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从专业化角度出发,岩土工程属于囊括多种学科的交叉学科,主要涉及岩体力学、基础工程学以及地质工程学等[1]。具体来说,岩土工程是借助多种勘探仪器设备对岩土实施科学整治以及改造,其研究主体是岩体和土体。目前,先进科学技术的应用在一定程度上为岩土工程技术创新提供了较强的技术支持,有助于促进岩土工程的可持续发展。
一、岩土工程技术的特点分析
(一)复杂性。现阶段,人为因素以及环境因素属于影响建筑施工人员的重要因素,此外,由于岩土工程工种相对较多,则施工人员所在的工地相对密集,相关施工人员在进行施工之前的准备工作量就会很大,最终造成施工人员与施工环境都具有一定的复杂性,比如,为便于施工现场工作人员的勘察工作,尽量减轻工作量,相关仪器设备应最大限度做到轻便灵活,增强技术人员相关分析技术以及桩型之间的匹配度[2]。
(二)严格性。岩土工程技术的严格性主要表现在岩土工程的实际施工过程中,我们以灌注柱施工为例进行阐述,不仅应对柱身材料强度进行严格要求,还必须要严格要求相应的柱身结构,做到偏差的最小化,体现出岩土施工期间所具有的严格性要求。
(三)隐蔽性。岩土工程施工过程中的施工技术是多种多样的,而其中的地下施工技术就具有一定的隐蔽性。具体包括地下连续墙技术与桩基技术,以上技术施工地点隐藏在地下,而且施工环节以及步骤也存在隐蔽性。
二、岩土工程技术的创新应用
(一)GPS定位技术创新。岩土工程技术中的GPS定位技术主要是利用空间卫星群以及地面接收站实现信息的传达,该技术有助于施工效率的不断提高。具体来说,工作人员在施工之前必须要按照相应的山地特征进行施工准备,然后制定出科学化的施工计划,之后再在计划方案需求的前提下准备施工仪器和施工设备。整个准备过程中,工作人员必须要保障施工设备、交通设备以及通讯工具的正常使用,确保勘探结果能够准确无误[3]。如果监控点已经布置完毕,工作人员应及时对相关数据信息进行记录,以备不时之需。
(二)物探技术创新。物探技术研发的依据是电磁理论以及电学理论,其主要应用目的在于提升勘探效率,保证数据准确性。一般情况下,物探技术方法能够就复杂岩土的内在结构提供出真实可靠的数据,有助于工程的施工应用。此外,物探技术方法并不是一项独立的工作项目,在实际应用过程中,必须要与多项技术相互融合,从而使技术得到有效验证与补充,增强岩土工程探测的可靠性与完整性。现阶段,弹性波技术属于物探技术实际应用中比较常见的技术形式,主要是借助多种不同介质对弹性波的传递有效揭示地下物质的实际情况,进而为相应的岩土工程提供相对充分与准确的土层切波速值,然后再按照速值判定场地上的土质类型[4]。此外,当工作人员对场地覆盖层厚度进行明确的时候,若地下发生相对细微的变化,则弹性波也可以相对准确的按照力学知识与运动学知识实施判断。而工程物探一般是借助收集野外的地质样品,使用仪器设备实施详细分析,进而为岩土工程的施工提供相应的探测数据和探测资料。
(三)桩技术创新。岩土工程中的桩技术创新主要包括两个方面,具体来说,一方面是大直径的混凝土空心桩技术创新。从某种程度上讲,桩基承载力来源于桩端阻力以及侧摩阻力,当我们想对桩基承载力进行增加的时候,可以借助增加桩端面积或者是桩管侧面积实现。所以,相关人员对大面积的空心管桩进行探索创新是非常必要的,不仅能够在一定程度上减少混凝土实际用量,还能够提升管桩承载力,实现柔性桩以及刚性桩在优势上的互补,最大限度克服两种桩所存在的缺陷,最终建造出具有较好加固效果以及控制沉降效果,且费用成本相对较低的新型桩。从专业化角度出发,新型复合空心桩基主要是由七个部分组合而成的,也就是混凝土分流器、卷扬机、防水活瓣桩靴、塔架、沉模装置、加压振动头、底盘以及成模造浆器。其创新性在于采用两个相对固定的同心,也就是说在相应的环形桩基沉模上装置两个大直径的钢管,同时把成模造浆器有效设置到沉模装置的底端以及内侧外侧,最终目的在于最大限度减少沉桩阻力。而混凝土分流器则安装到沉模装置的上端,主要负责对混凝土进行均匀浇筑,沉模装置下沉地基过程中,应确保桩靴关闭,避免管腔进入泥水。当工作人员进行上拔操作的过程中,就会轻易打开新型桩技术,操作相对便捷,具有较高的自动化程度。另一方面是石桩刚性抗液化桩基技术。该技术不仅有碎石桩、抗液化能力,还存在刚性桩承载能力,可以把较好的排水效果以及高承载性能进行合二为一。创新目的是使刚性桩基具有较强的排水能力,具体创新方法是将刚性桩中有效设置排水通道,并在排水通道上放置高性能的排水材料,实现刚性管柱的排水抗液化功能,该创新技术具有较强的可行性与操作性,效果显著,有助于岩土工程的顺利施工。
结语
总而言之,随着时代的进步发展,岩土工程技术已经得到不断创新,而且在地质勘探期间也具有较为广泛的应用。但是,岩土工程技术的创新具备一定的局限性,在实际创新过程中必须要与岩土工程条件进行科学选配,从而发挥岩土工程技术创新的高效率,通过GPS定位技术创新、物探技术创新以及桩技术创新等手段,从根本上提升岩土工程的健康发展。
参考文献
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[2]何旭东.论述岩土工程技术创新方法与实践[J].低碳世界,2014,07:106-107.
[3]黄世辉.分析当前岩土工程技术的创新及应用[J].经营管理者,2014,17:396.
[4]谢伟文.岩土工程技术创新方法与实践探索[J].江西建材,2014,22:228.
【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】工程设计 图纸档案管理 数字化管理
工程设计图纸是工程设计人员与施工者最为重要的交流手段,它是设计者思维想法的结晶,是设计者与施工者沟通的桥梁,是工程公司重要知识财富,立足之本,竞争之器。充分分析工程设计图纸档案的特点,高效进行图纸档案管理,更好的为设计人提供服务、为企业生产提供支持,具有非常重要的意义。
中冶京诚公司作为知识密集型企业,多年来非常重视图纸档案管理与再利用,并随着计算机技术的发展,逐步建立起了一套成熟的图纸档案数字化管理模式,本文基于中冶京诚公司图纸档案多年来管理实践,介绍了工程设计图纸档案的特点,并根据自主摸索的图纸档案管理体系建设思路,对图纸档案数字化管理的方向进行了分析与展望,为工程公司图纸档案管理体系建设提供一定的借鉴。
1 工程设计图纸档案的特点
传统的工程设计图纸档案的保存具有一定的困难性,但是在发展过程中又需要借鉴前人优秀设计,所以再艰难的情况,也要保证档案的保存,在此基础上,工程设计图纸档案存在以下的特点。
1.1 专业性
工程设计图纸是根据建设工程的需要而设计的,在工程设计图纸中有不同的需求,每一种需求都是要不同的专业设计,在共同约定的条件下相互联系,构成了一套完整的设计图。在工程设计图纸的保管过程中,需要进行系统的分类,必须能够按照项目、专业进行筛分。拥有专业性知识又愿意做档案管理工作的人员十分的少,这导致了档案管理的困难与问题。
1.2 通用性和重复利用性
在实际生活中,我们看到的每一处景色似乎都不一样,但是它们存在着共同处。在设计中,虽然存在着千千万万的对象需要设计,但是在许多方面,它们存在着共同处,存在一定的通用性。通过参考已经完成的优秀设计,可以避免重复劳动,利用已经设计好的图纸,可以加快设计的速度,缩短了设计的周期,提高了工作的效率,大大的降低了设计成本。
1.3 数量多
工程设计图纸是以一个工程项目为单位,从可行性研究开始到工程竣工结束,中间要进行大量的设计,最终所设计出来的图纸数量非常多,并且,每年的工程设计图纸数量在逐年增多,是其他类档案无法相比的,这些庞大的工程设计图纸的保存对于图纸档案管理人员是一个十分严峻的问题。
2 工程设计图纸档案数字化管理的优点
数字化管理能够有效地解决传统保存方式的弊端,它是人类社会进步的一个体现,相对于传统方法,数字化管理有着以下的特点。
2.1 可以对工程设计图纸进行长时间保存
由于工程设计图纸的特点,我们不难发现,纸质工程设计图纸在保存过程中的使用,会使图纸变脏,容易损坏,导致内容不清楚。在信息时代,我们可以将工程设计图纸进行数字化,保存在存储介质当中,保证工程设计图纸档案的长期保存,这将极大地减少纸质文档的使用,同时也可以解决纸质文档难以保存的问题。
2.2 提升了工程设计图纸的管理能力
工程设计图纸存在数量大、类别多、专业性强的显著特点,在以前的纸质化管理当中,如何对数量庞大的工程设计图纸进行分门别类是个难题。
(1)需要大量的人员对图纸进行管理;
(2)需要管理者具有专业知识进行分类;
(3)需要一个庞大的库房对文档进行保存。
这些问题在工程设计图纸进行数字化后都能有效的解决,对于数字化以后的图纸信息,工作人员只需在计算机中进行管理。成熟的计算机技术能够在存储介质中保管大量的信息,并具有比纸质更高的安全性,保存时间也能够大大的延长。上传者在上传过程中,添加好图纸的属性类别,管理者就能很简单的对图纸进行分类查询,这些都将极大地减少工程设计图纸保管的费用与精力。
2.3 工程设计图纸能够进行快捷的网络应用
在现在的网络中,我们可以快速地了解到天南地北的事情,这一点对于工程设计图纸同样的适用。公司如果建立一个服务器,将工程设计图纸保存在服务器中,在异地的其他成员只要有相应的权限,就可以通过网络连接公司的服务器,在任何地方都可以快速的查询到所需要的图纸及资料,使各个地方的设计人员不再受到时间与空间的限制,极大地提高了工程设计图纸的检索效率。同样,各个地方的设计人员也可以通过网络,将自己的工程设计图纸快速的传输到公司的服务器中,方便快捷的解决了资料库扩充的问题。工程设计图纸网络化应用示意图如图1所示。
2.4 加强了工程设计图纸的变更管理
在施工过程中经常会出现对图纸的修改、补充或直接替换,这是设计图纸难以避免的问题。基于图纸档案数字化网络管理,设计者在异地可以直接远程对存储在服务器端的图纸进行及时的修改,修改日志和不同图纸版本都会自动保存,解决了现场图纸变更不可控这一难题,确保了终版图的留存。
2.5 工程设计图纸数字化能够带来潜在经济效益
对工程设计图纸进行数字化能够方便设计者对前人设计的优秀作品快速的查阅,方便快捷的交出一份优秀的设计图纸,提高设计的质量。一份优秀的工程设计图纸,能够在保证工程质量的前提下,用最少投资,建造出最优秀的工程建筑,满足用户的需求。工程建设的投入非常庞大,建造出一个优秀的工程,对于国家经济发展具有非常重要的意义。
3 工程设计图纸档案数字化管理的实现方法
3.1 提供工程设计图纸档案数字化需要的硬件设备
工程设计图纸档案数字化需要的硬件设备是数字化管理的基础保障,包括了图纸扫描仪、计算机、服务器、网络设备和存储设备等。
3.2 提供工程设计图纸档案管理软件
图纸档案管理软件是图纸档案数字化管理的必备工具,可从专业性、安全性、扩展性等方面进行选型。中冶京诚公司工程图档管理系统是一个基于SQLServer数据库平台的综合性档案管理软件,基于客户端操作便捷、系统维护及数据安全性等方面的考虑,系统采用了标准的Client/Server结构与Browser/Server结构相结合的架构形式,系统共分为六个模块:档案管理模块、系统设置模块、库体安装模块、升级管理模块、安全管理模块和Web查询模块,系统功能结构如图2所示。
3.3 录入往年工程设计图纸档案
录入往年的工程设计图纸档案是所有步骤中最为繁琐的一步,它的任务量取决于公司往年保存的工程设计图纸的数量与完整性。想要完成这一步需要大量的人员对往年的档案进行录入,并且必须保证录入的速度远远的大于每日工程设计图纸档案的增加量,否则将大大的增加这项工作的时长。这一项工作可以通过网络来解决,可以将任务分散化,通过庞大的互联网络,交给有一定技术的人员进行录入,然后通过多级管理人员进行审核收集,返回给公司,就能较为快速的解决问题。
3.4 建立一个完整的管理体系
虽然数字化管理能够大幅度的节约人力与资源成本,但是它仍然需要专人进行系统化的管理。它包括了工程设计图纸审核人员、硬件设备维护人员、信息网络管理人员和图纸档案管理人员等。
3.5 培养专业图纸档案管理人才
工程设计图纸档案数字化管理模式与以往传统的简单存、取模式已大为不同,对档案管理人员的要求越来越高,需要档案管理人员具备一定的专业知识和高水平的计算机应用能力,因此需要培养专业图纸档案管理人才,加强其业务和计算机操控能力,同时还应培训他们掌握一定的管理知识,熟悉企业图纸档案管理方式和流程,甚至能够在图纸档案数字化管理方向提供更合理、更高效的管理提升意见。由此可见,数字化档案管理的蓝图规划和设计者,应该是专业的图纸档案管理人才。
4 工程设计图纸档案数字化管理发展方向
4.1 数字化管理的业务一体化能力
随着信息技术的进步,单一图纸档案管理系统将无法满足企业高效生产的要求,与业务相结合,建立统一协同工作平台,将贯穿于项目生命周期中所有信息档案进行集中、有效管理,实现从设计,经审核,到出版的全过程数字化信息档案的管理,是工程设计图纸档案数字化管理的趋势,只有实现设计、档案管理业务一体化,避免中间过程的人工操作,才能够做到真正的知识产品归集管理,降低企业的知识成果外泄风险。
4.2 数字化管理的决策能力
数字化管理能够从根本上判别图纸的有效性,在未来的庞大数据库中,计算机能够从各种信息中构建设计图纸中的设计方案,通过庞大的计算能力计算出设计图纸中的不足部分,评判设计图纸的有效性。从而尽早一步的认识到工程建设中需要更改的部分,这将极大地有利于减少在工程建设中遇见的问题。
4.3 企业的国际交流能力
在经济发展的现在,与国际的接轨无法避免,通过与国外知识的交流,可以扩大企业的能力,有助于世界的发展。通过网络,我们能消除语言的障碍,更加容易与国外进行交流。使企业进行国际化是未来发展的必然趋势,我们要提前做好准备,为企业的未来做更多的准备与规划,才能更好地面对未来的发展。
5 结束语
工程设计图纸档案的数字化管理是发展的必经之路,通过档案数字化的发展,企业能够从中获取巨大的效益,它包括了人力资源、时间资源和材料资源,这些资源的节约能够加快国家经济发展的脚步,为世界经济的发展做更多的贡献。
中冶京诚公司工程设计图纸档案数字化管理已初见成效,初期就实现了包括历史图纸档案在内的所有图纸档案的数字化管理,目前已扩展到了科技档案、文书档案、图书期刊、标准规范等各类信息档案的管理,实现了常用信息档案的收集与集中管理;同时,利用信息技术,大大提高了这些资料的检索效率,间接提高了生产效率。相信随着“大数据”时代的来临,这些沉淀、积累的知识财富会成为公司大数据级应用的宝贵资源池,未来提高图纸档案数字化管理水平,提供更快捷、更有效、更准确的数据服务,是工程设计图纸档案数字化管理的发展方向。
参考文献
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[3]姚婷婷,于雪菲.规划设计单位工程设计档案的特点及网络化管理[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2009(04):35.
作者简介
徐海燕(1978-),女,河北省张家口市人。现为中冶京诚工程技术有限公司高级工程师。研究方向为企业信息化建设。
【关键词】GIS技术;岩土工程;勘察
GIS技术在岩土工程勘察中,发挥重要的作用,属于较为先进的应用技术,不仅提升了岩土勘察的真实性,而且降低了资源的投入力度。岩土工程勘察中的GIS技术,具有信息化的特点,在很大程度上提高了勘察的效率,表明GIS技术的系统性优势,进而拓宽GIS技术在岩土勘察中的应用领域。
一、基于GIS岩土工程勘察系统的建立
GIS技术的应用,需在岩土工程现场建立勘察系统。GIS系统的建立,主要分为四个部分,分析如下:
1、录入数据模块
岩土工程GIS勘察中,录入数据是最开始的工作,掌握GIS技术的勘察目标,确定GIS钻孔的位置,钻孔方案可以使用电子版,在电子版的基础上修改完成,再落实到岩土工程的勘察现场,合理利用岩土工程的现场资料,便于提高勘察的水平。
2、软件使用模块
GIS技术的软件使用模块,需要以本地地图为依据,采取软件分析的方式,获取最精准的岩土工程信息[1]。比较常用的软件有:MaPX、MapInfo等,研究GIS勘察时所需要的信息,降低GIS系统布设的难度,在短时间内可以完成GIS系统的安装,投入到岩土工程勘察的应用中。
3、二次开发模块
GIS技术在岩土工程中的二次开发,是指软件、插件等的二次开发,符合现场操作的要求,避免岩土工程中的GIS勘察过于复杂。GIS技术的二次开发,是以小程序的方式进行,利用本地小程序,完成GIS的二次开发,打包的小程序应用到GIS技术中,辅助进行插件开发[2]。二次开发模块,是岩土工程勘察中GIS系统的必须环节,确保GIS技术融入到岩土工程的勘察中,也可按照岩土工程勘察的需要,设计需要二次开发的程序,强调GIS技术的服务性。
4、GIS运行模块
GIS运行在岩土工程的勘察现场,收集工程的勘察信息,积极利用GIS技术,发挥GIS技术的应用优势,在岩土工程现场输出勘察的结果,提供全面、准确的岩土信息,促使岩土工程勘察人员能够全方位的了解地质信息,制定有效的施工方案,发挥岩土工程勘察的优势和价值。
二、GIS技术在岩土工程勘察中的应用
GIS技术应用在岩土工程勘察内,总结了多项学科的技术内容,推进GIS的信息化发展。GIS技术的实践应用,需要考虑岩土工程的现场情况,全面分析岩土工程勘察中对GIS技术的需求,再安排应用。
1、GIS技术的应用环境
岩土工程的勘察环境,面临着较为复杂的影响因素,增加了GIS技术的应用负担。GIS技术使用时,提前规范岩土环境,排除环境因素的影响,维护GIS技术环境的稳定性。GIS技术的设备,选择岩土工程中的稳定位置,同时预防潮湿环境的影响,在GIS系统内配备电源,安排专业的人员操作并管理,规避GIS技术勘察中的风险,保障岩土工程勘察的严谨性[3]。岩土工程勘察环境对GIS技术的影响比较大,引起了诸多操作风险,所以勘察人员要监督岩土工程的环境,规范GIS技术中的环境控制。
2、检查GIS的安装系统
岩土工程勘察时,全面检查GIS的安装质量,强调GIS系统安装的合理性,规避潜在的不稳定因素。以某岩土勘察工程为例,分析其在GIS安装系统检查方面的工作。如:(1)按照GIS技术的应用规范,检查系统的设备安装以及接线情况,找出系统内的腐蚀、锈蚀的地方,保护GIS系统的整体性,预防GIS设备损坏;(2)GIS在勘察前,操作人员主动检查系统内设置的参数,促使其可满足该工程勘察的需求,该工程要求GIS系统能够达到根本的合格状态,提升GIS系统的规范性。
3、GIS技术的勘察应用
根据岩土工程的现状,分析GIS技术在勘察中的应用。以某紧邻地铁的高层办公建筑为例,分析岩土勘察。该建筑工程利用GIS技术得出地质勘察的报告,该建筑属于详细勘察的岩土工程类型,勘察等级为乙级,该岩土工程拟建2个过度70米的办公楼,3层地下室,深度=15m,采取逆作法的施工方式,由于地下室紧邻地铁交通,必须借助GIS技术,准确的勘察岩土工程。
首先根据该建筑岩土工程的实况,调节GIS技术内的数据参数,符合岩土工程的勘察要求,维护岩土勘察的精准性,严格按照岩土的情况调整,期间不能出现干扰GIS参数的因素,按照《岩土工程勘察规范》GB50021-2009约束GIS技术的勘察行为,布设所用的勘察点,熟悉掌握该建筑岩土地质的情况,同时得出地铁工程对岩土地质的影响,详细的评估岩土工程的稳定性,通过GIS技术对岩土工程的勘察工作,制定施工与防护策略,明确该建筑岩土工程的场地、土层以及水文等条件。
然后该工程岩土勘察人员,对照勘察方案和现场的情况,安装GIS技术的组件,主要是预防工程勘察的过程中,GIS技术内的设备出现解体的情况,加强GIS技术专业性的控制力度,完善GIS技术设备的组装过程。由于该建筑紧邻地铁交通,所以GIS技术承载的压力比较大,其在勘察测量期间,受到地铁运营的干扰,地质受力不同,影响了GIS技术设备的组装情况,可能会出现装备解体的质量问题,为了提高GIS技术设备的应用能力,该工程要求勘察人员,注重现场设备的组装,优化工程勘察的环境。
最后是在勘察的过程中,始终维持GIS系统的勘察秩序,定期检查现场GIS设备的摆放,如果发现有问题的GIS设备,应该及时处理,以免影响建筑岩土工程的勘察结果。该建筑岩土工程勘察人员,将现场GIS收集的数据,导入到计算机内,利用相关的软件对现场的勘察信息进行解析,将各项信息填入到勘察报告中,汇总最终勘察的结果,应用到该建筑的施工建设中。
三、GIS技术在岩土工程勘察中的发展
GIS技术是岩土工程勘察中的关键,其在岩土勘察中的应用,推进了GIS技术的发展,促使其朝向一体化、信息化的方向发展。GIS技术一体化和信息化的建设,实现了勘察数据的共享,而且打破了GIS系统的接口限制,降低了GIS技术的勘察难度,勘察人员可以在岩土工程的现场,借助计算机,构建共享的数据库,同时构建勘察数据库,高效率的使用GIS技术勘察中的图像信息、文字信息等[4]。岩土工程勘察中GIS技术的发展,优化了勘察中的空间数据管理,完善了GIS勘察中的数据集成,促进了勘察数据的稳定交换。GIS技术在岩土工程勘察的推动下,发展的速度越来越快,具备数字化、综合化的特点,满足了现代岩土工程勘察的需要,表明GIS技术的发展优势。
结束语
GIS技术在岩土工程勘察中,属于较为基础的测量技术,发挥较大的优势,改善岩土工程的勘察环境。GIS体现出了实践勘察的优势,按照岩土工程的需求,做好勘察与测量的工作,保障岩土工程勘察的基础性,以免引起勘察误差,为岩土工程提供的准确的勘察结果。
参考文献
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关键词:重庆地区;岩土工程;勘察;地基;处理
中图分类号:TU412 文献标识码:A
前言
重庆位于我国长江上游、四川盆地东南部山地丘陵地区,在大地构造上重庆地区属于典型的杨子准地台中部,所以重庆地区受到大地构造等自然因素影响使其地质情况十分复杂,而随着重庆市在新时期的快速发展与现代城市规划进程的不断推进,工程建设中各种岩土工程的施工规模及总体数量都在急剧上升,只有做好岩土工程勘察工作才能保证建设工程项目的整体质量。因此,在岩土工程勘察工作中设计人员要基于建设场地地形特点,对工程施工方案进行整体设计及优化设计,并针对地基所呈现出来的特征来采取科学、合理的措施对其进行处理,这样才能确保建设工程项目的基础工程施工质量可以满足工程整体要求。
1重庆地区岩土工程存在的问题
重庆地区岩土工程施工场地的地质以低山丘陵地貌为主,工程建设过程中必须通过“挖高填低”的方式来平整施工场地,这样的地质特点使重庆地区建设工程施工中,容易形成大小不一、厚度不等的人工填土地基,填土地基在本质上虽然属于特殊性的岩土,这便导致重庆地区岩土工程勘察工作与其他地区岩土工程勘察工作存在较大差异。重庆地区填土地基的填料一般都是从场地自身或周围低山高挖地段的岩土体,所以填料的选择导致填土地基的岩土情况十分复杂,同时在地基处理过程中存在不均匀、密度变化大、厚度变化大以及分布范围不规律等工程性质,这种由杂填土作为填料而形成的填土地基在施工中的沉降变形较大及湿陷性,这便会对岩土工程的整体施工质量及地基稳定性、安全性带来很大影响。重庆地区岩土工程勘察工作中不仅要确定地基的工程性质,同时也要根据勘察结果选择科学、合理的地基处理方法,通过换土法、物理机械法以及化学胶结法等措施对其进行处理,在提高杂填土地基整体强度的基础上改变其变形性质,在地基处理过程中必须将不均匀沉降变形这一工程问题彻底消除。
2重庆地区岩土工程勘察要点
2.1区分“岩体”与“岩石”
重庆地区岩土工程勘察工作容易受到复杂地质因素的多方面影响,因此,在岩土工程勘察工作中要求勘察人员必须区分“岩体”与“岩石”的物理力学性质,这是因为“岩体”与“岩石”之间的物理力学性质存在较大差异性,而实验室检测的数据只能反映出岩石的物理力学性质,但是岩土工程勘察过程中所需要的是岩体物理力学性质,所以要求勘察人员在施工现场要对其进行现场测试,这样才能确保其所获取的勘察数据可以满足工程施工设计要求。
2.2区分“岩体”与“软弱结构面”
重庆地区岩土工程勘察过程中需要对大型软弱结构面的数据进行获取,同时也要对不同地层接触面的实际情况通过勘察数据反映出来,但是软弱结构面的物理学性质要比岩体物理学性质相对较低,因此,在岩土工程勘察工作中要求勘察人员,必须有效区分“岩体”与“软弱结构面”两者之间物理力学性质的差异性,这样才能确保岩土工程勘察结果可以更好的帮助施工单位对地基进行处理。
2.3区分“原状土体”与“设计取值”
重庆地区岩土工程勘察中有关于岩土体物理力学参数的测试,其在实际勘察过程中比较注重对原状土体的测试,只有这样才能充分反映出拟建场地岩土工程的实际特点,但是大面积降雨、地下水活动等自然因素都会导致其物理力学参数发生变化,所以要求勘察人员在岩土工程勘察工作中,必须有效区分原状土体物理力学参数与设计取值之间的关系,这样才能避免因勘察结果错误而导致岩土工程施工面临巨大危险。
3重庆地区岩土工程勘查中地基的处理措施
针对重庆地区岩土工程勘察工作存在很多特殊的工程性质,可以采取换土法对填土地基进行处理,同时也可以利用物理机械法、化学胶结法等措施对填土地基进行处理,这样可以通过排除地基填土中的水分来减少其空隙体积,并使填土颗粒经过有效处理后可以互相胶结在一起,从而达到提高填土地基强度、改善变形性质这一目的,同时也可以有效消除填土地基容易产生的不均匀沉降变形等事件,对加强填土地基的整体稳定性、安全性有着重要作用。
3.1重锤夯实法
重锤夯实法是重庆地区岩土工程地基处理中的主要方式,利用30kn的重锤从3~4.5m位置自由落下,经过多次处理后可以达到夯实填土地基的目的,经过重锤夯实法处理后的填土地基其强度有了明显提高,而且其压缩性经过夯实处理后明显减少,但是在采用重锤夯实法过程中要注重锤重、锤型、锤底面积以及落距等。
3.2振动压实法
振动压实法在重庆地区岩土工程地基处理中的应用也较为广泛,其适用于粘性土含量较少的填土地基处理中,例如,以建筑垃圾、工业废料以及炉灰作为填料的填土地基,该方法在实际应用中主要利用了杂填土地基密度小、透术性好以及无凝聚性等特点,采用振动的方式使土体可以达到紧密状态,这对加强杂填土地基的强度、减少沉降变形有着重要作用。
3.3强夯法
强夯法的应用原理基本与重锤夯实法相同,但是其充分利用了夯锤自由落下过程中,与地基接触时所产生的巨大冲击能及冲击波,可以将夯面以下一定深度内的土层有效夯实,这对提高填土地基的整体承载力、稳定性有着重要作用,同时也可以将其压缩性控制在允许范围内,因此,该种方法在重庆地区岩土工程地基处理中的应用十分广泛。
结语
重庆地区由于其相对十分复杂的工程地质条件,在岩土工程勘察工作中必须严格控制勘察质量,要将工程范围内所有的点、线、面都要彻底明确,同时也要求勘察人员不仅要提供地基的容重、承载力以及极限摩阻力等基础数据,同时也要将地基的孔隙比、内摩擦角、内聚力以及弹性模量等数据作为主要工作内容,这样才能对岩土工程中的填土地基选择科学、合理的方法对其进行处理。
参考文献
[1]张顺斌.重庆存在的主要岩土工程问题及勘察要点[J].中国水运,2010(02).
关键词:岩土工程;边坡;不确定性;分类;对策
1、不确定性的分类
在岩土工程应用中,不确定性的主要因素归纳为以下3个方面:
1.1 岩土参数
岩土参数就是边坡的岩土物理力学指标。它的不确定性很容易理解,这些参数依据时空而有显著变化,即具有空间变异性和时间变异性。尽管我们在勘察阶段采取缩短土样存放时间、严格密封等多种方法可以减少时间因素带来的影响,但我们无法克服岩土体的空间变异性必须要用统计的方法处理岩土的空间变异性和离散性。空间变异性是岩土工程所特有的,我们只有尽可能地描述它,而不能实质性地减少它。最终得到的参数也只能是通过统计学方法得到的理论值参考值,而非真值。
1.2 岩土模型
模型是原型的理想化替代物,它反映原型的主要特征。对于边坡岩土分析,模型并不是唯一的,模型的不确定性由此而来。在岩土工程实践中发展起来的分析模型,就其实用性和复杂程度来说,是与人的认识水平和分析能力直接相关的。边坡岩土工程设计发展趋势是越来越多的考虑实际坡体结构的特点和性能,这就必然要求岩土工程使用越来越复杂的模型,在确定了模型后,关键还在于选取合理的数值计算方法,如:有限单元法、有限差分法、极限分析法、通用条分法、滑移线法、边界元法、离散元法、拉格朗日元法、流形元法、非连续变形分析法、半解析法等,各种方法都有其优缺点及适用条件,可以单独使用,也可以联合使用。而实践中,设计者大都选择与实际岩土特征类似的经典岩土体计算模型及数值计算方法。
2、边坡岩土工程不确定性的对策
2.1 常用的对策
2.1.1 经验设计
岩土工程以前经历过完全依靠经验设计的阶段,而且直到现在,工程经验特别是地方经验仍然在岩土工程设计中占有十分重要的地位。岩土工程问题中,有很多因素是不确定的,因此很难进行准确的分析,我们只能通过经验再加上工程的具体独有的特点,从而设计出一套解决方案。岩土工程师多年的实践经验可以在一定程度上减少岩土参数和岩土计算模型不确定性因素的影响。
2.1.2 安全系数
在岩土工程设计中,很早就采用了安全系数这样一个非常重要的概念,它可以有效地部分解决岩土参数、岩土计算模型不确定性因素的影响。但采用多大的安全系数往往成为问题的关键,特别是就2种不同的岩土计算模型来说,如果取相同的安全系数,其安全程度并不一定相同,这也增加了设计者把握的难度。例如铁路和公路相关设计规范中,对于计算滑坡下滑力分别采用了不平衡推力法的显式和隐式表达式,如果取相同的安全系数,计算得出的下滑力并不一样。
2.1.3 不足之处
以上是常用的2种减少岩土不确定性影响的方法,但也可以看出,经验性的、保守的、感性直观的因素是目前边坡工程设计中普遍存在的一种现象,它可以表现为过分保守地确定岩土体力学参数、构建相对保守的岩土计算模型,采用相对保守的安全系数,较多地考虑其它危险因素等等。当设计者对岩土有关的不确定性了解很少时,这样考虑问题是合理的。但是,随着我国现代化建设事业的不断发展,工程建设逐步由低标准向高标准发展,这种方法目前已不适应现代化大型工程建设的需要,现在的岩土工程需要考虑本项目工程建设以外的自然环境、社会意义等因素的影响,所以要进行更加科学的分析与决策。
作者根据多年的实践经验提出了边坡岩土工程先进的设计模式:动态设计与施工。
2.2 推荐对策――动态设计与施工
边坡岩土工程的岩土模型选取、力学分析较为复杂,尤其是对于地质条件稍微复杂的地区来说,其分析计算的难度就更大,当边坡施工过程开始后,一些原来较为模糊的地质条件就会逐渐地明晰,甚至还会出现设计时并未勘明的地质情况。如果还按照原设计图按部就班地施工,很有可能造成不可挽回的严重后果。
动态设计与施工方法使边坡岩土工程具有弹性,即使整个岩土工程具有可改变的余地。对于边坡岩土工程,按照单一的地质勘察、分析设计、按图施工这样的思路是不科学的,这实际是一种静态的设计施工过程,并不能对施工过程中出现的变化情况作出反应,而这正是目前很多部门在设计时采取的方法,其缺陷是明显的。由于边坡岩土工程在实际施工中经常会出现各种新情况,因此,必须对原有的设计进行适当调整后再施工。这种动态的设计施工处理方法能对实际情况作出及时反应,使设计更加适合现场真实情况。并且,我们还可以在施工过程中进行现场监测以便估计施工现场的的安全性并用判断是否要修改先期设计。动态设计与施工本身就是根据不断获得的信息来消除设计与施工方面的不确定性。
对于边坡岩土工程来说,设计往往具有超前性,而施工则直接体现了现实性。二者之间不可避免地要产生矛盾,为解决矛盾就需要把施工中不断获得的新信息经处理后传递给设计,以此不断修改、完善设计,直至最终解决矛盾。为此,提出边坡岩土工程的动态设计施工模式,如图1所示。
图1 边坡岩土工程动态设计与施工的基本程序
在各级边坡施工过程中,将观察信息和钻探信息及时同最近设计的依据相比较,判断是否有较大的误差;同时,及时分析整理监测信息,以此作为判断设计合理性的重要依据。经过比较,若发现施工中的反馈信息同最近的设计依据有较大出入或监测结果表明设计具有不合理性时,均应修改设计,于是在下一级坡施工时就可采用修改设计的结果;若本级边坡施工中获得的信息均比较合理,则仍按最近的设计进行下一级坡的施工。如此反复螺旋式循环操作,直到各级坡都施工完成。需要说明的是,在整个坡体施工完成后,进行施工后的监测仍是必要的,因为这是检验设计施工效果的重要判据。
因此,在施工过程中获取有效的信息对于边坡工程的变更设计和后续的施工都有重要的指导作用。
3、结束语
综上所述,动态设计与施工方法在边坡岩土工程中具有广泛的运用前景。岩土工程设计是否合理,与所采用的工程措施能否适应工程地质条件有关,在施工过程中建立必要的信息收集系统,根据开挖和其它工程所揭示的工程地质条件对设计的岩土力学力学模型和相关参数不断修正完善,真正实现动态设计与施工,这样才更适应边坡岩土工程的特点,能更安全、高效地完成工程的设计施工,所以说“动态设计与施工”是消除边坡岩土工程不确定性的有效对策。
参考文献:
[1]郎晓兵.边坡工程进行岩土工程勘察的探讨[J].技术与市场,2011(6):147-147.
关键词:岩土工程 施工技术 特点 原则
中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(c)-0091-01
我国经济技术水平的迅速提升,岩土工程的施工技术水平也逐渐提高,使我国工程建设行业也有了广大的提升空间。当然,也对施工方有了更高的要求,工程建设之中重要的组成部分就是岩土工程,岩土工程的施工技术对于工程建设有着很深远的影响,在各项建设中也有着很重要的位置。现代岩土工程中新技术、新机具、新材料和新工艺不断被各方面应用,不但使工程施工质量有效地提高,同时还间接的提高了施工方的技术水平,使整个施工方面的效益全方面提高。
1 施工技术的具体特点
(1)岩土工程施工技术的不确定性
工程施工现场产地岩土的实际情况很难既完整又准确的被描述,因为在进行工程现场勘察时只能获取较少的数据。部分地区的岩土结构和性能参数,在受到外部干扰或者环境出现了变化时也会出现变动,在工程施工当中因为地下岩土层所带来的变动是不可避免的,这样工程前期所勘察的地质结果就会与正式施工时的地质情况不同。如果不能对岩土层情况掌握清楚,不能全面了解地下岩土的性能和参数,而地下岩土性能结构又发生了变化,就会影响工程的正常开展。施工技术人员不能避免的问题是在正常情况下改变工程施工的工艺参数,甚至要改变施工的工艺才能应对这种不确定因素的干扰。想要处理这种不确定性的问题方法就是根据现场检测还有试验所得到的数据,再与工程施工时得到的数据两者相对比,进行分析,用所得到的分析结果来进行工程施工。
(2)岩土工程施工技术的区域性
岩土的性质也存在着很大的差异,这是因为各个地区的自然环境不同。不同土的受力应变关系是不一样的,所以压缩指标还有抗剪强度指标、工程处理、设计、施工的方法都不一样。比如说北京和上海之间就要因地域的不同采取不同的工程施工技术。
(3)岩土工程施工技术的隐蔽性
在岩土中的隐蔽施工主要有地基处理、地下连续墙、桩基和锚杆等,这些即使在工程完成后也是在隐蔽条件下进行运行的,不容易发现问题,一旦出现了问题,去判断问题和处理问题的难度也很大,还需要一段时间来验证是否解决了相应的问题。在岩土工程施工过程中要解决这些问题的主要技术手段,就是采用多种有针对性的监测、检测方法。如图,基桩一直深入地下20 m以上,是完全隐蔽的,出现问题后难以修复。
(4)岩土工程施工技术的前导性
只有先确定施工技术想要达到的效果,确定设计方法和计算理论后,两者进行完全的研究和分析,岩土施工技术才能真正用于实际的工程中,但由于这种设计方法和计算理论并不够成熟,相对来讲并没有太大的进步。
(5)岩土工程施工技术的依赖性
想要保证岩土工程的有效开展,必须借助于相关的学科性技术,还需要与之相对应的施工技术,这样才能够保证施工过程中相关问题的有效解决。高压射流,其作为一个具有突出贡献的技术,始于20世纪中期,通过此项技术的实施,成功的推动了高压注浆法的使用。真空预压法产生的原因,源自于空泵、射流泵技术的衍生和发展。而超声波检测在工程建设中的不断实施,提高了工程检测质量,将其和岩土工程相结合,实现了施工信息化的良好发展局面。
2 选用岩土工程施工技术的原则
(1)实践性
因为岩土工程施工技术中有着不确定性,所以不能依靠理论来判断某项施工技术是否可行,最主要的是要实践。随着施工技术的不断改进,新设备的不断完善,使同样的设计采取和以前不一样的技术方法完成,所以施工技术和方案的选择并不是不变的。
(2)适用性
工程施工技术不但要满足工程的整体要求,同时也要考虑各个方面之间的影响,因为每实施其中一项技术都要考虑到空间、时间、人物、使用维修等等方面。另外,还要考虑施工技术中的隐蔽性,在岩土工程中没有最好的施工技术,不能依靠着其中的几个系数来判定技术的好与坏,只能选择最为适合的施工技术,而不能选择最好的技术,因为最好的不一定适合。
(3)经济性
岩土工程施工技术中含有不确定性,所以每个地区都要准备出多套的方案,需要技术人员通过经济、技术、安全等多方面的考虑后才能选择其中之一。但是不管怎么样,施工方总要第一个考虑施工技术的经济性。
3 岩土工程施工技术的发展
因为现在我国的城市空闲地面面积日益缩小,人们会不断的去向地底、海洋、沙漠开拓新的空间,这也是我国现代工程建设的发展趋势。随之我们也要去发现、完善以及更新我们相对应的技术方法。我们要不断的开拓新技术,对已有的技术要不断的更新。以前的一些技术原则或者参数会因为相关科技的发展被更改,不断的开发新的技术是十分必要的。对现在已有的多种施工方式进行整理,并不断的向发达国家学习,更新我国现有的技术和设备,使国外技术本土化,要着重发展绿色施工方法。
4 结语
我国岩土工程施工技术的提升,给施工方带来了较好的经济效益。要满足新技术应用的要求,相关施工方也一定要有技术上的提高。文中已提出了岩土工程施工技术的特点还有其选用原则,就要根据岩土施工技术的特点及原则选用最适合的技术,再从国际引进新的技术设备,使国外技术本土化,再根据这些继续发展和创新新的技术。
参考文献
[1] 张宁,李佳明.岩土工程施工新技术发展与展望[J].岩土工程施工技术,2009(11).
[关键字]岩土工程 施工技术 应用 发展
[中图分类号] TU74 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-5-274-2
岩土工程施工,是岩土工程全过程非常重要的组成部分,在这一阶段中,将对岩土工程勘察获取的工程地质资料进行检验,将对岩土工程设计的内容予以实施,将纠正岩土工程设计阶段出现的失误,所以岩土工程施工成为保证工程质量、缩短工程周期、降低工程造价、提高工程经济效益和社会效益的关键阶段。我国的岩土工程施工技术取得了较大发展与进步,但是就整体情况来看,该技术在我国的发展极其不均衡。随着现代岩土工程施工技术的快速发展,新技术、新工艺、新机具与新材料层出不穷,其需要施工企业以科学的态度积极进行应用,以提高岩土工程施工质量、施工效率、提高施工企业的经济效益,有效推动我国岩土工程施工技术的发展进步。
1岩土工程施工技术主要特点及选用原则
1.1岩土工程施工技术主要特点
首先,各种岩土工程施工技术与其所预计达到的目的具有某种程度上的不确定性。比如,工程勘察报告不太可能对场地岩土的全部性能都了解清楚;还有施工时改变了岩土的环境条件,所以施工依据的技术数据就具有一定的不确定性。其次,各种岩土工程施工技术具有地区性的特点。比如,上海规范的特点是平原的软土施工技术;重庆规范的特点是由区域岩石的施工技术。第三,各种岩土工程施工技术也都具有经验性的特点,这是由不确定性和地区性决定的。第四,多样化的岩土工程施工技术依赖于众多相关学科的发展,使信息化施工成为可能。第五,许多岩土工程施工技术的研究都是超前于其设计计算理论的,这也是学科发展的特点。
1.2岩土工程施工技术选用原则
岩土工程施工工艺和方法的正确应用,是对岩土工程技术性质的正确认识及对岩土工程设计原理的正确理解紧密联系在一起的。
首先,每类岩土工程问题的施工往往有几种技术方法供选择,而每种技术方法有可能应用于几类岩土工程问题,需通过经济、工期、技术、安全等方面对比才能选定。在这里,施工技术的经济性占第一位,这既符合我国当前的国情,也是岩土工程施工企业应采取的技术政策和市场经济规律的具体反映。其次,没有经验的施工方法还需首先在现场小范围试验,取得了可靠数据,才能全面使用。再次,各种施工方法对环境的影响程度,将成为选用与否的重要参考。可以预计,随着各地日益严格的环保要求,许多的岩土工程施工技术将逐渐退出历史舞台,同时更多的“绿色”施工技术将成为主角。
2岩土工程施工技术的应用
2.1地基处理技术
地基是作为支承基础的土体或岩体。当天然地基不能承受建筑物基础传递来的荷载或地基在荷载作用下的变形不能满足设计要求时,应当对天然地基进行人工处理。地基处理是为提高地基承载力,改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理方法。比如,常用的有换填垫层法以及强夯置换法等。还有成孔挤密桩法,采用挤土成孔工艺(沉管、冲击、水冲)或非挤土成孔工艺(洛阳铲、螺旋钻冲击)成孔,再将填充材料挤压入孔中或在孔中夯实形成密实桩体,并与原桩间土组成复合地基的地基处理方法。运用这种地基就可以使桩间土所承受的作用力得到有效的发挥,使土以及桩共同来承担上部结构的荷载,进而实现对建筑物沉降的有效控制。
2.2基础工程施工技术
地基作为建筑实体和地基的连接物,发挥着将建筑实体竖向的荷载力传输给地基的作用。比如,处理软弱地基的施工技术有以下几个方面:一是旋喷法:将固化的水泥浆,利用特殊形状和材料的旋喷机 注入和需要改善的土壤当中搅拌融合后改变土壤的密度和凝结度,固化后渗水量大大减少,达到防渗加固的目的。二是土工合成材料加筋加固法。其手段是平摊荷载于地基,在可能出现塑性剪切破坏时,平铺于地基表面地土工合成材料将可以对面形的破坏起到组织作用;也可以在一定的程度上减小破坏的扩张,从而提高地基的承载能力。三是加筋法:加筋法类似为人体添加了骨骼一样的原理。总全局构造上加固,较少变形。筋一般是土合成质地,它具有韧度较强,坚硬耐腐蚀的特征。其材质本身和土壤形成摩擦而融为一体,支撑地基更加坚实可靠。四是打桩法:打桩法针对淤积泥层较深,面积较大,程度较深,渗水严重的土壤,平常方式处理达不到要求或过于浪费,这时候打桩是一个非常有效又较省工序的方法,但是对于程度较浅者则没有必要。我国的民用以及工业建筑中广泛应用了沉管灌注桩,由于该方法的造价比较低廉,在我国的一些中小城市也得到了比较广泛的应用,在建筑施工中发挥着重要的作用。
2.3边坡加固施工技术
在上世纪80年代之后我国的岩土锚固应用技术就进入了快速发展的时期,并且在深基坑支护以及边坡稳定等许多城市、道路、铁路、水利建设等重大工程中均得到了比较广泛的运用,其中使用的各种材料、机具以及施工设备等完全是依靠我国自主生产。比如,预应力锚索是一种主要承受拉力的杆状构件,通过钻孔将钢绞线固定于深部稳定的地层中,并在被加固体表面通过张拉产生预应力,从而达到使被加固体稳定和限制其变形的目的。再比如,路基边坡加固主要是设置支挡结构,维持和恢复其自然力学平衡,常用有重力式挡土墙、抗滑桩、锚杆挡土墙、土钉墙、锚喷网、板桩式挡土墙、预应力锚索、加筋挡墙等,在实际应用中,往往采用多种加固措施的组合,实现优势互补,改善支挡结构的受力条件,节约投资,提高边坡治理的可靠性。常见的有预应力锚索与抗滑桩的组合简称锚拉抗滑桩、预应力锚索与绿化结合简称格构地梁锚索等。
另外,对于重点工程或I级边坡施工需采用信息施工法,在边坡施工同时建立相应的监测方案和信息反馈制度,按可能出现的不利工况对边坡和支护结构的强度、变形和稳定性及时分析验算,并对原设计方案给予相应调整。
2.4非开挖技术
非开挖技术(Trench less Technology)是指在地表无需挖槽或以最小开挖量的条件下进行各种地下管线的铺设、更换或修复的一种施工新技术,同时包括一些有关的技术,例如:现场勘察、现有地下的探测和检测等。非开挖技术是近30年来发达国家发展起来的一项社会效益与经济效益极为良好的高新技术,随着非开挖技术的不断发展和完善,非开挖技术在岩土工程中的应用面不断拓展,反过来,非开挖技术本身也得到更大的发展。
3岩土工程施工技术的新发展
3.1地下施工技术的出现以及发展
我国现代化的土木工程建设的发展趋势主要是人们更加注重对新的生存空间的拓展,地下空间的开发逐渐向江湖、海洋延伸,我国修建了高速铁路、海底隧道、跨海大桥以及通过人工对沙漠改造来修建高速公路等,与此同时,和这些工程相关的施工技术方法也在不断的更新、出现以及完善,使我国岩土工程施工技术的运用范围更加广阔。
3.2原有技术的适用条件不断拓宽
随着我国岩土工程相关施工技术的不断发展与进步,各项技术规范出台的过程中某些原有技术的参数以及原则也逐渐被淘汰。这就要求技术人员必须要对原有的技术进行必要的反思。通过反思发现:振冲法的应用地层可以供原来的砂性土逐渐拓展到软土的应用中,过去的深层搅拌法也从原来的软土逐渐拓展到了现在的湿陷性黄土,由此可以看出,反思在岩土工程相关施工技术的发展中发挥着非常重要的作用。
3.3绿色施工技术
运用绿色施工技术措施,通过实施切实有效的管理制度和工作制度,可以最大限度减小施工活动对环境的不利影响,减少资源与能源的消耗,最大限度地达到施工环境的美化,不仅在施工过程中达到环保要求,而且确保工程成为绿色建筑,创建“绿色现场”,建设“绿色工程”。岩土工程相关技术人员要积极发展以及运用绿色施工技术,为我国的可持续发展做出重要贡献。
关键词 岩土工程;勘察;存在问题;优化建议
中图分类号 D918 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)081-0085-01
岩土工程勘察为施工、设计提供技术参数以及地质勘察的成果,在建筑工程中占有重要地位。岩土工程勘察对象是地下的地质体,由于岩土体的非均质性、各向异性,彼此间受力很复杂,在进行岩土工程勘察时可能会出现一些问题。
1 岩土工程勘察存在的问题
1.1 勘察手段单一
岩土工程勘察时需要采用多种手段进行地质勘察工作。而目前一些从事岩土工程勘察的单位在勘察工作时,仍按老式的勘察手段进行地质勘察工作,勘察报告只注重定性分析,而忽略了分析有关定性的评价数据。
1.2 勘察报告建议没有针对性
勘察报告中定量数据不多,没有提出针对性的措施。勘察报告还受到传统地质勘察报告的影响,大多以描述为主,对岩土工程的地质勘察结论下的比较笼统,不具体,也缺少针对性,在岩土工程设计或施工时不能对勘察结论进行有效合理地利用。
1.3 勘察报告质量不高
随着经济体制的改革,一些岩土工程勘察单位实行自负盈亏的经济制度,这些岩土工程勘察单位只想到了眼前的经济利益,没有注重勘察报告的质量,导致岩土工程勘察报告整体质量的下降,甚至个别岩土工程勘察单位为了获取任务,预算造价时有意压低价格,然而勘察单位为了取到经济效益又不得不进行工作量的缩减,应该进行的勘察工作不做或者少做。比如没有根据规范要求进行勘察钻探取样工作,不规范的钻探取样作业难以准确确定出分层的位置。有的对于地质体采样不完整不连续,甚至不使用取样器,而从岩芯中直接取样,取样的数量也不多,不满足规范规定的试样要求,这样得到的数据就不具有代表性,往往不能对建设场地地基土做出完整、准确的分析评价。
1.4 忽视了区域地质环境的作用
岩土工程勘察报告中得出的结论是实验数据和勘察人员长期经验的积累,需要结合当地区域地质特征,对地基土层特点深入了解,正确评价地基土。目前一些岩土工程勘察单位的勘察作业,只注重分析研究某个工程点,忽略了岩土工程地域性研究,得出的岩土勘察结论缺少地域性经验,导致报告内容不全面,难以提高勘察单位的效益。例如,在高层建筑地基勘察中,用箱基可满足需要的,勘察单位没有根据当地区域地质特点以及实际经验,在用箱基的基础上又加了桩基复合基础,导致勘察工期的延长,资金的浪费。又比如地层为含砾粘土,它遇水或搅拌时会变软,在一般情况下,室内试验及原位试验都难以准确确定含砾粘土的承载力,一些勘察单位对此类地层进行勘察作业时,没有有效利用当地勘察经验,采用了很高的承载力值,对工程的安全造成了隐患。
2 优化岩土工程勘察作业的方法措施
2.1 提高勘察人员技能
相比于西方一些发达国家,我国的建筑业在岩土工程勘察方面还比较落后,具有相关资质的勘察人员不多,目前一些工程勘察人员还不能对岩土工程勘察的手段和理论进行全方面的掌握。要改变这种状况就需要提高勘察人员的工作技能,对岩土工程勘察从业人员进行相关技能培训,让工程勘察人员的素质可以满足现代工程勘察作业的需求。比如推行技术交底的方法,在工程勘察工作前对勘察人员的技术提出最低要求,使工程勘察人员达到所用技术的最低标准,同时还要使工程勘察人员掌握好勘察工作的重点和难点。在上岗前勘察人员需要取得相关工作的资格证件,杜绝勘察人员无证操作。还可以推行奖惩制度,把岩土工程勘察报告质量的好坏同勘察人员的自身利益相结合,使每个勘察人员都能更好地提高自己的责任心,勘察报告的质量也会相应提高。
2.2 加强勘察作业的监督工作
监督工作可以有效提高岩土工程勘察作业的质量。我国在岩土工程勘察监督管理方面,长期由政府部门承担监督责任,一些地方还存在监督漏洞,不能满足现代勘察监督工作的要求。在勘察合同、勘察报告的审查监督上,存在越级现象或者无组织勘察情况。在岩土工程勘察过程中也需要进行现场监督,防止勘察人员打假孔以及不规范的编录、试验取样行为。审查报告内容中是否有施工建议、场地稳定性评价、基础选型论证等。岩土工程的勘察报告不能只有描述,还要有针对性建议。除了岩土工程勘察单位自身要加强监督外,政府部门以及社会上的监督部门也要对岩土工程勘察作业实施监督管理,确保岩土工程勘察作业的顺利进行。
2.3 加强地域性研究
岩土工程勘察时,不仅要执行国家规定的规范和规程,还要利用以往的勘察经验和勘察技巧。由于我国地域广阔,地质情况复杂,地层力学性质多变,在岩土工程中不能通用同一种勘察手段。例如岩土工程有的地域地基承载力高,有的地域地基承载力低,这需要采用多种承载力标准,分别对待,进行勘察作业。加强岩土工程地域性研究可以有效解决这类问题,有助于勘察作业顺利进行。
2.4 采用新技术手段
现代科技不断发展,岩土工程中新型勘察手段和新型勘察设备不断开发利用。岩土工程勘察单位需要及时购入这些新设备,掌握新技术,提高岩土工程勘察报告的质量,使岩土工程勘察作业标准化、现代化、规范化。岩土工程勘察单位还可以利用现代的计算机技术对岩土工程勘察工作进行科学管理,这会大大提高岩土工程勘察作业的效率。计算机可以帮助勘察单位更有效分析岩土工程地质的相关资料,例如,CAD制图技术在岩土工程勘察制图中的应用、统计指标的优选等。计算机技术还能够模拟出岩土勘察问题发展的趋势,为制定合理的勘察手段提供帮助,还可用于勘察治理最后结果的模拟、施工模拟以及设计模拟方面。总之,勘察单位采用新型技术,可以大大节约岩土工程人力、物力,提高单位经济效益。
3 总结
岩土工程勘察工作时,需要结合工程所在地域的地质、环境的特点以及岩土状况进行详细勘察作业,例如岩性、岩土层的特征、地下水分布情况、地下水水质变动情况、岩土介质的空间分布、周边地区的地质灾害等等。通过对岩土工程勘察作业中出现的问题进行有效的、合理的解决,从而保证岩土工程勘察报告的全面性、准确性,不仅可以很好地提高勘察单位的经济效益,也能促进我国岩土工程勘察行业的健康发展。
参考文献
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