巖土工程設(shè)計(jì)探析

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摘要：巖土工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，對(duì)后續(xù)工作影響重大。本文以保證后續(xù)工作順利有序?yàn)槟康?，?duì)巖土工程設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，內(nèi)容主要包括巖土工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料、設(shè)計(jì)中要考慮的相關(guān)問(wèn)題等。通過(guò)本文論述總結(jié)巖土工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為今后巖土工程設(shè)計(jì)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：巖土工程設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料；特點(diǎn)；考慮問(wèn)題

我國(guó)工程建設(shè)的基本順序是勘察、設(shè)計(jì)、施工，其中巖土勘察設(shè)計(jì)是工程施工的前期工作，為工程施工提供依據(jù)。近年來(lái)，隨著建設(shè)行業(yè)發(fā)展，巖土工程技術(shù)水平顯著提升，工程設(shè)計(jì)有了長(zhǎng)足發(fā)展。結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況和發(fā)展成果，對(duì)巖土工程設(shè)計(jì)進(jìn)行深入分析，總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)今后工作實(shí)踐，提高巖土工程設(shè)計(jì)工作質(zhì)量。

1巖土工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1對(duì)自然條件的依賴性

巖土工程設(shè)計(jì)以地質(zhì)勘查資料為基礎(chǔ)，與自然界的關(guān)系十分密切，設(shè)計(jì)時(shí)要充分結(jié)合水文、地質(zhì)、氣象、地下條件及動(dòng)態(tài)變化等情況，其中包括潛在地質(zhì)災(zāi)害及其可能造成的嚴(yán)重后果[1]。

1.2巖土性質(zhì)具有不確定性

巖土參數(shù)是隨機(jī)變量，加之，不同測(cè)試方式得到的測(cè)量值不一樣，差異性很大，具有明顯的不確定性。進(jìn)行巖土工程設(shè)計(jì)時(shí)，必須掌握巖土參數(shù)及其概率分布情況，了解各種測(cè)試方法，能夠熟練應(yīng)用測(cè)量方法得到科學(xué)準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)值，加強(qiáng)數(shù)據(jù)歸集與分析，提高巖土參數(shù)的準(zhǔn)確性。

1.3注重地方經(jīng)驗(yàn)

由于巖土性質(zhì)復(fù)雜多變，巖土與結(jié)構(gòu)之間的相互作用變得更為復(fù)雜，使得預(yù)測(cè)與工作實(shí)際差異很大。介于此，對(duì)巖土工程設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)特別是地方經(jīng)驗(yàn)尤為注重，因?yàn)榈胤浇?jīng)驗(yàn)是經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐而積累下來(lái)的，基本反映了地方工程成果和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)增強(qiáng)巖土工程設(shè)計(jì)質(zhì)量有重要作用。

1.4原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)等工作十分重要

原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)等科學(xué)手段是巖土工程勘察的主要手段，為巖土工程設(shè)計(jì)提供需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。若這些數(shù)據(jù)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，勢(shì)必造成巖土工程設(shè)計(jì)出錯(cuò)。為此，原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)等在巖土工程設(shè)計(jì)中占據(jù)著十分重要位置。

2巖土工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料

巖土工程設(shè)計(jì)要以最少的投資、最短的工期，達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)安全運(yùn)行，滿足所有預(yù)定功能，其中包括安全性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性等目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，必須認(rèn)真進(jìn)行地質(zhì)勘查，全面掌握巖土工程設(shè)計(jì)需要的相關(guān)資料，確保工程設(shè)計(jì)科學(xué)合理。巖土工程設(shè)計(jì)資料[2]：①地形、氣候、水文等資料；②巖土工程勘察資料；③工程設(shè)計(jì)資料；④其他各項(xiàng)資料。實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)人員了解國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范制度，掌握巖土工程設(shè)計(jì)方法，在此基礎(chǔ)上通過(guò)各種渠道收集整理相關(guān)的資料，如地方地理文獻(xiàn)、原位測(cè)試等。然后，從諸多數(shù)據(jù)中提取出有價(jià)值的信息，如巖土性質(zhì)、巖土參數(shù)等，支持巖土工程設(shè)計(jì)。

3巖土工程設(shè)計(jì)中考慮的主要問(wèn)題

巖土工程設(shè)計(jì)在工程建設(shè)中扮演著重要角色，是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。鑒于巖土工程設(shè)計(jì)工作的重要性，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面問(wèn)題，以保證巖土工程施工質(zhì)量。

3.1施工的可操作性和質(zhì)量的可控性

優(yōu)質(zhì)工程以優(yōu)秀的工程設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，只有工程設(shè)計(jì)科學(xué)合理，工程質(zhì)量才有保障。因此，巖土工程設(shè)計(jì)要充分考慮施工的可操作性和質(zhì)量的可控性，圍繞工程建設(shè)需求著手設(shè)計(jì)工作。當(dāng)有多種工法可選時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇施工方便、操作簡(jiǎn)單，且施工單位熟悉的工法，降低巖土工程設(shè)計(jì)復(fù)雜性，提高施工的可操作性，保證工程施工質(zhì)量?？偹苤?，巖土工程基本都是隱蔽工程，質(zhì)量控制和檢查難度大，為使巖土工程質(zhì)量可控，巖土工程設(shè)計(jì)必須考慮質(zhì)量可控性需求。有的工法優(yōu)勢(shì)明顯，但是施工質(zhì)量不易控制，所以巖土工程設(shè)計(jì)應(yīng)放棄這種工法。如，粉噴樁是一種深層攪拌加固樁，是飽和軟土地基加固的一種新型方法，能增強(qiáng)軟基穩(wěn)固性。粉噴樁適合淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土及一些含水量較高的粘性土，其他類型的地基土不適合采用粉噴樁[3]。從這一點(diǎn)來(lái)看，巖土工程設(shè)計(jì)要符合工程地質(zhì)條件，根據(jù)實(shí)際情況選用適合的工法。而且，粉噴樁設(shè)計(jì)要嚴(yán)格遵守《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，準(zhǔn)確計(jì)量粉體量和攪拌深度，使施工質(zhì)量具有可控性。

3.2技術(shù)方法的有效性和適用性

工程施工技術(shù)方法是否有效、是否適用，是巖土工程設(shè)計(jì)要給予高度重視的一個(gè)問(wèn)題。施工技術(shù)方案是巖土工程施工的依據(jù)，所有施工都要依靠施工技術(shù)方案實(shí)施，若施工技術(shù)方案缺乏適用性，巖土工程各項(xiàng)施工工作都會(huì)失序，影響正常的施工工作。如，軟黏性土的透水性弱，孔隙水壓力消散難度大，不適合采用強(qiáng)夯法和擠土樁法。特別是擠土樁施工過(guò)程中可能因?yàn)閿D土效應(yīng)出現(xiàn)歪樁、斷樁等問(wèn)題。為此，要根據(jù)地質(zhì)情況設(shè)計(jì)巖土工程施工技術(shù)方案，提高巖土工程設(shè)計(jì)的適用性。所謂的有效性，其實(shí)指的是施工技術(shù)能達(dá)到預(yù)期的效果，實(shí)現(xiàn)巖土工程目標(biāo)。如，在軟土地基上建造費(fèi)高層建筑，由于天然地基自身的工程地質(zhì)條件較差，不能直接被采用，所以需進(jìn)行軟基基礎(chǔ)。同時(shí)，高層建筑基坑深度一般較大，若采用懸臂樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可能出現(xiàn)變形超限問(wèn)題，不能達(dá)到預(yù)期支擋保護(hù)效果。某種施工技術(shù)方案的有效性評(píng)價(jià)分析，要以實(shí)際情況為基礎(chǔ)，經(jīng)科學(xué)計(jì)算加以驗(yàn)證，當(dāng)然有時(shí)也可以利用直觀經(jīng)驗(yàn)判斷，但不能完全依靠主觀經(jīng)驗(yàn)，以免適得其反。

3.3環(huán)境限制及對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響

在巖土工程設(shè)計(jì)工作中，環(huán)境條件是設(shè)計(jì)工作中必須考慮的重要因素。對(duì)于巖土工程而言，一般環(huán)境條件越嚴(yán)，可選擇的施工技術(shù)方案越少[4]。任何一種施工技術(shù)方案都有自身的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)，對(duì)周圍環(huán)境的負(fù)面影響或大或少。如，錘擊式預(yù)制樁和沉管式灌注樁施工時(shí)，噪音大，對(duì)土體的擾動(dòng)大；注漿材料污染地下水；基坑開(kāi)挖破壞地下管線；等等。為此，巖土工程設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮環(huán)境條件，注意分析施工技術(shù)方案可能帶來(lái)的負(fù)面影響，最好選擇符合環(huán)境條件，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響小的施工技術(shù)方案。巖土工程涉及基坑開(kāi)挖、樁基施工等操作，對(duì)土體結(jié)構(gòu)原有穩(wěn)固性影響很大，若不考慮這樣的負(fù)面影響，可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，后果不堪設(shè)想。基于此，巖土工程設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)巖土性質(zhì)、參數(shù)等選擇適合的施工技術(shù)方案，對(duì)基坑圍護(hù)、樁基的承載力、強(qiáng)度及周圍土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算和監(jiān)控，降低巖土工程帶來(lái)的負(fù)面影響。

3.4基礎(chǔ)資料的可靠性和完整性

基礎(chǔ)資料是巖土工程設(shè)計(jì)的依據(jù)，但不是每一個(gè)巖土工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料都十分完整，概念設(shè)計(jì)時(shí)要加以重視。如，巖溶發(fā)育地區(qū)地基條件復(fù)雜，塌陷、洞隙及巖基面高度不一等因素危及巖土工程穩(wěn)定。由于巖基面高度變化無(wú)序，沒(méi)有辦法將巖基面勘察十分清楚，這就需要巖土工程設(shè)計(jì)留有余地，以便后期施工予以補(bǔ)充基礎(chǔ)資料，對(duì)設(shè)計(jì)做出局部調(diào)整，完善巖土工程施工技術(shù)方案。

4結(jié)論

綜上所述，巖土工程作為基礎(chǔ)性工程，其工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低不僅決定著自身質(zhì)量，也影響著后續(xù)工程施工。為此，給予巖土工程設(shè)計(jì)高度重視，了解巖土工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料及設(shè)計(jì)中要考慮的主要問(wèn)題，提高巖土工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，符合并適應(yīng)的巖土工程實(shí)際條件，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐光黎，陳勝，趙新益，倪光斌.日本巖土工程極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)展[J].地質(zhì)科技情報(bào)，2014（02）：165~170.

[2]魏朝霞，潘家明，徐晨.巖土工程設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)管理及質(zhì)量控制[J].山西建筑，2016（13）：83~85.

[3]慕鳳林.巖土工程勘察與巖土工程設(shè)計(jì)的關(guān)系[J].山西建筑，2016（24）：77~78.

[4]藍(lán)曉鋒.GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（09）：155~156.

作者:汪聰 單位:核工業(yè)江西工程勘察研究總院