岩土论文汇总十篇

时间:2022-06-16 12:36:55

序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇岩土论文范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。

岩土论文

篇(1)

2岩土工程勘测中存在的问题

2.1勘测技术落后现阶段,我国在岩土勘测技术的先进性方面与西方发达国家相比仍然存在一些差距,因此,在勘测数据的准确性与勘测工作的质量和效率方面都存在严重的缺失,一些勘测公司仍然使用传统的勘测手段,很少引进新的机器设备及优质的勘测人员,这样新的技术就无法发挥其应有的功能[1]。

2.2勘测环节不规范岩土勘测工作应当有明确的操作步骤和技术规范,然而,我国的勘测企业由于缺乏管理及员工的素质较低,导致勘测环节无法规范的进行,要知道,岩土的勘测存在一定的危险性,如果一旦出现操作的失误就会给勘测人员的生命财产安全造成严重的威胁,同时,勘测市场的秩序也非常混乱,很多人员都是依据以往的经验来填写勘测报告,这样会使得数据误差非常大,也滋生了一些不法商贩谋取利益的途径。

2.3勘测人员专业素质不高我国现阶段的岩土勘测人员有一少部分是勘测多年的经验丰富的技术人员,但是仍然有很多专业素质不高的勘测人员,这些人大多缺少专业的技能培训,对一些新的勘测仪器和勘测技术不甚了解,甚至对自身的安全防护意识也非常薄弱,尤其在野外的岩土勘测工作中经常发生危险与错误的勘测结果,这严重制约着我国勘测事业的发展,与此同时,一些勘测企业为了节约成本,雇佣一些廉价的农民工作为劳动力,这些人不仅缺少相关的专业知识,更没有认真负责岩土勘测作业。

2.4主管部门管理不到位岩土勘测工作的管理也是确保勘测质量的重要一环,但是我国地质勘测工作的入行门槛却很低,一些外行的从业人员也可以进行相应的勘测工作,然而,随着科学技术的发展,一些先进的技术理念被引入进来,如果勘测企业不加强管理,注定会被激烈的市场竞争所淘汰。与此同时,岩土勘测的主管部门不能够对原始的勘测数据进行认真的审核,只是通过简单的记录确定检测质量报告,这样是对岩土勘测工作极不负责的现象,更不能很好的管理企业的经营理念,对勘测企业经济效益和社会效益的取得都产生了严重的阻碍[2]。

3优化岩土工程勘测工作的建议

3.1采用先进的勘测技术岩土工程的勘测涉及到多个学科的专业知识,随着我国科学技术的不断创新,应当将先进的勘测技术应用到岩土工程的勘测中来,例如工程物力专业理论和电磁波理论等,同时,在勘测设备的使用方面也应当引入先进的、高效的、准确的勘测设备,尽管这些设备会耗费更多的成本,但国家要想更好的完成岩土工程的勘测就应当加大投资力度,提升勘测数据的准确性,一些经济不发达的地区仍然使用传统的勘测技术,因此,地质勘测企业最好能够实现电子化的办公,让更多的勘测数据通过计算机网络实现整合与分析,从而极大提升勘测的效率,尤其是对一些复杂的数据处理,可见,只有不断的创新和使用先进的勘测技术才能够促进我国勘测事业的进步。

3.2增强勘测规范性岩土工程的勘测还需要规范的操作步骤,每一个操作环节都是相辅相成的,只有认真的做好每一个勘测环节,才能够确保最终检测结果的准确,与此同时,国家应当出台相应的管理制度来规范勘测市场的操作行为,对一些不符合规定的行为予以严厉的打击,只有这样才能够不断的净化我国的地质勘测事业,对于勘测报告的检察也要设立专门的监测机构,从而制止一些以假乱真、谋取个人财产的行为。另一方面,通过规范岩土勘测的设计来约束实际的勘测行为,确保勘测人员能够严格的按照设计要求进行操作,不能偷工减料或者凭借经验填写检测报告,每一个勘测数据都有其相应的功能,只有规范操作才能实现其真正的价值。

3.3提高勘测人员专业技能任何先进设备的使用和创新技术的应用都需要高素质、高水平的专业人员,而岩土工程的勘测更是如此,我国现在急需一大批优秀的地质勘探人才,不仅能够数量的掌握各种勘测技术,还具备较高的职业道德及综合素质,因此,我国应加大力度培养和提升勘测人员的专业技能,可以在各大高校开展地质勘测相关专业,教育学生将勘测理论与实践相结合,确保勘测数据的准确性,从而提高岩土工程的勘测质量。与此同时,勘测人员的专业素质和技能水平直接关乎我国勘测事业未来的发展,无论从眼前的利益来看还是着眼于未来,提升地质勘测人员的技能水准是至关重要的,勘测企业不仅要聘用综合型技术人才,还要定期开展从业人员技能培训,将先进的理念和经验教授新人,同时采用严格的奖惩制度和责任制度来激发勘测人员的工作热情,不断进取,从而促进我国地质勘测事业的进步[3]。

3.4主管部门加强管理加强岩土工程勘测主管部门的管理职能是保障勘测工作质量的关键,首先,重视岩土工程勘测的地域性研究,也就是每个地区的主管部门都要对自己做负责的区域予以严格的管理,并建立健全地质勘测工作的规章制度,根据自己地区的特点制定相应的法规,确保岩土工程勘测不会受到区域因素的影响,对于一些经济欠发达的地区主管部门一定要加强勘测人员的安全管理,建立相应的安全防护措施,同时,对勘测过程中可能出现的环境干扰因素事先采取恰当的解决对策,对岩土工程勘测的治理与管理负起责任。

篇(2)

在计算机和计算技术基础上发展起来的,以有限元为代表的数值计算是解决边值问题的强有力的手段。当用来计算弹性体时其精确程度令人叹为观止。其计算结果与光弹试验结果毫厘不差,结果光弹试验很快被废止。土是碎散材料,而在一般数值计算中首先被假设为连续体,然后被离散化,假设各单元间的结点位移协调,计算土体的应力变形关系。这常常不能反映土的变形的微观机理。以DDA(DiscontinuousDeformationAnalysis)为代表的离散单元计算方法在计算某些农产品(如谷类)和工业零件(如滚珠)时是相当成功的。以至被称为“数值试验”可以精确地代替模型试验。在定性地探索土的变形的微观机理时,也是很有价值的。但是用以描述由不同尺寸、不同形状、不同矿物成分的颗粒组成的土,反映不同三相成分及其物理、化学和力学的相互作用,即使是可能,恐怕也是相当遥远的事。

数学模型和数值计算预测的另一个难点是土的参数的选取,它受到取样(制样)和试验手段的限制。原状土在取样过程中不可避免地受到扰动和发生应力释放,会破坏其结构性。即使是重塑土试样,制样的方式、器具和操作程序的差别也严重影响试验的结果。另一方面,目前使用的土工试验仪器也存在局限性。以真三轴仪为例,由于边界之间的干扰,试样的应力和应变的均匀是很难保证的。

在对地基和土工建筑物的探测方面,土层的时空变异及人类活动给勘探测试及其结果的判释造成困难。除此以外,岩土工程中的复杂边界条件和施工过程中的诸多因素也严重影响工程的实际结果。

在我国每年发表和撰写了大量的论文和报告,提出了各种理论、模型、计算方法、计算程序和技术手段,常常伴以试验或者实测数据的验证,其结果也常常是“符合得很好”。自己的试验或观测证实了理论或者方法的完美,正是:“各夸自家颜色好,百花园中各称王。”这种结果的可信性很值得怀疑。笔者在评阅一些论文和成果时,对于那些二者符合得完美到天衣无缝的图与曲线,常常怀有很大的不信任感;而对于存在相当差别,甚至坦率地承认预测的不成功的情况,则是完全理解的。可惜后者较少。

近年来,主要在国外进行了多次的“考试”或者“竞赛”活动:首先委托一个(或几个)单位进行所谓的“目标试验”,亦即需要预测或者预算的试验或实例。其结果是保密的,或者预测前不做试验,预测以后在试验。事先公布有关的土的一般资料、基本试验的数据(为确定有关参数)和目标试验的应力(应变)路径。在全世界或者一定范围征求参赛者(参加目标试验的人不参赛)。全部预测结果上交以后,公布试验结果。一般是召开研讨会,评估或者评分。参赛者也常常进行申辩和总结。这是一种客观、公正和有权威性的检查比较方式。也是推动岩土工程发展的十分有益的活动和手段。它使我们认识到在岩土工程领域,我们的认识能力和预测能力到底有多高。

试验方法和设备的检验比较

1.不同仪器的相同试验的检验

1982年在法国Grenoble召开的“土的本构关系国际研讨会”上①,用剑桥式的立方体真三轴仪分别由德国的Karlsrube大学和法国的Grenoble大学对同样的砂土和粘性土进行复杂应力路径和应变路径的真三轴试验,两份试验结果是存在着差别的。由于使用的仪器与土料都是相同的,差别主要源于操作方法和技巧。

1987年在美国克里夫兰召开的“非粘性土的本构关系国际研讨会”上②,利用美国Case大学的空心圆柱扭剪仪和法国Grenoble大学的剑桥式立方体真三轴仪进行砂土的相同应力路径的试验。试验内容包括:

(1)b=不同常数的不同密度两种砂土的真三朝试验;其中,b=(σ1-σ2)/(σ1-σ3)

(2)在π平面上应力路径为圆周(两周)的的真三轴试验。

(b=常数的真三轴试验与空心圆柱试验的比较)表示了对于Hostun密砂(干密度ρd=1.65g/cm3)在b=不同常数,中主应力ρ2=500kPa保持不变,用两种仪器试验得到的轴向应力与轴向应变关系曲线,轴向应变和体应变的关系曲线。可见在b=0和0.28时,不同仪器试验结果的差别是很大的。但是在评价它们时,主持者说:对于轴应变,除了0.286的结果很差(verypoor)以外,其他的曲线符合的很好(verywell);(b.体应变εv与轴向应变εz间试验曲线)的曲线认为符合得很优良(excellent)。对比我们的一些论文中理论与实际曲线二者丝丝入扣的符合,就显得很不真实。在这两个试验中试样的破坏形态也有很大不同:空心圆柱试样发生颈缩;立方体试样产生V形的剪切带。这些差别可能是由于试样的制样方法不同,试样中的实际应力分布不同和试验中的边界条件不同引起的。

2.土工离心机模型试验

1986年由欧洲共同体资助,发起“土工离心机的合作试验”③。参赛者有三家:英国的剑桥大学、法国的道桥中心研究室和丹麦的工程院。试验的内容是模拟饱和砂土地基上的圆形浅基础的承载力和荷载—沉降关系。试验土料统一为巴黎盆地天然沉积的一种均匀石英细砂。模型地基的孔隙比规定为e=0.66(相对密度Dr=86%),规定圆形基础的模型尺寸为直径D=56.6mm,离心加速度=28.2g,基底完全粗糙。此前,由丹麦岩土研究所对于这种土进行了物性试验和三轴试验,其结果公布于众。要求荷载—沉降关系表示成无量纲的变量q/γˊnb-s/b公关系曲线。

其中:

q=基础上施加的荷载(kPa)

γˊ=乙土的浮容重(kN-m3)

n=重力加速度水平,即模型比尺

b=模型基础的尺寸(m)

s=基础的中心垂直沉降(m)

同时也进行了相同条件下的现场载荷试验,以便与模型试验结果对比。

这三家使出了浑身解数,精心制样、安装、运转和量测,反复摸索,反复校验,校正各种参数和影响因素。剑桥大学还在离心机上作了静力触探试验。最后,剑桥大学提交了一组试验结果,另外两家按要求给出了一条曲线。图2(圆形天然浅基础的试验荷载-沉降关系曲线)表示了其试验结果,其中剑桥大学是笔者选取的最接近于要求的条件的试验结果(e=0.664)。

可见,这种世界先进水平的土工离心模型试验的误差在±30%以上。值得提出的是,这是一种条件非常简单明确的模型试验。而现场的工程实际情况的条件和影响因素远比这复杂。在这个试验中,加载速率、模型地基砂的密度、制样方法和运行程序对试验结果都有影响。例如剑桥大学的试验表明,砂土的孔隙比变化0.01(相当于相对密度变化3%),则其承载力变化18%,如图3(地基承载力与模型地基孔隙比间关系—剑桥大学试验结果)所示。而由于模型地基是先制样,后运转,保证地基内砂土处处均匀,孔隙比误差在0.01范围内是有较大难度的。

3.单桩的动测法的考试

1992年在荷兰海牙进行了一次动测桩的“考试”④。在第一轮,10根预制桩预先被沉入地基,桩径250mm,桩长18m(7#桩17m)。要求测出其预制的“缺陷”。其中一根桩完整无缺;其余的9根桩各有缺陷:颈缩、扩径和在不同部位的10mm宽,130mm深的刻槽。事先由特尔夫公司进行了地基勘察,将土层资料公布于众。有12家具有国际声誉的公司参赛,用小应变动测法检测。结果是:平均测对4根;最多对7根,最少对两根。没有一家测出那根完整无损的桩。他们认为对于只有10mm宽的缺痕很难分辨。

第二轮是沉入11.5m-19m长的5根桩,然后用静载荷试验测出极限承载力。10家公司用大应变动测法测试其极限承载力。其结果也不乐观。比如,由静载试验为340kN的一根桩,各家给出的结果分布在90kN-510kN的范围。

4.堤防隐患检测的“大比武”

我国目前有各类堤防25万公里,很多已具有几百年的历史。是民堤逐年加高培厚或者在汛期抢修形成的。地质条件及堤身土料和质量千差万别,隐患很多。1998年洪水期间发生的许多险情和决口都是由于渗透通道形成的管涌和蚁穴鼠洞、裂隙异物和局部疏松土体等造成的。为此水利部和防汛办于1999年3月在湖南宜阳召开了“堤防隐患综合检测技术检验会”也北被称为“大比武”。

有我国的十几家科研院所、大专院校和少数厂家(包括美国的劳雷公司)参加。检测堤段位于宜阳的一段废堤上。每个参赛的检测方法负责200米堤段,时间是两小时。几处“隐患”是事先人工布置的,埋设了稻草、钢管,模拟蚁穴和鼠洞。一般在两米深范围内。人们使用的测试手段包括:高密度电阻率法、瞬变电磁法、地震波法、弹性波法和探地雷达等。这些方法都有一定的分辨率限制,即分辨尺寸与深度之比一般是相对固定的。因而两米深的隐患的检测不应算是难题。检测结果聘请有关专家评审,打分。图4(堤防隐患的检测结果评分)所给的分数只是相对的。组织者对于测试结果是不满意的。参赛者各自对其结果的误差的原因进行了解释。针对这种结果,水利部斥资几百万,开展专题研究,目标是“傻瓜”式的快速检测仪器和方法。关键问题可能是要结合各地具体情况和长期的抗洪防汛经验,因地制宜,积累资料和经验,合理判释,仪器才会发挥作用。很难想象,可以身背“傻瓜机”,走遍天下都会灵验。

土的本构关系的检验

80年代以来,关于土的本构关系的“考试”至少进行了3次。1980年美国和加拿大召开了“岩土工程中极限平衡、塑性理论和一般的应力应变关系北美研讨会”⑤。会前用两种天然粘土、一种重塑的高岭粘土和渥太华砂进行了一系列试验。试验包括:

平均主应力p=常数的三轴试验,

b=常数的真三轴试验

砂土在π平面上应力路径为圆周的真三轴试验

天然粘土大主应力方向与其沉积方向成不同角度的三轴试验。

事先将土的物性参数和基本试验的结果公开提供。然后在全世界范围征求参赛者。参加预测的有个不同国家的17个本构模型。从给出的结果看,轴向应力应变关系(σ1-σ3)~ε1预测的精度一般尚可;体应变预测的精度差别很大。对于应力路径在π平面上为圆周的情况,许多模型无能为力。由于原状土的各向异性,对于其循环加载和超固结性状很难预测,只有少数模型参加了预测。结果表明,没有一个模型能够合理地预测所有的试验情况。正如会议主席Finn所说:“没有给任何一个本构模型戴上王冠”。这也是符合当前的土力学理论发展的现状的。

1982年在法国召开了“土的本构关系国际研讨会”人们用不同的理论模型对砂土和粘土的复杂应力路径和应变路径的试验结果进行了类似的预测。如上所述,也对试验本身进行了检验⑥。

1987年在美国克里夫兰召开了“非粘性土的本构关系国际研讨会”⑦。会议征求对真三轴试验和空心扭剪试验结果用理论模型进行预测。共有世界各国的32个土的本构模型参赛。其中包括:

3个次弹性模型(H)

3个增量非线性弹性模型(I)

1个内时模型(E)

9个具有一个屈服面的弹塑性模型(EP1)

10个具有两个屈服面的弹塑性模型(EP2)

6个其他形式的弹塑性模型(EP)

会议将预测结果与试验结果比较,按四个单项评分。评分的标准见图5(本结构模型预测的评分标准)。规定了上下限,按统计方法打分。图6(轴向应力应变关系得分的直方图—满分100)与图7(体应变与轴向应变关系得分的直方图—满分100)表示出b=常数的真三轴试验的预测得分情况。可见其轴向应力应变关系预测经过还差强人意;而体应变的预测则基本是全不及格。

这些“考试”基本上反映了人们当前认识和描述土的应力应变关系的能力和水平。它表明,即使对于实验室制作的重塑土试样,其应力应变关系也是相当复杂的。现有的关于土的本构关系的数学模型的描述能力在精度和条件方面都是有限的。有的模型使用了20多个,甚至40多个常数,结果仍然不另人满意。

1.土工加筋挡土墙的计算

60年代以来,随着计算机和计算技术的发展,土工数值计算大大加强了我们解决复杂的岩土工程边值问题的能力。有人提出可将土力学分成理论土力学、实验土力学和计算土力学三部分。由于它几乎可以精神任何边值问题,似乎一台打计算机,几页打印纸,就可以驰骋在岩土工程的所有领域。这种表现上的简单、快捷和“精确”,常使青年岩土工作者产生误解,忽视了其与实际工程问题间的距离,轻视在岩土工程实践中积累经验的重要意义。

加筋土的计算是岩土数值计算中很有代表性的课题。它涉及到土的本构模型,筋材的应力应变关系模型和筋土间的界面模型及这些模型涉及的参数。目前已经有较多的计算程序和经验。1991年在美国的科罗拉多大学,由美国联邦公路局资助,在足尺试验的基础上进行了加筋土计算的竞赛⑧。

目标试验是在一个高3.05米,宽1.22米,长2.084米的大型的试验槽中进行的。铺设了12层长为1.68米的无纺土工织物,作成土工织布加筋挡土墙。墙顶采用气囊加压。气囊下铺设5厘米的砂垫层。试验用的土料有两种:一种是均匀的砂土,D50=0.42m;另一种为粉质粘土,塑限Wp=19%,液限Wl=37%。事先公布了砂土的三轴试验,粘土的不同排水条件下的三轴试验,土工布的拉伸试验和筋土问的界面直剪试验等试验的结果。征求世界各国同行们进行数值计算,预算试验观测结果。预测项日有:

(1)两种加筋挡土墙在顶部加载103.5kPa以后的墙顶最大位移、不同位置的墙面位移及筋的应变

(2)在加载100小时后的以上各项位移和应变

共有15个不同国家的大学和研究单位参赛。包括美国的科罗拉多大学等8家,英国的哥拉斯格大学等两家,日本的东京大学等3家。中国和加拿大各一家。其中14家参加了荷载—变形和应变关系的预测。计算的结果见图8(砂土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差)和图9(粘土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差)。它们分别表示了砂土和粘土在上述荷载下的墙顶最大位移的预测误差。有几家没有预测粘土加筋挡土墙,有几家计算得到的结果表明,在此荷载下挡土墙早就破坏。只有少数计算的误差在30%以内。

对于砂土加筋挡土墙试验的破坏荷载是207kPa,预测值从10kPa到517kPa不等。粘土加筋挡土墙在荷载加到230kPa时由于气囊爆破而未能继续试验,但挡土墙并没有破坏。计算的破坏荷载在21kPa到207kPa之间。其误差之大令人沮丧。

2.土的液化分析方法的检验

在1989-1994年间由美国NSF拨款350万美元,资助用离心机模型试验来检验地震反应分析方法。这是NSF历年来投入单项经费最多的项目。项目简称VELACS。参加的单位和个人包括:美国加州大学戴维斯分校,加州理工大学,英国剑桥大学等7座大学;其中有10名美国国家科学院院士和英国皇家学会会员。参加考试的考生有美、加、日和欧洲的23个数值计算专家和研究组。

项目动用了9台带有振动台的土工离心机,并且进行了平行试验。模拟地震的振动模型试验内容包括:

(1)水平自由地基

(2)倾斜地基

3)组合地基(一半是密砂,另一半是松砂)

(4)成层水平地基(刚性箱和柔性箱各一种)

(5)护岸的重力式挡土墙

(6)堤坝

(7)心墙坝

(8)砂基础上的刚性建筑物

涉及以上9种边值问题的模型试验,都是相当简单的工程问题。在土工离心机试验的基础上,提出了三类考题:

A在离心机试验前,提供试验的初始条件和边界条件,在尚无任何试验资料的情况下,进行数值计算。是一种“盲测”。

B离心试验完成以后,但不公布试验结果。但向计算者提供试验的较为详细的条件和细节。

C公布试验结果,让“考生”用自己的数值计算进行计算,比较。

考试的成绩按照ABC的次序有所提高,对于A类考题,有30多个数值计算模型参加考试。预测的地震反应加速度比较接近;计算的静孔压和沉降量与试验量测的结果比较,趋势还是相同的。但二者差别很大,多达几十倍。但是在试验后,考虑了试验中的具体条件量测方法,修正计算条件和参数,计算结果明显改善。

结论与讨论

土的力学性质是非常复杂多变的,岩土工程问题具有很强的不确定性。目前我们的理论分析、数值计算和勘探试验还远不能精确定量地描述,反映和预测它们。对此应当有清醒的认识。但是正确的理论和有效的方法应当能够揭示土受力变形的基本规律,反映岩土工程中的影响因素及影响的范围。

对于岩土工程问题,正面的纯理论和数值预测和计算,往往是很难奏效的。必须详细地了解实际的条件和过程,熟悉当地的情况,积累经验,对理论和参数进行合理修正;在工程中不断观测和积累数据,在其基础上合理选取参数,再计算和预测以后的变化,往往达到很高的精度。因而,有人提出在复杂的岩土工程中需要“理论导向,经验判断,精心观测,合理反算”。这是非常中肯和宝贵的认识。

在土力学和岩土工程中逐步引进不确定性的理论方法是一个重要的发展方向。

参考文献

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

篇(3)

地铁自始建以来,就以快捷、大运量的特点在解决城市交通中发挥了重大作用。在我国,由于人口众多,大、中城市人口集中,交通拥挤越来越严重,如何解决这一难题成为城市发展的瓶颈。随着我国国民经济的发展和技术的不断进步,地下铁道建设以它不可替代的优势成为我国城市交通建设中的佼佼者。

一、我国城市轨道交通建设

1.我国轨道交通建设的发展概况

随着我国城市人口和车辆的不断增加,在一些较为拥挤的大中城市地面交通已无法满足人们的出行要求,这些城市面临巨大交通压力。而地下铁道与轻轨在解决城市交通问题上越来越显示其重要地位。

自上世纪90年代中后期,我国的轨道交通建设进入了高速发展时期。至今为止,我国已有许多城市如北京、上海、广州、深圳、南京等拥有多条地铁线路在运行,对这些城市的发展和提高百姓的日常生活质量做出了巨大贡献。此外,现在各大城市都把地铁和轻轨建设列入未来的城市规划中,有些规划的线路已经在建。可以说,我国地铁和轻轨建设的发展趋势是长期的、持久的。

2.地铁轻轨建设对城市地下空间开发的带动作用

地铁等地下交通设施的建设,带动了地下商场、地下停车厂、地下管廊、地下交通等等设施的发展。随着城市建设的不断发展,城市地面可利用的空间越来越少,必须向地下要空间,城市地下空间开发利用已成为必然的趋势。地铁和其它地下场所构成了未来城市人们生活的新的空间。

二、地铁工程主要施工方法

地铁规范中所指的城市轨道交通是指在城市中修建的快速、大中运量用电力牵引,采用钢轮钢轨的轨道交通。线路可在地下、地面或高架桥上敷设。本文在这里主要涉及的是地下敷设的地铁的施工方法。地铁的不同组成部分施工方法有所差别,应具体情况具体对待。车站工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盖挖法。区间工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盾构法。附属工程主要指地铁车站的风道、出入口等,主要采用明挖法和暗挖法施工。车站、区间及附属工程施工方案的确定,通常综合考虑地质及水文地质条件,社会环境要求等因素进行多方案比较,最终选择适合的施工方案。

1.明挖法。目前全国各大城市的地铁施工中明挖法施工的车站及区间占很大比例。明挖法的施工主要是采取桩+支撑或桩+锚索、土钉墙以及地下连续墙等作为围护结构,在维护结构安全稳定的状态下进行基坑内的土方开挖及结构施工。具有施工简单、造价相对较低等优点,但对地面交通的影响较大。

2.暗挖法。暗挖法的施工特点是在地质条件的情况下,采用超前支护体系对地层改善、加固。在超前支护的保护下采用复合式衬砌方法进行地下结构的初期支护及二衬施工。施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十。

此外,盖挖法、矿山法、盾构法也各具特点和优势,这里不再一一叙述。

三、锚固技术在地铁工程中的应用

地下铁道建设的繁荣与发展给锚固技术带来了极好的发展前景,相应的,锚固技术的发展也给地下铁道的建设带来了革命性的进步。目前的地下铁道工程的施工已广泛应用了锚固技术,无论是明挖法施工还是暗挖法施工,维护结构及超前支护结构的施工都离不开锚固技术。

1.锚固技术在明挖法施工中的应用。对于明挖法施工的地铁车站深度较浅的基坑(指基坑开挖深度在10m以内),有条件时,宜采用较为经济的土钉墙体系。深度较大、基坑宽在30m以上时,一般采用桩+锚索(杆)体系。

从目前地铁车站、区间的深度分析,采用桩+锚和地下连续墙+锚作为围护结构的居多。从经济上考虑,也采用土钉墙与桩+锚结合的技术。其中比较典型的是北京地铁五号线雍和宫站,其一侧围护结构上部为土钉墙,下部为桩+锚,另一侧围护结构自上至下均为桩+锚。在软土、沙层等土层,锚索采用钢绞线,长度为20~30m,拉力为300~1000KN,间距一般为1.4m左右。

2.锚固技术在暗挖施工中的应用。在暗挖法施工中,锚固技术主要应用在超前大管棚、超前小导管以及锁脚锚管等方面。

⑴超前大管棚主要用于暗挖隧道下穿大的雨水管、污水管或重要地下构筑物及隧道开马头处,目的是控制管线或构筑物的沉降。施工一般采用地质钻,对较长的管棚,可采用夯管锤或定向钻。地铁大管棚一般采用小于300mm钢管,管内填水泥砂浆。管棚长度一般为10~20m,目前,最长的管棚已达到120m。管棚施工会扰动土层,一般要有5mm的地表沉降。

⑵小导管主要应用于浅埋暗挖法施工的超前支护,用以防止开挖面拱部土体塌方。小导管场度为3.0~3.5m,前端设有注浆孔,用打入方式置入土层,上倾角10°~15°。导管安装后,向管内注浆。注浆可采用单液浆或双液浆,浆液扩散半径为15cm。超级秘书网

⑶锁脚锚管是为控制暗挖施工土层沉降的措施,即在隧道开挖初期支护拱脚部位,增设一道锚管。

四、岩土锚固对环境的影响

随着地下空间开发及锚杆、锚索应用密度的增加,岩土锚固技术对环境的影响已日渐突出。

在以往的工程建设中,由于未考虑锚杆、锚索对后续工程的影响,特别是新开发城市对占用建筑红线外的地下空间还没有限制,或者城市还没有全面规划,锚杆、锚索占用了过多的空间范围甚至是超出了建筑红线,严重影响了后续工程的开展。

针对以上情况,为解决锚固技术对环境的影响,保护地下空间环境,提出以下建议:

1.城市整体规划中建筑红线的制定,应考虑地铁等地下空间的范围和施工方法。

2.锚索设计与施工时,首先应对周围环境做详细调查,包括对规划方案要详实了解。设计时应充分考虑周围环境和城市规划,施工方案不应对后续工程造成影响。

3.尽量减短锚索长度,以减少影响范围。减短锚索,必须加大锚索抗拔力,可采用大直径旋喷锚体、扩大头锚杆等新技术。

4.锚索施工对周围环境有影响时,尽可能采用其他支护体系。当工程必须采用锚索方案时,应优先选择可拆卸锚索。

5.预应力锚索筋可采用玻璃钢筋或碳纤维筋,其抗拉力可以保证,便于切割,减少施工难度和施工风险。

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2信息管理技术在岩土工程施工中的应用

2.1信息管理技术在岩土工程设计方案中的实现

对岩土工程设计方案的实施就是岩土工程施工,工程孔施工、地基处理、以及开挖、爆破施工等都是岩土工程的主要工作内容。当前,我国多是通过现场技术人员凭借既往的施工经验、严格按照施工方案和图纸进行岩土工程的施工,其管理和监督多由监理单位、建设单位以及政府相关职能部门负责。但是在施工场地的地质条件具有较高的复杂性或者施工过程中出现的突发状况与设计方案不相符合的情况下,如果仍然按照原来的设计方案进行施工,那么施工的安全性和可靠性就难以保障,在岩土工程中应用信息化管理技术就能够有效地避免此类现象的出现、岩土工程信息管理系统实现流程如图3所示。

2.2监测信息反馈和信息化施工

在岩土工程的施工中,监测信息反馈技术和信息化施工具有十分重要的作用,由于岩土工程施工的复杂性和多变性,因此在整个施工过程中要对施工进度、资金出入状况进行良好的控制,并了解中央地方的各种法律法规,只有这样才能更准确的掌握各类资源,为管理者提供更合理的决策。在岩土工程施工的过程中,必须要对每种方案所需的经费以及预期取得的收益进行考虑,并对工程项目对环境造成的影响进行分析,通过对各个指标进行综合分析,选出经济效益好、对环境污染小的设计方案。我国岩土工程的评价主要是计算经济效益费用比、净现值、内部收益率、投资回报年限等指标的期望值,并据此进行方案优选。但是由于岩土工程施工过程中的各种不确定因素的干扰使得每种方案的效益和经费都是不确定的,效益和风险并存。不确定性指的就是问题的结果不确定,对工程项目的各种风险发生的概率以及带来的后果必须做出相应的分析,对风险做出定量的估算。一般风险管理有以下五个步骤:(1)风险的鉴别:鉴别风险的来源、特性及与行为或现象有关的不确定性;(2)风险的量化与度量:利用概率论等数学知识,对可能发生的风险进行量化分析,找出风险发生的概率值,找出风险源,并理清楚各个风险之间的相互关系。(3)风险评价:使整个风险评估与风险管理的过渡阶段。(4)风险接受和规避:这一步代表“风险决策”。对每一个决策,通过对成本的评估、对效益的估算、对风险对社会造成的影响,对环境造成的破坏进行详细的分析,分析风险的可接受程度。(5)风险管理:这一步代表在(4)基础上进行的“执行”过程,

2.3岩土工程施工中信息管理技术在的优点

使施工记录的集成化管理得到有效地实现并全程跟踪和记录施工过程是信息管理技术在岩土工程信息化施工中的关键作用。在岩土工程的施工中,信息管理技术在的优点主要体现在以下几点:(1)对岩土工程的施工信息进行集成化记录和管理,可以对比分析当前施工的信息和已建工程的信息,尤其对一些地质条件复杂度高、突发事件容易发生的岩土工程进行施工时,可以以施工场地内地下水位、水质的实际情况以及岩土体变形、压力的变化情况等信息为依据,对施工方案进行及时地调整,并制定有效的预防方案。(2)在岩土工程中引入信息管理技术有助于建设单位、监理单位和政府相关职能部门对岩土工程的施工过程进行更加有效地管理和监督,因为利用信息管理技术可以使施工记录的录入和提交更加及时,并且不能随意更改提交的数据,这样可以避免出现偷工减料等违规作业现象。(3)在岩土工程中引入信息管理技术,为后期施工记录、竣工验收报告等资料的提交和归档提供了方便,并且促进了施工记录由纸质向电子化方向的转变。

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岩土工程由于牵涉的工程建设项目较多,所以涉及的施工部门也相对较多,为实现更好的建设目的,通常采用招投标的方式来确定施工方。然而,在实际运行过程中,并不能得到很好的落实。一是,某些地方政府行业保护意识强,干预公开招标。二是,存在无序竞争,很多施工方为取得建设资格肆意压低价格,甚至有的压价超过了工程结构的成本价,导致工程在施工过程中偷工减料,影响工程建设质量。

1.2缺乏规范的合同约束

目前,我国建筑市场还不够规范,很多企业在进行工程施工时,并没有签订完整的合同,有的即使制定了合同也存在着严重的“不平等条约”,这样的条约下,在进行工程建设过程中,施工单位为了盈利,就会缩短工期,减少工程投入成本等,严重影响工程质量。其次,由于合同不够严密,很多施工单位利用其中的漏洞进行工程施工,也会使工程质量受到影响。另外,前期合同签署不严密,在施工过程中,很多企业随意更改其中条款,严重影响了建筑市场的秩序。

1.3工程施工质量不高

目前,我国岩土工程经常发生安全事故,尤其是在南方多气象灾害、多地质灾害地区,时常发生工程坍塌、断裂、下沉等情况,严重威胁着人民财产安全,使得岩土工程施工质量备受关注。影响工程质量的原因有很多,除了工人技术能力方面的欠缺,还有施工环节、施工材料、施工设备等方面的问题。只有不断提高管理质量和管理水平,才能真正提高岩土工程的质量。

1.4工程监理不严,效率较低

工程监理,应该从项目的考察、设计、施工、交付等各方面进行。然而,目前我国监理市场主要注重对施工现场工程质量的监理和工程验收的监理,并没有明确的监理法规进行规范约束,监理单位也缺乏相应的规章制度以明确自身职责,而监理人员素质也普遍较低,法律意识淡薄,很多时候,只要施工单位“拿钱”便可以顺利通过质量监理,这也就降低了监理工作在工程质量控制方面的作用。其次,工程监理范围狭窄,也是制约着监理工作进行的重要因素,监理工作应该贯穿于岩土工程的整个过程,并且对工程的施工建设进行指导,以保证工程质量,但我国监理人员的监理工作却仅限于施工阶段。另外,整个工程监理市场不规范也使得监理工作执行困难,很多监理单位为了“不找麻烦”,对工程建设“睁一只眼闭一只眼”,产生了很多漏网之鱼,使得工程监理很难得到真正的应用,容易造成监理市场混乱。

二、岩土工程项目管理措施

2.1规范工程施工项目管理行为

国家要完善相关法律法规,规范施工单位行为、工程建设人员行为以及监理人员行为,从而使施工管理法制化、科学化,并且相关管理监督单位要进行必要的工程管理,对工程的质量、工期、人员安全等进行严格的监督检查,发现问题立即进行整改。另外,还要加强对相关管理人员的考核和监理人员的资格认定,确保工程施工项目管理规范有序进行,真正使岩土工程施工项目管理得到落实。

2.2规范项目招标工作,签订完整合同

首先,要建立科学的项目招标规范,严审招标单位的建设实力、施工技术和施工信誉等,并且保证招标工作是在公平、公正、公开的基础上进行,相关人员不得利用公务之便,。其次,在相关施工单位取得建设权后,工程建筑方要派人进行工程建设监督,防止施工单位将工程转包他人,影响工程质量。然后,要在施工建设开始前,签订完整的合同,明确双方权利与义务,从而规范施工行为,方便进行相关责任鉴定。

2.3合理进行施工进度控制

控制施工进度,是实现项目工程管理的关键,只有合理把握施工进度,才能真正使企业取得良好的经济效益。首先,要制定合理的施工进度计划书,对施工场地的人文环境、气候等进行充分合理考察,其次,进行计划书的拟定,按照计划书进行施工。然后,还要做好设备的养护工作,及时更换设备中损坏的零部件,保障设备在完好无损的状态下工作,从而避免因设备故障延误施工进度。最后,还要安排专门人员进行现场监督,包括对工人的监督和对施工工艺的监督,以此来提高工作效率,控制施工进度。

2.4加强工程安全、质量和成本管理

企业进行工程项目建设的根本目的就是取得经济利益,而进行工程项目管理的目标是使项目利益最大化,因此,要着重加强对工程安全、质量和成本的管理。安全管理方面:施工单位要加强施工人员的安全管理,提高工人的安全意识,另外,要加强施工现场的安全管理,选派相关的安全监督管理人员进行现场施工监督,保证工人在安全环境下施工。质量管理方面:要严格把关材料、设备、施工工艺等各个环节,确保进场材料合格,确保设备运行高效安全,确保施工工艺符合相关技术建设要求规范,从而提高施工质量。另外,还要加强质量监督,将工程建设质量责任分配到人,由各个部门安排专人负责签订质量保证书,保证工程质量。还要安排相关技术人员,对工程的重点、难点进行施工监督、指导,保证工程建设质量。成本管理:首先,需要财务人员对工程成本进行核算,其次,制定一定财务规章制度,规范资金调度、分配秩序,规范资金使用情况。然后,要规范施工环节,在工程建设过程中采取必要的措施降低工程施工成本,如减少二次运输成本、减少水电资源的浪费等。通过对施工过程的各项控制,不仅能够提高施工安全性,同时,能够保证施工质量,降低施工成本,可以使企业获得更多经济效益。

2.5完善监理制度,加强监理工作

首先,要明确监理工作的职责范围,扩展监理工作范围,将监理工作真正渗入到整个工程项目建设管理中,从工程的考察、设计、施工、交付等各方面明确监理职责,加强监理工作。其次,要规范监理市场,规范监理单位行为,应制定更加完善的监理法规,从而使监理工作有法可依、有法必依、执法必严、违法必究。而相关监理单位也要建立严格的规章制度,规范监理人员行为,制定监理程序,使每个监理人员都按规章制度办事,从而使监理工作规范进行。另外,还要加强监理人员素质道德的提高,提高监理人员的监理水平,实行持证上岗制,从而真正规范监理市场,真正发挥工程监理的重要作用。

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引言

岩土工程勘察在快速的发展过程中,不论是在体制还是在勘察方法、计算机辅助软件、勘察报告编制等各方面工作都有了长足的进步,并且还在在不断优化中。岩土工程勘察工作研究的主要对象是地基和基础以及地下工程的关系。由于地基土是因地而异的,在接受一项岩土工程勘察任务时,必须明确该工程的主要技术矛盾是什么,需要解决哪些主要技术间题。在对设计意图和设计要求以及建筑物荷载情况了如指掌的情况下,在岩土工程勘察实施过程中,根据工程的具体情况,就基础及地下工程的设计、施工过程中可能遇到的问题,给以充分的论证和分析,最终提出经济合理、技术可行的解决方案。只有这样,岩土工程勘察才能提高勘察成果质量,才能有较大的市场。

一、岩土工程勘察的方法

1.1工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论,对地面的地质现象进行观察和描述,分析其性质和规律,并藉以推断地下地质情况,为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地,必须进行工程地质测绘但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地,则可采用调查代替工程地质绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。

1.2勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段,它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是,物探成果判释往往具多解性,方法的使用又受地形条件等的限制,其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地质情况,在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛,可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时,可采用坑探方法。坑探工程的类型较多,应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备,耗费人力、物力较多,有些勘探工程施工周期又较长,而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点,布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据,切避盲目性和随意性。

1.3原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的,是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试的优点是试样不脱离原来的环境,基本上在原位应力条件下进行试验所测定的岩土体尺寸大,能反映宏观结构对岩土性质的影响,代表性好。试验周期较短,效率高尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。缺点是试验时的应力路径难以控制、边界条件也较复杂有些试验耗费人力、物力较多,不可能大量进行。室内试验的优点是试验条件比较容易控制边界条件明确,应力应变条件可以控制等入可以大量取样。

1.4现场检验与监侧。现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全,提高工程效益。现场检验的涵义,包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监朋则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料,可以反求出某些工程技术参数,井以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。

二、岩土工程勘察常见的问题

2.1勘察质量不高。目前许多勘察单位已实行企业化,由原来的行政拨款改为自负盈亏,勘察任务也由原来的上级下达改为单位自找。于是,有的勘察单位为了眼前利益,放松了对勘察质量的管理,造成勘察成果质量下降。主要表现有:第一,由于勘察工作量不足,为了能争取任务,只好压低预算价,但又要利润,就减少工作量,该做的项目不做或者少做;其次,是钻探、测试及取样不符合规范要求,现场勘察时,为了抢速度,钻探取样不执行规范,往往是2~3m才提一次钻,结果往往造成分层位置不准确,或漏掉一些特殊的地质现象,如薄的软弱透镜体,小裂隙等。此外取样时,有的不用取样器,而直接从岩芯管中取原状土样。更有甚的是个别单位原位测试时,现场只做少量几个,其余的照此编造了事。

2.2勘察纲要编制不完整。部分单位勘察纲要内容不完整,甚至未经审核审定就施工。也没有勘探点平面布置图。个别单位甚至无勘察纲要。责任人签名或仪器编号填写不全。如室内土工试验、野外施工记录、静探试验记录缺责任者签名及试验日期,缺乏可追溯性,部分漏签、部分自动记录静探数据无责任人签名。不少单位对勘察原始资料的校审未真正落到实处少数单位原始资料归档制度不完善,有的原始资料缺失。

2.3忽视生态环境的论证。一些勘察单位对岩土工程设计、施工论证不足,其结果是导致灾难性后果。如建筑场地四面紧邻高层建筑物或马路,对于这种建筑场地,岩土工程勘察时,除了按高层建筑岩土工程勘察规定的一般要求进行外,还应重点论证工程施工及运营时对周围环境的影响,但勘察报告中常常忽略这方面的工作,致使无法满足岩土工程施工及设计的要求。基坑开挖时使用的很多技术手段很难取得预期效果,反而造成很大的经济损失。

三、强化岩土工程勘察的措施

3.1严格执行建设程序、规范市场行为、推行全程化监理科学的建设程序应当遵循“先勘察、后设计、再施工”的原则。不按原则办事,必然会受到自然规律的惩罚。一方面必须仰仗政府主管部门按国家的法律、法规,对项目招投标和实施过程中的行为主体进行全面有效的监督管理,另一方面应积极推行工程监理全程化,采用事前、事中、事后控制相结合的方法,最大限度地避免不当行为的发生,保证勘察质量和投资效益最大化。

3.2严格市场准入、尽快实施注册土木工程师制度,加强相关人员培训经过近年勘察设计资质换证,对勘察设计单位进行了一定的清理整顿,对规范市场起到了一定的作用。但应该清醒地看到,我国的勘察资质门槛很低,尤其是打破行业壁垒后不同行业间的衔接过渡尚未完成,以高级工程师的数量来衡量技术水平不能如实反映勘察企业的技术实力。建议尽快实施注册土木工程师制度,通过采用企业资质和个人执业资质双重控制来规范勘察市场、促进勘察技术水平的提高。

3.3加强勘察设计单位的质量认证,健全质量管理ISO9001∶2000质量管理体系确立了以过程模式作为标准的结构。勘察设计企业应通过有效应量管理体系的要求,运用过程方法,采用PDCA循环进行岩土工程勘察的实施和管理,持续改进。提高勘察设计的能力,增加顾客的满意程度。:

3.4采用先进的岩土工程勘察技术在岩土工程勘测中,为了避免勘探点布置的随意性,可使用克里格法。在岩土工程分析评价中,为提高精确度,可使用多道瞬态面波勘探技术和高密度点法。岩土工程勘测中,为了准确确定地基承载力特征值,可使用回归分析。岩土工程勘测资料的整理中,为了保证成果的正确性,应使用计算机进行处理。

参考文献:

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2.基坑勘察技术发挥作用应遵循的规则

2.1根据基坑的开挖深度及岩土工程条件确定勘探范围。基坑布置勘探点时应注意孔位起码要设置在基坑深度的一倍以上,当需要锚杆时基坑的勘探点要保证在基坑深度的两倍以上,而当基坑的无法布置相应的勘探点时勘察人员需要结合相关的勘察资料与施工现场的场地条件进行综合分析以最终得出更为精确的勘察方案。

2.2勘探点的具体布置。岩土工程施工中基坑的勘探点应以15米至25米的间距沿着基坑的边缘进行布置,而当施工现场的岩土土质属于软弱土层、暗沟或岩溶等复杂的地质条件时勘察人员应结合GIS系统或物探技术等岩土工程中常见的勘探技术对土质进行勘察以详细的总结出地质分布情况并结合利用GIS的制图功能对地下土质情况进行图标绘制,进而适当加密勘探点以强化勘察质量。

2.3基坑周围勘探孔的深度设置。基坑周围的勘探孔的深度设置应保证在基坑深度的两倍以上并结合抗拔桩设计桩长综合确定,以保证穿过软弱下卧层并满足设计桩基验算要求。

2.4强化对地下水的勘察。利用GIS或物探技术对基坑下方的地质、水文情况进行勘探,如果基坑下方有地下水则应利用各种勘探技术查明含水层的埋深、厚度以及分布情况,这样更有利于勘探人员结合具体的资料对地下水的类型、补给以及排泄条件进行确定。当基坑下方有承压水时应采取分层测量的方式查明其水头的高度,以最终精确计算出其含水量及承压性。

2.5基坑降水情况的处理。岩土工程中由于地下含水量过高会对基坑的稳定性能造成一定的影响,因而有必要适当降低基坑中的水位,在进行降水作业的过程中应当采用抽水试验的方法对各个含水层的渗透系数与影响半径进行测定,并将其最终结论明确的体现在勘察报告中。

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2.勘察前期作业重要性

岩土工程勘察外业可以看做是整个岩土工程的前期活动,而岩土工程勘察外业也有自己的前期准备工作,即在勘察前期对整个勘查工作的系统化构思与状况了解。就工作性质而言,作为一名合格的岩石工程勘察人员,在分析岩石工程的过程中不能局限于基础工作的记录,必须通过详细的现场分析实际勘测,找到地质中存在的不良现象以及可能存在的安全隐患,并结合工程的实际需求评估工程实施的可行性,并走访当地的居民,根据当地的建筑结构类型分析当地需要采用的地基建造类型。通过对已有的建筑绘制结构图纸,并将房屋结构以及地下水利用状况进行分析,确定工程的便利性及安全性。在进行勘察前期工作时必须注意对基本资料的收集,不能忽视任何细节。通过收集的信息结合计算机仿真技术进行当地地质情况以及建筑结构的模拟,以此为岩石工程勘察外业工作提供有力的数据支持,提高工作准确率。勘察前期的工作不仅能够为后期工作提供资料支持,还能够为扦插工作提供布置工作的依据,一般进行完勘察前期的相关工作后即可进行勘查工作任务的布置和安排,使得勘察工作有条不紊的进行。勘察前期的重要性主要体现在为整个岩石工程的提供了有力的基础支持,由于房屋建筑中的地基一样。通过勘察前期工作不仅为勘查工作做好铺垫,也能够初步判断岩土工程的效益及可行性,形成岩土工程的初步概念。如缺少了勘察前期工作不仅勘查工作的进展受到影响,还会导致岩土工程在施工过程中可能由于基础条件不足造成重大的损失。

3.勘探与取样的重要性

3.1勘探

勘探是对物探、钻探以及坑探等各种勘探方法的总称。从其作用上来看,勘探主要是确定勘探处的地质情况,并结合取样过程对相关因素进行测试分析。物探是一种基本的间接勘探技术,其最大的特点是操作过程简便,浪费较少,方式经济,并能够迅速得出勘探结果,在实际使用过程中常结合测绘技术综合考量。通过物探能够为岩土工程提供初步的实测数据。另外物探还能作为坑探以及钻探的先行工程,辅助坑探以及钻探的有效展开。钻探以及坑探是勘探工程的主要组成部分,也是应用比较直接的勘探方式。通过钻探以及坑探能够准确掌握地质情况,并未后期工作的展开提供有力的支持。从周期上来说,钻探以及坑探由于工作的严谨性以及全面性,在准备以及工作内容上更为周到,因此相比于物探而言周期更长。实际勘探中钻探以及坑探是必不可少的,尤其钻探工作的应用最为广泛。对勘探方法的选择主要结合当地的地层类别以及勘探要求选择最佳的方法,当勘探情况不明时最好采用坑探。勘探能够准确掌握岩土工程的地质情况,为工程提供有效的决策依据,促进工期的顺利展开。

3.2取样

取样是利用科学的抽样方法,在岩土工程的工作范围内选取合适的样品进行地质情况考察。取样数目一般不少于六组。实际测量过程心中一些工作人员只注重样品数量的选择从而忽视样品的随机性。实际勘测过程中需要选取具有代表性的样品,确保勘测结果的可靠性。选取样品时一定要注意样品间的间距,避免出现在同一区域取样造成实测数据比较片面的状况。取样是对勘测结果量化的重要步骤,实际勘测过程中只有做到科学取样才能够得到准确的数据。

4.原位测试的重要性

原位测试是勘测中的重要组成部分,随一些特殊样品如粘性土壤等就可以利用原装图样进行室内试验,取样过程中样品不会因为受到外力的作用而发生变形,保持其原有的特性。另外一些土壤由于粘性不够在取样过程中会发生变形,因此在进行密实度、强度、压缩性等性能测试的过程中只能通过原位测试的方法进行。对地质情况的勘测必须还原其真实特性,因此在进行相关参数的测量时最好能够让样品最接近于其原始形态。原位测试即能够通过相关手段还原样品的真实性,降低外界因素对测量结果的影响。目前最常用的原位测试方法主要有圆锥动力触探试验和波速测试。圆锥动力触探试验主要是利用锤击圆锥头进入岩土中的原理,根据灌入土中的难易程度判断土质的一种现场实测方法。通过圆锥动力触探试验能够对地质分层进行有效辨别,明确土质的物理特性以及化学特性。波速测试主要是利用相关仪器发出的脉冲波对地质情况进行探究的一种勘测方法,这种方法的准确度高,能够对地质情况进行准确量化,但需要借助相关仪器。原位测试能够准确反映岩土工程的施工效果,通过前期数据测量为后期的方案制定以及计划展开提供有力的基础支持,提高方案的可行性和经济效益。

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近年来,由于科技水平提高,岩土工程地质勘察设备和技术也不断提高,这也要求岩土工程地质勘察人员也需要具备更高的技术素养和实际操作能力,才能正确使用先进的勘察设备。但是,实际岩土工程一线地质勘察工作人员为农民工,他们不具备专业的技术知识和操作技能,也缺乏相应的安全意识和质量意识,导致地质勘察质量难以得到保证。不仅如此,许多岩土工程地质勘察工作的工期较短,促使勘察人员采用不规范、不科学的方法进行岩土勘察,导致勘察结果与实际结果的误差较大,严重干扰正常的岩土工程地质勘察工作,得出的勘察结果报表也不具有真实性。

1.2勘察方法

勘察方法问题主要表现在勘探钻进方法单一和取样方法不合理上。钻井措施需要根据地质条件选择勘探方法,这要求勘探单位对工程情况进行详细的地质调查,在根据勘探与布置勘探工程的结果选择勘探方法。但是一些勘探单位在未进行地质调查的情况下直接使用电力设备和机械设备进行钻进,不仅增加勘探时间,也消耗更多的资源。在取样方法上,勘探单位未根据设计勘察点的实际情况进行取样。如有些人员对软弱下卧层不进行取样分析,甚至因为表面上满足不少于件组的要求而将应当分层的层位加以合并,对数据的变异性不作检验、剔除。勘察结果经不得推敲,严重影响工程设计和建设质量。

1.3市场制度

虽然近年来我国岩土工程地质勘察单位的数量显著增加,但地质勘察市场化程度并不高,地质勘察市场制度严重缺失,市场调节作用失灵。而且许多新成立的地质勘察单位存在许多“水分”,存在许多皮包公司和外挂单位,严重扰乱地质勘察市场秩序,加剧行业内恶性竞争。激烈的恶性竞争导致一些地质勘察企业或单位为抢占勘察市场,采用压低报价方式提高市场竞争力。这种做法导致地质勘察单位为减少损失而采取偷工减料方式降低勘察成本,最终影响地质勘察质量。

2.岩土工程勘察质量控制对策勘察

2.1建立高水平勘察队伍

针对当前许多一线地质勘察人员非专业人员问题,首先可通过招聘方式引进专业人才,巩固一线地质勘察队伍,提高专业勘察能力。此外,还应针对当前一线勘察人员专业水平较低、知识结构陈旧问题,应加强人员培训工作,实现知识结构更新与新技术设备推广,提高岩土勘察工程人员的专业素质。最后,建立有效的激励机制。如建立两支或以上勘察队伍,实行内部竞争制度,促使勘察人员主动提高自身专业水平。

2.2运用新的勘察方法和技术

运用新的勘察方法和技术不仅可以提高勘察效率,还能提高勘察结果的质量和准确性,提高取样工作的精度。在选择钻进方法上,勘察人员要严格根据勘察规范做好实地地质勘察工作,并以此为基础选择正确的钻进方法;再结合更先进的钻探设备,改进传统钻探技术方法的不足。提高勘察方技术和方法的数字化水平,国际工程施工所采用的先进的设备一般都是数字化管理、智能控制。我国许多较为先进的岩体勘察部门也已经引进了先进的数字技术替代了传统的勘察技术。例如地形勘测方面,传统地形勘测需要借助手工测量,容易引起较大的误差。如采用新型数字化设备,可以方便地得到较为精确的测量结果。对于取样问题,应控制取样质量。如根据不同地质条件的不同选取不同的样本,如不同深度、不同类型的地质样本。

2.3完善岩土工程地质勘察制度

针对地质勘察市场混乱问题,必须建立有效的勘察监督制度,实行严格规范的勘察监督制度对勘察工作进行有效的监督,实行事前、事中和事后控制相结合,最大限度避免不当行为,保证勘察质量。严格市场准入机制,建立注册土木工程师制度。市场因素对勘察质量主要由于地质勘察资质门槛不高,导致地质勘察企业水平参差不齐。因而应尽快实施注册土木工程师制度,控制地质勘察企业及个人的职业资质。最后,加强勘察涉及单位的质量认证,健全质量管理。如采用PDCA循环思进行岩土工程勘察的实施和管理,提高勘察设计能力。

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2勘察工程施工前的准备工作

2.1确定勘察的目标

首先,要对现场的自然环境、地理环境以及当地具备的地质条件进行考察,对施工现场环境湿度,年平均的降水量进行取样考察。再者,对附近的岩层分布,不同岩层厚度进行分析研究。以及对现场植被分布的情况和地质条件进行综合的考察,根据以上的查询情况来判断这块区域能否满足施工所必需的地理条件。

2.2对施工场地勘探

当勘察的对象据定了之后,就要采取相关措施对确定了的现场地质进行勘察。通过采取土方、愿为测量、现场测验等步骤,依据采集信息对施工现场的环境进行分析。将数据归纳整理,为后期工作提供参考。

3岩土工程勘察中存在的问题

3.1勘察过程没有按照科学的方法勘察

勘察人员在进行勘察工作时,地质条件出现复杂情况的时候,他们不能对勘察对象进行准确的分析和试验,最终造成勘探数据不是精确无误,不能避免的存在误差,对勘察的区域不能完全的掌握相关信息,因此没有足够的地质信息保证施工安全。

3.2勘察技术人员整体素质较低

在进行岩石勘探的具体过程中不仅需要靠科技的仪器,还需要综合素质过硬的技术人员。技术工作者的专业技能对勘探数据的准确性产生较大的影响,这也决定了勘察的结果的准确性。现在我国进行勘探的技术人员明显存在专业知识掌握欠缺现象,给后期的资料分析以及整理带来不便。

4勘察技术在岩土工程施工中的运用

4.1工程地质进行测绘

对工程地质进行的测绘在勘察过程中属于最基础的一步,作用是确定场地的地形地貌以及地层中不良地质之间存在的相互作用关系。原理是采用相关的理论知识,对施工现场的施工场地进行勘测,对地质的分布规律进行分析,然后推测现场的地质。然后将勘测出来的东西展现在地形设计图纸上,编制工程地质图。作为建设项目规划、设计施工的重要参考数据。

4.2勘探与取样

看看过程中常用的方法主要有以下三种:物探、钻探、坑探等。主要被用来调查地下地质。因此,在进行勘测的过程中,要根据现场具备的条件以及地质的条件选择适合的勘测方法。物探并不是直接的进行探测,采用的间接的方法,这样比较省钱,方便,对解决勘测过程中遇到的问题是十分有利的但需及时了解地下地质情况的问题,也可以给钻探和坑探提供一定的指导。但是,它存在数据不准确,使用受地形限制的缺点。钻探和坑探都是一种直接的方法,能够直接了解地况,在勘测的时候使用频率较高。而钻探实在勘测的时候最常使用的技术选择钻探需要根据底层类型进行。

4.3原位测试技术

原位测试是指在在保证岩石具有自然条件的前提下,对岩石的力学性能进行测试的方法。此种方法与室内试验相结合,能够为岩石今后的施工过程中提供理论以及科学的信息。在使用原位测试的时候,要严格按照施工的要求进行,不能为了一时方面走捷径,严格把握工程质量。

4.4现场检验与监测

现场检验与监测是勘探工程的重要组成部分,主要在施工过程和运营期间进行。一般在高级开勘察工作阶段开始进行。其目的在于保障施工的质量以及施工的安全,提高工程所具有的经济方面的性能。进行施工主要包括两个方面的工作内容:一是对勘察结果进行审查,二是对工程的质量进行检测。通过这些数据,施工人员可以推算出工程技术的相关参数,以此作为施工设计方案及依据,优化设计方案的目的在于使其能够在技术上具有一定的操作性。这个工作一般是安排在施工的过程中进行的,但是有些工程要求比较特殊就安排此项工作在项目竣工的时候进行。

4.5促进勘查技术数字化

科学技术以及计算机技术的进行也在不断的促进着岩土工程勘察技术的发展,引进高科技仪器,应用数据库管理技术,互联网技术,利用计算机内的相关软件将于工程相关的数据信息进行统计分析、整理归纳,总结出有效信息。还可以依据数学建模,精确表现出勘察场地的工程地质表面情况。数据采集仔信息化,可以使得勘察资料进行数字化处理,将整理的设计图纸、文字等相关资料妥善的进行保存,为今后的检测提供依据,保证资料都能够追查到。

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