巖土工程技術(shù)的工程建設(shè)價(jià)值

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摘要：國(guó)內(nèi)工程建設(shè)方面缺少對(duì)巖土工程技術(shù)重要性的認(rèn)識(shí)，通過對(duì)巖土工程技術(shù)在工程建設(shè)各個(gè)方面中的應(yīng)用進(jìn)行介紹，認(rèn)清巖土工程技術(shù)在工程建設(shè)中的地位，并通過巖土工程技術(shù)如何在工程建設(shè)過程中解決工程疑難問題的案例，展示巖土工程技術(shù)在工程建設(shè)中的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：工程建設(shè)；巖土工程學(xué)；巖土工程技術(shù)

1概述

新中國(guó)成立以來，我國(guó)大規(guī)模的工程建設(shè)經(jīng)歷了多輪發(fā)展，特別是近40年來的改革開放，促使我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)突飛猛進(jìn)?；仡櫉o數(shù)偉大的工程建設(shè)項(xiàng)目，無一不伴隨著巖土工程問題，例如地鐵工程問題、建筑基坑工程問題、邊坡滑坡工程問題和建筑物沉降、開裂、傾覆、倒塌問題等等都是巖土工程問題。針對(duì)如何科學(xué)有效的解決這些問題，諸多學(xué)者利用地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)以及基礎(chǔ)工程學(xué)的知識(shí)和前人長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累，在20世紀(jì)60年代，在歐美國(guó)家率先形成一門解決此類問題的學(xué)科，這個(gè)學(xué)科就叫做巖土工程學(xué)，而利用巖土工程學(xué)知識(shí)解決建設(shè)工程問題的方法就叫做巖土工程技術(shù)[1]。巖土工程技術(shù)隨著巖土工程學(xué)的發(fā)展，目前已經(jīng)應(yīng)用到廣大的工程建設(shè)當(dāng)中，并衍生出諸多門類，按工程管理角度分可分為巖土工程勘察技術(shù)、設(shè)計(jì)技術(shù)、施工技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和巖土工程管理技術(shù)等；按技術(shù)類型又分為地基基礎(chǔ)工程技術(shù)、基坑工程技術(shù)、邊坡工程技術(shù)、硐室工程技術(shù)、環(huán)境巖土工程技術(shù)等[2]。

2工程建設(shè)各階段中的巖土工程技術(shù)

一般工程建設(shè)包括以下階段[6]：

2.1建設(shè)工程前期階段

建設(shè)工程前期階段主要工作在于項(xiàng)目建議書，可行性研究報(bào)告，項(xiàng)目開發(fā)的產(chǎn)品策劃等。從傳統(tǒng)意義的項(xiàng)目管理中基本看不到巖土工程技術(shù)在其中的作用，但是，項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告中對(duì)于項(xiàng)目所在地所處的區(qū)域地質(zhì)情況的調(diào)查分析直接關(guān)系到項(xiàng)目建議及項(xiàng)目策劃。在這一階段利用到主要巖土工程技術(shù)是巖土工程勘察技術(shù)和巖土工程測(cè)試技術(shù)，對(duì)于大型基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，特別是公路、鐵路、港口、核電等重要工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)控制，如果可行性研究勘察出現(xiàn)漏洞或錯(cuò)誤會(huì)對(duì)整個(gè)工程后續(xù)的工程建設(shè)造成決策上的失誤和經(jīng)濟(jì)上的重大損失，可見巖土工程技術(shù)運(yùn)用是否得當(dāng)決定了整個(gè)項(xiàng)目的成本控制和后期使用效果。

2.2建設(shè)工程設(shè)計(jì)階段

在建設(shè)工程設(shè)計(jì)階段與巖土工程技術(shù)相關(guān)的主要工作包括：巖土工程勘察和巖土工程設(shè)計(jì)的實(shí)施；具體涉及的工作涵蓋了巖土工程的各種技術(shù)類型，一般項(xiàng)目包括地基基礎(chǔ)工程技術(shù)、基坑工程技術(shù)、邊坡工程技術(shù)等巖土工程技術(shù)。首先是如何選擇一家合格的巖土工程勘察或者巖土工程設(shè)計(jì)單位，這需要對(duì)巖土工程技術(shù)有較專業(yè)的了解。其次在巖土工程勘察過程中勘察單位需要運(yùn)用合理的勘察技術(shù)才能準(zhǔn)確地提供相應(yīng)的巖土工程參數(shù)和地層分布情況。最后在巖土工程設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)單位需要對(duì)勘察單位提供的勘察資料進(jìn)行分析，運(yùn)用地基基礎(chǔ)技術(shù)的選擇合理的基礎(chǔ)型式，運(yùn)用基坑工程技術(shù)提供合理的基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案等。

2.3建設(shè)工程施工階段

在建設(shè)工程施工階段主要關(guān)系到巖土工程施工技術(shù)。這其中主要包括樁基施工技術(shù)、基坑圍護(hù)施工技術(shù)、邊坡施工技術(shù)、硐室施工技術(shù)、路基施工技術(shù)等，如何在對(duì)應(yīng)的工程中合理的選擇巖土工程施工單位，以及如何在施工中控制好巖土工程技術(shù)的運(yùn)用以及巖土工程施工質(zhì)量的控制，將巖土工程勘察技術(shù)、巖土工程設(shè)計(jì)技術(shù)與巖土工程施工技術(shù)有機(jī)結(jié)合，形成合理的巖土工程管理體系，實(shí)現(xiàn)不同維度的巖土工程專項(xiàng)技術(shù)的合理交織，使建設(shè)工程順利進(jìn)行。

3工程建設(shè)中常見的巖土工程技術(shù)問題

3.1巖土工程勘察的報(bào)告質(zhì)量

巖土工程勘察是建設(shè)工程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，決定了整個(gè)工程的巖土工程設(shè)計(jì)是否合理。但巖土工程勘察的重要性并沒有得到應(yīng)有的重視。由于當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境、技術(shù)水平、質(zhì)量監(jiān)控等方面的缺陷，導(dǎo)致了巖土工程勘察技術(shù)存在種種弊端，主要表現(xiàn)在分析不準(zhǔn)確，建議不合理，原始數(shù)據(jù)存在可疑點(diǎn)。如果以這樣得出的勘察報(bào)告作為設(shè)計(jì)依據(jù)，設(shè)計(jì)單位往往選用本地區(qū)最為保守的設(shè)計(jì)方案，造成大量不必要的浪費(fèi)。因此，為了控制成本和風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)從源頭上抓起，充分重視巖土工程勘察的準(zhǔn)確性。

3.2巖土工程設(shè)計(jì)的人員素質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)

由于我國(guó)當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)管理模式，目前巖土工程設(shè)計(jì)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要由結(jié)構(gòu)工程師所承擔(dān)，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的教育背景、工程經(jīng)驗(yàn)，在巖土工程設(shè)計(jì)方面總體表現(xiàn)為完全依賴巖土工程勘察報(bào)告，無法根據(jù)自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)去判斷、選取。再加之上述的巖土工程勘察報(bào)告質(zhì)量的原因，巖土工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量更加讓人擔(dān)憂。另外，隨著建筑物向更高更大的方向發(fā)展，建筑物下的基礎(chǔ)也不斷向著更深更寬摸索，地基的復(fù)雜性和多變性大于結(jié)構(gòu)，且不同地區(qū)的地層千差萬別，巖土工程設(shè)計(jì)不僅僅是簡(jiǎn)單的公式計(jì)算，更需要設(shè)計(jì)人員的長(zhǎng)期工程經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)意識(shí)。

3.3巖土工程設(shè)計(jì)的理念

在當(dāng)前的巖土工程設(shè)計(jì)中主要存在幾個(gè)問題：①只計(jì)算基礎(chǔ)的承載力忽略了地基自身承載力；②選用的巖土工程參數(shù)是長(zhǎng)期以來最保守經(jīng)驗(yàn)值，但實(shí)際承載力大大高于推薦值；③選用的土體承載力往往偏小，本來可以使用天然地基的也選擇了結(jié)構(gòu)方式來代替。然而，按照現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范，巖土工程設(shè)計(jì)參數(shù)的使用可以很靈活，但一般設(shè)計(jì)選用時(shí)卻太過于保守，并且在設(shè)計(jì)概念上也不很清楚。正是由于當(dāng)前傳統(tǒng)的巖土工程設(shè)計(jì)技術(shù)落后于工程實(shí)踐，造成了樁基的種種不合理。

3.4巖土工程施工的管理

由于目前國(guó)內(nèi)巖土工程施工單位為了獲取施工任務(wù)，在投標(biāo)報(bào)價(jià)時(shí)按成本價(jià)投標(biāo)，較低的價(jià)格就必然會(huì)使用素質(zhì)較差的勞務(wù)班組，且一旦現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控不到位，施工單位就會(huì)“偷工減料”，從而出現(xiàn)了大量的“豆腐渣工程”。而目前的監(jiān)理單位，素質(zhì)層次有限，對(duì)巖土工程技術(shù)知之甚少，在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控管理時(shí)，很難把握住施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，卻在一些細(xì)節(jié)、表面上花了很大的精力，屬于典型的“舍本逐末”。

4體現(xiàn)巖土工程技術(shù)價(jià)值的工程案例

昆明某高層建筑地上33層，地下1層，為剪力墻結(jié)構(gòu)，在正常使用過程中發(fā)生了傾斜，傾斜率大于1%，通過對(duì)巖土工程勘察報(bào)告和樁基施工記錄進(jìn)行研究，應(yīng)用改進(jìn)型高強(qiáng)反力架和錨桿靜壓鋼管樁等巖土工程施工技術(shù)完成了國(guó)內(nèi)首項(xiàng)不均勻沉降及傾斜超高層在正常使用期間的基礎(chǔ)加固施工。施工過程中在不足3米高的地下二層空間完成了300余根22-24米長(zhǎng)的Φ426鋼管樁，壓樁反力高達(dá)500t。該項(xiàng)目應(yīng)用了基礎(chǔ)工程變剛度調(diào)平理念，通過多方位的巖土工程設(shè)計(jì)和施工技術(shù)有效的解決了不同樁型、不同樁長(zhǎng)的承載力、沉降及底板強(qiáng)度的驗(yàn)算。合肥某48層超高層住宅小區(qū)引入巖土工程咨詢團(tuán)隊(duì)，從地塊的方案設(shè)計(jì)階段介入，由巖土工程咨詢公司提供勘察方案，協(xié)助建設(shè)單位選擇合適的勘察設(shè)計(jì)單位。勘察過程中通過先進(jìn)的巖土工程技術(shù)理念提供了準(zhǔn)確的巖土工程參數(shù)，并提供合理的地基基礎(chǔ)方案。在設(shè)計(jì)過程中，采用先進(jìn)的巖土工程計(jì)算理念和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)巖土設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)[6]。在施工階段全過程由咨詢公司指導(dǎo)監(jiān)理單位，現(xiàn)場(chǎng)獲得巖土工程施工第一手資料，隨時(shí)解決工程施工中的問題，通過現(xiàn)場(chǎng)巡視和專門指導(dǎo)的方式糾正施工中的錯(cuò)誤。通過運(yùn)用一整套巖土工程技術(shù)支持，取得了較好的成本控制成果和進(jìn)度控制成果，該項(xiàng)目約20萬平方米建筑面積較周邊同類項(xiàng)目每平米在巖土工程方面節(jié)約150元，整個(gè)項(xiàng)目巖土工程方面節(jié)約近3000萬元，工期共節(jié)約3個(gè)月[6]。

5結(jié)論和展望

①巖土工程學(xué)是一個(gè)形成較晚的實(shí)踐科學(xué)，巖土工程技術(shù)是受巖土工程學(xué)指導(dǎo)的一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)，是一切工程建設(shè)項(xiàng)目的支撐性技術(shù)。②巖土工程技術(shù)在工程建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域和各個(gè)階段都有著極其重要的地位和作用。③在解決工程建設(shè)中遇到的巖土問題時(shí)，要緊緊依靠巖土工程理論，在原有巖土工程技術(shù)的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新、不斷改進(jìn)，可以克服困難解決工程難題。④巖土工程技術(shù)是一個(gè)完整的技術(shù)體系，巖土工程需要將勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)、檢測(cè)等技術(shù)進(jìn)行一體化發(fā)展，對(duì)項(xiàng)目全面服務(wù)[5]。⑤巖土工程技術(shù)在巖土工程理論的指導(dǎo)下可以在更多新的領(lǐng)域進(jìn)行積極的探索，如環(huán)境巖土工程技術(shù)、綠色節(jié)能巖土工程技術(shù)等。

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作者:張力 單位:上海長(zhǎng)凱巖土工程有限公司