地質(zhì)體。施工開(kāi)挖后,出現(xiàn)大量的不穩(wěn)定邊坡,甚至誘發(fā)了部分滑坡。對(duì)于部分地質(zhì)病害路段及時(shí)調(diào)整線位,進(jìn)行了避讓?zhuān)嗟牟『Χ沃荒懿扇≈卫泶胧?,結(jié)果造價(jià)大幅攀升,嚴(yán)重影響了工期,并且治理效果也難以預(yù)測(cè)。
必要時(shí)應(yīng)增加技術(shù)設(shè)計(jì)階段,對(duì)重大地質(zhì)病害路段進(jìn)行深入勘察,確定路線可行性。
2.3施工圖設(shè)計(jì)階段——詳查工點(diǎn)地質(zhì)條件
通過(guò)初步設(shè)計(jì)階段的各種地質(zhì)工作,已經(jīng)基本查明路沿線的地質(zhì)條件,但是工作深度和廣度還不夠。本階段應(yīng)詳查工點(diǎn)地質(zhì)(橋位、隧道、深路塹、高填路堤、陡坡路堤、支擋構(gòu)造物),進(jìn)行重要工點(diǎn)1:2000地質(zhì)測(cè)繪。采用調(diào)查、測(cè)繪、槽探、坑探、鉆探、物探等綜合勘察手段。查明場(chǎng)地巖土體組成、性質(zhì)、分布以及風(fēng)化層、不良地質(zhì)、特殊性巖土等工程地質(zhì)條件在路線縱橫方向的變化。以前對(duì)于橋位和隧道等構(gòu)造物工點(diǎn)地質(zhì)勘察較為重視,但是對(duì)于深路塹和陡路堤、斜坡路堤、支擋構(gòu)造物等路基方面的工點(diǎn)也必須加強(qiáng)勘察,特別是高邊坡和不良地質(zhì)體的勘察和預(yù)測(cè)。另外對(duì)于筑路材料料場(chǎng)和棄土場(chǎng)的勘察一定要重視,以前山區(qū)公路曾出現(xiàn)過(guò)取土、棄土場(chǎng)所不合理,亂挖亂棄,破壞環(huán)境,導(dǎo)致水土流失的事例。
除了詳細(xì)的地質(zhì)勘察工作之外,還要貫徹綜合設(shè)計(jì)原則,在路線設(shè)計(jì)的各個(gè)階段,對(duì)工程地質(zhì)條件要有充分的了解,保證路線方案的科學(xué)性。對(duì)地質(zhì)資料要充分利用,橋位、隧道、路線各有一套地質(zhì)資料,但彼此經(jīng)常脫節(jié)。比如當(dāng)橋隧相連時(shí),隧道勘察發(fā)現(xiàn)有不良地質(zhì)現(xiàn)象,橋梁設(shè)計(jì)人員卻不知道,還把橋臺(tái)置于其上。因此加強(qiáng)各專(zhuān)業(yè)之間的交流溝通,互相學(xué)習(xí)。從事路線、隧道、橋梁設(shè)計(jì)的人員要盡量多地掌握一些基本的地質(zhì)知識(shí),以有利于對(duì)地質(zhì)資料的合理使用。
3施工階段——遵循信息化施工、補(bǔ)充勘察、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則
由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和勘察周期的制約,有些復(fù)雜場(chǎng)地(巖溶、破碎帶、巖性縱橫向差異大的地區(qū))或地形困難場(chǎng)地(陡坡、魚(yú)塘等)在設(shè)計(jì)階段難以布置充分的勘察工作量,無(wú)法查清場(chǎng)地詳細(xì)工程地質(zhì)條件。在施工期間,可以進(jìn)行補(bǔ)充勘察,如對(duì)巖溶發(fā)育區(qū)或巖性差異大的場(chǎng)地逐樁鉆探,對(duì)原進(jìn)場(chǎng)困難場(chǎng)地通過(guò)施工便道進(jìn)場(chǎng)鉆探。施工中發(fā)現(xiàn)新的地質(zhì)問(wèn)題也要補(bǔ)充勘察。應(yīng)該把施工期間的勘察工作視作設(shè)計(jì)期間勘察工作的重要補(bǔ)充。
另外本階段應(yīng)遵循信息化施工(施工中監(jiān)測(cè))、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則。隧道的超前預(yù)報(bào)、邊坡的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)都是施工階段必須要進(jìn)行的工作。施工單位一定要配備過(guò)硬的地質(zhì)技術(shù)人員,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,不要等到地質(zhì)病害已經(jīng)發(fā)生才去治理,要有前瞻性、預(yù)見(jiàn)性,發(fā)現(xiàn)邊坡、隧道等有失穩(wěn)的趨勢(shì)之后要立即反饋業(yè)主和設(shè)計(jì)單位,并及時(shí)采取合適的加固措施,避免邊坡、隧洞大面積失穩(wěn)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,設(shè)計(jì)階段的勘察工作對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)往往是不全面的,甚至是錯(cuò)誤的,據(jù)此進(jìn)行的設(shè)計(jì)只能稱(chēng)為預(yù)設(shè)計(jì)。在邊坡或隧道斷面開(kāi)挖以后,很多問(wèn)題才會(huì)發(fā)現(xiàn),此時(shí)應(yīng)有巖土工程技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng),對(duì)照原有的勘察設(shè)計(jì)方案,發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題之后通過(guò)合理工序及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案。等到問(wèn)題已經(jīng)發(fā)生才去采取措施,既多花了錢(qián),又耽誤了工期。
目前施工單位的巖土工程技術(shù)人員也是極為缺乏的,有時(shí)由于不合理的施工方法導(dǎo)致或加劇了地質(zhì)病害的發(fā)生和發(fā)展(如在破碎巖體上放大炮、自下而上開(kāi)挖邊坡等)
施工期間的巖土工程監(jiān)理工作目前還較為薄弱的,有豐富理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的巖土監(jiān)理工程師極為缺乏,使施工期間的地質(zhì)病害預(yù)防工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。
4運(yùn)營(yíng)階段——加強(qiáng)敏感點(diǎn)監(jiān)測(cè)
山區(qū)高速公路運(yùn)營(yíng)期間也要高度重視地質(zhì)工作。因?yàn)橛行┑刭|(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,應(yīng)力釋放或邊坡的蠕變有些需要長(zhǎng)達(dá)幾年乃至十幾年的時(shí)間,一次性治理有時(shí)并不能保證長(zhǎng)治久安。因此對(duì)于一些在施工中出現(xiàn)病害的路段或重要工點(diǎn)要建立數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)行變形、位移和地下水的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),定期巡查,建立防災(zāi)和預(yù)警系統(tǒng),在雨季或洪水季節(jié)要加強(qiáng)對(duì)敏感點(diǎn)的監(jiān)測(cè)。通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)記錄,還可以更深入的認(rèn)識(shí)地質(zhì)規(guī)律,分析地質(zhì)病害的發(fā)生發(fā)展機(jī)理,預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)有不利的趨勢(shì)要及時(shí)采取措施。
5山區(qū)公路建設(shè)地質(zhì)工作中存在的問(wèn)題
5.1前期階段
工可階段對(duì)地質(zhì)工作不夠重視,地質(zhì)遙感工作不做或精度不夠,不能夠貫徹地質(zhì)選線的原則,導(dǎo)致選定的路線走廊帶中地質(zhì)病害多,處理難度大,給后期工作帶來(lái)極大難度。
初步設(shè)計(jì)階段,由于路線方案調(diào)整較大,而工期緊張,因此很多勘察工作量作廢,路線地質(zhì)精度不夠,部分工點(diǎn)缺少地質(zhì)資料,給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)隱患,也使得施工圖設(shè)計(jì)階段路線方案有時(shí)發(fā)生較大調(diào)整。
施工圖設(shè)計(jì)階段不做或漏做重要工點(diǎn)的1:2000地質(zhì)測(cè)繪,或雖做了但精度不夠;對(duì)一些地質(zhì)病害研究不深,導(dǎo)致對(duì)一些重要工點(diǎn)的勘察深度不夠;對(duì)于路線地質(zhì)調(diào)查深度不夠,導(dǎo)致一些地質(zhì)敏感點(diǎn)遺漏,在施工中出現(xiàn)地質(zhì)病害。構(gòu)造物勘察相對(duì)較細(xì),而路基方面的勘察則往往較粗略。
目前的山區(qū)公路工程勘察還存在許多有待改進(jìn)的地方。由于現(xiàn)在很多項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)工期都非常緊張,如何在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到盡可能高的勘察精度,的確是一個(gè)難題。為搶時(shí)間,現(xiàn)在地質(zhì)勘察工作很大一部分外委出去,全線人員設(shè)備上了很多,但在施工中仍會(huì)暴露出很多地質(zhì)問(wèn)題。這一方面是由于地質(zhì)現(xiàn)象的隱蔽性和地質(zhì)科學(xué)的復(fù)雜性,難以全面深入地認(rèn)識(shí)地質(zhì)現(xiàn)象,另一方面也是由于從事巖土工程的技術(shù)人員本身能力有限所致。巖土工程在一定程度上屬于經(jīng)驗(yàn)學(xué)科,技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)非常重要。外委的勘察單位一定要過(guò)硬,對(duì)于其提供的地質(zhì)資料要進(jìn)行審核,去偽存真,對(duì)于不能夠滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的堅(jiān)決返工。在其外業(yè)和內(nèi)業(yè)階段要進(jìn)行監(jiān)督,多溝通。外行業(yè)的地勘隊(duì)伍往往對(duì)公路工程的特點(diǎn)及公路勘察規(guī)范了解不夠,不能夠有針對(duì)性的進(jìn)行勘察,資料經(jīng)常不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。另外由于工期緊,技術(shù)準(zhǔn)備不足,勘察手段不合理,經(jīng)常導(dǎo)致勘察深度不足,如隧道勘探未采用雙管單動(dòng)鉆進(jìn),無(wú)法判斷RQD,鉆探工藝和技術(shù)不過(guò)硬,巖石取心率低,鉆孔水文地質(zhì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足,對(duì)邊坡勘察無(wú)法判斷滑動(dòng)面,無(wú)法取得可信的各種力學(xué)參數(shù),物探手段與其他勘探手段的互相校核精度不夠等,甚至有個(gè)別單位編造資料應(yīng)付設(shè)計(jì)。所以不僅要看投入了多少人力物力,還要看投入人員技術(shù)水平、職業(yè)技能和職業(yè)道德素質(zhì)如何,擬定的勘察方案是否合理,對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)是否科學(xué)。在實(shí)踐中,由于技術(shù)人員水平參差不齊,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)判、漏判地質(zhì)病害的現(xiàn)象。因此加強(qiáng)公路巖土工程從業(yè)人員的技術(shù)水平是非常緊迫的事情。
5.2施工階段
地質(zhì)技術(shù)力量薄弱,巖土工程監(jiān)測(cè)和監(jiān)理不力,施工工序和方法不對(duì),導(dǎo)致地質(zhì)病害的加劇,甚至誘發(fā)地質(zhì)病害。對(duì)工程地質(zhì)特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足,不能夠及時(shí)預(yù)測(cè)和反饋地質(zhì)病害,只能被動(dòng)地等待地質(zhì)病害的發(fā)生。
5.3運(yùn)營(yíng)階段
地質(zhì)工作目前還基本上是空白,無(wú)法保證山區(qū)高速公路的安全順暢。
6正確認(rèn)識(shí)地質(zhì)工作的重要性和特殊性
由于巖土體的組成物質(zhì)差異,更重要的是在巖土體內(nèi)部分布有大量的不連續(xù)界面,把完整的巖土體分割成許多塊體,總體為非均質(zhì)體,在應(yīng)力的傳遞上非常復(fù)雜,因此巖土工程屬于非線性科學(xué)。現(xiàn)有的巖石力學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)等均難以準(zhǔn)確的描述巖土體實(shí)際的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生除了其本身的因素外,還受到許多外界的因素影響,十分復(fù)雜。因此,對(duì)于巖土工程的分析計(jì)算只能是半定量的,在很大程度上受分析者經(jīng)驗(yàn)的制約。對(duì)于已經(jīng)存在的滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)病害,其周界相對(duì)清楚,各種勘察設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范較完備,認(rèn)識(shí)起來(lái)相對(duì)容易。最難的是對(duì)于現(xiàn)狀穩(wěn)定的高邊坡,預(yù)測(cè)其人工開(kāi)挖后的穩(wěn)定性。對(duì)于其地質(zhì)構(gòu)造的分析,地質(zhì)-力學(xué)模型的建立,穩(wěn)定計(jì)算分析都十分困難??辈焐疃入y以保證,穩(wěn)定性計(jì)算方法不夠科學(xué),邊坡設(shè)計(jì)時(shí)也有其不合理之處,如一般都只給出最終的邊坡坡率和邊界,各種邊坡加固設(shè)計(jì)也是針對(duì)最終邊坡的,各種分析計(jì)算也是以最終邊坡為約束條件的。這樣即使地質(zhì)條件清楚,分析計(jì)算合理,設(shè)計(jì)穩(wěn)妥,施工嚴(yán)格遵循規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,也往往會(huì)出現(xiàn)難以預(yù)料的地質(zhì)病害。其中一個(gè)重要原因是未對(duì)開(kāi)挖過(guò)程中的各種邊坡條件進(jìn)行分析計(jì)算,雖然按最終邊坡條件計(jì)算是穩(wěn)定的,但不能夠保證任意開(kāi)挖條件下邊坡都是穩(wěn)定的。因此對(duì)于從事邊坡設(shè)計(jì)的巖土工程師而言,應(yīng)該對(duì)于邊坡開(kāi)挖過(guò)程中的多種控制性斷面穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算,提供合理的開(kāi)挖步驟和各種穩(wěn)定的開(kāi)挖斷面,并對(duì)不穩(wěn)定的中間邊坡提出臨時(shí)性的工程加固措施,以保證邊坡的穩(wěn)定開(kāi)挖。
7展望
技術(shù)進(jìn)步是山區(qū)高速公路成功修筑的重要保證?,F(xiàn)在采用三維數(shù)模,可以很快的得出路線平縱面模型,任意切割縱橫斷面,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之后可以很快的調(diào)整線位并重新進(jìn)行分析,大大提高了工作效率。相信隨著3S技術(shù)的發(fā)展,今后三維數(shù)模會(huì)和三維地學(xué)模型、巖土工程專(zhuān)家分析系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),對(duì)于重要工點(diǎn)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)工作,建立地質(zhì)-力學(xué)模型,通過(guò)專(zhuān)家分析系統(tǒng),可以任意模擬邊坡開(kāi)挖后的形狀及物理力學(xué)狀態(tài)的變化,迅速分析其穩(wěn)定性,進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。甚至還可以對(duì)邊坡等地質(zhì)病害通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診,聚集各方面力量以解決問(wèn)題。
8結(jié)語(yǔ)
地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害防治是山區(qū)高速公路建設(shè)成敗的關(guān)鍵,為此必須重視地質(zhì)工作。(1)業(yè)主要認(rèn)識(shí)到,前期的地質(zhì)工作一定要認(rèn)真細(xì)致,勘察設(shè)計(jì)階段多花些錢(qián)和時(shí)間,盡量詳細(xì)地查明地質(zhì)條件,避免地質(zhì)隱患,對(duì)于施工來(lái)說(shuō)會(huì)節(jié)約大量的投資和工期。(2)設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)勘察工作必須加強(qiáng),要達(dá)到必要的深度。(3)施工單位要加強(qiáng)地質(zhì)技術(shù)力量,業(yè)主單位也要增加地質(zhì)技術(shù)人員,巖土工程監(jiān)理工作要加強(qiáng)。(4)運(yùn)營(yíng)階段的巖土工程監(jiān)測(cè)工作必須重視。(5)單純依靠前期地質(zhì)工作對(duì)地質(zhì)客觀規(guī)律和地質(zhì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)是不夠的,在設(shè)計(jì)施工運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程中要不斷的加強(qiáng)地質(zhì)工作。(6)由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性,雖然進(jìn)行了前期地質(zhì)勘察工作,在施工和運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)地質(zhì)病害也是正常的。(7)設(shè)計(jì)階段深入細(xì)致的地質(zhì)工作可以確保施工時(shí)不出現(xiàn)大的地質(zhì)病害,施工階段的細(xì)致的地質(zhì)工作可以確保運(yùn)營(yíng)期間不出現(xiàn)大的地質(zhì)病害。(8)公路勘察設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理單位一般巖土工程技術(shù)力量相對(duì)薄弱,應(yīng)加強(qiáng)人才培養(yǎng),適應(yīng)山區(qū)高等級(jí)公路建設(shè)的需要。
山區(qū)高速公路的修建對(duì)勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)和部門(mén)都提出了更高的要求,大家要加強(qiáng)學(xué)習(xí),真正重視問(wèn)題的嚴(yán)重性??梢哉f(shuō),山區(qū)高速公路的修建,巖土工程是關(guān)鍵,地質(zhì)病害是控制性因素。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:地下施工環(huán)境
隨著高層建筑的興起與普及,深基坑工程越來(lái)越多。何謂深基坑工程?苔羅阿尼先生認(rèn)為:在開(kāi)挖深度不到6m時(shí),單憑經(jīng)驗(yàn)施工也不會(huì)遭到失敗,即使地基土質(zhì)略差,用一般方法也能安全施工。在設(shè)計(jì)中過(guò)分保守是不經(jīng)濟(jì)的。另外,如果深度大于6m,需要涉及到土力學(xué)方面的一些問(wèn)題。根據(jù)一些專(zhuān)家的建議,處理開(kāi)挖時(shí)擋土墻周?chē)鼗姆€(wěn)定問(wèn)題,一般采用穩(wěn)定系數(shù)Ns=γt。H/Cu,對(duì)Ns≤4為淺開(kāi)挖,Ns≥7為深開(kāi)挖,其中γt是濕土單位體積的重量(t/m3),H為開(kāi)挖深度(m),Cu是土的不固結(jié)不排水剪切強(qiáng)度t/m2.目前,我國(guó)深基坑工程具有下述特點(diǎn):
(1)深基坑工程具有很強(qiáng)的區(qū)域性
巖土工程區(qū)域性強(qiáng),巖土工程中的深基坑工程,區(qū)域性更強(qiáng)。如黃土地基、砂土地基、軟粘土地基等工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同的地基中,基坑工程差異性很大。即使是同一城市不同區(qū)域也有差異。正是由于巖土性質(zhì)千變?nèi)f化,地質(zhì)埋藏條件和水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性、不均勻性,往往造成勘察所得到的數(shù)據(jù)離散性很大,難以代表土層的總體情況,且精確度很低。因此,深基坑開(kāi)挖要因地制宜,根據(jù)本地具體情況,具體問(wèn)題具體分析,而不能簡(jiǎn)單地完全照搬外地的經(jīng)驗(yàn)。
(2)深基坑工程具有很強(qiáng)的個(gè)性
深基坑工程不僅與當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件和水文地質(zhì)條件有關(guān),還與基坑相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的位置、抵御變形的能力、重要性以及周?chē)鷪?chǎng)地條件有關(guān)。因此,對(duì)深基坑工程進(jìn)行分類(lèi),對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)允許變形規(guī)定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是比較困難的,應(yīng)結(jié)合地區(qū)具體情況具體運(yùn)用。
(3)基坑工程具有很強(qiáng)的綜合性
深基坑工程涉及土力學(xué)中強(qiáng)度(或稱(chēng)穩(wěn)定)、變形和滲流3個(gè)基本課題,三者融溶一起需要綜合處理。有的基坑工程土壓力引起支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問(wèn)題是主要矛盾,有的土中滲流引起土破壞是主要矛盾,有的基坑周?chē)孛孀冃问侵饕堋I罨庸こ痰膮^(qū)域性和個(gè)性強(qiáng)也表現(xiàn)在這一方面。同時(shí),深基坑工程是巖土工程、結(jié)構(gòu)工程及施工技術(shù)相互交*的學(xué)科,是多種復(fù)雜因素相互影響的系統(tǒng)工程,是理論上尚待發(fā)展的綜合技術(shù)學(xué)科。
(4)深基坑工程具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)
深基坑的深度和平面形狀,對(duì)深基坑的穩(wěn)定性和變形有較大影響。在深基坑設(shè)計(jì)中,要注意深基坑工程的空間效應(yīng)。土體蠕變體,特別是軟粘土,具有較強(qiáng)的蠕變性。作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力隨時(shí)間變化,蠕變將使土體強(qiáng)度降低,使土坡穩(wěn)定性減小,故基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)注意其時(shí)空效應(yīng)。
(5)深基坑工程具有較強(qiáng)的環(huán)境效應(yīng)
深基坑工程的開(kāi)挖,必將引起周?chē)鼗械叵滤蛔兓蛻?yīng)力場(chǎng)的改變,導(dǎo)致周?chē)鼗馏w的變形,對(duì)相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)產(chǎn)生影響。影響嚴(yán)重的將危及相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的安全與正常使用。大量土方運(yùn)輸也對(duì)交通產(chǎn)生影響。所以應(yīng)注意其環(huán)境效應(yīng)。
(6)深基坑工程具有較大工程量及較緊工期
由于深基坑開(kāi)挖深度一般較大,工程量比淺基坑增加很多。抓緊施工工期,不僅是施工管理上的要求,它對(duì)減小基坑變形,減小基坑周?chē)h(huán)境的變形也具有特別的意義。
(7)深基坑工程具有很高的質(zhì)量要求
由于深基坑開(kāi)挖的區(qū)域也就是將來(lái)地下結(jié)構(gòu)施工的區(qū)域,甚至有時(shí)深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)還是地下永久結(jié)構(gòu)的一部分,而地下結(jié)構(gòu)的好壞又將直接影響到上部結(jié)構(gòu),所以,必須保證深基坑工程的質(zhì)量,才能保證地下結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量,創(chuàng)造一個(gè)良好的前提條件,進(jìn)而保證整幢建筑物的工程質(zhì)量。另一方面,由于深基坑工程中的挖方量大,土體中原有天然應(yīng)力的釋放也大,這就使基坑周?chē)h(huán)境的不均勻沉降加大,使基坑周?chē)慕ㄖ锍霈F(xiàn)不利的拉應(yīng)力,地下管線的某些部位出現(xiàn)應(yīng)力集中等,故深基坑工程的質(zhì)量要求高。
(8)深基坑工程具有較大的風(fēng)險(xiǎn)性
深基坑工程是個(gè)臨時(shí)工程,安全儲(chǔ)備相對(duì)較小,因此風(fēng)險(xiǎn)性較大。由于深基坑工程技術(shù)復(fù)雜,涉及范圍廣,事故頻繁,因此在施工過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè),并應(yīng)具備應(yīng)急措施。深基坑工程造價(jià)較高,但有時(shí)臨時(shí)性工程,一般不愿投入較多資金,一旦出現(xiàn)事故,造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響往往十分嚴(yán)重。
(9)深基坑工程具有較高的事故率深基坑工程施工周期長(zhǎng),從開(kāi)挖到完成地面以下的全部隱蔽工程,常常經(jīng)歷多次降雨、周邊堆載、振動(dòng)等許多不利條件,安全度的隨機(jī)性較大,事故的發(fā)生往往具有突發(fā)性。
從以上各方面綜合看,我國(guó)目前深基坑工程存在的主要問(wèn)題有:
①深基坑技術(shù)有待盡快發(fā)展提高當(dāng)前,深基坑工程以深、大、復(fù)雜為特點(diǎn),特別是沿海地區(qū),地下水位較高,深基坑工程施工工藝的改進(jìn)等問(wèn)題,均有待進(jìn)一步的研究與發(fā)展。
②深基坑工程設(shè)計(jì)質(zhì)量較低一些部門(mén)認(rèn)為深基坑工程是施工部門(mén)的事,無(wú)需設(shè)計(jì)資質(zhì),設(shè)計(jì)院及巖土工程部門(mén)介入較少,設(shè)計(jì)大多由施工單位自己完成,但由于設(shè)計(jì)人員技術(shù)水平、參數(shù)取值、計(jì)算方法無(wú)章可循,使一些工程隱患較大,導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重工程事故。
③深基坑工程缺乏理論研究與計(jì)算目前,深基坑工程多是邊開(kāi)挖邊實(shí)踐邊摸索,往往*經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行,缺乏成熟的技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo),仍然*半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法解決問(wèn)題。
④不必要的浪費(fèi)有的深基坑工程為了避免事故發(fā)生,往往一開(kāi)始就支護(hù)不考慮墻的受力和變形,全面支護(hù),盲目增加安全系數(shù),造成很大浪費(fèi)。
⑤施工混亂管理不嚴(yán)少數(shù)施工單位不具備技術(shù)條件,人力、物力等基本素質(zhì)較差,為了追求利潤(rùn)或遷就業(yè)主,降低安全度。
⑥質(zhì)量檢驗(yàn)不完善深基坑工程的質(zhì)量檢驗(yàn)、驗(yàn)收的方法無(wú)章可循,給深基坑工程的質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量評(píng)價(jià)帶來(lái)困難,沒(méi)有針對(duì)深基坑工程特點(diǎn)建立竣工驗(yàn)收的質(zhì)量管理體系。
⑦不注重工程勘察深基坑工程的工程勘察工作十分重要,但許多勘察單位常常忽略對(duì)基坑環(huán)境地質(zhì)的勘察,專(zhuān)門(mén)針對(duì)深基坑工程的地質(zhì)及水文地質(zhì)的勘察不夠,以至給設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)隱患。
⑧施工過(guò)程中的監(jiān)理不夠,不能做到隨時(shí)監(jiān)測(cè)。