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岩土工程条件的概念范文1
【关键词】岩土工程勘察; 重难点; 研究分析
1引言
随着我国社会的快速发展,工程项目建设日趋增多,而岩土工程勘察工作作为工程项目建设的基础,显得极其重要,所以提高岩土工程勘察工作的质量将对工程建设项目的顺利进行产生巨大的推动作用。一份完整的岩土工程勘察报告应该包括整体的地形地貌、岩层构造、地下水状况、地质情况等。最重要的是要结合岩土工程勘察报告,对岩土工程建设做合理的建设分析。下面笔者将对岩土工程勘察概念、岩土工程勘察重难点、重点勘察技术在岩土勘察工作中的应用进行具体分析。
2岩土工程勘察概念
所谓的岩土工程勘察指的是利用工程地质学和岩土力学的相关知识,结合相关的勘察方法及测量设备对工程建设项目所在地的地质条件进行调查分析[1]。具体概念可理解为:查明拟建场地地质条件,对地质条件进行合理分析,形成岩土工程勘察报告,为接下来的工程项目建设的设计施工作铺垫。主要任务为以下几个方面:(1)对工程项目建设场地的地质情况进行调查分析,根据岩土情况做出定性分析,指出哪些土地适合工程项目建设,为后期的工程项目的设计和施工阶段作铺垫。(2)根据岩层情况,为项目建设工程的施工单位出出合理的建设建议,使其充分利用场地的自然条件,在岩土条件良好的场地进行工程项目建设,并且提出与建设相关的注意事项。
3岩土工程勘察工作的重难点分析
3.1前期勘察阶段的重点
岩土工程勘察的前期勘察阶段主要是了解勘探地区的地层状况,确定工程项目的具体施工位置,以及工程项目的具体类型等[2]。在前期勘察阶段的重难点主要是以下内容:
在前期勘察阶段主要是对施工地点周围环境的了解,包括整个地区的地形地貌等,再结合周围建筑资料,对岩土的状况,构造以及地下水情况等进行分析,这样可以对工程项目的设计施工起到参考作用。
勘探点间距以及深度的控制是勘察过程中的重难点,虽然我国对于勘探点深度及间距有明确的规定,但是在实际过程中经常出现问题,例如:因为操作人员的人为因素导致勘探点距离过大,这种情况就会导致勘察资料与实际情况不符,准确性较低,此外还可能因为操作人员对实际地形的不了解,而导致勘探距离不合适。这种情况下通常的做法都是加密勘探点来提高勘探过程的准确性。
3.2初步勘察阶段的重点
岩土工程勘察的初步勘察阶段主要是在确定工程建设位置后,对场地各方面情况进行评估,为具体的施工建设提供基础资料[3]。初步勘察阶段的重点主要是以下几个方面:
通过前期勘察阶段的工作,已经对地质状况,岩土构造,地下水情况有了基本了解。这个阶段主要是通过采用测绘仪器的使用对地质状况进行更加详细的分析,包括不良地质对工程建设项目安全性的影响程度,以及当地土地对建筑物的侵蚀情况。最重要的是要对抗震程度较大的土地进行抗震性判定。
3.3具体勘察阶段的重点
具体勘察阶段主要是基于初步勘察阶段的结果,提供项目建设过程中所需的具体的岩土工程数据。具体勘察阶段的重点主要是以下内容:
对施工建设地点的不良地质的成因、类别、具体分布范围以及对整体项目建设的影响进行分析,并根据土地状况提出合理的解决方案及措施。除此之外,重要的是要对地下水状况进行分析,当前地下水勘探过程中的重难点主要包括:时时关注地下水水位的情况,因为如果地下水在被不断的开采,就会导致水位下降,对工程建设项目的地基产生巨大影响;还要对钻孔的坐标与标准高度进行比对,因为在实际情况中经常出现钻孔位置地面高度不一,所以要测量地下水的水位状况;还要对施工地以及周边的水位进行研究分析。
3.4技术勘察阶段的重点
技术勘察阶段主要是在施工过程达到一定阶段后,主要需要设计和施工单位进行合作协商,对施工过程中出现的问题进行及时的解决,对数据参数不符合实际情况的进行修正,对未达到设计要求的地区进行重新勘察。这是岩土工程勘察的最后一个阶段,对整个勘察过程具有重要意义。
4重点勘察技术在岩土工程勘察工作中的应用
为了提高岩土勘察工作的质量,就必须采用先进的勘察技术,这对提高勘察数据的准确性具有重要意义。具体技术有以下几个方面:
(1)地球物理勘探技术:该技术主要是通过利用专业仪器来对地层状况进行测量,从而了解地质构造,以及不良地质状况的勘察方法。该技术主要优点就是可以在各种恶劣环境下使用,而且勘探的数据准确性很高,最重要的是设备轻便,很利于操作人员的使用,具有极强的实际使用意义。
(2)遥感技术:该技术是通过利用远距离传感器获取目标数据,具体包括卫星图像、雷达数据等技术。该技术最大的优点在于获取的图像清晰,内容丰富,因此当前被广泛的应用于岩土工程之中。
5总结
综上所述,我们不难看出岩土工程勘察工作内容不仅复杂,而且个体差异极大,很难做到一套技术全部使用,因此需要根据不同的地质进行具体的勘探分析,形成完整的勘探报告,还要对建设地周边环境进行调查研究,根据研究报告结果判断工程建设项目应该怎样进行,具体的工程类别,工程建设项目的施工方法等。岩土工程勘探质量的高低将对工程项目的建设质量产生直接影响,因为岩土工程勘探市工程项目建设的前期准备,如果在勘探阶段就出现问题,那么在后续的施工阶段将会把问题放大化,最后导致项目工程不能按计划标准建成,造成巨大的经济损失。因此,在源头上解决好这个问题,显得尤为重要,希望能通过本文的探讨对岩土工程勘察工作的顺利进行有所帮助,也希望本文能对勘察人员的实际工作有所促进作用。
【参考文献】
[1]廖林.关于岩土工程勘察中常见问题及改进措施探讨[J].黑龙江科技信息,2012,02:289.
岩土工程条件的概念范文2
关键词:岩土工程; 勘察; 意义; 新技术
Abstract: the geotechnical engineering work task is to find out the truth and provide relevant technical data, analysis and evaluation of the engineering geological conditions of the field, and puts forward the Suggestions to solve the geotechnical engineering problems. This paper introduces the meaning of geotechnical engineering investigation, this paper analyzes the present situation of geotechnical engineering investigation, emphatically summarized the geotechnical engineering the application of new technology.
Keywords: geotechnical engineering; Reconnaissance; Meaning; New technology
中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
岩土工程是市场经济国家普遍实行的专业体制,在发达国家已有40 年左右的历史。与工程地质勘察相比, 岩土工程要求勘察与设计、施工、监测密切结合, 而不是彼此机械分割; 要求服务于工程建设的全过程, 而不是单纯为设计服务; 要求在获取系统而准确资料的基础上, 对岩土工程利用、整治方案深人论证; 提出技术可行、经济合理的具体建议, 而不是单纯地提供岩土技术资料。岩土工程专业人员也能在岩土工程设计、施工、监测、监理岗位上工作。因而, 这种体制更贴近工程实际, 更注重于解决工程实际问题, 从而要求技术人员具备全面的知识, 为工程建设做出更大的贡献。
十几年来, 由于建设部和工程勘察协会的大力推动和广大科技人员的不懈努力, 从科研、教学、标准规范到工程实践, 岩土工程专业体制在我国已基本形成, 但尚不完善。将来的岩土工程专业体制将会更加完善, 更加适应市场经济, 岩土工程将成为工程建设领域中一个非常富有活力和良好经济、社会效益的行业。
一、岩土工程勘察的意义
岩土工程勘察是应用岩土工程的观点、技术和方法,查明、分析、评价建设场地的地质环境特征和岩土工程条件。岩土工程涉及气象、水文、地质、岩土力学、化学、工程学、环境学等学科,是一门相当复杂的专业。现阶段,我国关于此方面科学研究尚薄弱.而且由于有效的技术手段、仪器和设备不足,故在岩土工程勘察中先进方法也运用得很少。我们在工程地质学面前存在着大量问题仍待我们进一步去探索、去解决。
我国是一个地质灾害多发的国家,特殊性岩土种类众多,存在的岩土工程问题复杂多样。工程建设前,进行岩土工程勘察,查明建设场地的地质条件,对存在或可能存在的岩土工程问题提出解决方案,对存在的不良地质作用提前采取防治措施,可以有效防止地质灾害的发生。同时,岩土工程勘察所占工程投资比例甚低,但却可以为工程的设计和施工提供依据和指导,以正确处理工程建筑与自然条件之间的关系。充分利用有利条件,避免或改造不利条件,减少工程后期处理费用,使建设的工程能更好的实现多快好省的要求。因此,工程建设过程中,岩土工程勘察工作就显得相当重要。
二、岩土工程勘测现状分析
我国岩土工程勘探已经累积了数十年工程实践经验,特别是改革开放以来的巨大技术进步,我国岩土工程勘察的技术水平已有了显著提高,已经完全有能力承担各类大型复杂工程的勘察、设计和施工,包括高层建筑和超高层建筑、复杂地基处理、深基坑开挖、大型边坡工程、地下工程、移山填沟、围海造陆、海上平台、核电站等。针对岩土工程勘探对于整体工程的重要性,在进行岩土工程勘探时首先要对工程勘探工作的取样及地址钻探进行控制,严格按照国家标准进行。
三、岩土工程勘察新技术的应用
1、数字化勘察技术
随着数字化的发展,传统勘察方法逐步过渡到数字化勘察,这既是发展的要求,也是发展的必然趋势。数字化勘察技术在应用中关键在于以下两个方面:
(1)数字化建模方法。目前采用的建模方法主要是数字表面模型法(Digital Surface Model),这种方法能够最真实地表达地面起伏情况。数字表面模型法的基本内容就是通用精确表示工程地质体外表面的方式来表示均质地质体,可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料,包括测点的几何特征数据和属性特征数据,然后利用数据解释结果重构地质体界面。
地形建模方法是采用某地区的DEM数据作为基础,然后叠加遥感影像来完成三维地形的显示。对正射影像图进行投影变换,并使用Photoshop进行调色处理,作为地形纹理或者说是三维城市的“底图”。
此外要涉及到的一个重要技术是地质三维数字化,就是以地球三维地理空间中全面的地下各项内容,包括地层、土质、岩石、石油、天然气、矿藏、海水、地下水、废物等,对这些对象相应在地球三维地理空间上各点的属性、状态、特征等的分布建立统一的三维数字化描述。
目前存在的问题主要是:由于三维工程数值分析是基于已知离散点插值来实现的,但是地质空间的分布由于其自身的复杂性和不完全确定性,有时仅从地质空间剥离出离散点,并不能进行三维地质工程属性描述。同时由于工程地质对象应力、应变属性的相互关系无法把握,与现实地质条件相差太远,而用于分析工程地质应力、应变的前提即工程地质条件太简单,以及把已知力或位移边界条件简化成离散点进行考虑,因此建立起来的三维描述的适用性与精确性往往还存在误差或者缺陷。
(2)数字化岩土勘察工程数据库系统。基于GIS的岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据,数据来源包括:
第一,基础地理数据。主要包括地形地貌图和自然区划图。
第二,岩土工程勘察数据。主要有所研究区域的工程地质勘探资料。各勘探点的所有信息(如地理、环境、土的物理力学指标等)。各类建筑场地的地层信息,比如年代、沉积相、液化等级等。数字化岩土勘察工程数据库系统的主要步骤有:①岩土工程勘察数据库的概念模型设计。岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的一项基础工作,是一个数据密集、处理复杂的数据库应用问题。为了能获得反映信息世界的概念性数据模型,将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来,仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系,并在此基础上建立相对应的数据库表结构。②数据库的建立与实现。岩土工程一体化系统的数据有三类:用户原始数据,系统中间数据,最终数据。原始数据由测点数据组成,而测点数据又由测点几何属性数据(位置)和测点信息属性数据;中间数据包括根据原始数据系统自动生成的地层层面等值线模型、三维表面模型、剖面模型等,根据这些模型可以生成用户需要的各种图件,还可以进行各种信息查询操作;最终数据种类繁多,主要是根据用户需要由中间数据生成,包括图形资料和文档资料。
2、发展测试新技术
测试技术是勘察工作的基础。我国在这一方面与国外还存在较大差距。与岩土力学相比,目前测试技术最大的问题是参数测试技术还很不成熟。要进一步完善测试技术,需要在传统测试手段的基础上进一步重视现代物理技术(波动理论、电子技术等)的应用。例如,可以将土工测试从研究地基中的某一“点”发展到更大的空间范围的“面”和“体”。另外土工测试将从第一代的直接试验和第二代的触探、旁压试验进入第三代的无孔、无损测试技术。测试技术的发展离不开硬件的支持,这就要求仪器和设备设计者和制造者进一步提高研发水平和制造水平,以更好地配合实际工作。还要求研发者多结合生产实际,密切关注与生产密切相关的技术领域,真正做到理论与实践相结合。
岩土工程勘察是各项工程设计与施工的基础性工作,具有十分重要的意义。但由于岩土工程的特殊性,许多时候无法采用直接、直观的手段实现对地基岩土性状的调查和获取其工程特性指标。这就要求岩土工程勘察技术人员要掌握相关的各类规范、规程,并在勘察工作中仔细、认真以及全面考虑,确保勘察工作有条不紊地开展,从而使勘察成果满足设计的使用要求,最终确保工程建设的安全、高效运行,实现国民经济社会的可持续发展。
岩土工程条件的概念范文3
由于现代化信息技术的进步发展,岩土工程勘察和工程设计也得到了进一步的提升,然而限于一些客观因素和综合条件,岩土工程勘察设计还是存在不少有待改进的地方,如勘察资料太过地质专业化,不同领域专业设计内系统联系不足,封闭独立性强,尤其是数字化地图和设计系统之间缺乏贯通。另外部分行业工程还存在设计系统软件功能不完善、勘察信息技术化程度较低,使得其综合系统空间特征分析能力和数据研究结果与市场行情不符,也落后于实际功能使用。为确保有效克服并改善这一现状,就必须要构建岩土工程勘察数字一体化系统,确保该多专业学科综合系统能够在统一框架结构和和谐工作环境中进行勘察、设计,确保其系统工程设计和具体实施的准确性和有效性能够大大提高,这也有利于提高岩土工程勘察设计工作效率和质量。一般岩土工程勘察一体化主要包括纵横向一体化和松散密切一体化,所谓的岩土工程勘察一体化,则是借助岩土工程勘察测绘技术,依据其相应工程数据库系统,利用网络通信和CAD手段通过相应计算机软件来有机集成并整合工程项目所有相关信息,并构建相应的计算机辅助信息处理程序,使得岩土工程勘察能够由原来的手工完成转变为现代化CAD技术完成,这种岩土工程勘察一体化系统能够有效进行信息化数据采集、数字化综合处理勘察资料、自动化处理图文信息,高效智能化实现工程设计,由于该信息系统能够产生极大的社会价值和应用价值,在加上其创立构建的全新数据分析流程也需要结合工程项目实际工作进行,因此岩土工程勘察系统中的地理信息系统、地质统计信息、岩土工程建模、数据库系统等等也必须要充分引进市场先进计算机体系和行业经验信息,这样才能够使得该系统在实际工作中发挥其应有的价值和功能,才能够使得其岩土工程勘察设计工作做到最佳,从而给我国社会带去更多的经济效益。
2岩土工程场地方域数字化—地理信息系统
岩土工程场地方域数字化也就是岩土工程项目地理信息系统,简称GIS,基于互联网技术的WebGIS具备分布式应用结构、广泛的访问范围、独立的平台和成本低的系统,这门系统涵盖了计算机信息科学技术、地理学等多门学科知识,主要是在计算机硬、软件和系统信息科学理论支持下,科学综合分析和规范管理空间物理力学信息的地理数据,从而为该工程项目决策规划和管理研究提供所需信息,这对各种野外场地工程勘察测量工作极为有利。虽然地理信息系统与岩土工程勘察设计一体化是不同领域,然而岩土工程力学信息里面包含了诸多地理信息,这些信息都与空间坐标相关,而后者工作必须在空间信息基础上进行设计分析、评估决策,也就是说岩土工程勘察设计需要全面地理信息的支持,而地理信息系统则就是有效采集、管理和分析各种空间信息的系统,因此将地理信息系统综合运用到岩土工程勘察设计工作中就能够充分借助GIS强大的数据采集、空间分析查询和管理效能来对岩土工程勘察设计、具体实施所需多种信息进行准确分析和高效管理,与传统勘察设计相比,地理信息技术应用优势十分明显:首先,地理信息系统采集处理数据快速且高效,其数据采集质量更高,数据来源更广;其次,岩土工程勘察设计数据内容复杂,形式多样,而地理信息数据库就能够准确描述表达空间实体,且其图形、图像和属性数据高度集成准确,从而为勘察设计信息、科学构建规范专业设计、分析评价和辅助决策模型提供了全面信息支持功能;然后,GIS中拓扑叠加、缓冲区、数字地形等空间分析功能也能够发挥其良好的分析效能;最后,GIS还具备高效的可视化操作效能,从而使得岩土工程勘察设计可视化操作平台成为可能。
3岩土工程场地物性数字化——地质统计学
所谓的地质统计学主要是基于区域化变量理论基础上发展起来的,通过变异函数来研究分析不同空间随机分布的结构性数据以及它们之间的空间格局变异状况,然后对这些数据进行专业评估分析或者模拟相关数据离散波动性,该学科包含了典统计学和空间统计学知识,主要就是针对地理地质的特征进行分析。在岩土工程勘察设计中,其勘察岩土性质与地质历史和应力等密切相关,尤其是岩土物性指标与其所处空间位置有很大联系,具备一定的空间相关性,而且这种相关性能够在土层随意两点中体现出来,且两点距离越大,其相关性会随之减少,反之则增加。一般描述岩土空间自然相关性主要借助随机场模型,利用方差折减系数来联系岩土物性中“点”与其所处空间的变异性来综合反映计算岩土物性相关距离,在分析岩土工程可靠性时就要依据该数据,这也是岩土工程可靠度研究的重要基础计算分析工作。岩土物性参数统计中,相关距离是其中重要的参数之一,一般土层剖面岩土物性完全相关距离以内,两点岩土物性完全相关,在限定相关距离意外,两点岩土物性相互独立,因此只要计算某工程特定土层岩土物性参数相关距离就能够直观了解该岩土地质物性状况,其相关距离计算方法主要有平均零跨法、相关函数法、递推平均法、回归模拟法等等,不同方法都有其相应的理论依据,其应用难易度和可靠度也都各有差异,各有其优势。
4岩土工程场地地层数字化——岩土工程建模
不同领域行业内都有其相应模型,如城市规划模型、机制模型、计算模型、演化模型等等,可以说所谓的模型就是依据数据实物、工程设计图纸与构思来按照其主要属性特性、比例和生态状况来构建相似物体图件,从而有效显示或揭示该类事物问题,而在岩土工程勘测工作中,其岩土工程地质模型就是利用工程性质将其工程岩土条件要上按照实际存在状况清晰简明表示在地图图形中,也就是能充分反映工程与地质条件相互联系依存的图示。借助该模型能够和那后拉近地质与岩土工程之间距离,有利于工程勘察设计人员深入掌握认识和准确应用岩土工程数据结果,能够使得岩土工程信息研究利用工作得到深化,使得工程岩土变形破坏等关键条件工作信息更准确,有效推动了地质工程结合后其岩土变形规律、物理效应等理论实用工作的快速进行,从而使得岩土工程信息研究工作方面得到更大的实质性进展。不同的岩土工程其构造规模、起因、形态结构都有一定差别,而这些地质构造基本都可以抽象认为是点线面体等元素的集合,所谓的点元素集合就是指测点、线元素集合就是指地质剖面线、面元素集合则是指人工填土厚面等、体元素集合就是地下岩体形状特征。不同地质对象都有一定空间位置范围,具备一定形态地质特征,且与其他地质对象有一定空间关系,因此地质对象主要特征就是空间、属性以及空间关系等特征。一般地质对象能够依据地质体形状产状来分析其表征,然后根据地质对象的年代、岩性、空隙渗透率、含水和力学等不同属性参数来分析其空间分布状况,一般岩体地质对象空间上主要表现邻接、包含相离等拓扑关系。因此构建岩土工程模型就要基于岩土工程空间特征、岩土工程属性等之间对照关系来进行,其构建模型依据就是利用人们对外界客观信息认知的精炼和图示,主要根据工程信息数据来源、质量来筛选已有资料,目前是预测某个或者多个工程地质变量的空间变化规律。岩土工程地质建模工作主要通过精确表示工程地质体外表来描述该地质对象的建模方法,也就是表面模型法。岩土工程地质建模有可视性和可修改性等特征。所谓可视性就是指对岩土工程地质模型进行可视化表述,能够利用三维景观模式、掀盖层三维景观模式、投影值线模式以及切面模式等来表达,可修改性就是指工程地质模型如果在勘探工作中获得了新的数据信息,必须要对原有地质模型进行细化,或者岩土工程项目研究人员在不断研究下对地质模型有了新的体会和领悟也需要修改模型。在应用岩土工程地质模型中,核心关键部分就是根据某组已知离散、分区数据按照相应数学逻辑关系推算其他位置点、区域数据的计算过程,也就是空间数据插值过程,其中样点范围包括局部拟合、整体拟合,空间数据插值则又趋势面法、按距离平方反比加权插值法。另外应用关键技术就是项目工程勘察参数结构设计和地层处理模拟,前者体现场地岩土物理空间拓扑关系,后者体现不同生成地层空间叠加分布。只要根据具体需求模拟研究区域某点虚拟钻孔土层状况和虚拟岩土工程剖面图和相关属性等值线,并完成所有等值线搜索即完成其相关应用。
5岩土工程数据库系统
构建全方位、多层次和多角度的岩土工程数据库系统,其勘察所获数据必须要包括以下几点信息:第一,所有建筑工程在其施工场地的地层信息,也就是地层年代、液化等级、沉积现象、特征周期以及液化指数;第二,岩土工程勘察地理范围内的所有地址勘察资料;第三,通过科学筛选、分析处理后的不同勘察点,也就是土层物理力学、地理物理力学以及环境物理力学等相关指标信息。只有基于这些信息才能构建科学、完整有效的数据库系统,其步骤如下:首先,设计数据库相关概念模型。在岩土工程勘察一体化中,数据库信息管理是其基础功能,鞥能够良好解决繁杂、多元数据库应用过程中的系列问题,因此就可以立足于数据库的良好应用上科学构建合理应用型数据库表结构,这样才能够有效获取能完整表达地层信息数据的概念数据模型。其次,构建相应数据库。岩土工程勘察数据库系统主要包括用户输入初始化数据、系统转化的中间数据以及转化后最终形成的数据。用户输入的初始化数据主要是通过观察勘察探测点所得的数据组合;中间数据则是经过系统处理转化的、与底层层面密切相关的剖面模型、等值线模型以及三维表面模型数据;而最终数据种类较多,基本都是结合用户需求转化的文档、图形等资料。
6结语
岩土工程条件的概念范文4
关键词:岩土工程;问题;勘察技术;数字化勘察
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
岩土工程勘察是指通过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,对工程所在地的地形地貌、地层界面、地下水位、风化层等进行查明和分析,对建设场地的环境和工程条件进行评价,编制勘察文件,为工程施工提供参考和依据。因此可以说,岩土工程勘察是工程设计与施工的先决条件,做好这一工作对后续工作有着重
要意义。本文结合目前在岩土工程勘察中的常见问题,研究了岩土工程勘察新技术的应用情况。
一、岩土工程勘察中的常见问题
由于工程项目工期一般都比较紧,因此岩土工程勘察就要求能够在较短的时间内取得准确和全面的勘察结果。但是由于我国地域广阔,地形复杂,加上其他一些条件的限制,岩土工程勘察的难度一般较大,勘察结果不能做到尽善尽美。总结勘查中的常见问题有以下几种:
首先,对工程所在地区的地形地貌缺乏研究,忽视工程与环境的共同作用。如果对工程所在地地区缺乏了解,单纯去考察施工点,往往难以全面了解这个地区地基土层的变化规律,造成工期延误,资金浪费等问题。此外,勘察人员还经常忽视工程与环境的共同作用,没有考虑到周围环境给施工场地带来的影响,对施工设计论证不足,往往造成严重后果。
其次,在勘察结果方面的问题。一些勘察工作队为了赶任务或者降低成本,经常漏做或者少做勘察项目,在具体作业过程中经常与规范有出入,例如在钻探取样中,由于提钻次数少等往往造成对不同岩土体和岩石风化程度的界面划分,地质构造和软弱结构面的判定,以及不良地质体的地质界面等的结论不准确,或者对一些不明地下物体、空洞及其所处位置、形态等难以探明。
最后,在勘察报告编制方面的问题。勘察报告是勘察工作的成果,是工程施工的参考依据。但是由于勘察工作经常存在漏洞,加上一些工作人员自身业务素质的影响,勘察资料往往质量不高,不仅没有结合具体的工程条件,还缺乏严密的阐述,不能发挥应有的作用。
岩土工程勘察中的问题还有很多,除了需要谋求更好的勘察条件,提升业务人员自身的素质之外,更需要应用更先进的技术,以提高勘察工作的整体水平。
二、岩土工程勘察新技术的应用
随着计算机图形处理技术的完善,已经完全可以集成以岩土工程建模、岩土工程数字化、岩土工程数据库管理、岩土工程特性分析、岩土工程地质解释以及空间分析和预测、地学统计和图形可视化的一体化系统,继而发展成为现代化、信息化为一体的岩土工程勘察数字化新体系。
数字化岩土工程勘察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(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD 技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点,把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮,供各专业设计使用。
随着数字化的发展,传统勘察方法逐步过渡到数字化勘察,这既是发展的要求,也是发展的必然趋势。数字化勘察技术在应用中关键在于以下两个方面:
1.数字化建模方法。目前采用的建模方法主要是数字表面模型法(Digital Surface Model),这种方法能够最真实地表达地面起伏情况,如图1所示:
图 1 某城市数字表面模型示意图
数字表面模型法的基本内容就是通用精确表示工程地质体外表面的方式来表示均质地质体,可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料,包括测点的几何特征数据和属性特征数据,然后利用数据解释结果重构地质体界面。
地形建模方法是采用某地区的DEM数据作为基础,然后叠加遥感影像来完成三维地形的显示。对正射影像图进行投影变换,并使用Photoshop进行调色处理,作为地形纹理或者说是三维城市的“底图”。
此外要涉及到的一个重要技术是地质三维数字化,就是以地球三维地理空间中全面的地下各项内容,包括地层、土质、岩石、石油、天然气、矿藏、海水、地下水、废物等,对这些对象相应在地球三维地理空间上各点的属性、状态、特征等的分布建立统一的三维数字化描述。
图 2 某地地质地貌数字化仿真图
目前存在的问题主要是:由于三维工程数值分析是基于已知离散点插值来实现的,但是地质空间的分布由于其自身的复杂性和不完全确定性,有时仅从地质空间剥离出离散点,并不能进行三维地质工程属性描述。同时由于工程地质对象应力、应变属性的相互关系无法把握,与现实地质条件相差太远,而用于分析工程地质应力、应变的前提即工程地质条件太简单,以及把已知力或位移边界条件简化成离散点进行考虑,因此建立起来的三维描述的适用性与精确性往往还存在误差或者缺陷。
2.数字化岩土勘察工程数据库系统。基于GIS的岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据,数据来源包括:
第一,基础地理数据。主要包括地形地貌图和自然区划图。
第二,岩土工程勘察数据。主要有所研究区域的工程地质勘探资料。各勘探点的所有信息(如地理、环境、土的物理力学指标等)。各类建筑场地的地层信息,比如年代、沉积相、液化等级等。
数字化岩土勘察工程数据库系统的主要步骤有:
第一,岩土工程勘察数据库的概念模型设计。岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的一项基础工作,是一个数据密集、处理复杂的数据库应用问题。为了能获得反映信息世界的概念性数据模型,将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来,仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系,并在此基础上建立相对应的数据库表结构。
第二,数据库的建立与实现。岩土工程一体化系统的数据有三类:用户原始数据,系统中间数据,最终数据。原始数据由测点数据组成,而测点数据又由测点几何属性数据(位置)和测点信息属性数据;中间数据包括根据原始数据系统自动生成的地层层面等值线模型、三维表面模型、剖面模型等,根据这些模型可以生成用户需要的各种图件,还可以进行各种信息查询操作;最终数据种类繁多,主要是根据用户需要由中间数据生成,包括图形资料和文档资料。
图 3 岩土工程勘察数字化系统流程图
(二)发展测试新技术
测试技术是勘察工作的基础。我国在这一方面与国外还存在较大差距。与岩土力学相比,目前测试技术最大的问题是参数测试技术还很不成熟。要进一步完善测试技术,需要在传统测试手段的基础上进一步重视现代物理技术(波动理论、电子技术等)的应用。例如,可以将土工测试从研究地基中的某一“点”发展到更大的空间范围的“面”和“体”。另外土工测试将从第一代的直接试验和第二代的触探、旁压试验进入第三代的无孔、无损测试技术。
测试技术的发展离不开硬件的支持,这就要求仪器和设备设计者和制造者进一步提高研发水平和制造水平,以更好地配合实际工作。还要求研发者多结合生产实际,密切关注与生产密切相关的技术领域,真正做到理论与实践相结合。
三、结语
岩土工程勘察作为工程建设中的一项很关键的工作,关系到整个项目的运行质量。由于我国的岩土勘察技术起步较晚,目前还存在一些问题,需要各位工作人员共同研究,逐渐提高勘察技术,尽快完善岩土工程勘察体系。
参考文献:
[1] 轶名,浅谈岩土工程勘察中存在的若干问题[J]山西建筑,2008(4)
[2] 崔可锐,毛由田编著,岩土工程师实用手册[M]出版社:化学工业出版社 2007
岩土工程条件的概念范文5
【关键词】岩土工程;完善措施 解决方法
前 言
随着我国经济改革的进一步深入, 地质工程勘察市场竞争越来越激烈,岩土工程勘察中还存在一些问题,比如不少地质工程勘察单位由于种种原因不愿意购置先进设备;低价中标使许多地质工程勘察单位不愿意采用先进手段和先进设备; 岩土工程勘察技术有停滞不前的趋势,许多与工程密切相关的问题得不到及时解决。
1 岩土工程勘察取得的特点
回顾我国推行岩土工程的十多年来,已经取得的巨大进展表现在以下几方面:
1.1 我国已经能够解决技术要求高、地质条件复杂的岩土工程问题。相应的规范、规程的编制,标志着我国这方面已经积累的经验达到的水平。
1.2 勘察工作已从单一的钻探、取样、试验、提报告模式发展为多种测试手段、综合评价的模式。多功能静力触探、超重型动力触探、预钻式和自钻式旁压试验、螺旋板载荷试验、孔隙水压力测试、波速试验等新技术的迅猛发展,大大提高了地基评价的水平。室内土工试验中高压固结试验和三轴压缩(剪切)试验的普遍应用,使土力学理论更进一步应用到勘察生产实践中。另外,土的动力性质的试验也日益增多;桩的动力测试已经列入有关规范、规程和手册中;表面波速法也开始在工程中得到应用;岩土测试的重要性已经越来越显示出来。
1.3 勘察与设计、施工密切结合,初步形成了从勘察到设计、施工、监测,贯穿各个阶段的认识、实践、改造全过程。
1.4 地基处理技术水平的大幅度提高。十多年来为了满足工程建设的需要,引进、发展了多种地基处理技术,积累了相当丰富的经验。对第四纪松散地层、湿陷性黄土、膨胀土、软土、填土、饱和松散粉细砂等各种不良地基,开发和应用了许多新的地基处理技术,已成为岩土工程中一项重要内容。
工程勘察体制发生了根本性的转变后,勘察结果形成的文件要包括以下重要的技术内容:
1.4.1 场地稳定性的评价,对建筑场地拟建的建筑作出适宜性的技术论证;
1.4.2 为工程设计提供场地各岩土分层、地下水的埋藏条件及其对工程的影响,以及岩土体工程设计参数;
1.4.3 对工程施工过程中可能出现的各种岩土工程问题(如开挖、降水、沉桩等)作出预测,并提出相应的防治措施和合理施工方法的建议;
1.4.4 对拟建场地作出岩土工程评价。对岩土加固(基坑支护)与改良方案或其他人工地基设计方案进行论证和提出建议,并根据设计图纸在岩土工程施工中监控施工质量;
1.4.5 预测由于场地及临近自然环境的变化对建设场地环境和临近建筑物可能产生的变化及其对工程建造的影响
1.4.6 为已有工程的安全性进行预测性的评定,对拟建工程可能会造成已有工程的不良影响和事故调查分析提供依据;
1.4.7 指导岩土工程在建筑物运营、使用过程中的长期观测如建筑物的沉降和变形观测等工作。
显而易见,新的岩土勘察体制下形成的文件——岩土工程勘察报告对设计、施工都是极其重要的技术保障文件,它服务于工程建设的全过程。是重要的建设工程程序性文件。但是在新的工程勘察体制创建后的相当长时期内,岩土工程勘察报告在设计和施工企业中未受到应有的重视,特别是在施工企业中不重视运用岩土工程地质勘察报告指导施工的现象显得尤为严重。
1.5 岩土工程勘察热点
当前,特殊条件下的岩土工程评价仍然是岩土勘察工程中最普遍最大的热点。特殊条件指的是:
1.5.1 特殊土。包括湿陷性黄土、软土、膨胀土、盐渍土等。在特殊土地基上进行工程建设时,必须充分考虑到它们所具有的特殊物理力学化学性质。
1.5.2 特殊工程地质条件。包括岩溶、斜坡与滑坡、泥石流、采空区、地面沉降、地震效应等。其中强震区的砂土液化、断裂、震陷等问题是岩土工程勘察中经常遇见的。
1.5.3 特殊工程。包括高层建筑、动力机器基础、地下工程、水上工程、核电站、道路桥梁、机场跑到、水坝、尾矿坝等。大型建筑地基勘察与评价仍是当前最热门的话题,对可能产生不均匀沉降的预测及对策以及地震效应的抗震设计参数等问题
2 当前建筑工程岩土勘察常见的不足
2.1 勘察依据不充分
建筑工程的设计意图必须明确, 才能有的放矢地合理布置设计工作量, 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)(2009年版)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。如某汽车制造的厂房, 设备荷载很大, 天然地基承载力远远不够, 需用桩基, 但造成勘探孔深度不够, 桩基设计参数无从谈起, 最终导致补勘。所以施工前一定要弄清勘察设计要求和目的, 尤其是一些特殊要求, 如电阻率测量、基坑支护、地下水渗透性等, 才能在广度和深度上满足设计要求。
2.2 第一手资料质量下降
对野外及室内测试分析所收集的分散、零乱的原始资料必须经过理论和实践经验进行总结分析, 以便于设计人员结合场地特征有针对性地进行设计, 是岩土工程勘察不可或缺的重要一环。但是当前该环节存在的大量问题:
岩土工程条件的概念范文6
关键词: 岩土工程勘探 问题
我国工程地质勘察专业已经发展了二十年的时间,由一个蹒跚学步的孩子,成长为一个有思想、经验的年轻人。在这些年的时间里,基本实现了由原先的初级勘探方面研究向岩土工程勘察方向的发展。多数勘探技术人员的知识结构经过了调整,进行了更新换代。岩土工程的技术发展,不管是从勘探的手段还是测试设备,进行试验仪器、相关的计算机技术的应用,还是技术人员知识的广度和深度都得到了提高。随着我国经济改革的进一步深入,勘察市场竞争越来越激烈,但岩土工程勘察中还存在一些问题,这些问题看似简单,但是会产生一些误区,让我们的工作绕弯路,所以,还是需要我们重视这些问题并努力加以解决。例如,误区一,勘探招标价格越低越好。其实,这是不对的。任何的低价都会付出一些代价,在工程开始时候的测算应该细致,招标要符合市场价格因素的变化,不能越低越好。不少的勘察单位不愿意购置一些先进技术的设备,这是因为低价的中标使许多勘察单位都难以采用先进的手段和使用先进设备,这样会致使勘察技术进步停滞不前,直接影响到勘察成果的准确性,进而影响到地基基础方案的设计,同时也影响到工程的造价。长此以往,会造成许多与工程密切相关的课题得不到解决。
一、岩土工程勘察的理论
众所周知,岩土工程勘察工作是工程进入实质性建设阶段之前的首要工作,是工程规划、建设和设计的前提、基础性工作。这项工作在所有工程建设的过程中都会起到很重要的作用,地位非同一般。岩土工程勘察工作的目的是为了在工程开始前,查明场地的岩土工程条件和不良地质作用和灾害,精心分析,提出诸如物理力学指标、地基承载力、抗震设计参数、地基基础方案等建议,满足不同设计阶段的需要。
岩土工程勘察所涉及的基本理论主要包括土力学的理论、工程地质理论、工程力学理论等,这些工程理论都是一种半科学、半经验的理论,很多理论是建立在经验的基础上,如很多公式都是经验公式。可以说岩土工程的很多问题的解决过程就是理论指导的方向。岩土工程技术人员利用自己的工程经验,结合工程实际情况,建立相应本构模型,运用合理适宜参数,加上良好的判断力,解决问题的过程。对岩土工程技术人员来说,不仅需要扎实的基础理论知识,而且需要丰富的经验、良好的工程判断力。在学习和运用理论的过程中,一定要注意隐藏在公式和规律背后的背景知识和真正实际内涵及其假定边界条件。积累经验的过程可分为以下三阶段:首先根据以往经验进行分析和预测,提出方案;然后在现场进行方案的实施与观测;最后对照方案与实际结果,进行比较、分析、评估、总结。可见,理论与经验在岩土工程勘察中具有同等的地位,过分强调哪一点都是不合适的。可是目前很多岩土工程勘察技术人员过分强调经验,对于新的理论和概念的学习和运用不足,这种经验主义现象对岩土勘察技术的发展不利。
二、岩土工程勘察过程中应注意的几个问题
第一个问题其实是最关键的问题,是导致后面的问题产生的根源。在岩土工程招投标过程中,招标单位不做合理的市场调查,一味强调价格,造成最低价中标。投标单位为了中标,一味的减少勘察工作量,缩短合理的勘察周期,减少工程成本,大幅降低工程利润,不仅造成勘察工作质量低下,而且形成恶意的市场竞争氛围。这种现象的出现,严重扰乱了勘察市场秩序,使得岩土工程勘察工作不能发挥出其在工程建设中的基础性、关键性作用,而且往往与招标单位最大限度的节约工程造价的初衷背道而驰。
问题二:勘察手段比较单一。岩土工程勘察过程中应该针对不同的场地条件,综合选用踏勘调查、测绘、钻探、井探、物探等原位测试手段解决工程建设中的岩土工程问题。可目前许多勘察单位仍旧按工程地质勘察方法进行岩土工程勘察工作,手段比较单一。勘察报告内容多停留在定性评价,定量评价数据较少,也不被重视。
问题三:勘察质量不高。我国现在的勘察单位基本均转型为企业,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己接工程。有的勘察单位为了眼前的利益,会放松对勘察质量的要求和管理,这样的行为会造成勘察成果质量下降。表现为:1、为了能争取任务,压低预算价,为了赢得利润,于是就减少工作量,对于该做的项目不做或者少做。2、钻探、测试及取样不符合规范要求。现场勘察时抢速度,钻探取样不执行规范, 2-3m才提一次钻,结果会造成分层位置不够准确,最后漏掉一些特殊的地质现象,如薄的软弱透镜体等。取样之时,不用取样器,直接从岩芯管中取原状土样。更有个别单位在做原位测试的时候,现场的测试只做少量几个,其余的照此编造。
问题四:过分相信自己经验的误区。过分相信自己的经验,不相信科学的报告分析,也是一个很大的误区。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。至今有的勘察单位还没有摆脱工程地质勘察报告的那些框架,岩土工程勘察报告依旧以描述为主,所下的结论和建议比较笼统,缺乏针对性,导致设计及施工人员无法采用。例如:某单位拟建25层高层住宅,勘察单位建议采用桩基,桩长建议为38米。而后经建设、施工与设计单位共同研究后将桩长改为22m,最终测试结果表明,桩基承载力符合设计要求。仅此一项,就节约了工程造价费用约30万元。
问题五:缺乏对不熟悉环境条件场地区域地质状况的了解。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,忽视工程所在地区的研究。例如:在高层建筑地基勘察中,本来用箱基已满足要求,但是由于一些勘察单位缺乏当地经验,建议采用箱基加桩基复合基础,这个建议的结果是延长了工期,同时还造成巨大的经济浪费。如果不了解当地经验成果,就建议该土层采用较高的承载力值,那么这个结果必然是悲剧的,会造成时间与资金上的浪费。
问题六:忽视工程与环境的共同作用。目前工程建设的发展主要面临三个特点: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。一些勘察单位对这些知识概念的认识不足,可以表现在岩土工程设计与施工论证不足,这个结果则是造成灾难性的后果。如建筑场地的四周都紧邻高层建筑物或者是马路,那么对于这种建筑场地进行岩土工程勘察时,除了要按高层建筑岩土工程勘察规定的一般要求进行测试之外,还应重点论证工程的施工以及运营时对周围环境的影响,而以往一般的勘察报告中会比较容易忽略这方面的问题,最后造成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、结语