1 岩土工程的特征
1.1 理论与实践的结合
根据工程经验,只有进一步地将岩土工程的理论知识与岩土工程施工充分结合起来,才能够确保岩土工程施工技术的不断进步。岩土工程理论可以为施工起到指导性的作用,而工程实践反馈回来的信息又可以进一步完善岩土工程的施工理论。
1.2 区域性特征
岩土工程具有明显的区域性特征,不同地区的岩土条件具有较大差异。众所周知,岩土参数是岩土工程设计的重要依据,也是影响岩土工程施工技术与方法的重要因素,而岩土参数随岩土体的物理力学特征不同而存在巨大的差异,这就要求我们查明工程所在区域的岩土条件,认识其存在的区域特征,并加以总结分析,以采用对应的施工技术及施工方法,达到工程目的。
以我国陕北地区为例,陕北地区分布有大量的黄土,而部分黄土具有湿陷性。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害,选择适宜的地基处理方法,避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。这就要求我们详细查明湿陷性黄土的分布范围、厚度、湿陷性系数、自重湿陷性系数、场地湿陷类型等岩土特征。对于具有湿陷性、自重湿陷性的黄土,施工应采取换填垫层法、强夯法、挤密法和预浸水法等方法处理地基,消除地基的湿陷性。在湿陷性黄土场地内施工时,应采取措施防止施工用水和场地雨水流入建筑地基范围内。
云贵地区、四川盆地盆周地区存在大面积的灰岩,而灰岩地区普遍岩溶发育,在地下形成大量的溶洞、溶管,甚至形成暗河管道系统。岩溶管道的发育对地基持力层具有重大影响,岩溶管道中的地下水也可能对地下工程的施工造成威胁。这就要求我们详细查明岩溶管道的分布空间、规模、延伸情况、充填情况及地下水条件。对于地面建筑,施工前应查明基础持力层范围内的岩溶空间分布特征,对于桩基础构筑物,应逐桩实施超前钻探,若遇岩溶空洞则适当调整桩长及桩型,进入稳定持力层;对于地下构筑物的修建(如隧道),掌子面施工开挖时应实施超前地质雷达及超前钻探,查明岩溶空间发育情况,查明是否存在涌突水危险,以采取相应的工程措施,保障工程安全。
1.3 隐蔽性特征
岩土工程施工具有隐蔽性的特征,象桩基础、换填垫层、注浆加固、锚杆施工,在施工完成后,以隐蔽的方式存在于场地内,而未暴露在地表。正是由于这一特征,在现场通过肉眼难以判断其完整性、有效性。针对岩土工程的隐蔽性特征,在施工前,应通过勘察手段查明岩土体特征,进而选取相应的施工技术方案进行施工。象:松散地基土注浆加固时,应通过勘察手段查明地基土的成分、粒径大小、密实程度、渗透系数,进而在施工时选取相应的水灰比、注浆压力、注浆时序及间歇时间,避免因地基土孔隙度过大导致跑浆严重,同时又避免因浆液过浓、压力过小,浆液流动性不足导致注浆不充分,无法达到预定的注浆效果。
2 当前巖土工程勘探工作中存在的问题
2.1 岩土勘探工作开展不规范
因岩土工程的区域性特征,不同区域不同场地的岩土条件具有差异性,故对特定的场地应制定特定的勘探工作,即在收集资料、踏勘现场、了解场地特征后,制定相应的勘察大纲,拟定勘察方案、确定勘察阶段、需采用的勘察手段。
在当前的实际勘察工作中,部分勘察单位过于简化勘察阶段,不注重资料的收集、现场的踏勘,勘察的工作量及精度达不到规范要求,甚至将勘察工作视为程序性工作,忽略勘察工作的严肃性、客观性、重要性。这也导致部分勘察文件无法真实反映场地内岩土条件,误导岩土工程设计及施工,导致施工开挖揭露的岩土条件与勘察文件不符,岩土设计随之变更,影响工程的安全性、工期,并造成工程浪费。
2.2 勘探与设计工作脱节
勘察文件是岩土设计工作的重要依据,只有了解到工程场地岩土体特征、获得相应的岩土参数后,岩土设计工作才能顺利展开。
在实际工程中,勘察单位、设计单位作为同一工程的参建方,经常出现勘察单位提供的勘察资料精度、岩土参数类别无法满足设计单位要求的情况,也经常出现设计单位直接引用勘察单位试算的边(滑)坡剩余下滑力、地基沉降值进行设计,而没有通过相应的计算复核,当设计方案存在调整时,边(滑)坡剩余下滑力、地基沉降值不再与勘察文件中的数值相对应,盲目使用以往的计算结果必将导致安全问题。
为解决这一问题,勘察单位应根据具体项目的设计方案,制定对应的勘察方案,提供设计所需的完整的岩土参数。另一方面,当设计方案发生调整时,勘察单位应及时复核勘察资料是否满足新设计方案的要求。
3 岩土工程勘探技术探索
3.1 充分应用工程物探技术
在勘探工作中,可利用工程物探技术了解场地岩土体特征。象采用钻孔波速测试,以探明岩土的剪切波速特征,为岩土工程设计、结构抗震设计提供必要的计算参数;通过电法勘探,探明岩土体的分层特征;通过地质雷达,解析一定深度范围内的地质异常区域,特别是对于地下空洞、富水区域具有较好的解译。
工程物探作为重要的勘探手段,可以从整体上、宏观上了解场地内岩土条件,筛选出地质异常区,结合钻探手段进行验证,以查明场地内的岩土特征及不良地质情况。由于工程物探采用的是间接、“无创”的方式进行勘探,其具有良好的经济效益和社会效益。
需要重视的是,物探的解译工作需要充分结合场地内已有资料,综合踏勘、钻探资料、现场试验以及室内试验成果,以提高解译工作的准确性。
3.2 加强bim技术在工程勘察中的应用
岩土工程勘探旨在查明场地内岩土条件,为设计、施工提供相应的依据,其关键点在于岩土信息的真实反馈。bim技术可以帮助实现工程信息的集成,从工程的勘察、设计、施工、运行直至工程全寿命周期的终结,各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中,勘探单位、设计单位、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于bim进行协同工作,有效提高工作效率、节省资源、降低成本,实现可持续发展。
将勘探成果中的岩土信息、钻探信息、物探信息输入bim模型数据库中,可以直观地反映勘探工作是否完整,对于设计的关键节点是否充分把握。通过在bim中输入、提取、更新信息,以反映场地内的岩土特征。
岩土工程具有理论与实践结合、区域性和隐蔽性等特征,使其勘探工作具有一定的难度。当前工程建设中,部分勘探单位的勘探工作开展不规范,勘探精度和深度达不到要求,勘探工作与设计脱节,这将严重影响工程的安全性、经济性。勘探工作应根据实际工程情况,编制相应的勘察方案,严格按照规范予以实施。在具体工作中,可充分应用物探技术、bim信息模型技术,查明场地内岩土条件,并将其模型化、可视化,突出存在不良地质条件的薄弱区域,以便针对性地进行设计,即满足工程安全,又实现良好的经济效益。