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        巖土工程測(cè)試和勘察

        2012-12-31 00:00:00張延銘

        當(dāng)今社會(huì)人們對(duì)建筑物的要求越來(lái)越高,科學(xué)技術(shù)也在突飛猛進(jìn),為了滿足人們?nèi)找嫣岣叩蒙钏?,各類土木工程也紛紛涌現(xiàn),較之以過(guò)去土木工程,現(xiàn)代土木工程從各個(gè)方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。而巖土工程測(cè)試與檢測(cè)技術(shù)對(duì)各類工程都有非常重要的作用。巖土工程測(cè)試技術(shù)不僅在巖土工程建設(shè)實(shí)踐中十分重要,而且在巖土工程理論的形成和發(fā)展過(guò)程中也起著決定性的作用。測(cè)試技術(shù)也是保證巖土工程設(shè)計(jì)的合理性和保證施工質(zhì)量的重要手段。

        在提高巖土工程勘察的質(zhì)量,為地基處理和施工提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的工程地質(zhì)資料和技術(shù)參數(shù)。巖土工程勘察在快速的發(fā)展過(guò)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(bào)告編制等各方面工作都有了長(zhǎng)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(duì)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(shí),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(duì)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(guò)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(guò)程中可能遇到的問(wèn)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(chǎng)。

        巖土測(cè)試技術(shù)以巖土力學(xué)理論為指導(dǎo)法則,以工程實(shí)踐為服務(wù)對(duì)象,而巖土力學(xué)理論又是以巖土測(cè)試技術(shù)為實(shí)驗(yàn)依據(jù)和發(fā)展背景的。不論設(shè)計(jì)理論與方法如何先進(jìn)、合理,如果測(cè)試落后,則設(shè)計(jì)計(jì)算所依據(jù)的巖土參數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)求,不但巖土工程設(shè)計(jì)的先進(jìn)性無(wú)從體現(xiàn),而且?guī)r土工程的質(zhì)量與精度也難以保證。所以,測(cè)試技術(shù)是從根本上保證巖土工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性、代表性以及經(jīng)濟(jì)性的重要手段。整個(gè)巖土工程中它與理論計(jì)算和施工檢驗(yàn)是相鋪相成的。

        巖土工程的測(cè)試、檢測(cè)與檢測(cè)是從事巖土工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工監(jiān)理的工作者所必需的基本知識(shí),同時(shí)也是從巖土工理論研究所必須具備的基本手段。巖土工程測(cè)試技術(shù)一般分為室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)、原位試驗(yàn)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)等幾個(gè)方面。在原位測(cè)試方面,地基中的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)測(cè)試,地下結(jié)構(gòu)表面的土壓力測(cè)試,地基土的強(qiáng)度特性及變形特性測(cè)試等方面將會(huì)成為研究的重點(diǎn),隨著總體測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步,這些傳統(tǒng)的難點(diǎn)將會(huì)取得突破性進(jìn)展。虛擬測(cè)試技術(shù)將會(huì)在巖土工程測(cè)試技術(shù)中得到較廣泛的應(yīng)用。因?yàn)?,不論設(shè)計(jì)理論與方法如何先進(jìn)、合理,如果測(cè)試技術(shù)落后,則設(shè)計(jì)計(jì)算所依據(jù)的巖土參數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)求,不僅巖土工程設(shè)計(jì)的先進(jìn)性無(wú)法體現(xiàn),而且?guī)r土工程的質(zhì)量與精度也難以保證。所以,測(cè)試技術(shù)是從根本上保證巖土工程設(shè)計(jì)的精確性、代表性以及經(jīng)濟(jì)合理性的重要手段。

        測(cè)試工作是巖土工程中必須進(jìn)行的關(guān)鍵步驟,它不僅是學(xué)科理論研究與發(fā)展的基礎(chǔ),而且也為巖土工程實(shí)際所必需。監(jiān)測(cè)與檢測(cè)可以保證工程的施工質(zhì)量和安全,提高工程效益。在巖土工程服務(wù)于工程建設(shè)的全過(guò)程中,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與檢測(cè)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),可以使工程師們對(duì)上部結(jié)構(gòu)與下部巖土地基共同作用的性狀及施工和建筑物運(yùn)營(yíng)過(guò)程的認(rèn)識(shí)在理論和實(shí)踐上更加完善。依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,利用反演分析的方法,求出能使理論分析與實(shí)測(cè)基本一致的工程參數(shù)。巖土工程測(cè)試包括室內(nèi)土工試驗(yàn)、巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、原位測(cè)試、原型實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等,在整個(gè)巖土工程中占有特殊而重要的作用。下面淺談下巖土工程勘察的方法:

        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).

        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。

        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?,F(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)側(cè)?,F(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?,F(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。

        強(qiáng)化巖土工程勘察的措施:嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)程序、規(guī)范市場(chǎng)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。

        嚴(yán)格市場(chǎng)準(zhǔn)入、盡快實(shí)施注冊(cè)土木工程師制度,加強(qiáng)相關(guān)人員培訓(xùn)經(jīng)過(guò)近年勘察設(shè)計(jì)資質(zhì)換證,對(duì)勘察設(shè)計(jì)單位進(jìn)行了一定的清理整頓,對(duì)規(guī)范市場(chǎng)起到了一定的作用。

        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(guò)程模式作為標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。

        采用先進(jìn)的巖土工程勘察技術(shù)在巖土工程勘測(cè)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(píng)價(jià)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(cè)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(cè)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。

        巖土工程勘察常見(jiàn)的問(wèn)題:

        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(lái)的行政撥款改為自負(fù)盈虧,勘察任務(wù)也由原來(lái)的上級(jí)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(duì)勘察質(zhì)量的管理,造成勘察成果質(zhì)量下降。

        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)填寫不全。

        忽視生態(tài)環(huán)境的論證。一些勘察單位對(duì)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(chǎng)地四面緊鄰高層建筑物或馬路,對(duì)于這種建筑場(chǎng)地,巖土工程勘察時(shí),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(yíng)時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的影響,但勘察報(bào)告中常常忽略這方面的工作,致使無(wú)法滿足巖土工程施工及設(shè)計(jì)的要求?;娱_(kāi)挖時(shí)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。

        (作者單位:新疆維吾爾自治區(qū)

        建筑設(shè)計(jì)研究院)

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