岩土工程勘察方面相关问题的研究与探讨

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  摘要:岩土工程勘察是提高建设工程中工程质量的一个非常重要的基础环节,勘察质量的优劣直接影响到工程建设的质量以及社会经济效益的使用安全。本文主要对岩土工程勘察中常见问题进行研究,并对改进措施进行探讨。
  关键词:岩土工程勘察;常见问题;改进措施;作业方法
  中图分类号:E271文献标识码: A
  引言
  岩土工程勘察对于项目开工与建设的意义极为重大。岩土工程勘察是在建筑物施工之前对其进行结构设计与确定的重要依据,直接关系到工程建设的质量和效益,关系到施工安全。我们可以通过岩土工程勘察及时发现工程施工过程中可能遇到的问题,也可以以此为依据及时的解决与岩土介质相关的工程难题。
  一、岩土工程勘察的重要性
  建筑场地与建筑总高度、建筑结构类型的适宜性是很重要的。建筑场地不仅涉及地震动参数及其地震动频谱特性,还涉及强烈地震作用下对建筑场地建筑物破坏的加重,同时也涉及与建筑地基处理和基础选型所带来的经济投入的增加等。在抗震设计中,场地类别划分所指的场地为:工程群体所在地,具有相似的反应谱特征;其范围相当于厂区、居民点和自然村或平坦地区不小于1.O平方千米的平面面积。对于成片开发的小区,应依据《建筑抗震设计规范》进行建筑场地类别的划分。对于单幢建筑,则可按附近成片建筑场地的结果采用。
  建筑基础方案的选择和确定,要依据所设计建筑、结构的布置、上部荷载大小和建筑工程地基土的各项参数综合比较确定。其中,建筑工程地基的各项参数是由岩土工程勘察来提供的,岩土工程勘察对基础方案的选择和基础设计是至关重要的。因岩土工程勘察失误造成的地基处理不当和结构损伤的教训,应当引起我们的高度重视。在岩土工程勘察中存在着勘察分级不恰当、勘探点平面布置不合理、勘探深度不满足要求、取样数量不足和试验不规范等问题,这些问题严重影响了地基土各种参数的准确性。
  二、岩土工程勘察中常见的问题
  1、岩土工程勘察与设计工作的分离
  岩土工程勘察人员一般不参与设计,设计人员也不参与勘察,甚至勘察和设计由两家单位分别独立完成,这样设计人员对于获得的勘察信息资料不能理解,导致了岩土工程勘察人员在实际的勘察中获得的资料不能有效的运用到设计之中。很多岩土工程勘察工作开展中,前期资料有时收集不全,甚至拟建工程的结构形式、规划地坪标高、勘探点坐标等情况都摸不清,设计单位的勘察技术要求缺乏。勘察和设计工作的分离是业内人士认同的存在问题,有人提出了一些解决的措施,例如把设计和勘察实现计算机化,这样可以避免纸质文档传输中造成人力的耗费,以及由于主观原因带来的信息抄录错误现象,同时也能够提高勘察的效率,缩短勘察设计的周期,保证文件资料的整洁与一致,但是建立一个成熟可靠的计算机系统难度不小。目前,勘察人员充分了解设计意图,并及时与设计人沟通、交流,维持勘察技术员和设计技术员的持续沟通、意见反馈仍是这一问题的主要应对措施。
  2、勘察手段与方法不恰当
  岩土工程勘察方法很多,每种方法各有特点。在开展勘察工作过程中,要根据实际情况,选用恰当的勘察方法。在选择原位测试方法上,也要紧密结合现场情况,选择合适的测试手段,对于软土质层位应选择静力触探的方法,能够准确的分析岩土的分层,但是测试过程中要严格控制贯入速率。进行标准贯入试验试时,当土中含有较多碎石时,该方法使用受限。另外,还应注意在进行标准贯入试验之前须先清除孔底废土,防止原位测试结果与现场鉴别及土工试验成果相悖的情况出现,另外,标准贯入试验中要按规定进行杆长和孔深的修正,对触探装备须进行不定期的标定等。
  3、现场技术人员综合能力不强,过分依赖勘察纲要
  当前,我国勘察资质门槛较低,加之行业主管部门对从业单位的监管力度不够,市场上的勘察单位越来越多,但整体质量水平却不高。许多勘察单位缺少经验丰富的勘察技术人员,实际工作中,勘探人员虽严格按原定大纲执行,但不能做到针对施工中所遇到的问题随机应变,如遇复杂地基情况,发现相邻两勘探点地层变化很大,甚至相差悬殊的情况下按规范要求应加密勘探点,不能局限于经济或时间等因素而坚持原勘察纲要不变,否则难以查明场地工程地质情况,埋下工程隐患。相反,在有丰富经验的碎石地区或基岩地区,勘探孔深度可以适当减小,避免不必要的浪费。
  4、岩土工程分析监测不到位
  新时期的岩土工程地质勘察必须加强资料数据定性和定量的分析,以实现满足施工中的内容要求和标准。对岩土工程进行合理分析评价,这就要求对工程进行数据监测,而数据分析与处理是岩土工程监测工作中重要的组成部分,其在岩土工程施工中发挥着重要作用,针对地基、桩基承载力、安全系数等制定针对性的具体措施。岩土工程监测数据具不确定性,所以把监测数据当作随机变量来处理,正确选取岩土参数值,掌握数据统计理论,剔除异常值,通过多元回归分析等技术来分析评价岩土工程的状态,对勘察成果进行补充和修正,及时提出解决的方案和措施,查找岩土工程存在的隐患和原因,分析监测资料变化规律预测未来的稳定状态。做好监測工作还有利于勘察单位积累经验,提高整体勘察成果质量。相反,如果对岩土参数的取值不理解,对数理统计理论与概念不明确,监测不到位则难以实现勘察质量保障。
  三、岩土工程勘察工作中所遇问题的改进措施
  1、促进勘察与设计之间的有机结合
  岩土工程勘察与工程设计分离是我国现阶段岩土工程勘察工作的主要难题,所以我们就需要促进岩土工程勘察工作与工程设计的有机结合,加快岩土工程勘察和设计工作的体系化进程,在岩土工程勘察工作和设计工作中推广现代信息技术的应用。这样可以避免纸质文档对于工作效率的拖累以及其造成的资源浪费,还有一些主观原因造成的勘察结果的偏差,这样也可以提高岩土工程勘察工作的效率,减小勘察设计的工作周期,增加文件资料的一致性和直观性。
  2、选择合理的勘察方法,提高勘察技术水平
  不同的勘察方法具有其各自的优缺点及适用性,因此在实际勘察工程中,应切实考虑地区的实际情况,在勘探之前做好踏勘与资料收集工作,并在认真分析相关资料的基础上选择合理的勘察方法。总之,在实际勘察工程中,必须要针对工程所在地的具体情况,合理选用适宜的勘察手段和方法,保证勘察结果真实、准确、可靠。
  3、加强岩土工程勘察的体制化建设和人员培训
  严格执行建设程序、规范市场行为、推行全程化监理科学的建设程序应当遵循“先勘察、后设计、再施工”的原则。不按原则办事,必然会受到自然规律的惩罚。一方面必须依靠政府主管部门,按国家的法律、法规,对项目招投标和实施过程中的行为主体进行全面有效的监督管理,另一方面应积极推行工程监理全程化,采用事前、事中、事后控制相结合的方法,最大限度地避免不当行为的发生,保证勘察质量和投资效益最大化。严格控制市场准入,加强相关人员培训,深入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。
  4、加强岩土工程监测手段
  岩土工程监测贯穿于工程施工和使用的每个环节,属于全程服务的范畴。任一阶段的勘察工作都难以全面揭露和掌握地质情况,加之地层本身的不均匀性、地下水位的季节性变化、场地周边环境的变化等因素的影响,勘察报告中难免存在某些与实际情况不符的现象。因此,通过岩土工程监测手段,不仅可以对勘察成果进行补充、修正,及时提出解决的方案和措施,而且有利于勘察单位积累经验,保证勘察质量。
  5、提高计算机技术在岩土工程勘察中的应用
  计算机技术的发展和应用在很大程度上使岩土工程勘察逐步走向了现代化。充分利用计算机技术,可以有效促进岩土工程勘察工作實现科学化系统化,大大提高勘察工作效率;同时,计算机技术也可以很好的运用到岩土工程勘察资料的整合处理上,比如,可以充分利用计算机技术制作岩土工程模型,可以进行计算机统计指标的分析。在遇到一些相对复杂的岩土工程问题的时候,可以充分利用计算机技术,形象的模拟一些复杂、抽象的地质地貌的状况,例如可以模拟岩土问题的演变过程,从而更加直观、更加明确的认识岩土问题,找到更好的处理方案。总而言之,在岩土工程勘察过程中,通过计算机技术的应用,不仅可以让勘察工作效率提高,也可以大大降低勘察工作成本。
  四、加强岩土工程勘察作业的方法
  1、勘察前期
  首先,相关资料的收集。对于我们有丰富勘察经验的工作人员来说,不能在采集的过程中进行局限的设定,还要进一步关注周边的地理地貌的情况,对于一些不利的因素,须通过地质调查以及进行群众走访,对周边比较重要建筑物在施工投入以及使用阶段的情况进行有效评估。对于我们即将拟建的工程信息要进行认真的收集整理,包括建筑的规模、性质、用途、布局以及荷载等相关的方面。为后期工作打下好的基础。其次,工作量的布置。严格按照相关的规定进行施工,尤其涉及到勘测点、勘测位置等方面东西,一定要做到有据可查。
  2、勘探与取样
  首先是勘探。勘探工作包括物探、钻探和坑探等方法。其主要目的就是通过勘探的方法对于地下地质情况进行勘探。我们要根据勘察的目的以及相关的特性进行各种方法的勘察,勘探是我们勘察中重要的一方面。在勘探手段中,钻探和坑探是其最为重要的两种手段,在我们进行岩土勘察的过程中必不可少的。钻探是我们最为熟悉的,对于不同地质情况有多种的钻探形式。坑探是钻探的升级版,当钻探无法完成任务的情况下,可以采用坑探的形式。坑探与钻探一样有多种应用的类型,针对具体情况进行有效合理的选择。
  其次是取样。《岩土工程勘察规范》有关强制性条文规定:每个场地每个主要岩(土)层取样不少于6件(组),但目前有一种错误的倾向,即重视取样的数量而忽视了取样的间距,没有错开取样,尤其是在孔数少的情况下问题最为突出,几乎是在同一个水平面的深度上取样,造成代表性差。因此,必须错开取样。同时,应尽量避免在分层交界处、钻进回次的底部等部位选取岩土试样。
  3、原位测试
  岩土勘察过程中,进行原位测试也是十分有必要的,在我们的实际勘察过程也是比较常见的。勘察过程中,一般我们常见的原位测试手段主要有:圆锥动力触探试验、标准贯入试验以及物探波速测试等。
  现就勘察过程中我们常用的几种原位测试手段的作用与适用性简述如下:
  一是圆锥动力触探试验。圆锥动力触探试验是利用一定的锤击能量,将一定规格的圆锥探头打入岩土中,根据贯入土中的难易程度来判别土的性质的一种现场测试方法。根据它的试验指标可用于进行地基土的力学分层,定性评价地基土的均匀性和物理性质,也可用评价地基承载力。圆锥动力触探设备简单,使用起来方便,当然,其使用过程中也有缺点,使用的过程中容易出现误差。
  二是标准贯入试验。标准贯入试验是利用质量为63.5Kg重锤,落距为76cm所产生的落锤能量将贯入器打入土中,根据贯入的难易程度,用贯入30cm的击数N来判定土的物理力学性质。它操作简单,地层适用性广,对不易钻探取样的砂土和粉土尤为适用,当土中含有较大碎石时,使用受限制。通过试验可取得扰动土样,进行鉴别土类的有关试验。该试验的缺点是离散性大,因而仅能粗略评定土的工程性质。与圆锥动力触探试验相似,它不能直接测定地基土的物理力学性质,而是通过与其他原位测试手段或室内实验成果进行对比分析才能用于评价地基土的物理力学性质。
  三是波速测试。波速测试是利用波速确定地基土的物理力学性质或工程指标的现场测试方法。主要用于测定各种类岩土体的压缩波、剪切波或瑞利波的波速,以此来划分场地类型;提供地震效应分析所需的地基土动力参数;判断地基土液化的可能性,划分场地类别,确定场地土的特征周期。另外,波速测试本身可以用来评价地基土的类别和检验地基加固效果。
  4、现场监测
  就本项工作而言,大部分的工作都是随着现场工作进行的,也就是说我们的工作离不开现场。并为我们整体工作质量与安全提供保障,促进提高施工效率。现场的监控主要表现在岩土施工的过程中受到外力的反映,以及外界环境的一些相关的反应的方面。对于我们监测与检测的数据要进行很好的有机的结合,然后再与标定的数据进行比较确定当前状态所处的情形,对于一些问题点要及时的进行问题分析、问题解决。我们所实施的这项工作就是产品的一个优化的方式,时时在我们监控下进行有效地生产,不断地减少相关的问题发生,追求良好品质的生产。
  结束语
  通过对现阶段岩土工程勘察工作中产生的一些问题及其对解决措施的研究与探讨可知,在岩土工程勘察过程中,需注意的各个阶段和环节,从细节着手,全面正确认识勘察过程中产生的问题,积极寻求解决方法,这样才能保证勘察技术工作的顺利开展。
  参考文献
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