摘 要：巖土工程設計應以最少的投資，最短的工期，達到設計使用年限內安全運行，并滿(mǎn)足所有預定功能，具有對自然條件的依賴(lài)性、巖土性質(zhì)的不確定性、注重經(jīng)驗特別是地方經(jīng)驗等特性。在巖土工程設計時(shí)，應重點(diǎn)注意如下幾個(gè)方面：一是施工的可操作性和質(zhì)量的可控制性；二是技術(shù)方法的適用性和有效性；三是環(huán)境限制和負面影響；四是基本資料的完整性和可靠性。 

關(guān)鍵詞：巖土工程設計；內涵；特征 

1 巖土工程設計的內涵 

巖土工程設計，我們認為應以最少的投資、最短的工期，達到設計使用年限內安全運行，并滿(mǎn)足所有預定功能，即包括預定功能要求、安全性和耐久性要求、投資和工期的經(jīng)濟性要求等三個(gè)方面。 

設計時(shí)應考慮的因素包括設計使用年限內預定的功能、場(chǎng)地條件、巖土性質(zhì)及其變異性、工程結構特點(diǎn)、施工環(huán)境，相鄰工程的影響、施工技術(shù)條件，設計實(shí)施的可行性、地方材料資源和投資及工期。同時(shí)，注意場(chǎng)地條件，防治災害；合理選用巖土參數；定性分析與定量分析相結合。 

巖土工程的設計需要多方面基礎資料，隨具體工程的需要而異。主要包括如下幾個(gè)方面材料：地形、水文、氣象資料；巖土工程勘察資料；建筑結構資料；其他資料。 

　2 巖土工程設計的特點(diǎn) 

2.1 對自然條件的依賴(lài)性 

巖土工程與自然界的關(guān)系極為密切，設計時(shí)必須全面考慮氣象、水文、地質(zhì)、地下條件及其動(dòng)態(tài)變化，包括可能發(fā)生的自然災害以及由于興建工程改變自然環(huán)境引起的災害，必須特別重視調查研究，做好巖土工程勘察工作。 

2.2 巖土性質(zhì)的不確定性 

巖土參數是隨機變量。不同的測試方法會(huì )得到不同的測試值。差異往往相當大，相互間無(wú)確定的關(guān)系。故在進(jìn)行巖土工程設計時(shí)，不僅要掌握巖土參數及其概率分布，而且要了解測試的方法及測試條件與工程原型條件之間的差別。 

2.3 注重經(jīng)驗特別是地方經(jīng)驗 

近代土力學(xué)與巖石力學(xué)的建立，為巖土工程的計算和分析提供了理論基礎。但由于巖土性質(zhì)的復雜多變，以及巖土與結構相互作用的復雜性，不得不作簡(jiǎn)化，以致預測和實(shí)際之間有時(shí)相差甚遠。鑒于巖土工程計算的不完善，工程經(jīng)驗特別是地方經(jīng)驗，在巖土工程設計中應予高度重視。 

3 巖土工程設計時(shí)應注意如下幾個(gè)方面 

3.1 施工的可操作性和質(zhì)量的可控制性 

優(yōu)秀的設計要有優(yōu)質(zhì)的施工才能成為現實(shí)。當有多種工法可選時(shí)，應盡量選用施工簡(jiǎn)單，便于操作，施工單位熟悉的有經(jīng)驗的工法。設計得過(guò)于復雜，會(huì )降低施工的可操作性。巖土工程多為隱蔽工程，質(zhì)量的控制和檢驗十分重要。挖孔樁的廣泛應用，原因之一是質(zhì)量易于控制。有的工法雖有明顯的優(yōu)勢，但如質(zhì)量不易控制，也只得放棄。例如粉噴樁曾被一些地方封殺，不許使用，就是在于質(zhì)量不易控制。2002年版的《建筑地基處理技術(shù)規范》規定，必須配有計量部門(mén)確認的粉體計量裝置及攪拌深度自動(dòng)記錄儀，就是為了解決粉噴樁質(zhì)量的可控制性問(wèn)題。 

3.2 技術(shù)方法的適用性和有效性 

方案的適用還是不適用，有效還是無(wú)效，是首先應當考慮的。例如，由于軟黏性土的透水性弱，孔隙水壓力難以消散，因此不宜采用強夯法加固，也不宜采用密集的擠土樁。密集擠土樁的擠土效應造成斷樁、歪樁、浮樁的事故屢有發(fā)生。擋土墻背后的填土一般采用無(wú)黏性土，不采用黏性土，不僅是黏性土的壓實(shí)性不易控制，而且孔隙水容易積聚而增加土水壓力。所謂有效性，是指該方法能達到預期的效果。例如：建造在比較軟弱的地基土上，主樓與裙房連成一體的建筑，很難考慮采用天然地基或淺層地基處理。對變形要求嚴格的深基坑，如采用懸臂樁圍護，可能因變形超限而達不到預期效果。某種方法的有效性如何，顯而易見(jiàn)的可以通過(guò)直觀(guān)經(jīng)驗判斷，直觀(guān)經(jīng)驗難以判斷時(shí)，需通過(guò)驗算作出結論。 

3.3 環(huán)境限制和負面影響 

環(huán)境條件是巖土工程設計必須考慮的重要因素。環(huán)境條件越嚴，可選的方案越少。無(wú)論何種方案或工法，一般都是有優(yōu)點(diǎn)，有缺點(diǎn)，有其適用的一面，又可能有某些負面影響。例如：城市中不能采用噪音大的錘擊式預制樁和沉管式灌注樁；泥漿污染城市，某些注漿材料污染地下水；有些施工方法影響人體健康；地下開(kāi)挖和深基坑開(kāi)挖時(shí)，大量抽排地下水，嚴重浪費寶貴的水資源，不符合可持續發(fā)展原則；降落漏斗使鄰近工程產(chǎn)生附加沉降等等。 

3.4 基本資料的完整性和可靠性 

巖土工程設計應有必備的基礎資料。但實(shí)際上，基礎資料不一定每個(gè)項目都十分完整和理想，概念設計時(shí)應充分予以注意。例如巖溶發(fā)育地區地基條件十分復雜，除了威脅工程穩定的洞隙、土洞、塌陷外，基巖面高低不平，變化無(wú)常，雖一柱一孔，也不能完全將基巖面查得清清楚楚。這就要求在此基礎上做的巖土工程設計留出必要的余地，以備施工勘察時(shí)根據具體情況補充必要的處理措施，對方案作必要的局部調整。 

確定天然地基、復合地基、樁基的承載力是個(gè)很復雜的問(wèn)題，載荷試驗被認為是比較可靠的方法，但并非每個(gè)工程都能做到。有些工程仍需要根據土性和經(jīng)驗進(jìn)行設計。 

4 巖土工程的動(dòng)態(tài)設計和應急措施 

由于地質(zhì)條件和巖土參數不易弄清，巖土工程設計常常不能一步到位，事先的定量計算只是一種估計，只有原型實(shí)測才最可靠。因此，需與信息化施工配合，進(jìn)行動(dòng)態(tài)設計。這種設計原則已在邊坡設計，地基基礎設計，基坑設計，堤壩設計，地下工程設計中廣泛應用。 

動(dòng)態(tài)設計的基本方法是：根據已經(jīng)掌握的數據估計算一個(gè)預測目標，例如位移（正演）。施工過(guò)程中利用現場(chǎng)觀(guān)測數據反演設計參數，再用反演所得的參數正演目標，如此反復，一次比一次更趨正確，在這個(gè)過(guò)程中，還可以通過(guò)“施工勘察”核查地質(zhì)條件，調整設計方案和施工程序，保證工程安全和經(jīng)濟， 并滿(mǎn)足所有預定功能，即包括預定功能要求、安全性和耐久性要求、投資和工期的經(jīng)濟性要求等三個(gè)方面。 

參考文獻 

[1] 常士驃.工程地質(zhì)手冊（第四版）[M].中國建筑工業(yè)出版社，2007. 

[2] 陳希哲.土力學(xué)地基基礎（第三版）[M].清華大學(xué)出版社，2004.