武自剛
[摘要]目前巖土工程勘察中存在缺勘察綱要, 勘察資料質(zhì)量不高、定量分析欠深入、忽視地區(qū)性研究及工程與環(huán)境共同作用分析等方面的問(wèn)題。認(rèn)為巖土工程勘察應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督管理, 加強(qiáng)勘察與設(shè)計(jì)、施工的合作, 大量采用新技術(shù)、新設(shè)備、新方法, 盡早制訂地方性勘察規(guī)程和盡快推行巖土工程監(jiān)理體制。
[關(guān)鍵詞]巖土工程 地質(zhì)勘察 技術(shù)缺陷 解決措施
[中圖分類(lèi)號(hào)]F407.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2014)-7-235-1
1巖土工程勘察中存在的主要技術(shù)問(wèn)題
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展,眾多基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目和現(xiàn)代化超高層建筑物不斷興建,基礎(chǔ)和基坑開(kāi)挖深度越來(lái)越深,各種公共建筑物的建筑風(fēng)格迥異,其平面和立面變化大,給結(jié)構(gòu)和勘察專(zhuān)業(yè)帶來(lái)諸多的新課題,采用傳統(tǒng)的勘察方法和傳統(tǒng)的勘察手段已經(jīng)很難滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的需要,存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術(shù)問(wèn)題。
這些問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面:
(1)界面劃分問(wèn)題:主要有巖土體和巖石風(fēng)化程度的界面劃分,地質(zhì)構(gòu)造和軟弱結(jié)構(gòu)面的判定,以及不良地質(zhì)體的地質(zhì)界面等。(2)地質(zhì)形態(tài)問(wèn)題:主要有不明地下物體、空洞及其分布形態(tài)、埋藏位置和埋藏深度的確定。(3)巖土參數(shù)問(wèn)題:主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進(jìn)行室內(nèi)、外試驗(yàn)的巖土層如粗顆粒土、殘積土和風(fēng)化巖等。其巖土設(shè)計(jì)參數(shù)(承載力、變形指標(biāo)等)難于確定。
1.1第三系泥巖載荷試驗(yàn)
第三系泥巖風(fēng)化程度的劃分是其載荷試驗(yàn)所得出結(jié)論正確性、可靠性的關(guān)鍵所在。
通過(guò)這些規(guī)定,我們看到:把泥巖看做強(qiáng)風(fēng)化或是看做中風(fēng)化,兩者進(jìn)行載荷試驗(yàn)所得到的承載力出入非常大。比如:某工程泥巖層載荷試驗(yàn)極限承載力為800kPa,若按強(qiáng)風(fēng)化考慮承載力特征值應(yīng)為400kPa,而按中風(fēng)化考慮承載力反而降為266kPa。設(shè)計(jì)時(shí),前者尚可進(jìn)行深寬修正而后者則不能。這種結(jié)果顯然是有悖常理、難以接受的。當(dāng)工程中遇到上述問(wèn)題時(shí),我們建議兩者取高值,特殊情況下把中風(fēng)化當(dāng)做強(qiáng)風(fēng)化來(lái)做,但不建議進(jìn)行深寬修正。巖土規(guī)范附表A.0.3 規(guī)定:泥巖和半成巖,可不進(jìn)行風(fēng)化程度劃分。其實(shí)也是對(duì)這一看法的支持。
1.2地下水抗浮設(shè)防水位問(wèn)題
地下水水位變化是受諸多因素控制的。比如水庫(kù)可能的滲漏影響等等。
因此,筆者建議重要工程地下水的勘察,應(yīng)收集勘察期水位、歷史最高水位及近3~5 年水位,且應(yīng)詳細(xì)調(diào)查周邊水文、水文地質(zhì)建構(gòu)筑物狀況,比如水庫(kù)、抽水井及水源地等狀況,然后進(jìn)行全面、綜合評(píng)價(jià)。
1.3濕陷系數(shù)統(tǒng)計(jì)值及雜填土濕陷量計(jì)算問(wèn)題
常常碰到這樣的情況,土工統(tǒng)計(jì)表中出現(xiàn)讓人費(fèi)解的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。如某工程濕陷性黃土濕陷系數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果為:濕陷系數(shù)σs=0.001~0.105,面對(duì)這種數(shù)據(jù),評(píng)價(jià)濕陷程度時(shí),有人就犯了愁。單從數(shù)據(jù)本身看,小于0.015 屬非濕陷土層,于是往往就會(huì)不假思索地得出結(jié)論,土工統(tǒng)計(jì)結(jié)果錯(cuò)了。那么到底是不是統(tǒng)計(jì)出錯(cuò)了呢,不盡然,如果仔細(xì)分析土性,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),一些土層(尤其是新近堆積黃土)在小壓力作用下表現(xiàn)出異常敏感的濕陷性。也就是說(shuō),這類(lèi)土在淺表土小自重壓力作用下即可產(chǎn)生濕陷,而在壓力增加,達(dá)到2kg 或2kg以上時(shí),由于壓縮作用,濕陷性反而減弱或消除。故而同一個(gè)土樣我們可能會(huì)看到這樣的土工成果:濕陷系數(shù)。
(1)綜合能力問(wèn)題:主要表現(xiàn)在一部分勘察技術(shù)人員缺乏對(duì)勘察各專(zhuān)業(yè)的野外和室內(nèi)原始資料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨別真?zhèn)?、去偽存真、補(bǔ)充印證、歸納總結(jié)的能力。缺乏建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí),常造成勘察的目的性不明確,所提供的資料不能
滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的需要。
(2)技術(shù)素質(zhì)問(wèn)題:主要是勘察技術(shù)人員知識(shí)的廣度和深度問(wèn)題,勘察各專(zhuān)業(yè)缺乏內(nèi)部溝通、技術(shù)交流,對(duì)各自技術(shù)服務(wù)的對(duì)象和技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r不了解,導(dǎo)致碰到重大項(xiàng)目和復(fù)雜工程時(shí)束手無(wú)策,不知應(yīng)采用何種技術(shù)方法和手段去解決所碰到的技術(shù)問(wèn)題。
2巖土勘察中存在技術(shù)缺陷的解決措施
要解決上述巖土工程勘察工作中存在的主要技術(shù)問(wèn)題,可以考慮從以下幾個(gè)方面著手:
(1)隨著電子、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,近十幾年來(lái),工程物探專(zhuān)業(yè)根據(jù)彈性波理論、電磁波理論和電學(xué)原理發(fā)展了許多新的工程物探方法并相應(yīng)發(fā)展了一大批集適時(shí)采集處理,軟、硬件功能于一體的工程物探探測(cè)設(shè)備,它具有采樣密度大、速度快、成本低、信息量大等特點(diǎn)。為了有效地解決某些復(fù)雜的巖土工程技術(shù)難題,必須采用多種工程物探手段和鉆探聯(lián)合使用的方法,起到互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證的作用。合理地選擇、運(yùn)用工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)勘探手段相結(jié)合,無(wú)疑是解決巖土工程勘察中存在的主要問(wèn)題的有效手段之一。
(2)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用研究。當(dāng)前, 巖土工程正朝規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。巖土工程問(wèn)題日趨復(fù)雜, 傳統(tǒng)的巖土工程方法, 已難以適應(yīng)發(fā)展的需要, 因此, 利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)巖土工程的各項(xiàng)工作進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的管理, 以提高工作的效率; 利用計(jì)算機(jī)對(duì)巖土工程資料進(jìn)行分析處理, 如制作巖土工程圖件, 進(jìn)行指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析等等; 更重要的是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)分析、模擬復(fù)雜的巖土問(wèn)題的發(fā)生、演化過(guò)程, 以便制定出正確的處理方案;利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行巖土工程設(shè)計(jì)、巖土工程施工模擬以及巖土工程治理效果模擬。這樣不但可以對(duì)巖土問(wèn)題作預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及防治, 而且還可以節(jié)省大量人力和物力。
(3)加強(qiáng)勘察技術(shù)人員的再教育和技術(shù)培訓(xùn)并形成定期制度,促進(jìn)其知識(shí)的更新?lián)Q代??辈靻挝皇┬袃?nèi)部崗位輪換制度,促成勘察各專(zhuān)業(yè)的技術(shù)交流、知識(shí)滲透,盡可能組織技術(shù)人員參加各種有關(guān)的學(xué)術(shù)活動(dòng)和講座,達(dá)到擴(kuò)大勘察技術(shù)人員的知識(shí)廣度和深度的目的。強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用(如受壓層深度計(jì)算、承載力計(jì)算、土壓力計(jì)算、各類(lèi)靜力或動(dòng)力有限元計(jì)算、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算、沉降分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、地基與基礎(chǔ)協(xié)同作用分析、地震反應(yīng)分析、滲流分析等),采取這些措施無(wú)疑可以大大提高他們的技術(shù)綜合能力。
(4)盡早推行巖土工程監(jiān)理體制。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)對(duì)巖土工程的監(jiān)督管理, 一直由政府部門(mén)承擔(dān),幾十年的經(jīng)驗(yàn)證明, 這種管理體制存在許多弊端, 很難適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。為此, 必須建立專(zhuān)業(yè)化、社會(huì)化的巖土工程監(jiān)理機(jī)構(gòu), 由其協(xié)助政府監(jiān)督管理巖土工程市場(chǎng), 使巖土工程市場(chǎng)進(jìn)一步規(guī)范化。
參考文獻(xiàn)
[1]GB50007-2002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].