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巖土工程地質(zhì)勘察設計過(guò)程中必須注意的幾個(gè)問(wèn)題
巖土工程勘察設計不僅需要理論指導與分析,還需要豐富的工程經(jīng)驗,文章就巖土工程地質(zhì)勘察設計過(guò)程中必須注意的幾個(gè)問(wèn)題展開(kāi)探討。
一、進(jìn)行巖土工程勘察階段應注意的問(wèn)題
對地質(zhì)的分析與評價(jià)應貫穿于巖土工程設計與施工的全過(guò)程:地質(zhì)條件決定了設計過(guò)程中選取的工程方法,決定了工程方法中各項措施的力度,決定了施工方法的選擇。但是由于地質(zhì)條件的復雜性,要求地質(zhì)勘察工作完全滿(mǎn)足設計需要是不可能的,特別是在當前公路地質(zhì)勘察方面有時(shí)為了趕工期,節約勘察經(jīng)費,不遵循正常的地質(zhì)勘察程序以及忽視現場(chǎng)勘察管理和忽視對各種勘察資料的綜合分析等等條件下更是如此,因此巖土工程勘察設計不僅需要理論指導與分析,還需要豐富的工程經(jīng)驗,進(jìn)行巖土工程地質(zhì)勘察過(guò)程中必須注意如下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)區分“巖石(巖塊)”與“巖體”之間物理力學(xué)性質(zhì)的差別實(shí)驗室檢測的數據一般為巖石的物理力學(xué)性質(zhì),而設計需要的一般是巖體的物理力學(xué)性質(zhì),是考慮巖體內部節理裂隙后的綜合參數,較巖石的值低很多,可以根據一些經(jīng)驗換算,但是最好的方法是現場(chǎng)測試。
(2)區分“巖體”與“軟弱結構面”之間物理力學(xué)性質(zhì)的差別對于邊坡穩定分析我們更關(guān)心巖土體中的大型軟弱結構面或不同地層接觸面的情況,一般其物理力學(xué)性質(zhì)要比巖體綜合值更低。
(3)區分“原狀土體”物理力學(xué)參數與“設計取值”之間的關(guān)系巖土體物理力學(xué)參數測設比較注重原狀測試,因為這更能反映真實(shí)情況,但是由于降雨及地下水活動(dòng)會(huì )大大惡化巖土體的物理力學(xué)參數,如果原狀測設沒(méi)有在相應條件下進(jìn)行,直接將原狀測試值當作設計取用,也可能使工程處于極其危險的狀況。
(4)重視對工程影響區域內的巖土層分布狀況的勘察巖土工程措施是在三維區域內實(shí)施,如錨桿、錨索以及防護樁等,其可靠性與穿越的每一巖土層物理力學(xué)性質(zhì)及其分布狀況有關(guān)。
(5)重視對工程影響區域內的巖土層物理力學(xué)性質(zhì)的全面勘察,如:容重、孔隙比、地基承載力、極限模阻力、內摩擦角、內聚力、彈性模量、波松比等等,具體內容以及實(shí)驗方法應根據地質(zhì)狀況以及具體的工程措施確定。
二、進(jìn)行巖土工程設計階段應注意的問(wèn)題
巖土工程設計作到“可行”比較簡(jiǎn)單,但是作到“合理”則很困難,因為它不僅依賴(lài)地形條件與地質(zhì)條件,而且還依賴(lài)施工方法。進(jìn)行巖土工程項目設計首先必須根據地質(zhì)狀況擬訂初步設計方案,根據初步設計方案制定施工方法,根據施工方法驗算設計方案的可行性,最后將詳細的設計方案、施工方法與施工要求作為設計文件一并提交,在施工過(guò)程中還必須時(shí)時(shí)跟蹤,發(fā)現地形地質(zhì)變化較大還應及時(shí)變更設計。在進(jìn)行巖土工程項目設計過(guò)程中要注意如下幾點(diǎn):
(1) 注意進(jìn)行多種方法的比選。首先應保證方法的有效性,然后選擇方法的經(jīng)濟性。如在巖層中錨桿加固比擋土墻效果好;在土層中防護措施與削減坡度結合采用比單純增強加固措施效果好,預應力錨索與抗滑樁結合比單純采用抗滑樁效果好。
(2)注意對工程永久安全度的認識。土體的蠕變變形作用、錨桿的銹蝕作用、預應力的松弛作用以及土體遇水軟化均會(huì )對防護結構的永久安全度產(chǎn)生較大的削弱。
(3)當需要加強防護措施時(shí)要注意分清加強措施的真偽。在某些條件下,加強防護措施可能并不能增加防護安全度,如僅僅增加錨桿直徑或提高錨桿密度而不增加錨桿長(cháng)度;增加錨桿長(cháng)度而減小成孔直徑;增加預應力錨桿的總體長(cháng)度與強度但未相應增加錨固長(cháng)度;承受水平荷載的樁增加長(cháng)度而不增加直徑;錨桿、錨索及樁未穿過(guò)滑動(dòng)面或穿過(guò)長(cháng)度不夠等等。
(4)注意對環(huán)境影響的評價(jià)。巖土體開(kāi)挖一般要引起附近地表沉降變形,施工爆破在附近產(chǎn)生較大的震動(dòng)與噪音以及引起地下水位出現較大變化而使附近地下水減少、地表水體不能長(cháng)時(shí)間保持等等。
(5)在設計過(guò)程中必須提出施工質(zhì)量檢查措施和設計變更條件,這是由于現場(chǎng)地形地質(zhì)條件復雜多變而保證巖土工程施工質(zhì)量所必須的。
因此,對路線(xiàn)走向的比選以及對構造物方案的比較不僅僅是一個(gè)經(jīng)濟比較問(wèn)題,應該從工程可行性、工程安全度、環(huán)境保護以及施工質(zhì)量可控制性等等多方面進(jìn)行分析。在工程造價(jià)相差不多的情況下,對于滑坡應以繞避為主,因為滑坡整治不僅工程可行性差,而且整治費用具有較大的不確定性;對于不穩定高邊坡應以短隧道為主,因為隧道在使用安全度以及環(huán)境保護上均占優(yōu)勢;對于高大的圬工類(lèi)擋土墻應以鋼筋混凝土結構為主,因為鋼筋混凝土結構在工程可靠性以及施工質(zhì)量可控制性上占較大優(yōu)勢;對于橋涵等構造物的擴大基礎,如果驗算安全系數接近容許值,且地基承載力具備弱化的潛力時(shí)要特別注意,因為巖土體的承載能力大小的確定不僅施工過(guò)程中可驗證性差,而且依賴(lài)于工程人員的技術(shù)水平。
一、進(jìn)行巖土工程勘察階段應注意的問(wèn)題
對地質(zhì)的分析與評價(jià)應貫穿于巖土工程設計與施工的全過(guò)程:地質(zhì)條件決定了設計過(guò)程中選取的工程方法,決定了工程方法中各項措施的力度,決定了施工方法的選擇。但是由于地質(zhì)條件的復雜性,要求地質(zhì)勘察工作完全滿(mǎn)足設計需要是不可能的,特別是在當前公路地質(zhì)勘察方面有時(shí)為了趕工期,節約勘察經(jīng)費,不遵循正常的地質(zhì)勘察程序以及忽視現場(chǎng)勘察管理和忽視對各種勘察資料的綜合分析等等條件下更是如此,因此巖土工程勘察設計不僅需要理論指導與分析,還需要豐富的工程經(jīng)驗,進(jìn)行巖土工程地質(zhì)勘察過(guò)程中必須注意如下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)區分“巖石(巖塊)”與“巖體”之間物理力學(xué)性質(zhì)的差別實(shí)驗室檢測的數據一般為巖石的物理力學(xué)性質(zhì),而設計需要的一般是巖體的物理力學(xué)性質(zhì),是考慮巖體內部節理裂隙后的綜合參數,較巖石的值低很多,可以根據一些經(jīng)驗換算,但是最好的方法是現場(chǎng)測試。
(2)區分“巖體”與“軟弱結構面”之間物理力學(xué)性質(zhì)的差別對于邊坡穩定分析我們更關(guān)心巖土體中的大型軟弱結構面或不同地層接觸面的情況,一般其物理力學(xué)性質(zhì)要比巖體綜合值更低。
(3)區分“原狀土體”物理力學(xué)參數與“設計取值”之間的關(guān)系巖土體物理力學(xué)參數測設比較注重原狀測試,因為這更能反映真實(shí)情況,但是由于降雨及地下水活動(dòng)會(huì )大大惡化巖土體的物理力學(xué)參數,如果原狀測設沒(méi)有在相應條件下進(jìn)行,直接將原狀測試值當作設計取用,也可能使工程處于極其危險的狀況。
(4)重視對工程影響區域內的巖土層分布狀況的勘察巖土工程措施是在三維區域內實(shí)施,如錨桿、錨索以及防護樁等,其可靠性與穿越的每一巖土層物理力學(xué)性質(zhì)及其分布狀況有關(guān)。
(5)重視對工程影響區域內的巖土層物理力學(xué)性質(zhì)的全面勘察,如:容重、孔隙比、地基承載力、極限模阻力、內摩擦角、內聚力、彈性模量、波松比等等,具體內容以及實(shí)驗方法應根據地質(zhì)狀況以及具體的工程措施確定。
二、進(jìn)行巖土工程設計階段應注意的問(wèn)題
巖土工程設計作到“可行”比較簡(jiǎn)單,但是作到“合理”則很困難,因為它不僅依賴(lài)地形條件與地質(zhì)條件,而且還依賴(lài)施工方法。進(jìn)行巖土工程項目設計首先必須根據地質(zhì)狀況擬訂初步設計方案,根據初步設計方案制定施工方法,根據施工方法驗算設計方案的可行性,最后將詳細的設計方案、施工方法與施工要求作為設計文件一并提交,在施工過(guò)程中還必須時(shí)時(shí)跟蹤,發(fā)現地形地質(zhì)變化較大還應及時(shí)變更設計。在進(jìn)行巖土工程項目設計過(guò)程中要注意如下幾點(diǎn):
(1) 注意進(jìn)行多種方法的比選。首先應保證方法的有效性,然后選擇方法的經(jīng)濟性。如在巖層中錨桿加固比擋土墻效果好;在土層中防護措施與削減坡度結合采用比單純增強加固措施效果好,預應力錨索與抗滑樁結合比單純采用抗滑樁效果好。
(2)注意對工程永久安全度的認識。土體的蠕變變形作用、錨桿的銹蝕作用、預應力的松弛作用以及土體遇水軟化均會(huì )對防護結構的永久安全度產(chǎn)生較大的削弱。
(3)當需要加強防護措施時(shí)要注意分清加強措施的真偽。在某些條件下,加強防護措施可能并不能增加防護安全度,如僅僅增加錨桿直徑或提高錨桿密度而不增加錨桿長(cháng)度;增加錨桿長(cháng)度而減小成孔直徑;增加預應力錨桿的總體長(cháng)度與強度但未相應增加錨固長(cháng)度;承受水平荷載的樁增加長(cháng)度而不增加直徑;錨桿、錨索及樁未穿過(guò)滑動(dòng)面或穿過(guò)長(cháng)度不夠等等。
(4)注意對環(huán)境影響的評價(jià)。巖土體開(kāi)挖一般要引起附近地表沉降變形,施工爆破在附近產(chǎn)生較大的震動(dòng)與噪音以及引起地下水位出現較大變化而使附近地下水減少、地表水體不能長(cháng)時(shí)間保持等等。
(5)在設計過(guò)程中必須提出施工質(zhì)量檢查措施和設計變更條件,這是由于現場(chǎng)地形地質(zhì)條件復雜多變而保證巖土工程施工質(zhì)量所必須的。
因此,對路線(xiàn)走向的比選以及對構造物方案的比較不僅僅是一個(gè)經(jīng)濟比較問(wèn)題,應該從工程可行性、工程安全度、環(huán)境保護以及施工質(zhì)量可控制性等等多方面進(jìn)行分析。在工程造價(jià)相差不多的情況下,對于滑坡應以繞避為主,因為滑坡整治不僅工程可行性差,而且整治費用具有較大的不確定性;對于不穩定高邊坡應以短隧道為主,因為隧道在使用安全度以及環(huán)境保護上均占優(yōu)勢;對于高大的圬工類(lèi)擋土墻應以鋼筋混凝土結構為主,因為鋼筋混凝土結構在工程可靠性以及施工質(zhì)量可控制性上占較大優(yōu)勢;對于橋涵等構造物的擴大基礎,如果驗算安全系數接近容許值,且地基承載力具備弱化的潛力時(shí)要特別注意,因為巖土體的承載能力大小的確定不僅施工過(guò)程中可驗證性差,而且依賴(lài)于工程人員的技術(shù)水平。
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