巖土勘察在巖土工程技術(shù)的應(yīng)用
時(shí)間:2022-07-19 11:18:21
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摘要:本文基于巖土勘察工作的具體實(shí)踐,結(jié)合巖土勘察在巖土工程技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例,首先對(duì)巖土勘察的工作內(nèi)容和價(jià)值作基本的概述,并對(duì)當(dāng)前巖土勘察工作的發(fā)展現(xiàn)狀、實(shí)施問題進(jìn)行詳細(xì)的討論與闡述;參考國內(nèi)外巖土勘察工作在巖土工程技術(shù)中應(yīng)用的先進(jìn)理念與實(shí)施經(jīng)驗(yàn),著重對(duì)提升巖土勘察應(yīng)用效能的具體手段和實(shí)施對(duì)策進(jìn)行探討,旨在為現(xiàn)實(shí)發(fā)展提供借鑒。
關(guān)鍵詞:巖土勘察;巖土工程技術(shù);現(xiàn)狀分析;提升策略
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,尤其是當(dāng)前人地矛盾的日益突出,推動(dòng)著巖土工程不斷朝著高承載、強(qiáng)性能、多功能、深地下、多技術(shù)方式組合的方向發(fā)展,而這些發(fā)展成果的有效實(shí)現(xiàn),必須建立在巖土勘察手段與工作水平的適應(yīng)化進(jìn)步與提升之上。作為巖土工程技術(shù)的實(shí)施基礎(chǔ)與發(fā)展前提,巖土工程勘察在當(dāng)前巖土工程建設(shè)中的重要性漸益突出,且逐步實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)、施工等建設(shè)環(huán)節(jié)的一體統(tǒng)籌及協(xié)同配合,進(jìn)而帶來巖土工程建設(shè)品質(zhì)與效能的多維增強(qiáng)。
1巖土勘察的工作內(nèi)容和發(fā)展價(jià)值
巖土勘察工作是對(duì)工程建設(shè)的實(shí)施區(qū)域及其周邊,基于對(duì)工程條件、建設(shè)目的、勘察技術(shù)要求、執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等的一體統(tǒng)籌,實(shí)現(xiàn)對(duì)場地地形、地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)及其均勻性、地下水埋藏情況及其類型與水位、不良地質(zhì)及其分布的探明與分析,并對(duì)巖土的強(qiáng)度參數(shù)、變形參數(shù),地基承載力等的巖土特征值進(jìn)行現(xiàn)場和試驗(yàn)測定,以為不良地質(zhì)的治理、工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化和工程技術(shù)的適用性選擇提供詳細(xì)的地質(zhì)、結(jié)構(gòu)、力學(xué)等的資料與參數(shù)。可以說,失去了巖土勘察工作的巖土工程設(shè)計(jì)就是“紙上談兵”,高品質(zhì)的巖土工程建設(shè)必須建立在多維、高效的巖土勘察工作之上,而巖土工程勘察技術(shù)的進(jìn)步則能夠有機(jī)帶動(dòng)整個(gè)巖土工程建設(shè)效率與可靠性的有效提升。
2巖土勘察工作及其及時(shí)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)問題與發(fā)展難點(diǎn)
2.1外業(yè)質(zhì)量難以滿足工程建設(shè)的發(fā)展性需求。當(dāng)前我國很多巖土工程的外業(yè)勘察工作不僅缺乏對(duì)于工程建設(shè)資料的全面收集和綜合分析,存在著勘察的盲目性和片面性,而且勘察的工作量、實(shí)施手段和技術(shù)應(yīng)用與相關(guān)規(guī)范及工程建設(shè)的基本需求存在諸多不相符之處;再加上外業(yè)勘察中,工人的不合理施工以及設(shè)備的不規(guī)范操作,不僅帶來外業(yè)勘察工作安全性和效率性的大大降低,還致使外業(yè)勘察的質(zhì)量、成果以及勘察數(shù)據(jù)的可靠性難以有效滿足設(shè)計(jì)與施工的現(xiàn)實(shí)要求,也就給整個(gè)巖土工程的效能化建設(shè)構(gòu)成了諸多不良的阻礙。2.2從業(yè)人員能力與素養(yǎng)缺乏。巖土工程需要多樣化的規(guī)劃人才、技術(shù)人才、施工人才、設(shè)備操作人才、管控人才以及必要的信息技術(shù)人才隊(duì)伍為支撐。可由于勘察工作中技術(shù)創(chuàng)新人才的缺失,使得勘察手段的適應(yīng)性提升一直處于緩慢的發(fā)展水平,再加上各環(huán)節(jié)人員整體意識(shí)、責(zé)任意識(shí)、道德意識(shí)的薄弱,導(dǎo)致勘察工作嚴(yán)重缺乏統(tǒng)籌性、方向性以及工作開展的規(guī)范性,從而造成勘察工作質(zhì)量不同程度的劣化。2.3規(guī)范與國際主流脫節(jié)嚴(yán)重。當(dāng)前我國關(guān)于巖土勘察的相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)與國際的主流標(biāo)準(zhǔn)存在脫節(jié),進(jìn)而導(dǎo)致勘察工作在引入人才、設(shè)備及技術(shù),以及國際性勘察工作實(shí)施上的困難。以土壤中粒組的劃分標(biāo)準(zhǔn)為例,在劃分方式上國標(biāo)就與美國ASTM以過篩情況進(jìn)行劃分的標(biāo)準(zhǔn)存在很大不同(國標(biāo)是以粒徑的大小進(jìn)行劃分)[1]。而在粒組粒徑的比較與級(jí)別劃分中,更是存在著諸多的標(biāo)準(zhǔn)差異,詳見表1,從而給巖土勘察工作借鑒國外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)成果構(gòu)成了嚴(yán)重的阻礙。
3巖土勘察在巖土工程技術(shù)中的應(yīng)用及提升策略
3.1地質(zhì)測繪技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。作為巖土勘察工作的基礎(chǔ),地質(zhì)測繪長期依賴于經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、平板儀等儀器對(duì)建設(shè)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)、地貌、水文條件進(jìn)行測繪,以初步查明建設(shè)場地的基本公曾地質(zhì)條件,從而對(duì)場地的穩(wěn)定性和適宜性做出合理的評(píng)估。巖土工程的地質(zhì)測繪主要包含地質(zhì)點(diǎn)測量、地質(zhì)剖面測量、物化探測量、勘網(wǎng)布測、勘探工程定位測量、坑探工程測量、地質(zhì)剖面測量、地表移動(dòng)觀測等實(shí)施內(nèi)容和開展手段。但隨著信息技術(shù)和空間技術(shù)的全面、深入發(fā)展,GPS/RTK技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)、掃描數(shù)字化地質(zhì)測量等逐步開始在大型的巖土工程勘察中予以應(yīng)用,不僅提升了測繪的廣度與深度,還實(shí)現(xiàn)了測繪數(shù)據(jù)對(duì)比與校正的精確性和完整性,從而實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)測繪水平的多維提升。3.2勘探技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。勘探的主要任務(wù)是對(duì)地下的巖土的構(gòu)造、地層的厚度及性質(zhì)變化、巖層的產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造的空間分布、地下水文條件進(jìn)行探明,并實(shí)現(xiàn)對(duì)巖土及水樣的全面、科學(xué)化提取,以為原位和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)奠定良好的基礎(chǔ)。當(dāng)前應(yīng)用最多的勘探技術(shù)為鉆探,而鉆探的有效實(shí)施應(yīng)以探孔的布設(shè)與孔深的合理布置為前提(地質(zhì)探孔的基本標(biāo)準(zhǔn)見圖1,但也需結(jié)合地質(zhì)狀況的調(diào)查進(jìn)行科學(xué)的布置,如對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜且變化較大的區(qū)域,其鉆孔的距離應(yīng)當(dāng)合理縮小,進(jìn)而達(dá)到鉆孔的加密排列),而后再采用機(jī)械鉆頭鉆進(jìn)地層等的勘探方法,對(duì)各地層的原狀土樣進(jìn)行有效探取。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于地層變化、地下埋設(shè)物以及地質(zhì)物理性能參數(shù)的全面、快速探取,并降低勘探施工對(duì)于周圍環(huán)境的影響與破壞,可以適時(shí)地引入諸如電法(交流電或直流電)、地震法、雷達(dá)法等物探技術(shù),以通過幾乎無損地層的方式,利用電波輸入、振波傳導(dǎo)、無線電透射等手段,達(dá)到對(duì)地層變化、構(gòu)造、覆蓋層和風(fēng)化層厚度、含水層分布、空洞、埋設(shè)物等有效勘察,實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆探成果以及測試成果的有機(jī)輔助與精度提升。3.3原位測試技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。當(dāng)前原位測試的方法有很多中,應(yīng)用最多的有土層剖面測試法和專門測試法,二者由于在全面性測試和專業(yè)性測試上具有極大的互補(bǔ)性,因此通常配合進(jìn)行使用。而在測試的技術(shù)應(yīng)用中,則以靜力觸探測試技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛。(1)靜力觸探技術(shù)靜力觸探技術(shù)利用電力(常用)或機(jī)械的靜力觸探儀對(duì)土體進(jìn)行連續(xù)的勘驗(yàn)與測試,然后結(jié)合測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)套用承載力理論、孔穴擴(kuò)張理論以及一些專業(yè)的測試模型進(jìn)行土體性能與力學(xué)參數(shù)進(jìn)行測定。但電力靜力觸探技術(shù)的貫入性存在明顯的限制,而且業(yè)界對(duì)其實(shí)施的機(jī)理還沒有一個(gè)明確的理論界定,而單純進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)P偷膸攵鴮?shí)現(xiàn)成果測定,可靠性有待商榷。因此當(dāng)前在原位測試領(lǐng)域逐步引入的動(dòng)力觸探測試技術(shù)成為有效彌補(bǔ)靜力觸探技術(shù)弊端的主要技術(shù)優(yōu)化手段。(2)動(dòng)力觸探技術(shù)動(dòng)力觸探技術(shù)是利用一定的錘擊動(dòng)能,將一定規(guī)格的探頭打入土中,根據(jù)每打入土中一定深度的錘擊數(shù)來判定土層的性質(zhì),以達(dá)到對(duì)土層進(jìn)行分層的深度測試[2]。因此動(dòng)力觸探測試精度受錘擊數(shù)與錘擊能量之間有效關(guān)系建立的影響,其需要通過探頭單位動(dòng)貫入阻力Rd和錘擊關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)正比關(guān)系式(Rd=M2ghe!M+m"A!kPa",其中M是重錘質(zhì)量、m為觸探器質(zhì)量,e為貫入度,A為探頭底面積),來實(shí)現(xiàn)觸探成果的有效獲得,進(jìn)而達(dá)到對(duì)土工程性質(zhì)的合理評(píng)價(jià)。
4結(jié)語
巖土勘察是巖土工程技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和應(yīng)用重點(diǎn),其需要結(jié)合工程建設(shè)的發(fā)展需求,基于對(duì)當(dāng)前巖土勘察工作及技術(shù)發(fā)展的問題分析,不斷從標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化、技術(shù)適應(yīng)性創(chuàng)新和人才的多維度培養(yǎng),不斷實(shí)現(xiàn)勘察工作效能與質(zhì)量的有效強(qiáng)化,進(jìn)而為巖土工程建設(shè)水平的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]魏以順.巖土勘察在巖土工程技術(shù)中的應(yīng)用[J].化工管理,2016(4).
[2]江建清,郭風(fēng)云.巖土勘察工程中常見的問題及解決措施[J].黑龍江水利科技,2011,39(2):53-54.
作者:朱繼紅 單位:核工業(yè)贛州工程勘察院云浮分院
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