岳家明,張正鑫,周薇
(中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司,湖北 武漢 430000)
我國的地形地質(zhì)條件十分復(fù)雜,不同區(qū)域內(nèi)的巖土特性有較大的差別,因此應(yīng)用巖土工程勘察可以切實了解到工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)地形條件、巖土特性、水位地質(zhì)和植被分布等相關(guān)信息[1]??辈旃ぷ髟谡麄€工程建設(shè)階段都是至關(guān)重要的組成部分,如果工程勘察得到的數(shù)據(jù)信息不夠準(zhǔn)確,后期設(shè)計和施工工作就會受到很大的影響。因此,為了建筑工程質(zhì)量可以得到有效保障,針對巖土工程勘察過程中的常見問題及其優(yōu)化措施進行研究是十分必要的。
作為工程建設(shè)中必不可少的關(guān)鍵階段,巖土工程勘察涵蓋了地形測繪、巖土鉆探、現(xiàn)場檢測及數(shù)據(jù)分析等眾多技術(shù)[2],尤其是在自然地質(zhì)條件較復(fù)雜的區(qū)域,巖土工程勘察工作的專業(yè)性和準(zhǔn)確性是十分重要的。
總的來說,巖土工程勘察是工程建設(shè)的基礎(chǔ),主要是對工程選址區(qū)域內(nèi)的水文、地質(zhì)、巖土性質(zhì)等條件進行勘察,如工程選址區(qū)域內(nèi)地表水和地下水的活動情況、地質(zhì)構(gòu)造情況等。前期的勘察工作為后期設(shè)計和施工階段提供了至關(guān)重要的服務(wù),在進行設(shè)計時需要依據(jù)勘察所獲得的地質(zhì)地形等條件,以確保設(shè)計的合理性和實踐性。而在施工過程中更要緊密結(jié)合勘察報告和設(shè)計圖紙進行施工,同時必須對工程選址區(qū)域內(nèi)的施工作業(yè)情況進行全方位的監(jiān)控,以免不當(dāng)行為造成巖土工程結(jié)構(gòu)受到不利影響[3]。尤其是在隧道工程、橋梁工程、邊坡治理工程等對工程設(shè)計要求較高的建設(shè)項目中,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膸r土工程勘察數(shù)據(jù)可有效地提高工程設(shè)計的質(zhì)量[4]。圖1 為巖土工程勘察工作的主要流程。
巖土工程勘察具備較高的專業(yè)性,為確??辈旃ぷ鞯捻樌M行,勘察工作者通常會進行大量的前置準(zhǔn)備工作。如圖1所示,在接受勘察任務(wù)后,首先應(yīng)分析研究相關(guān)的文件,從中了解工程選址區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)情況、地震區(qū)劃、氣候狀況以及工程建設(shè)的要求,同時依據(jù)勘察綱要科學(xué)合理地進行平面布置規(guī)劃,進而詳細(xì)梳理巖土工程勘察標(biāo)準(zhǔn)和勘察的主要內(nèi)容。在確定具體的勘察方案后,勘察工作人員應(yīng)對勘察區(qū)域進行詳細(xì)的勘察,得到準(zhǔn)確的勘察數(shù)據(jù)并編制勘察報告。當(dāng)工程選址區(qū)域的地理條件十分特殊,或者建筑本身具有特殊的承載、變形要求時,應(yīng)根據(jù)其本身特點去細(xì)化巖土工程勘察的特殊要求,以便順利進行勘察部署[5]。
當(dāng)前,越來越多的信息化技術(shù)應(yīng)用到巖土工程勘察工作中來,數(shù)字化勘察技術(shù)應(yīng)運而生。通過信息技術(shù)和現(xiàn)代化數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的形式,共同搭建出功能齊全的巖土工程勘察作業(yè)平臺,在進行勘察數(shù)據(jù)采集分析過程中,可以使用計算機進行持續(xù)優(yōu)化輔助,以達到勘察數(shù)據(jù)信息化、自動化、設(shè)備預(yù)算一體化的目標(biāo)。對比傳統(tǒng)的巖土工程勘察技術(shù),數(shù)字化技術(shù)可以更加高效地整合各種勘察信息,確保整個勘察設(shè)計體系更加合理,以達到勘察設(shè)計一體化的目標(biāo)。同時,可以搭建出綜合考慮了地理、地質(zhì)條件的三維地質(zhì)模型,有助于施工過程中的不利因素分析研究。
數(shù)字化的巖土工程勘察系統(tǒng)包括感應(yīng)、傳輸和存儲三大系統(tǒng)。感應(yīng)系統(tǒng)由電子感應(yīng)元件和感應(yīng)器控制裝置構(gòu)成,在選址區(qū)域內(nèi)的勘察點布設(shè)相應(yīng)的電子感應(yīng)元件,之后通過感應(yīng)器控制裝置下達命令,可以更為便捷地執(zhí)行控制命令;傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將感應(yīng)系統(tǒng)收集到的信號進行傳輸,通過數(shù)字化通信技術(shù)將信號傳輸?shù)娇刂破脚_,從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程的感應(yīng)信號傳輸工作;存儲系統(tǒng)提供了一種集群式的勘察數(shù)據(jù)動態(tài)監(jiān)管模式,其將采集到的勘察數(shù)據(jù)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進行分類管理,并通過這些數(shù)據(jù)搭建巖土工程模型處理系統(tǒng),以便為后續(xù)的設(shè)計和施工工作提供保障。通過感應(yīng)、傳輸和存儲三大系統(tǒng)的協(xié)作,可以實現(xiàn)動態(tài)且安全的數(shù)字化勘察技術(shù)。目前,溝谷陡坡區(qū)域內(nèi)的工程建設(shè)日益增多,其復(fù)雜的地形地質(zhì)條件對勘察、設(shè)計及施工提出了更高的要求,在進行數(shù)字化勘察過程中,應(yīng)確保各項系統(tǒng)的精確度和穩(wěn)定性,保障采集到的勘察數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可靠。
在巖土工程勘察作業(yè)中會用到各種各樣的機械設(shè)備和大量的工程材料,尤其是在數(shù)字化勘察技術(shù)普及的今天,對儀器設(shè)備的精確性提出了很高的要求。性能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高的機械設(shè)備及工程材料可以為勘察成果的質(zhì)量打下堅實基礎(chǔ),也可以大幅提升勘察人員的工作效率。在勘察工作進行前應(yīng)對設(shè)備和材料進行詳細(xì)檢查,如果勘察人員僅僅關(guān)注設(shè)備和材料的數(shù)量是否滿足要求,而未對其質(zhì)量進行詳細(xì)檢查,可能會造成機械設(shè)備和工程材料的功能性不達標(biāo),導(dǎo)致勘察數(shù)據(jù)成果有一定誤差。同時,在現(xiàn)場勘查工作進行的過程中,若機械設(shè)備的常規(guī)保養(yǎng)和實驗儀器的存放等工作落實不到位,也會對其性能造成影響。
勘察方案主要包括勘察技術(shù)手段、主要流程、組織方案及優(yōu)化措施等,是確??辈旃ぷ黜樌瓿傻闹笇?dǎo)性文件和技術(shù)性保障。尤其是對一些大型復(fù)雜工程來說,勘察工作中會使用多種勘察技術(shù)手段及實驗方法,這對勘察方案的科學(xué)合理性提出了更高的要求。而部分勘察單位對勘察方案的編制不夠重視,使得勘察方案無法提供指導(dǎo)作用,導(dǎo)致現(xiàn)場勘查工作不能達到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)。
勘察作業(yè)人員應(yīng)對勘察目標(biāo)進行深入了解和認(rèn)識,包括選址區(qū)內(nèi)地形地質(zhì)、水文條件、不同建筑結(jié)構(gòu)的施工區(qū)域劃分、巖體結(jié)構(gòu)和原狀土的基本物理特征、環(huán)境氣候等方面,但是部分勘察工作所選取的勘察區(qū)域十分局限,未根據(jù)選址區(qū)域內(nèi)的水文及地質(zhì)環(huán)境進行綜合性研究,在進行實際勘察工作時可能出現(xiàn)實際勘察手段準(zhǔn)備不足的情況,勘察報告的準(zhǔn)確性和時效性也得不到保證。
勘察成果質(zhì)量是用數(shù)據(jù)的精確性來體現(xiàn)的,勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度不僅與現(xiàn)場勘查作業(yè)的完成質(zhì)量有關(guān),還和后期勘察成果的分析處理息息相關(guān),在獲取現(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)后,相關(guān)人員應(yīng)對勘察結(jié)果進行深入分析并編制勘察報告。而隨著巖土工程勘察技術(shù)的不斷創(chuàng)新,其勘察成果數(shù)據(jù)處理的難度也有所上升,這對勘察人員的專業(yè)素質(zhì)提出了更高的要求。
建筑工程建設(shè)期長且涉及很多環(huán)節(jié),其中,巖土工程勘察和工程設(shè)計都會嚴(yán)重影響建筑工程的工程質(zhì)量。然而勘察工作和設(shè)計工作通常由不同的單位組成,因此,現(xiàn)場勘察人員無法深入了解設(shè)計方面的需求,設(shè)計人員也不能快速高效地理解勘察成果。當(dāng)設(shè)計人員對勘察數(shù)據(jù)有所疑問時,難以暢通無阻地與勘察人員進行溝通確認(rèn),從而造成工作效率受到一定的限制。并且由于現(xiàn)場勘察條件的限制,某些現(xiàn)場勘察人員會采用紙質(zhì)抄錄的方法留存勘察數(shù)據(jù),而人工抄錄的方式既會使工作效率無法得到保證,可能出現(xiàn)記錄錯誤的情況。
勘察單位應(yīng)出具完備的機械設(shè)備管理制度,將每一個設(shè)備的管理責(zé)任落實到具體人員,尤其是對于一些特種作業(yè)設(shè)備,應(yīng)要求相關(guān)作業(yè)人員持證上崗并通過崗前考核,以保證勘察作業(yè)人員能夠熟練操作機械設(shè)備。同時,應(yīng)注意機械設(shè)備的定期檢查和保養(yǎng)工作,精確度不合格的機械設(shè)備必須維修且重檢合格后再投入使用。
在采購工程材料期間,應(yīng)在造價計劃內(nèi)盡量選擇質(zhì)量較好的材料,嚴(yán)禁選取無生產(chǎn)商、無合格證、無生產(chǎn)日期的“三無產(chǎn)品”,且所有的工程材料必須通過驗收才能進場,儲存位置和環(huán)境應(yīng)根據(jù)材料的性質(zhì)合理地選擇和排列,在考慮運輸材料便利性的同時,更應(yīng)保證其功能質(zhì)量不受外部因素影響。
勘察方案的編制是勘察工作中必不可少的環(huán)節(jié),在確保整個勘察作業(yè)的完成效率和質(zhì)量方面有著至關(guān)重要的作用。首先應(yīng)清楚了解巖土工程勘察方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求,并針對具體項目進行分析研究,根據(jù)擬建項目選址區(qū)域的巖土條件確定實用的勘察手段和規(guī)劃,提出切實可行的勘察作業(yè)實施計劃,從而編制符合實際的勘察方案,以確??辈熳鳂I(yè)的順利進行。同時,有必要將勘察作業(yè)相關(guān)的各實施部門連接起來,確保信息的時效性和一致性,加強各實施部門員工之間的互相協(xié)作,調(diào)配充足的機械設(shè)備、材料,為勘察作業(yè)的開展打下良好的根基。
巖土工程勘察有大量的勘察資料需要進行準(zhǔn)備,包括工程建筑的特征、選址區(qū)域內(nèi)的地形條件和水文條件等等,這些資料的準(zhǔn)確程度直接影響了最終的勘察質(zhì)量。因此,應(yīng)規(guī)范勘察資料的收集和審核流程,有效界定不同勘察資料的參考價值和時效性,以期選擇出最符合實際的巖土特征參數(shù)。
勘察作業(yè)人員是巖土工程勘察中起主導(dǎo)作用的一環(huán),其獲取的勘察數(shù)據(jù)是檢驗巖土工程勘察質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn),精確的勘察數(shù)據(jù)成果能夠為后期設(shè)計和施工提供科學(xué)的指導(dǎo)性意見。因此應(yīng)十分重視相關(guān)人員專業(yè)性的培養(yǎng)教育。高水平的勘察工作者在掌握傳統(tǒng)勘察理論和方式的前提下,還應(yīng)積極學(xué)習(xí)新技術(shù)與新理論,同時對后期的設(shè)計和施工方面的內(nèi)容有所涉獵。
應(yīng)落實巖土工程工作體制的實施,注重全面性、創(chuàng)新型勘察專業(yè)人才的培養(yǎng)工作,鼓勵尖端人才積極參與學(xué)術(shù)交流活動,提升勘察作業(yè)人員的綜合素質(zhì)。另外,還應(yīng)加大巖土工程勘察工作的監(jiān)督審核力度,確保巖土工程勘察工作的規(guī)范化。在進行勘察作業(yè)時經(jīng)常會出現(xiàn)異常數(shù)據(jù),此時勘察工作人員應(yīng)對相關(guān)采樣點進行多次測量,以提高數(shù)據(jù)的精確度。同時綜合考慮各個地區(qū)的不同地質(zhì)條件,制定詳細(xì)的具有地方特點的巖土工程勘察標(biāo)準(zhǔn),從而有效提高巖土工程勘察的質(zhì)量水平。
在現(xiàn)階段工程建設(shè)中,巖土工程勘察和工程設(shè)計工作通常是有所分離的,這樣會造成勘察成果的利用率較低。解決此種情況最有力的舉措便是推動勘察設(shè)計一體化,從長遠(yuǎn)來看,巖土工程勘察設(shè)計一體化是巖土工程的發(fā)展趨勢。為促進兩者的相互融合,勘察和設(shè)計的信息化建設(shè)必不可少,在過程中使用數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理等專業(yè)信息技術(shù),既可以有效保證巖土工程勘察的時效性,又能夠提高勘察數(shù)據(jù)成果的利用率,實現(xiàn)勘察成果的實時共享,以確??辈旌驮O(shè)計工作的緊密配合;同時信息化的數(shù)據(jù)成果管理模式也能夠減少傳統(tǒng)紙質(zhì)抄錄過程中出現(xiàn)的漏洞或失誤,從而確保勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。并且,在進行巖土工程勘察報告的編制過程中,勘察人員應(yīng)和項目設(shè)計、施工工作的相關(guān)技術(shù)人員進行充分溝通,在綜合考慮工程建設(shè)需求的基礎(chǔ)上,充分審核現(xiàn)場獲取的勘察數(shù)據(jù),以有效地保證勘察報告中數(shù)據(jù)的精確度和合理性,減少誤差,這是勘察工作的核心價值和意義。
(1)巖土工程勘察是工程建設(shè)中必不可少的關(guān)鍵措施,其涵蓋了地形測繪、巖土鉆探、現(xiàn)場檢測及數(shù)據(jù)分析等多項技術(shù),為后期設(shè)計和施工階段提供了數(shù)據(jù)支撐和理論保障。目前,數(shù)字化勘察技術(shù)的快速發(fā)展,實現(xiàn)了更加穩(wěn)定精確的勘察數(shù)據(jù)采集工作。
(2)從巖土工程勘察的全過程及其特點來看,儀器設(shè)備、工程材料、勘察方法、水文條件及地質(zhì)環(huán)境分析、勘察作業(yè)人員水平等因素出現(xiàn)問題時,最終的勘察質(zhì)量會受到嚴(yán)重影響。
(3)為保證巖土工程勘察質(zhì)量,應(yīng)完善機械設(shè)備及工程材料的管理工作,編制合理可行的勘察方案,確保水文及地質(zhì)環(huán)境資料的準(zhǔn)確性,重視勘察人員的培養(yǎng)教育,推動勘察設(shè)計一體化建設(shè)。