首頁 > 優(yōu)秀范文 > 巖土工程技術(shù)論文
時間:2023-03-20 16:27:09
序論:速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗,特別為您篩選了11篇巖土工程技術(shù)論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系,希望您能從中汲取靈感和知識!
Abstract: the trend攙攀 civil engineering construction development is that people will continue to expand new living space, the development of underground space to the march, build the bridge, tunnel and transform Desert Island built highway and high speed railway, etc. And the corresponding technical methods will also has come up, perfecting and updated. In this paper, the geotechnical engineering construction method of system analysis, research and summarize, provides geotechnical engineering disciplines development and perfection of the great significance.
Key Words: geotechnical engineering construction technology problems
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
2 巖土工程施工技術(shù)的特點2.1 不確定性首先,由巖土工程勘察報告中的很少的場地數(shù)據(jù)很難對場地巖土的全部性能都了解清楚其次,某些巖土的結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)又容易隨環(huán)境條件而改變,而施工時又常改變了巖土的環(huán)境條件第三,改變了的巖土結(jié)構(gòu)及性能反過來對施工過程又施加一定的影響,不可能在事先把這一切了解得非常清楚,所以施工是在對巖土性質(zhì)及其變化不是全部了解清楚的清況下進行的。這種不確定性的影響,輕則需調(diào)整施工工藝參數(shù),重則甚至改變工法,這是無法回避的事實。根據(jù)原位測試和現(xiàn)場監(jiān)測得到施工過程中的各種信息進行反分析,根據(jù)反分析結(jié)果修改設(shè)計、指導施工,這種信息化施工方法將是解決這個問題的重要手段。2.2 區(qū)域性各地區(qū)的自然條件不同,巖土性質(zhì)存在很大差異。不同土的應力應變關(guān)系不一樣,壓縮性指標和抗剪強度指標、工程處理目的、設(shè)計參數(shù),施工的方法都不相同。例如,在施工技術(shù)的選用上,上海注重軟土的重慶注重山區(qū)巖石的太原則注重能夠解決濕陷性黃土問題的。2.3 隱蔽性地基處理、樁基、地下連續(xù)墻、錨桿等都是在巖土中隱蔽施工,工程完成后的運行也是在隱蔽條件下進行的,不易發(fā)現(xiàn)問題,出現(xiàn)問題后的判斷和處理難度也較大,而且是否解決了問題須有一定的時間來驗證。在巖土工程施工中、工后采用了各種有針對性的檢測、監(jiān)測方法,檢測、監(jiān)測成為解決這類隱蔽性工程可能出現(xiàn)問題的重要技術(shù)手段。
2.4依賴性眾多巖土工程施工技術(shù),不但取決于所需解決的巖土工程問題,更依賴于相關(guān)學科的發(fā)展。20 世紀60 年代末,隨著高壓射流切割技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了高壓噴射注漿法射流泵及真空泵技術(shù)孕育出來真空預壓法液壓技術(shù)的發(fā)展,使大噸位的靜壓樁變?yōu)楝F(xiàn)實超聲波技術(shù)的發(fā)展,使巖土工程施工技術(shù)的質(zhì)量檢驗上了一個新臺階,其與相關(guān)的巖土工程施工技術(shù)配套,使信息化施工成為可能。2.5 前導性
各種施工技術(shù)都是先研究施工效果,后研究計算理論和設(shè)計方法,如復合地基、擴底樁、夯擴樁、夯實水泥土樁等迅速發(fā)展完善及大范圍的應用,但其相應的設(shè)計計算理論還在“蹣跚而行”。
3 我國巖土工程施工技術(shù)應用現(xiàn)狀
3.1 地基處理技術(shù)(1)世界上各種成熟的地基處理方法在我國都得到了廣泛的研究和應用。有些工法,如真空預壓法達到了世界領(lǐng)先水平;(2 ) 自主開發(fā)了一系列有本國特色的地基處理技術(shù),如二灰樁復合地基鋼渣樁復合地基渣土樁復合地基等。這些成果的開發(fā)應用,不僅節(jié)約大量資源,降低工程費用,改善環(huán)境、減少城市污染,而且使形成的復合地基樁土應力比更趨合理;(3)研究開發(fā)了介于樁基與復合地基之間的新型地基基礎(chǔ)形式――鋼筋混凝土疏樁復合地基,使樁間土的承載作用得到充分發(fā)揮,樁、同承受上部結(jié)構(gòu)荷載,從而有效控制建筑物沉降。3.2 基礎(chǔ)工程施工技術(shù) (1)各種先進的、落后的,技術(shù)含量高的、技術(shù)含量低的大直徑鉆、沖、挖孔樁技術(shù)在全國各地得到廣泛的使用;(2)研究開發(fā)了后壓漿樁技術(shù)。在灌注樁成樁后對樁底和樁身表面實施壓力灌漿,改善樁端和樁周土性,提高樁基承載力,減少樁基沉降量,效果顯著;(3)注重施工中的環(huán)境效應,采用預鉆孔、靜壓等措施,擴大了鋼筋混凝土預制樁的應用范圍,而且由于其質(zhì)量相對穩(wěn)定可靠,故在城市郊區(qū)或場地寬闊的工程以及不宜用其他樁型的場合仍采用;(4)沉管灌注樁己在數(shù)億平方米的工業(yè)與民用建筑中應用,在中小城市,因其低廉的造價,使用極其廣泛。3.3 邊坡加固工程施工技術(shù)
(1)我國巖土錨固的應用在20紀80年代后進入飛速發(fā)展時期,在邊坡穩(wěn)定、深基坑支護等許多水利、電力和城市建設(shè)重大工程中得到應用。施工設(shè)備、機具、材料完全自力更生;(2)采用二次灌漿技術(shù),大幅度提高了軟土中錨桿的承載力基本上掌握了軟土中錨桿蠕變變形和預應力值變化的規(guī)律在實踐中,找到了控制軟土基坑周邊位移的若干有效方法,我國的軟土錨固技術(shù)接近世界先進水平;(3)對基坑開挖過程重新審視,按時空效應原理開挖基坑,是基坑工程中的重大技術(shù)創(chuàng)新和變革,其原理為解決其他巖土工程問題開辟了一個新的途徑。
3.4 非開挖技術(shù)非開挖技術(shù)是指在不開挖地表的條件下探測、檢查、修復、更換和鋪設(shè)各種地下管線的技術(shù),是近30 年來發(fā)達國家發(fā)展起來的一項社會效益與經(jīng)濟效益極為良好的高新技術(shù)。我國引進這類技術(shù)不到 10年,尚處于消化、吸收階段。
4巖土工程施工技術(shù)的選用和發(fā)展
(1)經(jīng)濟性原則。由于施工技術(shù)的“不確定性”,每類巖土工程問題往往要準備幾套技術(shù)或方案,而每種技術(shù)方法有可能應用于幾類巖土工程問題,需要通過經(jīng)濟、工期、技術(shù)、安全等方面對比才能選定。但無論如何,技術(shù)的經(jīng)濟性占第一位,這也符合國清。
二、在城市工民建項目中,巖土工程勘察存在的問題。
就巖土勘察技術(shù)的現(xiàn)狀來看,當下我國還處于初級階段,還有很多方面需要完善。在城市工民建項目中,巖土工程勘察技術(shù)出現(xiàn)的問題不止一兩個方面。而且,隨著建筑事業(yè)飛速發(fā)展,巖土工程勘察技術(shù)存在的問題日益凸顯。因此,本文作者對其中的一些問題進行分析。首先,巖土工程勘察的人員技術(shù)能力欠缺。一是:巖土勘察的技術(shù)人員不具有全面而準確的巖土勘察知識,并且他們對自己所學的巖土勘察知識也不能靈活地運用。進而,造成在不同領(lǐng)域的勘察技術(shù)人員之間不能互相進行交流學習、溝通,促進工程項目建設(shè)的進程,很顯然,他們也無法對巖土現(xiàn)階段的狀況以及它未來所發(fā)展的趨勢予以全面而系統(tǒng)地理解和掌握。二是:這些巖土勘察技術(shù)人員不具備相關(guān)的巖土勘察技術(shù),勘察能力低下。尤其是一些小企業(yè)為了減少成本,提高經(jīng)濟效益,經(jīng)常聘請一些并不具有巖土勘察技術(shù)的專業(yè)人員、專業(yè)工程師。三是:相關(guān)施工企業(yè)沒有對巖土勘察技術(shù)人員定期進行在崗培訓。并且,沒有對在崗人員進行再教育學習,技術(shù)人員不按照技術(shù)規(guī)程進行,操作非常不規(guī)范,不具有操作的基本素質(zhì)。其次,巖土工程勘察資料準備不完整。在巖土工程資料準備不完整方面,一是:必要的巖土工程資料和準備功能工作是對巖土工程進行勘察前必不可少的環(huán)節(jié)。但是,在實際工作中,相關(guān)巖土工程勘察人員并沒有對這些資料予以搜集。二是:對于巖土勘察設(shè)計部門,為了趕工期,勘察設(shè)計人員并沒有意識到巖土勘察的重要性。更嚴重的是,有些設(shè)計人員根本沒進行充分而行之有效的實地考察,只是根據(jù)別人所說,就進行相關(guān)設(shè)計。致使這些巖土工程方面的設(shè)計與實際情況并不相符。最后,在巖土工程勘察報告方面,存在一定的缺陷。在巖土工程勘察中,巖土勘察報告的相關(guān)信息并不完整而準確,特別是相關(guān)數(shù)據(jù)之間存在很大的誤差。進而,造成與之相應的勘察報告變得毫無意義。這樣不僅會使巖土工程施工受到阻礙、工期延誤,還會給施工企業(yè)造成重大的經(jīng)濟損失。當然,除了這些方面以外,還存在一些其它方面的問題。比如,在對巖土工程進行勘察的時候,沒有制定明確的工程目標。
三、在城市工民建項目中,巖土工程勘察問題的解決策略。
巖土工程勘察在城市工民建項目發(fā)揮著不可替代的作用。面對巖土工程勘察存在的問題,需要采取有效的措施來解決這些問題。而這不僅成為當下重要的話題之一,也是迫切需要解決的問題。因此,本文作者對其中一些可行的對策予以分析。第一、需要加強巖土工程勘察現(xiàn)場資料的搜集。在巖土工程勘察過程中,需要對勘探以及搜集到的資料對巖土工程的勘察有著很重要的影響。正現(xiàn)場資料收集方面,勘察人員需要對當?shù)氐牡刭|(zhì)、地形進行了解,還需要對其它一些方面進行掌握,比如,水文條件、地貌。在進行實地了解的時候,需要做好記錄。并對這些資料信息進行全面而系統(tǒng)地整合,為勘察報告提供真實而準確的信息。第二、在巖土工程勘察中,需要提高勘察人員的綜合素質(zhì)。一是:施工企業(yè)需要定期對勘察人員進行在崗培訓,提高他們的專業(yè)技能,具有該崗位應具備的工作能力。二是:需要對在崗勘察人員進行再教育學習,了解并全面而系統(tǒng)地掌握勘察的基礎(chǔ)知識,具備應有的勘察理論知識。三是:對勘察人員的操作規(guī)范予以完善,對他們進行誠信以及敬業(yè)方面的教育。。并制定相關(guān)規(guī)定,必須按照相關(guān)的勘察規(guī)定進行操作。四是:對于相關(guān)勘察設(shè)計人員,在進行設(shè)計之前,一定要進行實地考察。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)實際情況,進行巖土工程勘察設(shè)計。第三、在巖土進行勘察的時候,需要應用最新的勘察技術(shù)。同時,還需要對地域性勘察特點引起重視。在運用最新勘察技術(shù)方面,可以利用那些具有對應功能的工程探探測設(shè)備。比如,隧道地震勘察技術(shù)、探地雷達技術(shù)。信息量大、速度快、成本低。在巖土工程勘察中,有很多有效的科學技術(shù)可以應用到其中。比如,借助這些設(shè)備,利用連續(xù)加密測點來獲得地質(zhì)界面。并對它進行實時的處理。這樣便可以對傳統(tǒng)地質(zhì)界面劃分問題給予解決,解決那些漏判與劃分不明確的問題。進而,使巖土工程勘察的數(shù)據(jù)更加準確,使功能工程建設(shè)的質(zhì)量得以很好地保障。在地域性勘察特點方面,由于不同地區(qū)有不同的地質(zhì)特征,需要從實際出發(fā),對不同地區(qū)進行相應地勘察。并在此基礎(chǔ)上,制定具有針對性的勘察規(guī)程,體現(xiàn)出對應的地域特征。以此,來使巖土工程勘察更加科學化以及專業(yè)化。當然,除了上面這些對策以外,還有其它一些方面的策略。比如,需要對巖土勘察設(shè)備的質(zhì)量水平予以嚴格地控制;對巖土工程勘察的相關(guān)數(shù)據(jù)庫與系統(tǒng)給予開發(fā)。
1.2場地微振動測試為了能夠更好地提高抗震設(shè)計的質(zhì)量,可以對場地微震動進行測試,對脈動幅度值等參數(shù)進行確定,從而將場地內(nèi)的地震區(qū)進行劃分。另外,在室內(nèi)外測試過程中,利用各種檢測技術(shù)可以獲取各種數(shù)據(jù)資料,通過對這些數(shù)據(jù)資料進行分析和研究,從而確保能夠獲得更加準確和可靠的巖土工程設(shè)計參數(shù)。
2地理信息系統(tǒng)
當前地理信息系統(tǒng)已經(jīng)開始廣泛應用在空間數(shù)據(jù)處理中,其主要是以地理坐標為主,通過勘察來獲取某一區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)資料,從而利用地理信息系統(tǒng)來有效管理巖土工程勘察信息。地理信息系統(tǒng)在應用過程中得以不斷的完善,其功能也不斷的增多,不僅具有輸入、編輯、維護圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的功能,同時對于文件型圖形數(shù)據(jù)和關(guān)系型的屬性數(shù)據(jù)還具有有效的連接功能,這樣不僅有效確保了這兩種不同的數(shù)據(jù)庫能夠互相進行訪問,還可以對圖形數(shù)據(jù)進行更好的分析。由于是完全面對用戶進行界面設(shè)計,而且還能夠提供相應的接口,這樣可以有效確保二次開發(fā)的順利進行。利用地理信息系統(tǒng)的空間信息處理能力,可以有效確保信息管理系統(tǒng)可視化功能的實現(xiàn)。當前地理信息系統(tǒng)技術(shù)和功能不斷完善和發(fā)展,其應用領(lǐng)域也在不斷的擴大。地理信息系統(tǒng)應用在民用建筑巖土工程勘察工作中,不僅可以將地質(zhì)資料在工程中進行輸入和查詢,還可以使可視化綜合動態(tài)查詢和檢索功能得以實現(xiàn),有效確保了勘察信息的真實性和可靠性,這樣就可以為勘察管理部門提供更真實的數(shù)據(jù),確保其決策的科學性和合理性,有利于更好地指導巖土勘察工作的實施。
3遙感技術(shù)
利用遙感技術(shù)可以確保探測范圍和信息量的進一步擴大,同時通過多種先進的技術(shù)手段,可以在短時間內(nèi)即獲取到相應的信息,可以實現(xiàn)動態(tài)的監(jiān)測。而且利用遙感技術(shù)收集到信息后,可以對信息進行存貯、傳輸,這對于信息的進一步應用帶來了較大的便利。在民用建筑巖土工程勘察中利用遙感技術(shù),可以更好地顯現(xiàn)出地域內(nèi)的不同地貌特征,為工程建設(shè)方案的設(shè)計提供科學的依據(jù),有利于更好地掌握復雜的地理環(huán)境。
2.TDR測試技術(shù)在巖土工程中的主要應用
2.1土體含水量測試
2.1.1含水量測試的理論
對于巖土工程中的土體含水量測試,TDR測試技術(shù)主要是通過分析反射波形的方式來確定被測土體的介電常數(shù)的情況來確定。通常情況下,水的介電常數(shù)為81,而相對于土體顆粒的介電常數(shù)而言要大得多,因此,我們常常通過判斷土體的含水量來確定土體的介電常數(shù),這樣一來就使得介電常數(shù)的測試成為了獲得含水量的有效工具。在這方面,使用最為廣泛的土體介電常數(shù)與含水量的經(jīng)驗公式為Topp,具體公式情況如下:苓=4.3x10-6Ka3-5.5x10-4Ka2+2.92x10-2Ka-5.3x10-2這其中苓代表的就是土體體積積水量,Ka就是介電常數(shù),這樣的經(jīng)驗公式就是在土體介電常數(shù)與土體體積含水量之間建立起來的一定聯(lián)系。而就近幾年來使用的規(guī)范的公式主要是來自美國purdue大學研究提出,如下面公式所示,該方式主要也是以土體介電常數(shù)為基礎(chǔ),主要體現(xiàn)的就是介電常數(shù)與質(zhì)量含水量以及土體干密度之間的聯(lián)系。
2.1.2含水量的測試方法
但隨著進一步不斷的研究,我們發(fā)現(xiàn)了電磁波在相對更高含水量的粘土或者污染土等高電導率中傳播的時候,會因部分電導損失而導致電磁波的嚴重衰減現(xiàn)象,造成探頭末端的反射消失,最終導致難以確認波在探頭中的時間而無法計算介電常數(shù)。通常來說,測試土體含水量的方式有兩種,分別是利用土體介電常數(shù)測試含水量也稱兩步法,以及根據(jù)介電常數(shù)與電導率來測試土體含水量的一步法。土本身的介電特征與土體的電磁場的極化性質(zhì)密切相關(guān),而且極化類型的產(chǎn)生還與外加電場的頻率有很大的關(guān)系,因此,TDR測試儀運行在頻率范圍內(nèi)會發(fā)生電子位移極化、離子極化等等現(xiàn)象。所以在利用TDR測試技術(shù)是應充分考慮各個影響因素。
2.2地下水土污染勘察
2.2.1采用TDR測試技術(shù)的必要性
隨著我國國民經(jīng)濟水平的不斷提升,工業(yè)生產(chǎn)與化工產(chǎn)品事業(yè)幾乎已經(jīng)達到了一個巔峰狀態(tài)。而伴隨而來的還有非水相流體、重金屬離子等含有嚴重污染物的對土壤與地下水造成破壞的污染等問題,此類型的污染區(qū)域較大、離散性較高、遷移深度也比較強,因此這也成為當前急需治理的問題。對于前面提到的污染情況,一般的治理方式就是采取現(xiàn)場鉆孔取樣帶回化學分析的方式,從而來確定污染的分布區(qū)域與污染程度。雖然這種方法比較準確、可靠,但花費的時間太長,取樣困難,因此TDR技術(shù)準確、快速、經(jīng)濟等優(yōu)點已被用在治理污染場地上了。
2.2.2TDR測試技術(shù)的具體應用
針對水下的水土污染測試來講,一般主要對離子型的污染土和NAPLs污染土進行電學性質(zhì)上的研究,與前面提到過的原理相同。主要也是通過測定介電常數(shù)與電導率來獲得土介質(zhì)的孔隙率,利用這種方式就能很好的測試離子型的污染物勘察,還能保證其準確度與快捷性。另外,針對NAPLs污染土的污染物測試得出,在一定含水量的狀態(tài)下,NAPLs污染土體積的含量逐漸增加時,介電常數(shù)是有變化的,但電導率幾乎是不變的;而當NAPLs污染土體積一定時,介電常數(shù)與電導率會隨著體積含水量和NAPLs污染土體積的比例增大而增加。這兩種方式都是驗證TDR技術(shù)用于地下水污染勘察發(fā)揮的主要作用。
1、理論與經(jīng)驗的關(guān)系
巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括土力學的理論、工程地質(zhì)理論、工程力學理論等,這些工程理論都是一種半科學半經(jīng)驗的理論,很多理論是建立在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上的,如很多公式都是經(jīng)驗公式。巖土工程問題的解決過程實際上是在理論的指導下,巖土工程技術(shù)人員利用自己的工程經(jīng)驗,結(jié)合工程實際情況,建立相應本構(gòu)模型,運用合理適宜參數(shù),加上良好的判斷力,解決問題的過程。對巖土工程技術(shù)人員來說,扎實的基礎(chǔ)理論同豐富的經(jīng)驗、良好的工程判斷力是同等重要的。在學習和運用理論的過程中,一定要注意隱藏在公式和規(guī)律背后的背景知識和真正實際內(nèi)涵及其假定邊界條件。而積累經(jīng)驗的過程可分為分析與預測現(xiàn)場觀測對分析、預測和現(xiàn)場觀測結(jié)果進行比較、分析、評估和總結(jié)3個過程,可見積累經(jīng)驗的過程也離不開理論的支持。筆者認為:理論與經(jīng)驗在巖土工程勘察中具有同等的地位,過分強調(diào)哪一點都是不合適的。筆者討論此問題,目的在于目前很多巖土工程技術(shù)人員過分強調(diào)經(jīng)驗,而對理論的學習和運用不足,這種現(xiàn)象對巖土勘察技術(shù)的發(fā)展不利;同時用于對年輕技術(shù)人員的傳、幫、帶上,不利于年輕技術(shù)人員的成長,甚至會出現(xiàn)以訛傳訛。
2、與設(shè)計溝通的重要性
《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)要求:房屋建筑工程在進行詳勘之前,應收集附有坐標和地形的建筑總平面圖,場區(qū)的地面整平標高,建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點、基礎(chǔ)形式、埋置深度、地基允許變形等資料。在此筆者要強調(diào)勘察前與設(shè)計溝通的重要性,因為勘察成果的直接使用者就是設(shè)計人,在進行勘察前,勘察人應充分了解設(shè)計意圖,弄清楚擬建物工程特性,這樣勘察工作就能作到有的放矢、經(jīng)濟合理,提供給設(shè)計人最直接、最有用的勘察成果。如:現(xiàn)在很多高層建筑都帶有裙房,這種項目在勘察前,必須要弄清楚設(shè)計擬采用的基礎(chǔ)形式及聯(lián)接方式;還有一些主體不高但跨度很大的建筑,采用柱基布置的勘探孔深度就與采用筏基布置的勘探孔深度有很大差別。所以必須要重視勘察前與設(shè)計的溝通。目前有的經(jīng)營人員和技術(shù)人員對此認識不足,造成勘察項目的返工。筆者討論此問題,目的在于提醒經(jīng)營與技術(shù)人員重視承攬項目和實施項目時與設(shè)計的溝通。
3、注意各種等級的劃分
在進行巖土工程勘察工作量布置時,應按相應的分級標準,確定項目的相關(guān)等級。如勘察等級、地基復雜程度等級、擬建物安全等級、重要性等級等。因為這些等級的劃分直接決定了勘察工作量的布置,只有充分了解了各種等級,布置工作量時才能作到安全、經(jīng)濟、合理。
4、注意經(jīng)濟性
巖土工程勘察,應在滿足規(guī)范、規(guī)程要求的前提下,用最經(jīng)濟的勘察手段和工作量實現(xiàn)勘察目的和任務。同時達到相同的勘察目的和任務,所用成本的多少,可從一定程度上說明技術(shù)水平的高低。針對當前巖土工程勘察現(xiàn)狀,目前的勘察成本在一定條件下還是可以節(jié)約的。如:對“樁基礎(chǔ)一般性孔深入到樁端以下3~5倍樁徑,且不小于3m,對大直徑樁不小于5m”這一要求,如勘察方案布置的一般性孔為50m,根據(jù)控制性孔資料,40m處分布有良好的樁端持力層且能滿足樁基設(shè)計要求,項目負責人現(xiàn)場可將50m的一般性勘探孔調(diào)整為45m(當然按權(quán)限該上報審批的進行上報審批),這樣就可節(jié)約不少工作量,從而達到經(jīng)濟的效果。再有土工試驗項目的選取,也是一條實現(xiàn)經(jīng)濟勘察的重要途徑,希望巖土工程技術(shù)人員予以重視。
5、重視規(guī)范、規(guī)程的學習
規(guī)范、規(guī)程是進行巖土工程勘察工作的依據(jù),對勘察工作的目的、任務、評價等均提出了詳細的、可操作的要求,巖土工程技術(shù)人員要重視對規(guī)范、規(guī)程的學習,充分了解其要求,這樣在巖土工程勘察的過程中,就不至于出現(xiàn)諸如工作量布置不足、原狀土樣或原位測試數(shù)據(jù)不足、未劃分抗震地段等問題了。另外規(guī)范、規(guī)程中的條文說明,技術(shù)人員也要認真研讀,條文說明中有豐富的信息,對于提高我們的理論水平及正確理解規(guī)范、規(guī)程具有重要作用。
6、房屋建筑和構(gòu)筑物巖土工程詳勘的目的、任務
(1)查明勘察范圍內(nèi)場地原始地形、地貌,巖土層的成因、類型、深度、分布、工程特性和變化規(guī)律,分析評價地基的穩(wěn)定性和均勻性。
(2)查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、舊基礎(chǔ)、孤石等對工程不利的埋藏物及其分布范圍。
(3)查明影響建筑場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用(包括:巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面沉降、場地和地基的地震效應、活動斷裂等)和特殊土(包括軟土、填土、污染土、濕陷性土、膨脹土、紅粘土、多年凍土等)的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度,并提出相應防治措施的建議。
(4)查明地下水埋藏情況、類型、補給及排泄條件,地下水位,水位變化幅度及規(guī)律;評價地下水(土)對建筑材料的腐蝕性。對基坑工程還應查明各土層的滲透性質(zhì),分析評價地下水的靜水壓力、動水壓力及浮托力的作用和影響;預估產(chǎn)生基坑突涌、流沙(土)或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度,并提出相應的防治措施建議;提供基坑施工降水的有關(guān)技術(shù)參數(shù)及施工降水方法的建議;提供用于計算地下水浮力的設(shè)計水位。
(5)基坑工程還應查明基坑周邊環(huán)境,提供基坑設(shè)計所需的巖土參數(shù),分析評價放坡開挖的可能性和基坑邊坡穩(wěn)定性,適宜選用的支護結(jié)構(gòu)類型及其穩(wěn)定性,基坑開挖與降水對地基變形、周圍建筑物和地下設(shè)施的影響。
7、結(jié)束語
使巖土工程技術(shù)人員理論與經(jīng)驗、細節(jié)決定成敗、重視規(guī)范學習等方面能有所啟示。拋磚引玉,不當之處,敬請批評指正。
參考文獻:
[1]趙成剛,白冰,王運霞.土力學原理[M].北京:清華大學出版社,北京交通大學出版社,2004.
[2]GB50007-2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[s].
1、巖土工程勘察中存在的主要技術(shù)問題
1)界面劃分問題。主要有巖土體和巖石風化程度的界面劃分,地質(zhì)構(gòu)造和軟弱結(jié)構(gòu)面的判定,以及不良地質(zhì)體的地質(zhì)界面等。2)地質(zhì)形態(tài)問題。主要有不明地下物體空洞及其分布形態(tài),埋藏位置和埋藏深度的確定。3)巖土參數(shù)問題。主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室內(nèi)、外試驗的巖土層,如粗顆粒土、殘積土和風化巖等。其巖土設(shè)計參數(shù)(承載力、變形指標等難于確定)。4)綜合能力問題。主要表現(xiàn)在一部分勘察技術(shù)人員缺乏對勘察各專業(yè)的野外和室內(nèi)原始資料的整理分析,利用的能力,缺乏如何辨別真?zhèn)?,去偽存真,補充印證,歸納總結(jié)的能力,缺乏建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的知識,常造成勘察的目的性不明確,所提供的資料不能滿足設(shè)計的需要。5)枝術(shù)素質(zhì)問題。主要是勘察技術(shù)人員知識的廣度和深度問題,勘察各專業(yè)缺乏內(nèi)部溝通,技術(shù)交流,對各自技術(shù)服務的對象和技術(shù)發(fā)展狀況不了解,導致碰到重大項目和復雜工程時束手無策,不知應采用何種技術(shù)方法和手段去解決所碰到的技術(shù)問題。
2、探討問題的解決方法
隨著電子計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,近十幾年來,工程物探專業(yè)根據(jù)彈性波理論,電磁波理論和電學原理發(fā)展了許多新的工程物探方法,并相應發(fā)展了一大批集適時采集處理,軟硬件功能于一體的工程物探探測設(shè)備,它具有采樣密度大,速度快,成木低,信息量大等特點??梢岳霉こ涛锾竭B續(xù)加密測點的辦法來獲得連續(xù)的地質(zhì)界面,從而有效的解決傳統(tǒng)鉆探乎段以點帶面劃分地質(zhì)界面時常帶來的漏判,劃分不準確等缺點;并且可以利用綜合工程物探方法有效地解決傳統(tǒng)勘察手段難以解決的諸多巖土工程問題,如地下不明物體,洞穴,軟弱結(jié)構(gòu)面,滑動面,斷層,破碎帶等在地下的分布特征,形態(tài),埋藏深度,位置。并且可以提供許多工程建設(shè)所需的巖土動力參數(shù)和設(shè)計地震動參數(shù)。相對傳統(tǒng)的鉆探方法,工程物探技術(shù)使用時受場地,地形條件的限制較少;具有節(jié)省時間,節(jié)省費用,勘探精度高等特點。但是,各種工程物探方法的有效性決定于它對探測對象的適用性,物性條件的適用性越強,解決問題的可靠的性越大。因此,為了有效地解決某此復雜的巖土工程技術(shù)難題,必須采用多種工程物探手段和鉆探聯(lián)合使用的方法,起到互相補充,互相驗證的作用。合理地選擇,運用工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)勘探手段相結(jié)合,無疑是解決巖土工程勘察中存在的主要問題的有效手段之一。
3、工程實例
某小區(qū)占地面積較大,擬建物主要為多層(3-6層)住宅和(2-3層)別墅,及少部分公共建筑(商場、學校、衛(wèi)生院、地下室、農(nóng)貿(mào)市場、郵電局、儲蓄所、會所、俱樂部等)。業(yè)主按使用功能把本項目劃分為A至G等七個區(qū),山體北部為A至C區(qū),山休南部為D至G區(qū),場地中部為居住小區(qū)的標志性建筑柱廊和生活橋。
二、巖土工程勘察技術(shù)中的地理信息系統(tǒng)技術(shù)應用
近年以來,計算機信息化相關(guān)的通信技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)等強勢而又迅猛的應用開來,不論是生產(chǎn)制造業(yè)還是物流運輸業(yè)等諸多產(chǎn)業(yè)組織機構(gòu)都應用了信息化計算機有關(guān)技術(shù)。而工程領(lǐng)域中巖土專業(yè)中應用的信息化GIS技術(shù)在建筑市場中運用也較為成熟。比如,伴隨GIS技術(shù)逐漸成熟發(fā)展,一些集成技術(shù)逐漸問世,包括CAD、通信、互聯(lián)網(wǎng)、虛擬技術(shù)、多媒體等多種技術(shù)集成運用,對巖土工程地質(zhì)勘察起到了較大助力作用。同時,在GIS平臺軟件的技術(shù)應用下,GIS技術(shù)已經(jīng)分化出了GIS與CAD集成技術(shù)、GIS與RS(遙感)、GPS(定位)結(jié)合的集成技術(shù)以及組件GIS技術(shù)等。
1.GIS與CAD技術(shù)的集成
CAD屬于計算機輔助設(shè)計,是近些年來在制圖、設(shè)計、制造等相關(guān)領(lǐng)域所應用的常用技術(shù),它最為顯著的功能是處理諸多結(jié)構(gòu)形態(tài)的圖形,以便于技術(shù)設(shè)計人員配合計算輔助制造(CAM)系統(tǒng)設(shè)計出生產(chǎn)加工類產(chǎn)品。目前,雖然CAD開始著手于開發(fā)一些非圖形性質(zhì)的數(shù)據(jù)處理功能,但是其主要應用于一些數(shù)據(jù)信息程度較為完整的資料數(shù)據(jù)進行設(shè)計。但GIS屬于針對于地理結(jié)構(gòu)而應用的空間管理技術(shù),在空間信息、資料等數(shù)據(jù)的分析上更具邏輯性。相比CAD而言,用它對一些地質(zhì)資料進行分析,能夠處理較為復雜、量大的地質(zhì)信息資料,同時又能具有一定的空間結(jié)構(gòu)分析功能。如此一來,CAD與GIS技術(shù)集成則能夠充分支持巖土專業(yè)工程的地質(zhì)勘測,給予其充分決策支持。
2.GIS與RS、GPS的結(jié)合
關(guān)于GPS、GIS以及RS目前在信息化技術(shù)領(lǐng)域中簡稱為3S技術(shù)。三者集成技術(shù)應用在巖土工程的對地勘測作業(yè)中能夠良好的針對于地質(zhì)空間結(jié)構(gòu)形態(tài)完成各類相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取、管理、更新、存貯等,并且隨著3S集成技術(shù)的完善發(fā)展,勢必未來3S技術(shù)會愈發(fā)成熟。同樣,其技術(shù)應用在巖土工程勘測工作中來,能夠針對于數(shù)據(jù)信息處理、結(jié)構(gòu)分析模擬、以及對地觀測等進行實時控制與管理,使之應用功能集成于一體。在巖土工程勘察作業(yè)中,GPS(全球定位系統(tǒng))主要用于某一集中區(qū)域內(nèi)對場地目標展開定位與促進各類傳感器順利完成試驗、測試工作,包括定位項目開工現(xiàn)場的運載平臺等。對于RS(遙感技術(shù))而言,其主要提供施工場地所研究目標的語義或非語義資源信息,以實時控制場地勘測、測量信息等的各種變化,及時的完成GIS關(guān)于空間形態(tài)數(shù)據(jù)資源的更新工作等。而GIS屬于三者技術(shù)的集成系統(tǒng)應用平臺,為數(shù)據(jù)采集及平臺有關(guān)功能的應用提供智能化處理方案等,包括對多種空間數(shù)據(jù)信息等進行動態(tài)管理、貯存、加工等綜合處理,使巖土項目專業(yè)的現(xiàn)場工作呈現(xiàn)于計算機的虛擬空間中,便于作業(yè)人員分析與處理相關(guān)工作。
3.組件式GIS
組件式GIS屬于各大功能模塊集成應用技術(shù),每個組件間有著不同的平臺系統(tǒng)應用功能,以最終模擬出GIS基礎(chǔ)應用平臺。當前,對于微軟公司提供的COM與OMG組織機構(gòu)提供的CORBA標準等在其平臺系統(tǒng)中得到廣泛應用。而微軟基于COM組件的ActiveX控件又是一些可視化程序設(shè)計中的常見控件之一,所以對于呈現(xiàn)出虛擬化空間形態(tài)的GIS平臺也十分受用。同樣,將GIS功能版塊模塊化,將以組件方式呈現(xiàn)給開發(fā)者使用而形成的組件GIS要比傳統(tǒng)的GIS平臺軟件更具優(yōu)勢,比如成本相對較低,擴展性與維護性較為靈活等。其中,MapInfo公司機構(gòu)推出的MapX等組件則是組件GIS平臺中被貫以應用的代表,能夠利于其系統(tǒng)平臺中諸多功能的集成應用,可為巖土工程地質(zhì)勘察提供較大作業(yè)助力。
【關(guān)鍵詞】混凝土二次振搗混凝土強度初凝時間
一、引言
在各種只在提高混凝土性能的施工措施中,二次振搗對提高混凝土的強度,節(jié)約水泥用量,改善混凝土的抗?jié)B性、耐久性以及裂縫控制都有積極的意義?;炷恋亩握駬v在一些水泥制品廠的應用實踐證明,混凝土二次振搗工藝不僅應用較為簡便,而且對于提高混凝土質(zhì)量、降低工程成本等都有很大的實際意義。
二、混凝土二次振搗
混凝土的二次振搗,其實是指在混凝土澆筑后的適當時間,重新對混凝土進行振搗。
混凝土的二次振搗有很多優(yōu)點,不僅可以提高混凝土的強度,或在保證強度的前提下節(jié)約水泥的用量,而且可以增加混凝土的密實度,提高防滲性,消除混凝土由于沉陷產(chǎn)生的裂紋和細縫。據(jù)有關(guān)實驗表明,二次振搗,可使鋼筋握裹力增加1/3,28d強度增加10%~15%,在保持強度不變的前提下節(jié)約水泥用量15%左右。
三、混凝土二次振搗方法
1.選擇正確的二次振搗時間是關(guān)鍵
混凝土二次振搗能否取得預期效果的關(guān)鍵是確定合理的振搗時間。如果距離初次振搗時間間隔過短,則效果不明顯;如果時間間隔過長,特別是在混凝土初凝后,超出了重塑時間范圍,則會破壞混凝土結(jié)構(gòu),影響混凝土質(zhì)量。大量實踐表明,混凝土的二次振搗時間應在混凝土初凝前1~4h左右進行較佳,尤其是在混凝土初凝前1h進行效果最理想。
在確定混凝土初凝時間時,考慮到一般施工工地不可能配備混凝土貫入阻力儀,可以要求試驗室在測定混凝土凝結(jié)時間時,同時測定混凝土的坍落度,以坍落度值間接判定混凝土初凝時間。
2.根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)選擇不同的振搗方法
(1)對于T、I型預制梁,可在腹板位置間距20cm用插入式振搗器振搗,翼板則使用附著式(平面)振搗器振搗。
(2)對厚度不超過20cm的預制平板,用附著式振搗器振搗,厚度超過20cm的可用插入式振搗器振搗。
(3)澆筑與柱和墻連成整體的梁和板時,應在柱和墻澆筑完畢后停歇lh,使其獲得初步沉實,再繼續(xù)澆筑。二次振搗在柱和墻的頂部用插入式振搗器振搗,在梁和板的部位分別用插入式和附著式振搗器振搗。
3.二次振搗的注意事項
(1)氣溫:混凝土的凝結(jié)時間與氣溫變化密切相關(guān),氣溫升高則凝結(jié)變快,二次振搗的時間就應提前,反之就要推后。另外,還應注意晝夜溫差,對振搗時間適時調(diào)整。
(2)水泥品種:摻有混合材料的水泥一般較純熟料水泥凝結(jié)時間長,例如礦渣酸鹽水泥較普通硅酸鹽水泥凝結(jié)時間長。
(3)混凝土強度等級:在其它條件相同的前提下,強度等級高的混凝土凝結(jié)時間短。
(4)坍落度:一般情況,凝結(jié)時間隨坍落度增加而有一定的延長。但是在高溫季節(jié),混凝土的凝結(jié)時間受坍落度的影響很小。
(5)水灰比:二次振搗對小水灰比的混凝土增強效果好,對水灰比大的混凝土增強效果較差。四、混凝土二次振搗的機理分析
1.二次振搗對混凝土拌和物密實度以及整體均勻性的提高
混凝土在振搗作用下會趨于液化,具有一定的流動性,在振搗成型及其隨后的靜停過程中,很少能實現(xiàn)相對穩(wěn)定的狀態(tài),粗骨料在自重作用下仍有下沉,水分和氣泡上升,這種物理現(xiàn)象會一直持續(xù)到混凝土失去塑性(初凝之前止),其結(jié)果會造成粗細顆粒上下分布不均勻的現(xiàn)象。粗大顆粒在混凝土凝結(jié)前的下沉,就使得下部的密實度大于上部。所以混凝土的下部強度總是大于上部。而且隨著外分層的發(fā)展,還會出現(xiàn)內(nèi)分層,即粗骨料周圍區(qū)域密實度發(fā)展不均勻。外分層與內(nèi)分層的共同特點都是在骨料的下部形成充水區(qū),充水區(qū)中也含有一部分氣體,隨著水分蒸發(fā)后,就會成為空穴,降低混凝土的強度。間隔一定時間進行的二次振搗,可以使本來已經(jīng)接近凝結(jié)的混凝土經(jīng)振搗液化,重新恢復塑性,將由于內(nèi)分層被封閉在粗骨料下部的水囊內(nèi)的水和氣泡釋放出來,進而使得這個充水區(qū)被水泥漿體所填塞。來源于/
2.二次振搗能加速水泥顆粒的水化
混凝土拌和時,水泥顆粒表面的礦物成份就會立即與水發(fā)生反應,生成相應的水化產(chǎn)物,水化產(chǎn)物很快溶解于水,水泥顆粒又暴露出新的表面再與水反應生成水化產(chǎn)物,這個過程反復進行,就使得水泥顆粒被層層剝落,直至顆粒完全與水發(fā)生反應,水化就結(jié)束了。但是,在整個水化期間的水化速度不是均勻的。開始階段水化速度快,水化產(chǎn)物的生成速度要大于其溶解擴散速度,這樣很快就會使水泥顆粒周圍的溶液達到飽和或過飽和狀態(tài),進而析出以水化硅酸鈣凝膠為主的半滲透膜層,包裹在水泥顆粒的表面,一定程度上阻止了外部水分向內(nèi)的滲透以及內(nèi)部水分向外的擴散,減緩了水泥的水化速度。而且膜層內(nèi)部水分引起的水化反應使膜層向內(nèi)增厚,經(jīng)由膜層向外擴散的水化物聚集于膜層外側(cè)又使膜層向外增厚,這時水化反應就更慢了。此時若給以二次振搗,就可以人為加速膜層破裂,使得外部低濃度的溶液能夠再次進入,與尚未水化的水泥核接觸,加速水化反應的速度,直到新生成的凝膠體重新修補破裂的膜層為止。
3.二次振搗能加強水泥石同粗骨料以及鋼筋間的界面強度
由于自重引起的下沉,使得其下部形成充水區(qū),同時一部分水分也會沿著粗骨料的側(cè)面向上運動,使得粗骨料的側(cè)面出現(xiàn)水分上遷的通道,這些通道的存在嚴重降低了混凝土中漿體與粗骨料同的界面強度,同時,由于混凝土中水分和氣泡的上升,水泥漿體與鋼筋之間也會出現(xiàn)微小間隙或是薄水膜,造成鋼筋抗拔力的下降。如果在水泥凝結(jié)前給以二次振搗,就會使得粗骨料和鋼筋周圍的水膜和微孔被粘稠的漿體所填充,隨著粗骨料和鋼筋周圍水泥顆粒濃度的增加,水泥水化生成的水化硅酸鈣凝膠的數(shù)量也會增多,水化硅酸鈣凝膠的比表面積很大,表面能很高,大大加強了界面強度。
五、結(jié)語
二次振搗施工工藝雖然有很多的優(yōu)點,但是二次振搗法牽涉到的施工因素也很多,特別是二次振搗時間的確定,如果處理不當,造成振搗時間太遲,在水泥漿體硬化后振搗,會造成無法愈合的裂縫產(chǎn)生,導致混凝土的水泥石結(jié)構(gòu)破壞,所以采用這種方法時必須綜合考慮各方面的因素,認真試驗,慎重實施。
【關(guān)鍵詞】巖土工程 勘察工作 問題 對策
一、巖土工程勘察簡介
(1)巖土工程勘察的作用。巖土工程勘察的內(nèi)容包括工程地質(zhì)調(diào)查和測繪、現(xiàn)場檢驗和檢測、勘探及采取土試樣等幾個方面,通過對先進設(shè)備和勘察方法的運用,對工程地質(zhì)條件進行綜合性的評判,并形成供工程建設(shè)參考的文件。巖土工程勘察是按階段進行的,它根據(jù)不同階段分派的任務,對工程現(xiàn)場巖土體的分布狀態(tài)進行分析,并利用巖土工程的原理對工程現(xiàn)場出現(xiàn)的問題進行解決,從可行性研究勘察的角度到初步勘察的角度,再到詳細勘察的角度,從而使巖土工程勘察具有更高的嚴密性,為工程設(shè)計提供可靠的依據(jù),同時也為巖土工程施工提供了指導性的意見。
(2)巖土工程勘察的分類。巖土工程勘察根據(jù)勘察對象的不同有不同的分類,具體來說可以分為民用建筑、鐵路工程、公路工程、水利水電工程等多個不同的方面。由于受到工程規(guī)模和復雜度的影響,在鐵路工程、公路工程、水利水電工程等龐大的工程建設(shè)中,投入的人力、物力、資金也是比較大,因此對巖土工程勘察的范圍和準確性要求也較高,往往還需要通過相關(guān)的勘察規(guī)范和技術(shù)標準來實現(xiàn)。而對于一些像民用建筑類型的工程建設(shè),最初的巖土工程勘察結(jié)果,會對建筑后期的穩(wěn)定性有重要的參照價值,因此也需要進行地基處理、邊坡工程、基坑工程等多方面的勘察工作。
(3)巖土工程勘察的重要性。巖土工程勘察是工程設(shè)計的重要依據(jù),同時也是工程施工的前提。通過對工程場地的勘察,可以對工程場地中存在的問題有提前的預見性,然后將存在的問題運用巖土工程的基本原理和方法進行解決,并在工程設(shè)計中進行優(yōu)化,從而將工程施工受地質(zhì)環(huán)境不良影響的效果降到最小。由此可見,巖土工程勘察在工程建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。
二、巖土工程勘察中存在的技術(shù)問題
巖土工程勘察過程中所涉及的勘察對象和需要解決的問題非常的多,并且?guī)r土工程勘察是一種反映工程問題的間接手段,因此在具體的實現(xiàn)過程中還存在著很多的技術(shù)問題,常見的技術(shù)問題主要表現(xiàn)在勘察資料收集、勘察任務實施、外業(yè)施工、勘察報告制定等多個方面,下面是對這些方面的具體介紹。
(1)勘察資料收集方面的問題。巖土工程勘察過程中的資料收集是其勘察工作開展的主要目之一,勘察資料的收集為工程設(shè)計、基礎(chǔ)處理、施工指導提供了重要的參數(shù)參照價值。而一些施工單位,為了片面的追求工程進展效率,在巖土工程勘察過程中對勘察資料的收集不細心,這就影響了勘察資料的使用性。不詳細的勘察資料收集,使施工單位不能對工程的整體建設(shè)有可靠性的把握;不準確的勘察資料收集,會影響設(shè)計人員或施工人員對工程做出正確的判斷,從而影響工程的質(zhì)量。
(2)勘察任務實施方面的問題??辈烊蝿盏姆峙稍凇稁r土工程勘察規(guī)范》中有詳細的記錄,對巖土工程勘察有重要的參考價值。而在現(xiàn)實的勘察任務分配過程,一些勘察單位在這方面的重視程度不夠,在勘查的過程中隨意的設(shè)立勘察點,也不考慮當?shù)氐匦螌辈爝^程的影響,一方面不能保障勘察人們自身的安全性,另一方面勘察結(jié)果的正確性也存在著很大程度的質(zhì)疑,由此可見巖土工程勘察在勘察任務方面存在著十分的不規(guī)范性。
(3)外業(yè)施工方面存在的問題。在外業(yè)施工的過程中所涉及的作業(yè)任務非常的多,如:鉆探操作、取樣操作、數(shù)據(jù)測量等多個方面,但是由于外業(yè)施工的規(guī)范問題,導致了外業(yè)施工難度的增大。在數(shù)據(jù)測量的過程中,一些勘察單位對要勘察的對象并不夠詳細,如:在地下水的測量過程中,只對淺層水進行測量,沒有對水源進行分層測量,這就影響了水源勘察的準確性和全面性。
(4)勘察報告制定方面存在的問題。巖土工程勘察的結(jié)果往往是以勘察報告的形式展現(xiàn)出來,在勘察報告制定的不合理就會直接的影響工程人員的使用?,F(xiàn)在勘察報告中存在著很多的問題,例如:勘察描述的參數(shù)不詳、結(jié)論的針對性不強、參考價值不大等多種問題??辈烀枋龅膮?shù)不詳,當工程周邊的環(huán)境發(fā)生變化時,就不能對工程場地的具體情況進行及時的撲捉,從而影響施工方案的調(diào)整工作。結(jié)論的針對性不強,說明在勘察報告制定的過程中沒有進行有效的分析工作,不能對工程施工提供可靠的意見和建議。參考價值不大,會使勘察報告制定喪失它本來的價值,而且還會導致前面的巖土工程勘察過程付之一炬,造成嚴重的經(jīng)濟損失和勞動力浪費。
三、解決巖土工程勘察中存在的技術(shù)問題的相關(guān)措施
(1)根據(jù)具體的工程情況進行巖土工程勘察活動。 受工程環(huán)境、地勢、規(guī)模等多方面內(nèi)容的影響,工程建設(shè)對巖土工程勘察活動有著不同的要求。由此可見,巖土工程勘察活動應該根據(jù)不同的工程情況展開,這樣不僅能提高勘察結(jié)果的參考價值,而且也能夠盡可能的減少不必要的勘察活動,從而提高工程施工的安全性和效率。
(2)加強巖土工程勘察活動中的資料收集力度。在巖土工程勘察中涉及的資料非常的多,為了避免遺漏,首先可以通過提前書寫一個勘察活動有關(guān)的資料清單,將有價值的勘察內(nèi)容進行記錄;其次在勘察的過程中,可以按照資料清單展開勘察活動,如果發(fā)現(xiàn)當?shù)氐目辈飙h(huán)境與事先預想的有出入,可以對資料清單進行及時的修改或添加一些被遺漏的勘察資料,從而實現(xiàn)勘察資料的完整性。
中圖分類號:S611 文獻標識碼: A
一、引言
巖土工程技術(shù)于20世紀60年代起源歐美國家,是從土木工程實踐中分支并獨立出來的一種新技術(shù)體制。顧名思義,巖土工程主要是求解與巖體、土體的有關(guān)工程問題,主要包括地基處理、基礎(chǔ)施工、邊坡加固、地下通道開挖與支護等地下工程問題。經(jīng)過多年的發(fā)展,目前我國巖土工程技術(shù)已經(jīng)取得了十足的進步,但仍存在新技術(shù)發(fā)展、新材料應用等方面等存在不足。因此為了克服巖土工程施工中的難題,現(xiàn)階段急需加強巖土工程新技術(shù)研究。
二、巖土工程技術(shù)發(fā)展與應用現(xiàn)狀
由于受氣候條件、周圍建筑環(huán)境以及水文條件的影響較大,而且?guī)r土體本身就特性復雜性,使得巖土工程問題成為當前工程設(shè)計與施工中的一大難題。但是目前玩過很多設(shè)計與施工單位,由于思想觀念落后等原因,使得巖土工程新技術(shù)、新材料不能夠得到及時應用,發(fā)展緩慢。具體表現(xiàn)在以下幾個方面。
1、創(chuàng)新意識差,新技術(shù)發(fā)展緩慢
目前我國很多巖土工程設(shè)計與施工單位的從業(yè)人員缺乏創(chuàng)新意識,新技術(shù)、新材料研發(fā)方面投入低,沒有系統(tǒng)的人才培養(yǎng)制度,在面對復雜的巖土工程問題時,仍然采用傳統(tǒng)的設(shè)計理論或施工方法,不僅造成施工成本增加,施工效率降低,更是極大的阻礙了巖土工程新技術(shù)的發(fā)展,降低了企業(yè)的市場競爭力。
2、綜合素質(zhì)差,創(chuàng)新能力較低
巖土工程技術(shù)在我國已經(jīng)發(fā)展了50多年,在水利、鐵道和礦井工程建設(shè)、建筑工程、市政工程和交通工程領(lǐng)域,我國巖土工程發(fā)展了取得了一定的進步。但是總體而言我國巖土工程技術(shù)發(fā)展仍然存在很多不足,仍然沿用傳統(tǒng)的庫倫定律、Rankine理論、Fellenius圓弧滑動分析理論、Terzaghi一維固結(jié)理論等,至今沒有發(fā)展新的巖土理論,使得復合地基設(shè)計、土體蠕變、巖爆等一些復雜的巖土工程難題無法解決。
三、巖土工程新技術(shù)與新材料
現(xiàn)代科學發(fā)展的一個特點是學科間相互滲透,產(chǎn)生學科交叉并不斷出現(xiàn)新的學科,這種發(fā)展態(tài)勢也影響巖土工程的發(fā)展。自20世紀60年代以來,隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,計算分析能力和測試能力的提高,巖土工程新材料和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。
1、巖土工程新材料
巖土工程新材料的出現(xiàn)對于解決以往無法處理的工程難題提供了可能,其中最為典型的就是近年來發(fā)展出來的土工合成材料,由于土工合成材料具有節(jié)約資源、綠色環(huán)保、經(jīng)濟效益高、處理效果好等優(yōu)點,迅速在巖土工程中被得以運用。土工合成材料的出現(xiàn)與發(fā)展可以稱為巖土工程的一次革命。
(1)輕量土
輕量土是由原料土、聚苯乙烯泡沫顆粒、 水泥和水所組成的混合物,具有輕質(zhì)、強度的可調(diào)性、變形小等優(yōu)點。將淤泥或淤泥質(zhì)土作為原料土,制作出來的輕量土,不僅重量輕、強度高,還將淤泥、淤泥質(zhì)土回收再利用,對于環(huán)境保護意義重大,具有廣闊的應用前景。
(2)土體固化劑
當進行公路施工時經(jīng)常會遇到橡皮土,路基基床冒漿等危害,而固化劑的出現(xiàn)對于防止該現(xiàn)象的發(fā)生提供了極大可能。土體固化劑是一種由多種無機、有機材料合成的用以固化各類土壤的新型節(jié)能環(huán)保工程材料。根據(jù)土壤的物理和化學性質(zhì),摻入一定量的固化劑,經(jīng)拌勻、壓實處理,經(jīng)過一系列物理化學反應后,土體的強度、密實度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪切強度等性能指標明顯改善。土體固化劑替代了石灰、水泥、粉煤灰、碎石、礫石等傳統(tǒng)材料,具有技術(shù)指標優(yōu)良、工程造價低、施工方便、縮短工期,節(jié)省資源、能源,節(jié)約土地,保護植被等優(yōu)點,已經(jīng)被廣泛應用于公路的基層及底基層、水利護坡等工程建設(shè)當中。
(3)盾構(gòu)用氣泡劑
盾構(gòu)用氣泡劑由多種表面活性劑、穩(wěn)定劑、強化劑和滲透劑等復配而成,載體為水。在工作過程中與水混合,通入壓縮空氣,液體膨脹產(chǎn)生泡沫,注入開挖倉內(nèi)。利用刮面膏狀微細泡沫的效果使開挖土呈塑性流動;泡沫在受到強力攪拌作用下,微細氣泡與開挖土均勻混合,將置換土顆粒中的孔隙水,因而可提高其止水性。盾構(gòu)用氣泡劑能夠提高土壤的工作性能,減少土體的內(nèi)摩擦力,減小土體的黏度,出渣更容易,無需膨潤土的分離及再回收,施工環(huán)境良好,對周圍影響小等優(yōu)點。
2、巖土工程新技術(shù)
近些年來隨著地下空間的開發(fā),海洋拓寬,海底隧道、人工島和跨海大橋的修建,沙漠改造,以及高速公路、高速鐵路的修建,人們遇到巖土工程問題越來越復雜,因此發(fā)展并應用新型的巖土工程技術(shù)尤為重要。
1、灌注樁后注漿技術(shù)
灌注樁后注漿是指在灌注樁成樁后一定時間,通過預設(shè)在樁身內(nèi)的注漿導管及與之相連的樁端、樁側(cè)處的注漿閥注入水泥漿。灌注樁后注漿不僅可以加固樁底沉渣(虛土)和樁身泥皮,還能對樁底和樁側(cè)一定范圍的土體通過滲入(粗顆粒土)、劈裂(細粒土)和壓密(非飽和松散土)注漿起到加固作用,增大樁側(cè)阻力和樁端阻力,提高單樁承載力,減少樁基沉降。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)采用灌注樁后注漿技術(shù)可使單樁承載力提高40%~120%,樁基沉降減小30%左右。而且利用注漿鋼導管可發(fā)揮承載力樁身縱向鋼筋和聲測管。
2、型鋼水泥土復合攪拌樁支護結(jié)構(gòu)技術(shù)
型鋼水泥土復合攪拌樁支護結(jié)構(gòu)是通過特制的多軸深層攪拌機自上而下將施工場地原位土體切碎,同時從攪拌頭處將水泥漿等固化劑注入土體并與土體攪拌均勻,通過連續(xù)的重疊搭接施工,形成水泥土地下連續(xù)墻;并在水泥土硬凝之前,將型鋼插入墻中,形成型鋼與水泥土的復合墻體。型鋼水泥土復合攪拌樁支護結(jié)構(gòu)施工時對鄰近土體擾動較少,占地和施工占地少,廢土外運量少,施具有可靠的止水性;施工時無振動、無噪聲、無泥漿污染,而且施工成本較鉆孔灌注排樁能夠約節(jié)省20%~30%。
3、工具式組合內(nèi)支撐技術(shù)
工具式組合內(nèi)支撐技術(shù)是在混凝土內(nèi)支撐技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系,主要利用組合式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面靈活可變、加工方便、適用性廣的特點,具有施工速度快、支撐形式多樣、計算理論成熟、可拆卸重復利用、節(jié)省投資等優(yōu)點。特別適用于周圍建筑物密集,相鄰建筑物基礎(chǔ)埋深較大,施工場地狹小,巖土工程條件復雜或軟弱地基等類型的深大基坑。
4、逆作法施工技術(shù)
逆作法施工技術(shù)是高層建筑物目前最先進的施工技術(shù)方法。先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護結(jié)構(gòu),同時建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱,作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu),作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐,隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu),直至底板封底。逆作法能夠提高地下工程的安全性,可以大大節(jié)約工程造價,縮短施工工期,防止周圍地基出現(xiàn)下沉,是一種很有發(fā)展前途和推廣價值的深基坑支護技術(shù)。
5、其他
除以上新技術(shù)以外,長螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù),水泥粉煤灰碎石樁復合地基技術(shù),真空預壓法加固軟土地基技術(shù),土工合成材料應用技術(shù),復合土釘墻支護技術(shù)等由于綠色環(huán)保,經(jīng)濟效益高也是我國推薦使用的巖土工程新技術(shù)。
四、結(jié)束語
中國地域遼闊,工程地質(zhì)復雜,在工程建設(shè)中遇到的巖土工程技術(shù)問題也是空前的,這對于廣大巖土工作者來說既是機遇也是挑戰(zhàn),需要共同努力,將中國巖土工程推向一個新的水平。
參考文獻:
[1] 汪稔,孟慶山. 巖土工程中新技術(shù)與新材料. 中國土木工程學會第九屆土力學及巖土工程學術(shù)會議論文集,北京,2003-10-25-28:79-87
2國外重點發(fā)展領(lǐng)域
從大會交流的論文中可以看出,國際上除研究這門學科的理論體系外,一些新理論、新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)。如美國麻省大學方曉陽作的以21世紀環(huán)境巖土工程展望為主題的第3屆黃文熙講座,進一步闡述了他提出的粒子能量場理論,重點介紹了該理論在敏感生態(tài)區(qū)環(huán)境巖土工程方面的應用,受到代表們的好評。此外,他還提出了考古環(huán)境巖土工程學。美國麻省大學英陽教授介紹了追蹤污染隔離系統(tǒng)腐蝕過程的一種分時方法,并指出隔離系統(tǒng)的設(shè)計、廢物處置、場地環(huán)境和污染物的性質(zhì)、數(shù)量等因素對隔離系統(tǒng)腐蝕過程的影響。另外,他還介紹了美國當前主要的環(huán)境巖土工程問題和控制措施。加拿大央弗教授介紹了垃圾場覆蓋層的干化作用的影響。芬蘭環(huán)境保護研究所所長賽雷勒博士介紹了垃圾場覆蓋層的水力滲透近似模型。日本茨城大學的安原教授介紹了在建造核廢物處置設(shè)施時核廢物的持續(xù)放射水平以及周圍環(huán)境如地震活動性的影響,并運用數(shù)值分析方法證明了裝儲核廢物設(shè)施的緩沖材料沙子中,若含有10%~30%的蒙脫石則能夠抵抗較大的地震加速度。中國在日留學生高的介紹了斷層表面大變形的有限元模型分析方法。巴西礦業(yè)大學葛爾娃教授介紹了發(fā)生于巴西某市由降雨引起的滑坡情況,分析了其環(huán)境地質(zhì)原因。美國Humboldt州立大學查尼教授介紹了粒狀土的強度與其形成因素、孔隙性及固結(jié)水平之間的關(guān)系所作的試驗研究。中國在日留學生李小春介紹了巖石材料裂隙臨界點的實驗室研究。美國Rensselaer理工學院瑞米教授介紹了一種以土的溫度和阻抗力為參數(shù)的能夠同時測量出土的凍深、凍溫以及土所經(jīng)歷的融凍次數(shù)的雙參數(shù)測量系統(tǒng)。日本東京大學湊秀健教授介紹了六價鉻污染土的現(xiàn)場處理技術(shù)。上述成果反映出國際上除重視這一領(lǐng)域的理論研究外,更注重于應用技術(shù)和方法的創(chuàng)新,強調(diào)技術(shù)的先進性和實用性。這方面的成果約占3/4左右,是一個值得注意的發(fā)展動向。此外,與傳統(tǒng)的巖土工程相比,環(huán)境巖土工程大大擴展了其研究領(lǐng)域和課題。如參加會議的海外學者多著重在垃圾填埋場設(shè)計與監(jiān)測、核廢料處置和名勝古跡保護方面的交流,而這些新領(lǐng)域我國才剛剛起步,巫待加強。
3一些主要國家的情況