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【关键词】土工试验;岩土工程勘察;资料运用
Abstract: Based on the analysis of a large construction enterprises bear a plurality of railroad, highway project construction claim management present situation, pointed out the enterprise current claims the main problem that the job exists, combine railroad, highway construction project management features, standing in the contractor angle put forward a series of measures to strengthen the construction claim management countermeasure are preliminary research.
Key words: contractor; construction claim management; countermeasure are preliminary research
中图分类号:TU41文献标识码:A 文章编号:
岩土工程勘察是为土木工程建设服务,通过对工程地质的调查、测绘、勘探、采取土试样等方式进行室内试验或者现场检验,对试验结果加以统计、分析,对土木工程施工工地的地质条件进行定性或定量分析,编制满足施工不同阶段所需要的成果报告文件,这对于我国的土木工程建设以及经济建设具有重要意义。对于岩土工程勘察来说,土工试验资料必不可少,因为土与一般的建筑材料不同,其具有特殊的复杂的物理性质,这种特殊的物理性质决定了它本身的特殊复杂的力学性质,不同地区的土又有不同的变化,诸如土的干密度、孔隙比、孔隙度、饱和度、液限与塑限等。土的这些特殊的性质决定了土工试验的必要性,在岩土勘察工程中,通过对土工试验资料的合理运用,能够避免工作中许多问题的出现,同时促进勘察工作的顺利进行。岩土工程勘察主要依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009版)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)和《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004),通过对施工场地原始工程地质条件和水文条件的论述,提供各地基土层承载力标准值,其中最重要的是依据土工试验、标贯试验以及静动探试验等资料。本文结合建筑实例来说明土工试验资料在岩土工程勘察中的应用。
一.某建筑概况及其场地岩土工程条件
所选建筑由两栋十三层高级住宅楼,加地下车库,两栋五层住宅楼以及一栋四层的办公楼组成,其中高级住宅楼为剪力墙结构,其他均为框架结构。建筑群所在地区地貌较为平坦,原为郊区农田,地貌单元为平原。所选建筑群地基分六层构成:(1)耕地土壤:黄褐色,松散状,湿度略高,厚度约0.2-2.2米左右;(2)粉质黏土:黄灰色,可塑状态,湿度略低,厚度约1-3米左右;(3)淤泥质粉质黏土:灰黑色,软~流塑,厚度约5-9米左右;(4)粉质黏土:褐色,可塑状态,厚度约1.5-6.5米左右;(5)粉质黏土:黄褐色,硬塑状态,厚度约1.3-6.8米左右;(6)风化闪长岩:厚度3.5-7.8米左右。下层均为风化岩石。所选区域内地下水类型为浅层地下水和深度承压地下水,浅层地下水主要集中在(1)层到(4)层的土层空隙中,深度承压地下水主要集中在第(6)层及其下部。
表1各土层主要物理学性质指标统计表
二.岩土工程分析
1.场地稳定性及抗震性评价
地质结构稳定,土层分布稳定,没有影响工程的不良现象,综合评定属于稳定场地。场地土的类型为中软土质,建筑场地类别为Ⅱ类,抗震设防烈度为5度,属于抗震有利地段。
2.地基土评价
土层第(2)层为湿度略低的可塑粉质黏土,土层压缩系数的计算为a1-2=0.31mPa-1,属于中等偏高压缩性土质,具有一定的承载能力,可作为住宅用地天然地基的持力层。第(3层为)淤泥质粉质黏土,压缩性高,承载力低,第(4)层为可塑粉质黏土,土层压缩系数为a1-2=0.25mPa-1,属于中等偏低压缩性土,具有一定的承载能力,第(5)层为硬塑粉质黏土,土层压缩系数为a1-2=0.18mPa-1,属于中低压缩性土,承载能力相对来说高一些,第(6)层是风化闪长岩,属于软岩,岩体质量等级Ⅴ级,可作为高层住宅预应力管桩桩端持力层。
表2 场地地基承载力特征值和压缩模量
3.基础类型选择
根据各土层主要物理学性质指标统计数据以及场地地基承载力特征值和压缩模量进行分析,本区域内第(2)层的粉质黏土因其压缩性中等偏高,承载能力相对来说较强一些,所以可以用作住宅用地,同时作为住宅楼的独立基础持力层。高层住宅地下车库的建设的基础形式可以选择片筏基础,同样可以将第(2)层作为持力层来使用。地下车库在建设时,基础砌置深度至少6米左右,因此其基底主要在第(2)层粉质黏土上,因地下潜水影响,所以在设计时,要考虑抗浮设计,由此,建议采用桩基础,选择第(4)层为桩基础的持力层。两栋五层住宅楼以及一栋四层的办公楼均建议采用桩基础进行建设,同时以第(6)层闪长岩作为管桩桩基持力层。桩基础在建设时,建议采用预应力管桩,桩基设计时,要考虑桩身会穿过比较厚的松散土层等因素,合理进行桩基建设,在计算基桩承载力的时候,还应考虑到桩侧遇到的阻力,在建筑过程中,加以关注并解决。
表3 桩基设计参数
4.基坑工程
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009版)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)规定,此次建筑工程的重要性等级为二级,地基基础设计等级为乙级,地下车库基坑开挖面积大,深度在6米左右,且由于地下潜水水位较低,对施工影响大,所以条件较为复杂,存在一定的施工难度。根据《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)有关规定,此建筑地基的基坑工程安全等级为二级。如果地下车库的基础采用片筏基础,那么基坑开挖后,由于第(2)粉质黏土的土层比较薄弱,所以必须考虑第(3)层淤泥质粉质黏土(软~流塑)对于建筑物地基的影响,在施工过程中要通过各种措施加以排除,保证建筑物地基安全。
三.勘察探讨
岩土工程勘察涉及科目很多,诸如岩体力学、工程地质学等,这些学科知识的灵活运用建立在良好的实践基础之上。对掩体工程技术人员来说,实际问题的解决既要依靠理论知识,也要依靠专业经验,同时要结合不同工程的实际情况,建立起相应的本构模型,合理运用参数,有针对性地开展试验,那么工程问题的解决就有了良好的前提。技术人员在学习和利用理论知识的过程中,要注意隐藏在公式与规律背后的限定条件和特点,以确保理论知识能够被正确运用。岩土工程勘察工作的复杂性以及固有勘察经验的束缚,易使技术人员犯下错误,为降低勘察失误,技术人员要坚持现场观测,并将现场观测结果进行分析、比较、评估、总结,始终坚持动态设计,注重施工验槽,做到及时发现问题,处理问题,必要时还需进行施工勘察,进行有效补救,以防止造成严重的经济损失和不良的社会影响。
小结
土工试验资料对于我国土木工程建设意义重大,从岩土工程勘察的必要性出发,土工试验必须不断深入拓展,与时俱进,针对土的各种性质不断进行新的探索与创新,为岩土工程勘察提供更多的辅助与使用资料。
【参考文献】
[1]岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009版)[M].北京中国建筑工业出版社,2009.
[2]建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)[M].北京中国建筑工业出版社,2011.
[3]高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ72-2004)[M]. 北京中国建筑工业出版社,2004.
[4]关海波,宋海滨,韩金才.合理选择工程地质勘察手段的重要性[J].商品与质量•建筑与发展,2010,(6).
【关键词】岩土工程;勘察
1 新时期岩土工程
岩土作为支承体:房屋建筑、道路、桥梁、弃渣场、各种大型设备等等,都建造在岩土体上,岩土体作为地基,作为支承体,研究的主要问题是承载力和变形问题、稳定问题。岩土作为荷载或自承体:边坡工程、基坑工程、露天采矿工程等地面工程开挖,隧道、地下洞室等地下工程开挖,面临的是另一类稳定和变形问题。这时,岩土体担任的角色,既可能是荷载,也可能是自承体。同时,地下水的时空分布状态常常具有举足轻重的影响。岩土作为材料:填方工程,特别是大面积高填方、填海造陆,要用大量岩土作为回填材料;水工围堰、水利大坝、填筑路堤等也用岩土作为当地材料,就近取材。这些工程除了研究其稳定和变形等特性外,岩土材料的质量、数量、运距和施工质量控制是主要的岩土工程地质问题。地质灾害的防治:岩溶、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等地质灾害,对工程构成严重威胁,防治工程必须针对具体地质条件和地质演化规律进行设计和施工。场地和地基的地震效应也是岩土工程的一部分。环境岩土工程:随着人们对环保意识的重视,地质和水文地质环境的评价、废弃物的卫生填埋、土石文物的保护等等,都涉及复杂的环境岩土工程问题,环境岩土工程正日益受到更大的重视。
以上各类工程,不仅涉及天然岩土,还包括各种人工土,包括对天然土的加固和改良,利用排水、压实、加筋、改性、注浆、锚定、设置增强体等人工改造方法,改变岩土体的强度、变形和渗透等性能。岩土加固和改良是岩土工程的重要组成部分,也是近年来新兴起来的一门新的岩土工程技术。
2 岩土工程和其它专业的关系
2.1 岩土工程与工程地质的关系
二者的区别:工程地质是地质学的一个分支,是研究与工程建设有关地质问题的科学。工程地质学的产生源于土木工程的需要,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一门工程技术。从事工程地质的是地质专家(地质勘察师),侧重于研究地质现象、地质成因和演化过程、地质规律、地质与工程的相互作用;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用功能要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题。因此,无论学科领域、工作内容、关心的问题,两者都是有区别的,各自的侧重点不同。但是,二者的关系又非常密切。工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸,虽然不一定十分准确,但有一定道理。岩土工程师面临的岩土材料,无论性能和结构,都是自然形成的,都是经过了漫长的地质历史时期,是多种复杂地质作用下的产物。对岩土的性能和结构,只能通过勘察来查明,而又不能完全查明。
一些关键性的问题,需根据地质规律推测或预测。尤其在地质构造复杂的山区,有经验的工程地质学家,通过大量的地面地质调查,综合分析就可大致判断、推断地质构造的框架、轮廓,利用物探、钻探、槽井探等勘探手段揭示,由粗而细,由浅入深,构画出工程地质模型。
2.2 岩土工程和结构工程的关系
岩土工程和结构工程关系密切,这是显而易见的。无论房屋结构或桥梁结构,都建造在地基上。地基是否稳定,直接影响结构的安危;地基是否会产生过量变形,直接影响结构的使用功能,产生的次生应力可能使结构超过设计极限。地基出了问题又很难补救。因此结构工程十分关心地基的稳定和变形。现在,一般地基设计均由结构工程师考虑上部结构要求统一完成,只有复杂地基基础问题或需专门处理的地基才要求岩土工程师参与。同样,岩土工程师在进行地基的勘察设计时,必须详细了解结构的型式、荷载及其分布,特别是基础的型式和刚度,了解对地基变形的限制要求,以便有的放矢。岩土工程师与结构工程师的密切配合至关重要。结构和地基是一个整体,相互作用,相互影响。地基的变形会改变结构的应力,结构的荷载分布和不同刚度会产生不同的地基变形。人们常常用调整基础和结构刚度的办法来适应地基变形,地基、基础和上部结构的协同作用分析是当前的热门话题。反过来,也可通过地基处理提高地基的承载力和刚度来适应上部结构的要求。岩土工程与结构工程,你中有我,我中有你,互相搭接,互相重叠的例子不胜枚举。例如桩基础,作为结构的延伸,是结构的一部分,但桩基的承载力和变形则主要取决于岩土,与岩土的关系更为密切。结构工程师应当具备必要的岩土知识,岩土工程师也必须具备必要的结构知识。
3 岩土工程的主要特点
岩石的裂隙性和土的孔隙性是岩石和土区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。
3.1 岩石的裂隙性
岩石总是或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在着各种各样的裂隙,这是岩石区别于混凝土的主要特点。这些裂隙有的粗糙不平,有的光滑;有的平直,有的弯曲;有的充填,有的不充填;有的产状规则,有的规律性很差。裂隙的成因复杂多样,有岩浆凝固收缩形成的原生节理,有沉积间断形成的层理,有构造应力形成的构造节理,有表生作用形成的卸荷裂隙和风化裂隙,还有变质作用形成的片理、劈理等等,在岩石中构成极为多样非常复杂的裂隙系统。人们将岩石和裂隙视为一个整体称为“岩体”,将裂隙概化为“结构面”。
3.2 土的孔隙性
根据土力学解释:土是一种散体结构的材料,存在孔隙。对于饱和土是固、液两相;对于非饱和土,是固、液、气三相。于是产生了有效压力和孔隙压力;孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。在饱和土中,由于孔隙水压力的增长和消散,不同的加荷速率地基承载力不同;是否及时支撑,对软土基坑稳定有不同的表现;渗透系数和地层组合的差别,导致基础沉降速率的差别等等。饱和土中的超静水压力可导致挤土效应,使桩被挤断、挤歪和上浮;地震时的超静水压力导致砂土和粉土液化。非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力,基质吸力随着土中含水量的增加而降低,因而是不稳定的。膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低,非饱和土基坑雨季容易发生事故,花岗岩残积土边坡暴雨容易发生浅层滑坡,都和基质吸力降低有关。总之,把握好孔隙压力是岩土工程的重要关键。
关键词: 岩土工程;勘测管理;重要性;问题;对策
一、岩土工程勘测管理的重要性
由于建筑施工、道路施工、水利施工、地下资源开采施工等工程需要提前进行勘测,勘测结果为工程方案优化与设计提供强有力的依据,因此,岩土工程勘测管理就显得更为重要。岩土工程勘测主要是对地质进行结构组成、受力分析等进行检测,使得设计者直接了解现场的地质构造,地质运动特征等,设计者才能够针对这些特性,设计出具有防震、防洪、防滑、防陷等特性的设计方案,提高工程预防灾害的能力,减少国家的经济损失。由此可见,岩土工程勘测管理同其它管理一样,需要事前、事中、事后的进行动态管理,实实跟踪,实实到位,提供勘测结果的精准性,为基础设计提供真实的依据。
二、岩土工程勘测管理中出现的问题
2.1勘测队伍勘测技术水平参差不齐
由于岩土工程勘测行业是个新兴的行业,有关单位管理人员管理水平和管理经验不足,导致勘测队伍的组建缺乏科学性和技术性,勘测技术人员水平不同,现场操作人员更是自由性较强的非专业人士,现场操作往往存在较多的随意性,操作技术规范性差,检测能力一般,往往是流水线作业,一但勘测结果有误,问题的追溯相当困难,这种勘测队伍的整体业务水平必定造成勘测进度缓慢,勘测内容不全面,勘测结果真实可靠性差等问题,使得设计人员无法真实掌握现场情况,不能有效的规避风险,给工程带来较多的安全隐患。
2.2勘测管理方法落后
虽然我国目前有较多的勘测单位,勘测管理水平有所提高,但仍有部分企业管理水平和管理方法陈旧,很难适应现代化建设项目对岩土工程勘测数据精准性的要求,只注重事后管理,出现问题时才进行问题的追查和惩戒,这种事后管理,只是表面功夫,不能真正改变勘测结果真实可靠性差的现实,由于管理方法的落后,导致随意简化勘测技术,减少勘测内容,篡改勘测数据,不勘测直接写勘测报告等现象断屡禁不止。随着时代的进步,随着管理方法的提高,陈旧的管理方法已经无法避免这些现象的存在,必须升级管理手段,改变管理方法,落实责任到个人,建立科学有效的责任追查制度,才能有效改变现状。
2.3岩土工程勘测造价管理存在不科学、不合理的问题[2]
工程造价管理是工程可行性的前提,虽然岩土工程勘测造价不高,但岩土工程勘察质量关系到建设项目决策的正确性, 关系到投资估算的准确性, 关系到工程设计的安全性和经济性, 关系到工程施工的可行性。勘测造价管理在很大程度上影响着建设项目经济效益、社会效益及环境效益的顺利实现。然而在实际勘测过程中,岩土工程勘测造价管理却出现混乱场面,造成勘测阶段的工程造价过高,难以实现造价管理与控制,出现这种问题的基本原因就是造价管理不科学、不合理而造成的。
2.4勘察市场的不规范
在岩土工程勘察工作中,缺乏完善的市场规范,特别是对勘察工作的收费和业务划分方面,缺乏明确的规定,出现了不正常的竞争,导致了勘察工作的粗糙,进而使手段选择不合理和布孔不规范,岩土工程勘察在深度和广度上还没有真正达到规范的要求, 所以难以满足规范和设计要求[3]。
2.5勘察质量难以保证
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[4]。
三、岩土工程勘测管理中问题的相应对策
3.1组建专业性较强的勘测队伍
岩土工程行业的管理人员必须认识到管理的必要性,认识到施工队伍专业性的重要性。只有从管理层面提高认识,才能真正实现以管促控。相关单位领导要注重人才的引进与培养,把思想落后,技术水平差的人员更替为受过正专业教育人才或是有勘测资质的专业人士,为勘测技术人员和现场操作人员提供技术交流机会、深造机会等,打造正规的勘测队伍,实现一人多元化技术管理。只有技术水平过硬,人员素质过硬的团队,才能把勘测工作落实到位,拿出准确可靠的勘测结果,建立可追溯体系,为设计人员提供可靠的勘测数据。
3.2应用事前,事中,事后的动态管理方法,提高勘测管理水平
勘测单位的领导要提高认识,将管理手段进行不断更新,与时俱进,才能将本单位打造为勘测行业的精英。目前,事前控制、事中控制、事后控制的动态控制体系,能够将勘测工作细化,有利于局部控制,能够将问题消灭在最小范围内,不致于影响整体的勘测结果。这种管理体系要求事前管理人员和质量控制人员要将每个细小环节逐一排查,进行责任的划分与落实;勘测进行时,需要对每个细小环节进行现场勘测质量检查与控制,将问题就地解决,避免影响后期的勘测结果,当勘测结果完结后,对勘测进行事后控制,依靠质量追溯体系,对勘测结果进行评估,实现奖惩。
3.3加强勘测工程造价管理
勘测工程造价管理非常重要。为了实现勘测阶段的造价科学合理,必须加强对影响工程造价的每个环节进行严格管理控制,提高操作人员的节约意识,提高整个团队的专业水平,做到设备保养良好,材料物尽其用,人员调配科学到位,没有闲置人员。并针对易耗品和易损件进行深入的磨损研究,寻找最佳的解决方案,减少部件更换频率,加强人员操作安全意识培养,提高机械设备的运作效率,减少油耗,将勘测施工的各个环节进行科学的造价管理,从而实现低造价,高精准率的岩土工程勘测工作。
3.4建立科学有效的市场准入制度
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,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。
3.5加强对勘察质量的监管
把集中整治与规范管理相结合,完善长效管理机制。要健全和完善各项规章制度,依法保障勘察市场的有效运行。整顿和长效的规范管理须相结合,标本兼治。对质量检查不合格的单位实行经济处罚、暂停营业整顿、直至取消单位的资质,加大企业违规的成本
四、总结语
岩土工程勘测管理水平的高低,直接影响勘测技术与勘测结果,是勘测工程造价的高低的直接体现。由于勘测工程的结果影响设计者的设计优劣,勘测工程管理就显得更为重要。因此,有关单位要提高认识,加强管理,推陈出新,转变观念,提高管理水平,提高勘测队伍的整体素质和专业化水平,严格贯彻与落实国家和本市的工程建设强制性条文,加强事前、事中、事后的严格控制,加强造价管理,降低能源损耗、严格市场准入制度,加强勘测质量的监管,从而提高勘测单位的管理水平和勘测水平,争做岩土工程勘测行业的精英,为设计者提供精准的勘测数据,为工程可行性、领导层的正确决策提供强有力的勘测支持。
参考文献:
[1]刘远大.浅议岩土工程勘测的管理问题及其对策[J].科技创新导报,2009,(18).
一、岩土工程勘察的含义和研究对象
岩土工程是欧美国家于上世纪60年代在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制。主要是研究处理求解岩体和土体工程两方面的问题,其中包括地基与基础,边坡以及地下工程方面问题等。它涉及到岩体与土体的利用、政治和改造,包括岩土工程的勘察、设计、施工和监测四个方面。在土木工程中,各种建筑物以岩土体作为建筑材料、工程结构或建筑环境,岩土工程的地位相当重要。而且随着工程规模越来越大,岩土工程问题就越来越突出,越来越复杂,给岩土工程的发展提出各种新的、前所未有的挑战。特别是在建设高层、超高层建筑物的过程中,我们常用的天然土体材料是达不到这样的荷载要求的。这就需要对桩基础或对地基土进行处理,研究桩身的尺寸、研究材料的强度、研究桩基持力层和承载力、施工时根基坑开挖支护和降水等问题。工程岩土体是地质体的一部分,其工程性质的形成和演化以及对建筑的适应性,与它的物质组成、结构和赋予环境息息相关。因此,岩土工程师在着手解决任何一项岩土体的地质工程问题时,首先要查明岩土体的地质特征和场地工程地质条件,尤其是地质条件比较复杂的重大岩体工程,岩土工程勘察更显得重要,甚至会成为影响工程效益、投资或者成败的关键。
二、岩土工程勘察的任务和目的
岩土工程勘察的主要任务是按照建筑物或构筑物不同勘察阶段的要求,为工程的设计、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供地址资料和必要的技术参数,对有关的岩土工程问题作出论证和评价。具体任务内容包括以下五个方面:其一为阐述建筑场地的工程地质条件,指出场地内不良地质现象的发育状况及其对工程建设的影响,对场地稳定性作出评价。其二为查明工程范围内岩土体的分布、性状和地下水活动条件,提供设计、施工和整治所需的地质资料和岩土技术参数。其三是分析、研究有关的岩土工程问题,并作出结论和评价。其四是对场地内建筑总平面布置、各类岩土工程设计、岩土体加固处理、不良地质现象整治等具体方案作出建议和论证。其五是预测工程施工和运行过程中对地质环境和周围建筑物的影响,并提出保护措施的建议。岩土工程勘察的目的是为该工程技术上的可能性和经济上的合理性提供保证,以不致对地质环境和建筑工程形成不应有或可避免的破坏,以致对工程本身和人类的生活环境产生影响。所谓技术可能性指在地质环境中兴建的某建筑物安全性保障。换言之,建筑物地基对基础的适应性如何,当二者不相适应时,能否通过改变基础结构或改良地基性质使其达到相互适应。而经济合理性则指通过对建筑物地区地质条件的深入研究后,在保证工程稳定性的前提下,选出经济成本最低的建设方案,已达到经济上的合理性和可行性。
三、岩土工程勘查技术
岩土工程勘察主要作用是利用各种勘察技术和勘察手段,准确查明建筑场地的工程地质条件,进而分析在工程建设过程中可能出现的问题,提前对场地地基的稳定性和适应性作出评价与结论。下面简要分析岩土工程勘察过程中应用到的技术。
3.1传统勘察技术
(1)标准贯入试验
标准贯入试验是一种在现场用63.5kg的穿心锤,以76cm的落距自由落下,将一定规格的带有小型取土桶的标准贯入器打入土中,记录打入30cm的锤击数(即标准贯入击数N),并以此评价土的工程性质的原位试验。这种测验方法适用于砂性土和粘性土,不适用于碎石类土及岩层。优势是操作简单、使用方便,地层适用性较广。但也存在缺点,试验数据离散型较大,精度较低,对于饱和软粘土,远不及十字板剪切试验及静力触探等方法精度高。
(2)地球物理勘探技术
地球物理勘探技术是通过物探仪器,并综合物理学、电子学、计算机技术、材料学等多门学科的理论知识,利用地壳中各种岩石、矿石的物理性质差异来研究地质构造或探测地下矿产的一种方法。该方法的应用领域非常广泛,除应用于岩土工程勘察之外,还应用于能源的勘探与开发,地质灾害预测和地球环境污染监测等方面。
(3)静力触探技术
静力触探技术是利用机械设备将金属探头通过静力压入土中,再通过传感器或直接测量仪表等工具测试土层对探头的贯入阻力,以此判断地基土的物理性质。该方法一般应用于饱和砂土、砂质粉土或者高灵敏度软粘土,不适用于碎石土层、砾石土层或者比较密实的沙层。静力触探技术的优点是可以连续、快速、准确地测试出各土层的贯入阻力指标,缺点是不能对土层进行直观测试,且测试深度受限。不能超过80cm。
3.2岩土工程勘察新技术
(1)数字化勘察技术
随着科学技术的不断进步,传统勘察方法已不能满足工程建设的需求,数字化勘察技术是岩土工程勘察技术发展的必然。复杂的地质构造均能经过抽象而形成四种元素的集合:点、线、面、体。点如测点等,线如地质剖面线,面如人工填土层等厚面,体如地下岩体等。任何地质对象在空间上都具有一定的性质特征和形态,占有一定的位置和范围,而且和其他地质对象存在着空间联系。这种方法就是通过工程地质体外表面的方式来表达均质地质体,把一系列同属性的点按一定规则抽象连接起来,形成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性。该方法的优点是可以应用于任何地质的勘察研究,缺点是精准性比较差。岩土工程勘察数字化系统是一个信息处理系统,其主要作用就是对得出的信息及数据做需求分析,从而准确表达出用户需求。首先要做的是建立数据库概念模型,这其中要包括文档资料、图形资料、地层、钻孔等信息。用户将原始数据输入系统,经过系统分析形成最终数据。最终数据包括文档资料和图形资料两大类,其中文档资料又包括地质勘查报告等信息,图形资料包括连线剖面图、单孔柱状图等。每一次数据库的实现都要经过原始数据—中间数据—最终数据的时间序列关系进行。
(2)测试新技术
测试新技术利用现代先进的科学技术,将土工测试从研究中的某一点发展到二维面,再发展到空间体。这样的测试方法无孔、无破损,减少工程测试的工作强度,提高了测试结果的准确性。岩土工程测试技术包括室内测试、原位测试和原型监测三大类,除此之外,还包括有各种各样的模型试验,种类极多,但各有特点和用途。通过和计算机技术相结合,就可大大提高工作效率。一台计算机就可以同时监控几台甚至几十台同结仪,并通过计算机进行自动数据采集处理、绘图、制表,使得复杂多样的测试技术得以高效、准确的实现。但我国目前在这方面的参数测试技术还不太成熟,需要进一步完善。
四、总结
【关键词】工程地质勘察;岩土;水文地质
前言
在工程地质勘察中我们应对水文地质问题高度重视,在进行岩土工程的勘察、设计和施工的过程中,我们均要考虑水文地质的重要作用,避免水文地质对岩土工程产生不良的影响。随着我们对工程地质勘察质量的要求不断提高,岩土的水理性质在工程地质勘察中必然扮演着重要的角色。岩土水理性质勘察工作的高效完成,必然会提高工程地质勘察的质量,具有非常重要的现实意义。
一、水文地质评价内容分析研究
调查以往的工程地质勘察报告发现,由于很多土木工程在进行设计和施工时没有考虑到水文地质的影响,进而导致很多例因水文地质影响而造成建筑工程的建筑物开裂以及基础下沉等工程事故的发生。因此,为了保障人员和财物的安全,在进行工程地质勘察时应充分考虑水文地质的影响。
1、在进行工程地质勘察时应对勘察范围内地下水的天然状态和天然条件下的影响有详细的了解,进而预测地下水在人为工程施工中的具体变化情况以及地下水对建筑物和岩土体的作用效应。
2、在调查水文地质时应根据实际建筑工程的需要,能够根据实际情况提供相关水文地质的详细资料。
3、从工程角度分析地下水对岩土工程的反作用,并能够根据实际的工程情况对地下水提出不同的评价标准:①对于在岩土工程地基施工范围内的土质存在饱和、松散的粉土、粉细砂的情况,应考虑到可能产生管涌、流砂、潜蚀以及地震液化等情况;②对建筑场地的承载部位地质选用膨胀土、残积土、强风化岩以及软质岩石等岩土体的情况,应预测上述岩土体由于地下水活动可能发生胀缩、崩解以及软化等现象。
二、岩土的水理性质问题分析研究
岩土的工程地质性质不仅包括岩土的物理性质,也包括岩土的水理性质。岩土的水理性质是值得我们在工程地质勘察过程中应考虑的一个重要因素,因为其不仅能够影响岩土的强度性能和塑性性能,有些特殊的性质还能够直接对岩土工程的稳定性产生影响。
1、地下水储存形式。依据地下水岩土中的储存形式,地下水可以分为以下三种:重力水、毛细管水以及结合水,其中,以结合水形式存在的地下水又可分为弱结合水和强结合水。
2、地下水对岩土水理性质的影响。一是胀缩性。岩土在失去地下水后体积变小、吸取地下水后体积变大的特性即为岩土的胀缩性。岩土的胀缩性能够直接影响土坡表层稳定性以及地基的变形情况,岩土工程产生裂缝、基坑隆起等的现象大多是由岩土的胀缩性所引起的。二是给水性。饱水岩土在受到重力的作用时,能够从岩土孔隙中流出一定的水量即为岩土的给水性,可以用给水度表示。给水度不仅会影响工程施工区域疏干的时间,也是地下含水层重要的水文地质参数之一,其测定方法一般采用实验室方法。三是崩解性。由于岩土的土粒不断被破坏和削弱,岩土在受到水浸后会发生土体解体和崩散的性质即为岩土的崩解行。岩土的结构、矿物成分以及颗粒大小等都会影响岩土的崩解性。其中不同的岩土具有不同的崩解形式,主要成分为石英的岩土多以裂开状形式崩解,而主要成分为高岭土、水云母以及蒙脱石的岩土在崩解时多呈散开的方式。四是透水性。岩土透水为岩土容许水在受到重力作用时透过岩土的性质。一般坚硬岩石的岩溶或者裂隙发育现象越严重,岩土的透水能力就越强;松散岩土的颗粒越不均匀、越细,则岩土的透水能力就越弱。一般可以用渗透系数表示岩土的透水性,我们可以通过压水试验、渗水试验以及抽水试验等求取岩土的渗透系数。五是软化性。岩土在受到水浸后其力学性能降低的性质即为岩土的软化性,可以用软化系数来表示。岩土软化性是影响岩石耐水浸能力以及耐风化重要因子。软化是岩土的一种特性,普遍存在于各类成因的泥质砂岩、页岩、泥岩以及粘性土层等。
三、地下水对岩土工程的影响问题分析研究
当岩土工程区域的地下水发生升降变化时容易对岩土工程产生影响。自然环境或者人为因素均有可能引起地下水水位的变化,当地下水位的变化超过一定的极限时就会对岩土工程产生不良的影响。
1、水位上升对岩土工程的影响。引起地下水水位上升现象的因素多种多样。其中地质因素如总体岩性产状以及含水层结构等是其中重要的一个因素;气象因素如气温、降雨量等也会影响地下水的水位;人为因素如工程施工、灌溉等也会对地下水位造成影响。地处我国某地的公路是一条交通主干道,建于20世纪末,日通车量高达8000~9000辆。该交通要道的某段坡体在 2008 年 2 月 3 日左右由于斜坡失稳出现七条较大的裂缝,又发生滑坡的潜在隐患。相关的工作人员经现场勘察得知,平面上观察滑坡周围区域呈现簸箕形状。滑坡的边缘部分标高为 184m,此处在滑坡前的标高为 124~134m;滑坡的两侧大约以山脊向山谷过渡部分为界,海拔高程为124~184m,地形坡度为14~34°,公路下部的切坡段为55~65°。此地的排水系统由于年久失修已经不能正常使用;在这段公路的局部坡上发现“马刀树”,相关人员猜测滑坡体可能有滑移现象,目前此地段处于蠕滑的状态。在 2008 年冬季这部分地区出现大雪,积雪存在的时间较长,部分融化的雪水渗入公路的坡体并反复胀冻,降低了岩土体的强度,最终导致公路在此段出现七条裂缝,裂缝断续出现,裂缝的方向大致与公路方向平行,其中裂缝宽约0.3~1.4m,长约5~21m,深约0.6~3.4m。滑坡的宽度宽约为120m,最大斜长部分约长128m;滑坡体主要成分为全风化熔结凝灰岩、粉质粘土以及含碎石粉质粘土等。工作人员在调查中发现,在此段坡体发生滑坡前在其边缘处并没有发现基岩内有泉水渗透,经综合调查取样后确定,该路段的滑坡为中型浅层滑坡。目前坡体滑坡现象还不明显,有较大的剩余推力,处于临界稳定的状态,在遭到强降雨或连续降雨的侵袭时非常容易滑动。坡体滑坡的主滑方向225~245°,因为地处交通主干道,所以对人员和财物的潜在危害较大,需要对此段坡体滑坡进行治理才能继续投入使用。最终确定的治理方案为坡上排水、格构梁护坡以及放坡等措施对其进行综合治理,竣工后能够满足安全要求。
2、水位下降对岩土工程的影响。一般引起地下水位的降低的因素多是人为因素,其中人为因素包括上游修建水库、筑坝等阻断了下游地下水的补给水源、采矿活动中的矿床疏干以及对某地地下水大量集中的抽取等,这些都会引起地下水水位的下降[6]。地下水水位下降会引起严重的后果,如地面塌陷、地面沉降、诱发地裂等地质灾害,也会造成水质恶化、地下水源枯竭等一系列问题,会严重危害岩土工程的稳定性以及人员和财物的安全等。
四、结语
水文地质问题是进行工程地质勘察和设计以及具体的施工过程中的一个具有实际意义的问题,其与工程地质的关系相当密切。在某些地区水文地质情况相当的复杂,若是在工程地质勘察中工作人员没能够详细了解水文地质情况,在对工程进行设计时又自动忽略了水文地质问题对于工程的影响,极易导致由地下水引发的各种土木工程灾害的发生。为了保证工程地质勘察的质量,我们有必要足够重视水文地质问题。
参考文献:
[1]陈国明.浅谈地下水危害及工程勘察水文地质评价[J].西部探矿工程,2009
[2]郭永海,王 驹.高放废物地质处置中的地质,水文地质,地球化学关键科学问题[J].岩石力学与工程学报,2009
关键词:岩土勘察;设计要求;试样;原位测试
勘察工作作为工程建设的排头兵,对把好工程质量关肩负着十分重要的责任、一份高质量的岩土工程勘察报告在满足相应规范的基础上,不仅要真实客观地反映勘察场地的地形、地貌、地层构造、地下水、岩土性质和不良地质现象等问题,更重要的是应该进行正确合理的岩土工程分析评价,提供合理可信的岩土工程参数和建议。必须做好以下工作
1、勘察依据要充分、目的明确满足设计要求
设计意图明确,才能有的放矢地合理布置工作量,解决工程设计和施工中的岩土工程问题。《岩土工程勘察规范》(GB50021--2001)明确规定详勘时应“搜集附有坐标和地形的建筑总平面图,建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度和地基允许变形等资料”。但目前市场存在一些不规范行为导致有些工程在无设计要求和建筑物荷载等状况下,勘察单位仅凭业主的陈述,按其要求勘察,导致勘察报告深度和广度不符合要求。
2、按技术要求采取土试样和原位测试
2.1 取原状土试样和原位测试个数问题
《岩土工程勘察规范》(GB50021--2001)要求必须满足“每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6件(组)”,对于大中型工程而言,由于取土孔、原位测试孔布置多,取原状土样的数量或原位测试数据个数也就多,只要是均匀分布的土层,即使土层厚度相对较小,也基本能够满足上述规范要求;但对于常见的单栋建筑物工程来说,布孔一般为4~8个,按“勘探手段宜采用钻探与触探相配合”的原则,取土孔、原位测试孔等应各占一定的比例,对于虽然土层均匀分布但厚度较小的土层,就可能出现原状土试样或原位测试数据个数不能满足上述规范要求的情况。但这种结果一般是由于勘探施工中采取土试样和进行原位测试的盲目性和随机性造成的,如果勘探现场技术人员能够做到具体情况具体分析,根据现场情况合理布置采取土样(或原何测试)间距,就能避免上述结果的产生,一般可以根据第一个勘探孔的钻探资料,分析地层分布,再结合第二个勘探孔孔口标高,合理布置取士样(或原位测试)间距,然后根据前面的分析,确定后面勘探孔取土样(或原位测试)间距,尽量使每层土在每个勘探孔中都有原
状土样或原位测试数据。必要时,如某种勘探孔少时,可使取样间距小些,取样数量多些。这样就能满足规范要求,使土性指标统计分析时土性指标代表值的确定更为合理。
2.2 建筑场地类别和液化判别的问题
《建筑抗震设计规范》(GBS001l一2001)4.1.9规定场地岩土工程勘察应根据实际需要划分对建筑有利、不利和危险的地段,提供建筑的场地类别和岩土地震稳定性(如滑坡、崩塌、液化和震陷特性等)评价,而场地的类别划分,应以土层等效剪切波速和场地覆盖厚度为准,所以布置勘探孔时应考虑测最或估算土层剪切波速的钻孔,个数不少于2个,孔深不小于20 m;同时按抗震规范4.3.2规定存在饱和砂土和饱和粉土的地基,除6度设防外,应进行液化判别;《岩土工程勘察规范》(GBS0021--2001)中规定了液化判别深度范围和判别液化勘探孔的个数,所以布置勘探孔时要有的放矢,对于较小工程,勘探孔少,可布置综合孔,如取土标贯孔,取样、测试间距也要酌情考虑,以满足规范要求。
3、选择好勘察测试手段和方法
不同的勘探方法具有不同的优缺点和适宜性,对勘探装备、勘探手段、取样方法的适宜性和合理性要充分了解。
现在有不少勘察企业为了降低成本,大量地布置静探孔,甚至于全静探。在沿海地区的湖沼相和海相冲沉积平原中多分布有淤泥、淤泥质软土、填土,地下水位埋藏较浅,静力触探在这种场地条件下应用效果较好,既能帮助准确分层,又能客观准确地反映地基土的强度性质;而在一些山前冲洪积地层中,由于地层土一般颗粒较粗,地下水位埋藏较深,不适宜静探,甚至在河床河漫滩相的沉积地层中,静探的测试结果也不能准确反映地层的实际情况,一般得出的强度变形指标偏高,所以应用时要适当考虑。
标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般黏性土,而不适用于碎石土,淤泥、淤泥质软土中也要酌情使用,因为软士的灵敏度高,钻孔时存在扰动影响,同时标贯击数的精确度对评判地基土的强度性质影响也较大。所以勘察施工中,应当针对地基士的性质,用适宜的测试手段和方法对其进行勘探,以确保勘察结果的准确性。
4、土工试验及岩土工程参数的选择
土工试验是岩土工程勘察的一项重要内容,自《建筑地基基础设计规范》(GB50007.2002)实施以后,土工试验的重要性被推向新的高度。由于岩土的不均匀性和各向异性,试样采取、运输、加工扰动等因素的不确定性、试验仪器和操作方法的差异性及试验人员自身的素质问题,测试失真难以避免。所以加强土工试验和试验结果的综合分析必不可少,这样才能避免相关指标间的矛盾,更好地了解岩土的差异性,客观地评价地基土的强度变形特性。
首先,对于土样的级别要明确。土样的质量等级根据扰动程度不同可分为四级,不同级别的土样可做的试验内容不同,所以在实验室中开土时先应鉴定土样的级别,明确此土样可做哪些试验,不可做哪些试验,以避免出现一些不能反映地基土真实性质的数据,合理评定地基土的性质,给出准确、合理的岩土工程性质指标。其次,土工试验的一些项目要有的放矢地去做,如压缩试验中荷载压力大小、粉土的颗分等。压缩模量是地基土的主要变形参数,在估算地基沉降中非常重要,所以工程上都要求土工试验中做压缩试验来测定计算地基土的压缩系数和压缩模量,但对同类地基土而言其压缩系数和压缩模最也不是定值,它们因
荷载压力的大小而异,通常的压缩试验给出的是荷载压力从100 KPa至200 KPa时的压缩系数a1-2和压缩模量Esl-2;在进行地基土沉降估算中,压缩模量一定要选用与实际应力环境相对应荷载压力级别下的压缩模量,以便进行沉降估算。
关键词:岩石力学;教学方法;教学实践;教学目标
作者简介:鲍先凯(1974-),男,蒙古族,内蒙古赤峰人,内蒙古科技大学建筑与土木工程学院,副教授;张春梅(1965-),女,内蒙古包头人,内蒙古科技大学建筑与土木工程学院,教授。(内蒙古 包头 014010)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)14-0107-01
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》[1]指出,我国高等教育的发展,将定位于以全面提高高等教育质量为重点,更加注重提高人才质量、提升教学研究水平和增强社会服务能力、特别强调了高等教育要“优化结构办出特色”,发挥政策指导和资源配置的作用,引导高校合理定位,克服同质化倾向,[2]形成各自办学理念和风格,在不同层次、不同领域办出特色,争创一流。
岩石力学是研究岩石力学形态的理论和应用的科学,是探讨岩石对周围物理环境中力场反应的学科,是一门应用型基础学科,其理论基础广泛,涉及工程地质学、固体力学、弹塑性力学、计算数学、构造地质学、地球物理学、建筑结构学等多门学科。通过对岩石力学形态的理论和实验研究,解决岩土工程领域的破坏和稳定问题,主要围绕工程地质研究方法、数学和力学分析法以及综合评价法展开,衍生出各种应用手段和试验方法,较好地解决了岩土工程中所遇到的问题。基于本课程的特点和重要性,有必要采取行之有效的措施提高“岩石力学”课程的教学水平,进一步增强内蒙古科技大学(以下简称“我校”)岩土与地下工程方向本科生的核心竞争力,以便能够培出更多基础扎实、知识面广养、素质高、能力强、有创新意识和较强工程实践能力的高级技术人才。
一、“岩石力学”课程教学现状
土木工程是内蒙古科技大学历史较为悠久的专业之一,专业下设建筑工程、道路与桥梁、钢结构、岩土与地下工程四个方向。岩石力学是2006年新增设的一门岩土与地下工程方向必修课,其开设时间短,基础较为薄弱,由于一些主观及客观的原因,课程教学存在着很多问题。
随着经济和社会的发展,岩石力学新理论、新工艺也如雨后春笋般出现,这对于广大教学工作者提出了更高的要求。然而教材内容较为陈旧,现代新理论、新工艺多没有涉及,如课程中关于地应力测量方法[3]章节中压磁应力解除法、HTPT法等则没有描述。部分章节存在着与工程实际脱节的现象,学生重视程度不够,如岩石力学数值分析方法章节。同时岩石力学由于其理论基础广泛,教师课上需要做大量的公式推导及理论的串联工作,但有些教师抛繁就简,关键部分不做详细阐述,忽视了学生能力参差不齐的特点;某些涉及工程应用部分的讲述虽然采用了现代多媒体手段,但是手段单一,多为图文课件,缺少动画素材及现场视频。另外,不同规范之间同样问题的描述不一致使学生感到极为困惑。如对于岩石、岩体(围岩)的分类,《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)(附录A)中将岩体基本质量等级分为I~V(好~差)级,而在其他规范中,如《公路工程地质勘查规范》(JTJ 064-98)(附录G)中将隧道围岩分为I~VI(差~好)级,两者之间存在截然不同的差别。规范之间诸如此类问题较多。
二、岩石力学课程教学改革
1.改善教学方法,培养创新思维
岩石力学课程传统的教学方式是教师以讲授为主,学生则被动接受知识,这种教学方式遏制了学生学习和思考问题的积极性,为了改变这种状态,形成教师和学生互动学习的气氛,必须改革原有的教学方法。根据教学内容的难易程度,采用启发式、研究式、讨论式等多种教学方法。对部分偏理论或纯理论章节,教师应对其来源、本质、对工程的意义和重要性以及与其相关理论的关联做深入的解剖,使学生有一个较为清楚的认识。当学生弄清基本概念和原理,再把握大的研究方向,则不难培养出学生思考问题的积极性以及创新意识。利用本校的文献检索平台,可结合课本及工程实际布置课后任务,让学生充分利用其中资源,了解前人的研究成果和在时代大环境下某个研究内容的进展,引导学生大胆说出自己的见解。课上让学生各抒已见,适当引入讨论课的形式,使教师和学生之间、学生和学生之间互动交流。
2.丰富教学手段,紧跟时代步伐
基于岩石力学本身的特点以及传统“黑板+粉笔”书写速度慢、单一、呆板、信息量小的缺点,课程教学适当结合现代多媒体手段,充分利用多媒体课件授课内容多、图文并茂、表现力丰富的优点,提高授课效率,调动学生课堂情绪。当遇到重点公式推导时,采用传统板书的方式,教师一步步推导,使学生易于理解,加深印象,也避免了因学生素质良莠不齐,导致教师错估教学效果,造成恶性循环的局面。教师对于多媒体课件的制作,应尽可能提高课件制作能力,随时准备大量的图片和影像素材,特别是以往代表性的工程案例、近期的工程现场视频以及新工艺、新技术、新设备等的详细情况,从而使学生充分关注本专业领域最新动态,培养其独立思考问题的能力,扩展学生的知识面。另外,培养学生在课下利用内蒙古科技大学教学综合网络平台的习惯,发挥平台上的资源优势,通过师生讨论区、答疑区、通知等,形成网络教与学的互动。
3.学与用的结合,理论与实践的统一
一方面,鼓励和指导学生参与大学生创新基金项目和教师的一些科研项目或其他工程现场,将岩石力学的知识点融入到项目中,使学生提前接触生产实际,掌握一些在课堂上学不到的东西,增强学生运用科学知识和方法解决实际问题的能力。例如,我校东门在建的地下人行通道,学生从工作井的开挖到衬砌的完成,基本全程参与,学生对课堂上较为模糊的知识点多有了比较清晰的认识,现场学生和教师的“问”与“答”的互动,也取得了理想的效果。另一方面,充分利用计算机仿真技术,采用数值分析方法,如ANSYS有限元软件和FLAC有限差分软件,将之运用到实际工程中,通过辅助计算,改变学生“学无所用”的错误想法。[4]如在学生毕业设计的完成过程中,数值分析方法在某个问题中的必要性明显,通过指导老师的指导和学生的努力,学生较好地模拟了一些工程问题,再加上学生较为扎实的理论基础和将其运用到工程实际的能力,答辩通过率几近100%。
4.了解行业现状,明确教学目标
21世纪是地下空间的世纪。随着我国城市化的进程,地下工程蓬勃发展趋势不可阻挡,然而本行业还存在诸多问题制约着国家的发展和祖国的建设。例如,我国岩土工程技术规范标准方面,据初步统计,不包括各省市所编制的地方标准,我国岩土工程方向的国家标准和行业标准就有200余部,各行业规范自成体系,形成了名词术语、岩土分类、参数、公式、设计理论高度不一致的局面,而重大工程的建设常常需要数名甚至数十名各专业技术人才,这就造成了各专业人员交流困难,工期拖延情况屡见不鲜。自国家实施西部大开发起,各类复杂性的工程技术问题常有报道,如青藏高原铁路的建设,曾遇到过各类国际性的技术难题,多年冻土的影响一度困扰着大量学者和工程技术人员。作为西部GDP第二的省区,十年西部大开发发生了翻天覆地的变化,而内蒙古科技大学作为自治区高等院校,理应培养出见闻广博、理论扎实、有较强工程实践能力的高级技术人才,使之投身于西部建设,不怕艰难险阻,牢记校训“百炼成钢”,这是我校的教学目标,教师应牢记于心,以提高学生综合素质并为此更加辛勤地努力。
三、结语
岩石力学是岩土与地下结构工程专业一门重要的专业课,本次教改实施一年有余,已取得部分预期效果,在实施的过程中深深体会到教学工作的复杂性和重要性。综合素质对于这个专业的人才培养是最重要的,教改的实施对于学生自身的发展,对社会都是有着重要意义的。
参考文献:
[1]国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[M].北京:中国法制出版社,2010.
[2]顾明远,石中英.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)解读[M].北京:北京师范大学出版集团,2010.
【关键词】岩土工程 勘测 问题 措施
引言
随着国民经济的不断壮大,建筑工程正在逐步加强和兴旺。岩土工程是众多建设工程的基础工作,可以说勘测工作的好坏可以基本决定了建设工程的质量、安全、工期等各项工程指标。不能不说传统的勘测方法和技术已越来越不能满足现代设计的需要了,工程项目类型不一样,地基的复杂程度不一样,所需要的勘测技术要求也就不同。考虑到岩土勘测工作的重要性,我们不得不提高岩土工程勘测质量,以保证建设工程的安全可靠。
一、岩土勘测工作在岩土工程中的重要性
为迎接新一轮的经济大潮,国内各大建筑工程的特点是:投资紧、工期短、 起点高。各建筑公司希望在较短时间内完成工程,尽快获取经济效应。要保证工程按质按量还要按期完成,岩土工程勘测就一定要具各准确性和全面性。我们知道,工程的质量保证主要取决于基础的稳定性。就拿房地产来说,地基的修建都要花费大量人力物力,更何况是野外作业。我国的特殊性岩土较多,也就是说岩土工程的难度加大,工程问题多种多样,在工程开始前,就必须要开展岩土工程勘测,查清楚建设工程场地所处的地质条件,如果出现不良地质,可以提前做好防御措施,以免发生地质灾害。
岩土勘测作业主要是通过对地带的地质条件进行研究,运用工程地质的理 论,对工程项目提供依据并开展指导。而且岩土勘测经费在整个项目投资的比例很低,但能很科学的指导建筑队处理工程与自然条件的关系,充分利用有利条件并设法避免一些不利条件,可以有效地减少在工程后期的处理经费,达到工程上所谓的“多、快、好、省”的要求,更好的为工程项目服务。由于修建的项目路段要求不一,而岩土又有多种类型, 就需要对其不同岩土的物理力学性能开展研究设计。可见,在工程建设中,加强岩土勘测作业非常重要。
二、目前岩土工程勘测中存在的问题
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―3 m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。更有甚者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。
1.2 勘察报告不够细致
勘察报告中只注重定性分析,定量数据较少,建议措施针对性较差至今,一些勘察单位还没有摆脱工程地质勘察报告的框架岩土工程勘察报告仍以描述为主,其结果往往是所下的结论和建议比较笼统,缺乏针对性,设计及施工人员很难采纳,甚至无法采用。根据某开发公司提供的资料,某新村五幢高层住宅的桩基承载力,由于勘察单位建议的安全系数偏大,经建设、施工与设计单位共同研究后将该系数由21改为210,原设计为38m和32m的桩,分别改为22m和18m,仅此一项,每幢高层即可减少工程预算费用约30万元。
1.3 忽视对工程所在地区的研究
勘察成果就某种程度而言,是经验的积累,如果没有地区性的研究成果,就难以了解该地区各地基土层的特点及其性质的变化规律,对该地区的地基土就难以给予准确评价。目前岩土工程勘察中,往往只是对工程点的研究,而忽视工程所在地区的研究。勘察报告中常常因缺乏地区性的经验成果, 其结论及建议过于保守,造成很大的经济浪费。如在高层建筑地基勘察中,本来用箱基已满足要求,可有的勘察单位由于缺乏当地经验,建议采用箱基加桩基复合基础,结果不仅延长了工期,还造成巨大的经济浪费又如某地区有一层含砾粘土层,该层土具有蠕变特征,遇水及扰动后强度迅速下降。但在一般条件下,无论原位试验还是室内土工试验,都表明该层土承载力标准值较高。如果不了解当地经验成果,而建议该土层采用较高的承载力值,其结果必将造成时间与资金上的浪费。
1.4 忽视工程与环境的共同作用
目前工程建设的发展主要三个特点工程愈来愈复杂(建筑层数增加,结构及功能复杂化),工程建筑场地的地质条件愈来愈差,岩土问题愈来愈复杂。新建工程周围往往早已高楼耸立,工程建筑的基础与地基的共同作用以及与周围环境的相互制约,相互作用愈来愈强烈。有的勘察单位对此认识不足,表现在对岩土工程设计、施工论证不足萁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―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、主要措施和建议
3.1 加强职业道德教育、规范市场行为、提高勘察质量
对一些严重违规行为要记入不良记录名单。加强职业道德教育、进行行业自律、规范市场行为十分必要。勘察单位应加强自我保护意识,对一些业主的不规范行为,要据理力争。逐步实行注册执业制度,报告必须有注册土木工程师(岩土) 签字,并对报告质量负责。
3.2 提高岩土工程勘察的技术手段
岩土工程勘察的方法或技术手段,有以下几种:工程地质测绘;勘探与取样; 原位测试与室内试验;现场检验与监测。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测绘。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。
3.3 加强勘察市场的监督和管理,尽早推行岩土工程监理体制
第一,加强对勘察合同、勘察纲要的审查和管理。防止越级或盲目勘察;其次,加强勘察现场工作的监督,防止打假孔及不规范的编录、取样及试验等现象发生;最后,加强对勘察报告的审查,对勘察报告中的工作量、勘探质量、资料数据分析及结论建议逐一进行审查,特别是对基础选型论证,场地稳定性评价及施工建议等内容进行重点把关,防止勘察报告中只重视描述,缺乏深人分析的现象发生。可见,勘察单位自身必须健全和推行全面质量管理,同时还必须加强政府部门和社会监督机构对勘察市场的监督和管理,即尽早推行岩土工程监理体制,以确保勘察市场健康发展。
3.4 加强岩土工程技术人员培训
我国推行岩土工程体制进展缓慢,主要原因之一是缺乏岩土工程技术人才, 而工程地质专业人员对岩土工程的理论、内容及方法等缺乏了解,习惯于工程勘察的原理及方法。因此,要全面推行岩土工程体制,当务之急是加强岩土工程技术人员及管理人员的培训,特别是岩土工程设计及施工技术人员的培训,以适应岩土工程市场发展的急需。
3.5 重视地区性研究,尽早制订地方性勘察规程
岩土工程勘察规范,是全国统一的勘察准则,是根据我国各地区的特点,总结几十年来勘察经验成果制订而成的法规。具有普遍性指导意义。但由于我国幅员辽阔,地质环境条件十分复杂,同名称的地基土,由于成因环境不同,其物理力学性质,特别是力学性质都有差异。就地基土的承载力而言,有的地区高一些, 有的地区稍低一些,而规范是从工程建筑的安全角度来考虑,所建议的指标,对大多数地区是可行的。但对有的地区,可能偏于保守因此必须加强地区性研究, 尽早制定出地方性规程。
3.6 重视工程与环境的共同作用
工程兴建对环境的影响,特别是工程实施及运营时对环境可能产生的不良岩土问题,必须作充分论证和预测,并提出相应的治理措施。
四、岩土工程勘察新技术的运用
岩土工程勘察技术全面走向数字化是未来勘察工作的发展趋势,数字化勘察技术是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术,通过计算机及其软件,把一个工程项目的所有信息有机地集成起来,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化数字技术转变,做到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理 自动化,逐步形成智能化的工程勘察设计体系。数字化勘测技术能够更直观、更清晰、更明确地反应问题之所 在。
五、结论
岩土工程勘测是工程建设中一项至关重要的工作,随着信息化技术的发展 和各项机械化设备的完善,岩土勘测已有了属于自己的集软、硬件于一体的勘测设备,他们可以解决诸多的岩土工程问题。比如说地下不明物、洞穴、断层、破碎地带等的地下分布特征。勘测是一项工程的生命,一旦出了错误,会造成巨大的损失。因此在整个项目运行过程中,一定要遵循先勘测、后设计的原则,确保其勘测可靠性后,才能设计整个项目建设工程。重视岩土勘测工作并合理运用勘测结果,让岩土勘测最大可能的发挥它的作用。本文对岩土勘测的重要性和提高岩土工程勘测质量的措施提出了自己的拙见,由于经验不足,可能有多方面考虑的不够完善。而且,由于我国的岩土勘测技术起步比较晚,岩土工程还存在或多或少的问题,这就需要各位学者共同研究,逐步完善岩土工程勘测体系。
参考文献
1、周德泉,彭柏兴.岩土工程勘察技术与应用[M].北京:人民交通出版社,2008.
2、耿直.浅谈岩土工程勘察中存在的若干问题[J].山西建筑,2006,(17).
一、实践教学方法改革的几点建议
独立学院土木工程专业人才培养的目标在于培养高层次应用型人才,他们面向的是现代社会的高新技术产业,在本科人才层次培养上又是直接服务于工业、工程领域的生产、建设、管理、服务等第一线岗位。培养这种人才的课程教学体系既需要设置一定份量的基础理论教学,更要加重实践性环节的训练。课程教学体系建设在传统教学体系上体现既具有较强的技术思维能力、擅长技术应用、能够解决生产实际中的具体技术问题。通过对独立学院土木工程专业教学与实践课程设置的深入研究,细化分类,笔者认为土木工程各门基础课、专业基础课、专业课以及相关配套的实践课程的实践性教学方法的改革创新应相比一本和二本有所区别和侧重点。具体建议如下:1.优化教学课程内容,构建与独立学院土木工程专业相适应的实践教学体系,搭建良好的育人平台。建立三个层次的子系统实践教学体系,并将实践教学体系落实到新修订的教学计划和实践教学大纲中,第一子系统以认识实习为主体,涵盖工程制图、土木工程概论、测量实习等。使学生了解、认识、描述土木工程产品的功能要求、内部结构,激发学生学习土木工程的热情。第二子系统包括力学、工程材料、土力学及结构实验及课程设计等。使学生掌握材料性能,结构建模及结构分析设计方法。第三子系统包括结构检测、生产实习、毕业实习和毕业设计。使学生掌握与实践土木工程的分析、设计、施工检测和控制方法。三个子系统的层次结构是“综合—分解—再综合”的关系;具有“实验、实习和设计”三要素,符合人的认识规律;以能力培养、特别是创新意识与创新能力的培养为主线。2.推进实践教学信息化改革。综合运用多媒体计算机技术、网络技术、数字影像技术等,将不同类型工程的各个施工环节记录下来,结合多式样的教学课件,让学生通过室内实习来获取经验、实践能力。3.加大对青年教师工程实践能力的培养。建立能适应21世纪需要的工程教育体系、培养学生工程能力和创新能力,必须打造一支具有坚实专业知识、又有工程实践经验的双师型素质师资队伍。通过引进高端人才和具有丰富实践经验的双师型教师,扩充师资队伍,通过组建教学团队,采取观摩课,讲课比赛、教学改革立项等措施,提升教学团队的课堂教学水平,进而提升整个专业的教学质量。保证“双师型”教师队伍,改善教学方法,更新教学手段,切实有效加强基础教学,注重教学内容的动态发展,更新、精简并活化教学内容,加强学生综合能力的培养,注重学生综合能力培养。4.增设专门的思维创新课程,发挥学生能动性,分散实习与集中学习相结合。5.加强实验实训基地的建设,保证土木工程专业学生技能训练的实习场所,为课程教学体系的顺利实施提供保证。依靠建筑企业建立产学研紧密结合的校外实习、实训基地,逐步形成教学、科研、生产、培训四个层次为一体的多功能综合性教育培训基地。让学生直接进企业、上岗位实习,提高他们实际工作的能力。根据土木工程专业指导委员会制定的土木工程专业培养指导意见,结合各高校的专业定位,一般土木工程专业下分设工业与民用建筑方向、岩土工程方向和道路与桥梁工程三个专业方向,旨在培养掌握土木工程专业必需的基本理论和专业知识,获得工程师基本训练,具备土木工程设计、施工与顶目管理能力的髙级工程技术人才。因此,根据土木工程专业人才培养方案,应加大以下实验室的建设力度:力学实验室、建筑材料实验室、土力学实验室、道路桥梁实验室、原位测试实验室、工程结构实验室、计算机辅助设计实验室等。
二、结语
土木工程专业人才培养就在应用而言是高层次人才,他们面向的是现代社会的高新技术产业,在本科人才层次培养上又是直接服务于工业、工程领域的生产、建设、管理、服务等第一线岗位。培养这种人才的课程教学体系既需要设置一定份量的基础理论教学,更要加重实践性环节的训练。课程教学体系建设在传统教学体系上体现既具有较强的技术思维能力、擅长技术应用、能够解决生产实际中的具体技术问题。改革的创新点应立足于以下几个方面:第一,将各国教学方法实践性改革的思路与土木工程应用本科的培养模式与目标相结合,提出土木工程应用型本科教育教学方法实践性这一改革措施。第二,提出这一教学模式转变的主体———教师,应当改革先行的思路,不管是从自身的思想意识,还是从实践性能力与素质。第三,通过国外实践性教学改革与我国目前教育改革现状对比分析,提出这一改革创新的重要性与有效途径。
作者:陈宜虎 孙凌云 陈慕杰 单位:桂林理工大学 博文管理学院