岩土工程勘察
岩土工程勘察(Geotechnical investigation)工作是设计和施工的基础。若勘察工作不到位,不良工程地质问题将揭露出来,即使上部构造的设计、施工达到了优质也不免会遭受破坏。不同类型、不同规模的工程活动都会给地质环境带来不同程度的影响;反之不同的地质条件又会给工程建设带来不同的效应。岩土工程勘察的目的主要是查明工程地质条件,分析存在的地质问题,对建筑地区做出工程地质评价。
岩土工程勘察的任务是按照不同勘察阶段的要求,正确反映场地的工程地质条件及岩土体性态的影响,并结合工程设计、施工条件以及地基处理等工程的具体要求,进行技术论证和评价,提交处岩土工程问题及解决问题的决策性具体建议,并提出基础、边坡等工程的设计准则和岩土工程施工的指导性意见,为设计、施工提供依据,服务于工程建设的全过程。
岩土工程勘察应分阶段进行。岩土工程勘察可分为可行性研究勘察(选址勘察)、初步勘察和详细勘察三阶段,其中可行性研究勘察应符合场地方案确定的要求;初步勘察应符合初步设计或扩大初步设计的要求;详细勘察应符合施工设计的要求。
根据勘察对象的不同,可分为:水利水电工程(主要指水电站、水工构造物的勘察)、铁路工程、公路工程、港口码头、大型桥梁及工业、民用建筑等。由于水利水电工程、铁路工程、公路工程、港口码头等工程一般比较重大、投资造价及重要性高,国家分别对这些类别的工程勘察进行了专门的分类,编制了相应的勘察规范、规程和技术标准等,通常这些工程的勘察称工程地质勘察。因此,通常所说的“岩土工程勘察”主要指工业、民用建筑工程的勘察,勘察对象主体主要包括房屋楼宇、工业厂房、学校楼舍、医院建筑、市政工程、管线及架空线路、岸边工程、边坡工程、基坑工程、地基处理等。
岩土工程勘察的内容主要有:工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测,最终根据以上几种或全部手段,对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价,编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
一、岩土工程勘察的方法
1.1工程地质测绘。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。
1.2勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段,它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是,物探成果判释往往具多解性,方法的使用又受地形条件等的限制,其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地质情况,在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛,可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时,可采用坑探方法。坑探工程的类型较多,应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备,耗费人力、物力较多,有些勘探工程施工周期又较长,而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点,布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据,切避盲目性和随意性。
1.3原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的,是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试的优点是试样不脱离原来的环境,基本上在原位应力条件下进行试验所测定的岩土体尺寸大,能反映宏观结构对岩土性质的影响,代表性好。试验周期较短,效率高尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。缺点是试验时的应力路径难以控制、边界条件也较复杂有些试验耗费人力、物力较多,不可能大量进行。室内试验的优点是试验条件比较容易控制边界条件明确,应力应变条件可以控制等入可以大量取样。
1.4现场检验与监侧。现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全,提高工程效益。现场检验的涵义,包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监朋则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料,可以反求出某些工程技术参数,井以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。
二、强化岩土工程勘察的措施
2.1严格执行建设项目,规范市场行为,促进科学的施工过程全面监督应遵循“先勘察设计,施工,和”的原则。不按原则办事,必须服从自然规律。一方面,依靠政府部门根据法律规定,国家的规定,对投标和实施一个全面的、有效的监督和管理过程中的项目的招投标行为,另一方面,要积极推进建设监理过程,采用之前,期间和之后的事件,结合的控制方法,最大限度地避免不当行为的调查,以确保质量和投资效益最大化。
2.2严格市场准入、尽快实施注册土木工程师制度,加强相关人员培训经过近年勘察设计资质换证,对勘察设计单位进行了一定的清理整顿,对规范市场起到了一定的作用。但应该清醒地看到,我国的勘察资质门槛很低,尤其是打破行业壁垒后不同行业间的衔接过渡尚未完成,以高级工程师的数量来衡量技术水平不能如实反映勘察企业的技术实力。建议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。
2.3加强勘察设计单位的质量认证,健全质量管理ISO9001∶2000质量管理体系确立了以过程模式作为标准的结构。勘察设计企业应通过有效应量管理体系的要求,运用过程方法,采用PDCA循环进行岩土工程勘察的实施和管理,持续改进。提高勘察设计的能力,增加顾客的满意程度。
2.4采用先进的岩土工程勘察技术在岩土工程勘测中,为了避免勘探点布置的随意性,可使用克里格法。在岩土工程分析评价中,为提高精确度,可使用多道瞬态面波勘探技术和高密度点法。岩土工程勘测中,为了准确确定地基承载力特征值,可使用回归分析。岩土工程勘测资料的整理中,为了保证成果的正确性,应使用计算机进行处理。
三、岩土工程勘察常见的问题
3.1调查的质量不高。目前,许多研究单位已经实施的企业,从原来的行政划拨地自我融资,侦察任务,上级交办的也改为单位的麻烦。因此,一些勘察单位的切身利益,对质量管理的调查放松,导致调查结果的质量下降。主要表现在:第一,由于调查的工作量不足,为了争取任务,降低预算价格,但利润,将减少工作量,项目不做或少做;其次,钻井,测试和取样不符合标准要求,现场调查,在为了抢速度,钻探和取样不执行规范,通常是2 ~ 3M把钻,结果往往是通过分层位置引起的不准确,或忽略了一些特殊的地质现象,如薄软镜,小裂纹。此外,采样,和一些不采样,并直接从芯管在原状土样。即使在原位测试的个别单位,现场只有几个,其余的制作。
3.2忽视生态环境问题。岩土工程设计勘察单位,建设示范,结果是导致灾难性的后果。如施工现场包围接近高层建筑或道路,施工现场,岩土工程勘察,除了一般要求按本规定高层建筑岩土工程勘察,应侧重于工程施工和对周围环境的影响操作演示,但往往是在这工作调查报告被忽视,不能满足工程设计和施工要求。用开挖过程中许多技术很难达到理想的效果,但造成了巨大的经济损失。
3.3不完全调查提纲的制备。的调查大纲内容单元的一部分是不完整的,或者未经审核的施工。没有勘探点布置。个别单位甚至没有调查大纲。负责人签字或仪表数量不完整。如室内土工试验,现场施工记录,CPT记录缺乏责任签名和日期的测试,对可追溯性的缺乏,对漏征部分,自动记录静力触探数据没有负责人签名的一部分。调查数据,许多单位是不是真正的原学校试验数据归档系统实现的一些单位还不完善,缺少一些原始数据。