关键词:岩土工程;可标准化技术;不可标准化技术
Abstract:thegeotechnicalengineeringtechnologycanbedividedintotwokinds,onekindistechnologycanbestandardizedwork,todevelopspecificstandards,accordingtothestandard;Anotherkindisthetechnicalworkcannotbeimplementedstandardization,theengineerisaccordingtospecificconstructionrequirementsandconstructionofthevarioussituationanalysisandjudgment,eventuallydoadjustmeasurestolocalconditions,theconcreteanalysis.
Keywords:geotechnicalengineering;Butstandardizationtechnology;Donotstandardizedtechnology
中图分类号:K826.16文献标识码:A文章编号:
1、可标准化的技术工作
1.1概述
在岩土工程的技术当中,有一些工作时可以指定相关的标准和规范的,像一些施工方法、分析计算方法、分类和试验等,对于一些常用的术语、基本分裂和计量单位等都有统一的标准,在一些行业内才有共同的规范,才能正常的进行交流,有了相关的规范,才有相应统一的标准,才能进行技术成果的比较,虽然工程中所使用的施工工艺和方法都各不相同,但是一些常用的施工方法是可以描述出来并将其标准化的。
1.2可标准化技术工作的特点
工作人员要严格安全相关的标准进行操作,这样就不会承担过大的决策风险。虽然在施工过程中,测试、检测以及监测等工作通过相应的技术人员来进行,但他们通常不用进行推理和判断,也不用进行创新,按照相关的要求进行就可以了。
在可标准化化的技术工作中,通常会有一些和工程质量、人身安全和环境等技术问题。而这些问题又和重要和特殊,必须要通过国家的相关主管部门进行严格的控制。我国和国外的这方面的技术相比,还没有相关的技术法规,而是通过一些强制性的标准进行规范的。这通常不光是技术方面的问题,还涉及到国家相关方针政策的考虑,这些方针政策一旦,执行和监管的力度将会更大。
2、不可标准化的技术工作
由于岩土工程中有很多的不确定性,一些技术工作难以进行标准化,只能是通过工程师针对具体情况进行综合的判断,进而进行综合的决策。这一类技术工作相对来说具有一定的风险性。需要工程师具有较强的专业知识和灵活掌握各种技术,才能保证决策的科学合理性。
目前对于这一类技术问题的认识,站在不同的角度要求都各不相同。一些管理人员和施工的审查人员希望做的越细致越好,这样对他们进行操作和检查都比较方便,而过分的细致和具体不利于施工过程中一些特殊情况的决策,导致工程师过分依赖规范,造成了一定的腹满影响,在施工过程中规范中的内容和实际工程中的不相符合,没有对地质条件和实际工程需要进行考虑的空间,而岩土工程本来就是比较复杂而且风险较大的专业,这些问题本来就是无法进行标准化的,如果过分依赖规范,虽然减小了工程师的风险,但总有风险的承担方,这要就要求必须在认识上要统一。
鉴于这宗情况,对这些难以标准化的技术工作,在规范中不应该细致具体化,起原因是:①对于本来就很难进行标准化的岩土工程问题强制性进行了统一的规定,这本来就违反了事物的客观发展规律,这就违背了科学发展观。我国地域面积大,地形和地质条件都复杂多样,如果在施工中按照统一的标准执行,难免会出现不合理的地方,虽然使得工程变的简单了,但有可能会出现更严重的问题,导致工程存在安全隐患,这样就造成了工程浪费;②勘查时岩土工程施工中很重要的工作,它具有极强的技术性,设计师在设计时要根据工程的要求和具体的条件,同时要有较强的创新性。如果规定规范的太过僵硬,这样就不利于工程师充分发挥主观能动性,不利于采用新技术,在一定程度上制约了岩土工程的技术的发展和进步;③如果规定的过分细致和死板,可能导致设计师在进行设计时过分依赖规范,一些不负责任的工程师就不对一些不确定的问题进行深入的研究和综合分析,这样虽然给工程师省了不少事,也不用承担一些相应的风险。这样的话,工程师就没有积极性,时间一长,可能自身的技术水平也就下降了,本来有的理论和实践的经验由于在设计时没有得到运用,却成了只会通过规定进行进行操作的机器,不利于岩土工程的发展和进步。
3、岩土工程技术的约束机制
通过分析可以表明,对于难以标准化的技术工作,就不用指定一些规范和标准,就、由岩土工程师进行综合判断,自行承担相应的责任。但在实际中,该技术工作相当复杂,有很多不确定的因素,一旦处理不好,很有可能导致一些不必要的浪费,甚至给工程带来安全隐患,所以就要求岩土工程师要有很强的专业素质和道德素质,才能从根本上保证判断决定的正确合理。专业素质相对来说比较容易保证,而想要保证工程师的道德素质,就必须要有相应的约束机制来保证。
我国目前处于市场经济发展的初级阶段,各方面和一些发达国家相比,还是有一定的差距的,法制不够健全,社会的诚信也存在很多的问题。在这种社会环境中,如果将不能标准化的问题交给工程师处理,难免会不放心,这样就需要建立和完善多层约束机制,进而不断实现预期的目标。
根据岩土工程的自身特点,对技术工作的约束可以分成三层:①首先是有关岩土工程的质量和人身安全和公共利益等非常重要的问题,对这些问题应该有国家相关的主管部门进行直接的监督,同时不断对一些强制性的条款进行完善,使其具有系统性和实用性;②进行弹性约束,将一些相关的标准体现在合同里面,如果乙方没有遵循合同中的约定,甲方可以根据合同合理的追究相应的责任,通过市场的机制进而得到实施;③对于难以标准化的技术工作,对现有的比较死板的规定进行弱化,规定的灵活一些,将相应的工作经验作为以后工作中的参考借鉴的依据而不是死板的规定。工程师就可以充分发挥自己的主管能动性,充分发挥自己的才能,施展自己的才华,工程师自主决策处理,自己承担风险,培养他们良好的职业道德素养,通过自己的信誉和处理问题的能力来提高自身的竞争力,这时,主管部门就可以根据实际情况,逐渐放松控制约束。各地区可以根据自然条件和经济的实际发展水平采取科学合理的方法。
4、岩土工程技术的发展
我国岩土工程技术应该建立发展岩土技术的专门学科,同时要积极推行有中国自己特色的岩土工程体制。岩土工程充分体现了现代科学技术相互渗透的特点,它将很多单一的学科组成了有机的整体,这就具有了一定的优越性。在不改变科学管理的基础上,对岩土工程体制进行改革,深入进行岩土工程技术的研究和推广。使得岩土工程技术和国际上的一些发达国家的相媲美。
结束语
岩土工程是一门应用科学,是给工程建设提供相应服务的,工程建设中所出现的问题就是岩土工程应该研究的问题。根据岩土工程的特点,对岩土工程的管理工作根据不同阶段的特点分层次进行管理,对于可标准化的技术工作要有相对同意的规定标准和规范,对于难以标准化的技术工作,由于有很多不确定的因素,要给岩土工程师以充分的自主决策分析处理空间,使其能充分发挥主观能动性,充分发挥自己的才能,施展才华,不断促进岩土工程新技术的发展和应用,进而推动岩土工程的不断发展,保证岩土工程的质量,为工程建设提供更好的服务,是工程建设能真正提高质量,进而提高企业的经济效益和社会效益。
参考文献
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逆境中长大
殷建华教授的人生经历了曲折、艰苦和成功的喜悦。殷建华教授出身于湖北省崇阳县白霓镇。白霓镇是鄂南因桥而兴的湖北古镇,历史悠久,源远流长,明嘉靖四十年(1561年)邑商熊白霓为方便百姓,捐资建桥于高堤河上,为铭善举,故以“白霓”命名,至今已有四百多年历史。白霓文化深厚,景观璀璨,是中国民间艺术――提琴戏之乡,广泛流传民间叙事诗《钟九闹漕》的产生之地。1977年在该镇大市出土的商代铜鼓,距今已有3000多年历史,成为崇阳古代文明象征。1979年,治内出土的兽面纹提梁卣是青铜艺术瑰宝,镇西南金城山上有宋太史黄庭坚读书的遗迹――金城墨沼,为“崇阳古八景”之一。建于后唐和宋代的崇阳历史上著名的水利工程石枧堰,远陂堰,至今已越千年;三国时期,东吴大将陆逊曾屯兵金城山;清朝晚期,太平天国将士与清军血战歇马山。建于明清时代的石板街,全长317米,青石路、朱大门、马头墙、斗拱楣,雕栏画柱,檐牙高啄,古朴黄雅,巷道曲折,斩纫巳,是中华传统民居之宝贵遗产。
殷建华教授小时候,在石板街上古色古香的居屋长大。他在镇上就读于白霓小学,1968年底随母亲李凤仪和哥哥殷建国从白霓镇下放到堰下乡第一生产队务农,便在这里上金城中学,之后去白霓高中上学,1975年高中毕业后回到堰下乡第一生产队。他在农村种过田,在大市渡槽工地当农民工,之后到青山第三级水电站工地指挥部当文宣员,直到1977年冬季参加“”后的第一次高考,考上重庆建筑工程学院(现并入重庆大学)。
刻苦学习
批判性思维创新性实践
殷建华在重庆建筑工程学院水港系读航道与港口工程专业,以优秀的成绩于1981年底毕业,同年考上中国科学院武汉岩土力学研究所硕士研究生。从师于中国著名的岩土力学袁建新先生、袁先生1948考入土木系――1952年获学士学位。1956年入美国路易维尔大学土木系,1957年获硕士学位并受聘于美国波音飞机公司任副工程师。1958年底,袁建新先生通过印度驻华盛顿大使馆与中国国务院取得了联系,他冲破了重重阻挠,终于经香港于1959年元月抵达祖国。
殷建华在导师袁建新教授的指导下,顺利完成了他的硕士论文《土的非线性剪胀应力-应变模型》。他指出了当时非常流行的用于土石坝和地基有限元分析的邓肯-张非线性应力-应变本构模型中的缺点:此模型不能描述土的剪胀性和剪缩性。由此,殷建华提出了新的土的非线性剪胀应力-应变模型,作了试验验证,并将新的模型用于土石坝和岩土工程限元分析计算分析。
硕士毕业后,殷建华留在武汉岩土力学所工作,任助理研究员。作为“”后培养的第一批硕士生和年青研究人员,他参加了“”后的第一次全国土的剪切强度与本构关系会议。会议在湖北省武当山附近的老河口市召开。在会上,殷建华组织青年论台,积极发言,受到老一辈的欢迎与肯定。
1986年9月,殷建华通过考试与挑选,得到中国科学院的奖学金,被公派到加拿大曼尼托巴大学土木系攻读博士学位。在曼尼托巴大学他所有学的总共6门课,取得3个A+和3个A的优秀成绩,是班上第一名。由此,他得到大曼尼托巴大学外国学生奖学金。他的博士学位研究是在著名的JamesGraham教授指导下完成的。JamesGraham教授曾任加拿大岩土工程学会主席和加拿大岩土工程刊物的主编。殷建华博士论文题目是《土的时间有关的应力应变本构模型》。对于土的时间有关的应力应变特性的建模研究是一个活跃的有着长期历史的研究领域。早期的研究得追溯到十八世纪的Maxwell的流变模型和Kelvin的流变模型,许多中国学者在这个领域上也作出了巨大的贡献。但先前的工作或模型都有一些局限性。殷建华基于前人的工作、科学原理和对土的蠕变行为的基本理解,建立了一个新的一维弹粘塑性本构模型,即非线性流变模型,是对线性的Maxwell的流变模型重大发展。该模型描述了土在一维任意荷载条件下与时间有关的非线性应力应变关系。模型被试验数据验证并用于固结分析中。殷建华教授归纳和阐述了一个重要的土的蠕变特性,即土单元的蠕变率仅与应力-应变状态有关,而与加载路径(或加载历史)无关。该模型在提出之后又进一步得到发展,得到了更广泛的应用。他只用了3年7个月的时间便完成了博士学位课程与研究,取得博士学位。当时在土木系,他是最短时间内取得博士学位的研究生。
博士毕业后,殷建华博士在加拿大东海岸一顾问设计公司工作两年多,后在一研究中心工作两年,于1994年来到香港一顾问设计公司工作,1995年9月加入香港理工大学,从助理教授,副教授,到2002年成为正教授。
殷建华教授现成为香港屈指可数的专业人士、工程师。他的人生之路真实地写满了努力与奋斗!
人们都说,三分天注定,七分靠打拚。殷建华教授的人生恰如其分地演绎了这句话的含义,从而给我们一个有力地启发――做事情也好,做学问也罢,最重要的是靠自己的努力,坚持选择,并拿出坚持不懈的努力和奋斗的勇气!
而这,对于当下那些在生活面前彷徨无助,甚至开始困惑于自己专业选择的年轻学子们,尤其有值得思索的意义。
努力成材学贯中西
2004年7月19日。这一天,殷建华教授应邀回到他曾经读硕士和工作过的中科院武汉岩土力学所,为该所科研人员和研究生作了一场题目为“岩土工程发展过程研究方法、经验总结和个人体会”的学术报告。报告中,殷建华教授从土力学的发展过程、个人的求学经历、生活家庭的变化情况等几个方面向该所在座的师生们作了生动具体的介绍,并号召学生们抓住现在的好机会,努力学习,为国争光。
作为香港理工大学教授,知名的岩土工程师,殷建华教授经常应邀前往各高校作学术演讲或者学术报告,往往能够在高校引起强烈的反响,达到增进友谊、扩大共识、合作交流与共同发展的学术交流目的。但是,在中科院岩土所的这一场学术报告,带给学生们的意义却全然不同。
在中科院武汉岩土力学所学子们的心中,除了在学术的交流中增长见识外,他们的心中更受到一种精神的激励,情不自禁地升起对上进的强烈渴望,因为为他们作学术报告的那一位教授,曾经就是他们的校友――1984年的硕士研究生。殷建华教授于2002年被聘为武汉岩土所岩土力学重点实验室兼职研究员。在殷建华教授的心中,对中科院武汉岩土力学所是充满了感情,所以这样一场学术报告,他将自己的求学经历和学术结合在一起,浓缩了自己这一段学术生涯的风雨历程。那就是,从求学起,殷建华教授就一直用“努力”诠释着自己的人生价值,正如同他自己所说:“人的一生,全靠自身努力,唯有努力不懈,才能成功。”
纵观殷建华教授的求学经历,从学士到硕士再到博士,字面上一切一帆风顺,但是在实际生活中,却是要付出许多努力和汗水。
殷建华教授在大学时选择的专业,就是岩土工程。而岩土工程是一门很博大、很深奥的学问,以大学有限的知识面,去探索里面的奥秘,显然是很艰难的。因为一个系统的科学,就好像源头活水,支流旁支驳杂,衍生出很多很细的专业,让人难以一一追根寻源。殷建华教授坦白说:“在进大学之前,对于这个专业,其实我不大懂。”
但是进了这个专业,真正了解了这个专业博大的系统之后,殷建华教授也依然是坦然面对,在研究生专业的选择上,依然是选择岩土工程,只不过,这个时候经过大学的系统学习,对这个专业有了一个一般的了解,殷建华教授因此朝着专业细化地方向发展。对此,殷建华教授作了一个形象的比喻:“就好像建房子,不是一家两家公司,也不是一个两个专业就可以做出来的。建房子,除了地基和结构,还涉及到建筑学、机械工程、通风等一系列的学问。”
有人说,学习是一颗辛苦、无味的种子,埋藏在你人生路上,你只有用汗水浇灌,才能结出美味可口的果实。的确,在一般人心中,岩土工程这样的专业,每天要与数据打交道,时间长了会觉得索然无味,失去学习的兴趣。殷建华教授在选择武汉的中国科学院研究所之后,也是有过一阵子的迷惑,因为专业的细分远远不是大学时候所学可以比拟的。但是殷建华教授很快爱上了自己的专业,在他看来,这个专业是用来解决实际问题的,并不是很抽象,因此在长时间的学习中,他并没有觉得枯燥。或许是抱着这样的学习心态,加上自身刻苦的努力,殷建华教授取得了自己的进步,取得了让别人看得见的进步。因此在拿到硕士学位之后,得到中科院的选派和奖学金前往加拿大攻读博士学位。
努力付出往往和收获成正比。在加拿大留学的日子,殷建华教授不负众望,拿到了加拿大Manitoba大学优秀外国学生奖学金,所有功课都是班上第一名。之后,殷建华教授顺利地拿到了博士学位,成为一名学贯中西的专家学者。而对于许许多多正在求学的学子们来说,殷建华教授的这一段求学经历,却如同一盏明灯,驱散了那些学生心中的迷惘,激励着学生们努力、努力、再努力。
传道授业不懈求索
古人曰:师者,所以传道授业解惑也;现在我们说:教师是人类灵魂的工程师。从古到今,教师这个职业都是高尚的,受人尊重的。作为一名学贯中西的专家学者,殷建华教授最终将自己的角色定位在教师这个位置上,值得人尊敬。
选择在香港理工大学任教,殷建华教授并不自恃学问高就傲物,而是从低做起,踏踏实实,一步一个脚印,对自己负责,也对自己的学生负责,从助理教授很快升到了副教授,随后又在2002年升为正教授。
职称的飞快提升,是香港理工大学作为一所名牌大学,对殷建华教授最大的肯定;而殷建华教授在教书育人的同时,也真正实现了自己的人生价值,将自己的专业作出了最大的贡献。
当初,获得博士学位后,殷建华教授并没有急于回到国家,而是在加拿大东部城市的一个顾问设计谘询公司和一研究中心分别工作过两年。而移居香港后,也在一个顾问设计谘询公司工作接近一年。可以说,这几年的工作经历,使得殷建华教授所学的理论知识,在实践中得到了很好地印证,也很好地锻炼了自己的能力,更增强自己解决实际问题的能力。而这些,更为他成为一名优秀的教授打下了良好的理论与实际相结合的基础。
据了解,殷建华教授所指导的两大学生毕业论文连续两年(1999-2000年,2000-2001年)被香港工程师学会评为第一名,并得到奖金和证书。殷建华教授介绍说:“我们对教学很重视,也重视跟学生沟通。我们学校教学有一整套系统,很完善,也很出色,所以本科生从我们这里毕业都很有收获,在社会上也很有改变。”
优秀的教师,培养出优秀的学生,但本质上,殷建华教授也是一名优秀的学者。他担任高校联工程师联合会主席,将香港高校的许多工程界的朋友,汇聚在一起,在专业的碰撞间,实现联会对香港、对国家更大的贡献。
可以说,殷建华教授是国际岩土力学界十分活跃的青年专家学者,目前不仅担任国际岩土力学计算方法与进展学会副主席、国际岩土力学与工程学会会员、中国力学学会岩土力学专业委员会委员、中国岩石力学与工程学会及地面岩石力学与工程专业委员会委员、中国地质学会及工程地质专业委员会委员、香港力学学会委员等职务,同时还担任《加拿大岩土工程》学报副主编、国际《岩土力学与岩土工程》学报主编之一,美国《国际岩土力学》学报编委、国际《海洋地球资源与岩土工程》学报编委、《防灾减灾工程学报》编委、《岩土力学与工程学报》编委、《岩土工程界》编委、《结构工程进展》国际杂志编委。
积极参与国内、国际学术的同时,殷建华教授也有自己的学术研究,在科研上取得丰富的成果:首创性地给出等效时间定义和土的一维、三维粘塑性模型,并应用于土体完全耦合的固结分析;首创性地将TimoshenkoBeamModel用于土工布加筋土地基模拟;提出有排水板和用非线性土的本构方程(维弹粘塑性模型)完全耦合的固结分析的有效的有限元方法;首创性地将填海造地工程和土的固结理论及分析与互联网结合。
其中,殷建华教授取得4项专利,出版了2本专着和编辑了3本书籍,发表了300多篇学术论文,其中102篇学术论文在国际科学引文索引数据库中的科学期刊(JournalsinScienceCitationIndex)上发表。
现在,殷建华教授硕果累累,荣誉满身,却依然在学术的海洋里扬帆远航。作为学者、专家、教授,他对年轻人寄语:成功是通过后天的努力――奋斗,尤其在年轻的时候要做到最好。
关键词:建筑工程;质量;技术;岩土勘察;问题;措施
中图分类号:F253.3文献标识码:A文章编号:
岩土勘察,是为了解决和处理工程中与岩土相关的问题,在建设工程中是一项至关重要的工作环节。岩土受多种因素的影响,形成了复杂性和不确定性。岩土勘察对建筑工程来说,是一项需要相关工作人员潜心研究的重要工作。
一、分析岩土勘察现状
国民经济在不断的进步和发展中,带来了众多现代化、超高层的建筑工程,基础建设项目也日益兴建起来。另外,越来越大的开挖深度,决定了在岩土的勘察过程中,不得不废弃一些不能满足施工和设计需求的传统勘察方法和模式,提高了岩土勘查工作的难度系数,笔者总结了以下几种岩土勘察工作中的难题。
1、地质形态方面。主要对地下岩土体的存在空洞、分布形态、地下不明埋藏物体、埋藏的位置和深度等,这些信息、数据的勘察和确定。
2、岩土参数方面。地下岩土体分布和存在位置的特殊性,导致像残积土、风化岩和颗粒土等,某些原状岩土样的获取较为困难。另外,实验室的岩土层试验,岩土设计参数会存在不确定性,或难以确定。
3、技术素质方面。目前,岩土勘察公司、从业人员等,其水平的参差不齐,不了解技术服务对象,缺乏内部技术交流和沟通等情况,影响了技术人员的知识深度。
4、界面划分方面。有关岩土工程的地质构造判定,软弱结构面、不良地质和风化情况的划分等。
5、综合能力方面。专业水平方面存在的差异,导致一部分岩土勘察工作人员对辨别真伪、总结等能力的缺乏,资料的分析和整理、利用等方面的能力较弱。
二、软土地基的勘察措施
1、地质勘察措施。
房屋建筑工程,此类工程地质勘察需要与建筑物本身的基本功能和相关特点加以结合,对上部荷载、基础形式和结构类型等方面的数据进行相关分析,结合相关数据分析变形限制以及埋置深度等,为能够进行综合的岩土勘察工作提供保障。充分论证需要足够的岩土地质勘察深度提供基本保证;地质勘察范围要能够满足建筑物相互影响相关因素的基本需要;充分调查研究,查阅周边建筑的岩土工程资料,节省投入;不能正确判读地质勘察报告的主要原因是不能将地质勘察报告数据不准确、不全面,或者是错误的情况完全排除。
2、现场检验及监测。
在岩土勘察中,现场检验和监测实施的初始通常需要在高级勘察阶段,由此也被看作是勘察的一种基本方法。而现场检验主要的工作内容,其实就是在施工阶段验证核查之前建筑工程的岩土勘察结果,另外,对岩土工程进行施工监理以及质量控制。现场检测主要是施工作用和荷载对岩土反映性状等方面的监测、施工及运营结构物检测,同时还有监测环境影响方面的内容。通过对岩土勘察的检验和监测资料的利用,实现某些建筑工程岩土工程技术参数等的反求,将其作为重要依据,及时对设计进行修正和完善,促使其经济和技术方面能够得以优化。这项工作大部分都是在施工期间内进行,由于某些特殊要求的建筑工程,或者是存在的不良地质现象对工程有较为重要影响的,须在竣工运营的时期进行,体现出其主要目的——保证工程的质量和安全,同时提高工程的效益。
3、有关地质勘察复勘方面的措施。建筑工程的岩土勘察工作进行过程中,须随时监测或者是检验设计的预期效果,同时控制施工质量。施工勘察的工作开展,在需进行地基处理的基础工程施工过程中进行,在施工前期或者是施工期间,开展论证性的岩土勘察,基于岩土工程的施工技术要求,勘察软土的相关工作需从围绕下面步骤展开和实施。
①软土的形成有不同的因素,通过不同软土的类型以及地基的复杂程度要予以区别对待。利用不同的布置原则,保持勘探点最大间距在30m到50m之间,最小间距在20m到30m之间。
②掀起固结压力前后,变形特性的区别较大,不同固结历史的任务,应力应变关系的特征有所不同。由此,勘察工作的惊醒过程中,需查明软土固结历史,这项工作十分重要,要予以软土的力学性质准确评定,以确定欠固结、正常固结或者是超固结土。
③通常情况下,岩土工程的勘察一般都是采取钻探取样及原位测试相结合的技术手段,标准贯入试验用软土中的砂土层、粘性土等等。在软土地区,较为有效的原位测试方法还是要属静力触探,它能够缩短勘察的周期,减少土工试验、钻探取样等工作量。
④严格评定土层的均匀性;探明岩土的厚度、土性等水平向或垂直向方面的变化规律等;另外,要对软土排水固结条件、沉降的速度以及强度增长等相关的薄层里和夹砂层进行必要的分析和研究。
⑤不能过于简单的按照地基压缩层的设计去进行深度确定,需根据地质条件、建筑特点以及可能的基础类型等进行确定,对可能采取的地基处理方案的要求进行预计。
⑥测定软土力学性质参数。其主要技术有室内土工试验、原位测试、经验简介推算等。根据岩土工程的类别,加上看车阶段的技术手段等,对土的力学参数进行测定。
⑦假设建筑工程的岩土勘察工作中有类似的可靠经验可以遵循,就可利用快速固结试验,增加对变形参数:压缩指数,回弹指数以及压缩系数等方面的测定分析。
4、新技术方面措施。
为了保证建筑工程上勘察到的数据更加准确,也为了操作的方便,我们须不断地进行技术方面的更新和改进。例如:加强多功能静力触探头、标准的灌入实验、波速测试以及静载荷试等相关操作。室内外测试和施工监测的有关新技术,再加上施工监测以及检测技术的相互结合,以便促进更准确、科学的数据获得。此外,为保证岩土工程设计参数的可靠性,须经过认真的分析和对比,建立经验关系,一般以工程师工检测和监测后,所获取的实际测量资料反算的参数作为依据。
总结:城市民用建筑工程的岩土勘察,不仅有其“共同性”,也有一定的“特殊性”。在工程建设中,岩土勘察是基础性非常强的一项工作。想这项工作顺利且高效地完成,需要对建筑工程有关的岩土特征和特点等进行深入、全面的了解;谨慎、认真地判断工程设计、施工的相关依据以及质量的优劣;采用合理、科学的将勘察技术和最新勘察技术加以结合,促进工程建设质量、工期和合理投资,推动勘察技术快速进步。
参考文献:
[1]张航.浅谈岩土工程勘察过程中应注意的问题[J].China’sForeignTrade.2010(14)
岩土工程师解决和研究问题的主要是在地面以下的部分,包括滑坡与边坡的治理、地基基础等地下工程,故低下工程的监理(岩土工程监理)也有其特点:复杂性———非均质的岩土体,特殊性岩土专门的设计、勘察和施工,岩土工程问题复杂;隐蔽性———岩土工程监理的工程是指地面以下部分,即是在隐蔽状态;风险性———非均质的岩土体,面对复杂的环境条件,岩土工程监理的精度通常会因土质等变化造成较大的不确定和风险;独立性———与地面建筑的工艺、技术相比岩土工程需要的知识具有较大的区别,即相对独立性;综合性———岩土工程通常需要兼容力学、地质学、工程结构学等内容,故设计的知识综合性强。
基本准则
岩土工程监理作为有别于建筑工程监理的工作内容,也有其自己的基本准则:总监负责制———和建筑工程监理类似岩土工程也有总监理工程师来负责岩土工程的内容,且需要承担相应工程监理的全部权责;责权一致———岩土工程监理签订的委托合同中,应明确规定的职责和相应的职权;实时监控———尽管岩土工程具有隐蔽性,但其监理还必须做到实时监控,不然岩土工程很难补救。只有这样公平公正、统筹全局的处理进度控制、质量控制和投资控制三者的关系才能有效实现监理工作的以理服人。
相关的法律法规
相关的法律包括《招标投标法》、《建筑法》、《合同法》、《环境保护法》等,法规包括国务院制定《建筑安装工程承包合同条例》、《建设工程勘察设计合同条例》等,以及国家物价局、国家工商行政管理局、建设部等制定的有关法规,常见的有《监理工程师资格考试和注册试行办法》、《工程建设监理规定》》等,还有相关的地方性有关法规。
常见问题
1岩土监理机构和人员方面的问题
现今施工现场基本是未注册岩土工程师资格的专业人员,其很少有岩土工程师,绝大部分是土木工程师。而监理公司或监理项目部通常是临时配备岩土工程方面的监理人员,对诸如桩土复合地基工程或各类桩基础等岩土工程专业性要求较高的工程,也为配备专业人员,这样的结果可想而知,现今出现的大部分问题都出自于监理人员专业知识不够,无法处理复杂情况。
2岩土工程施工阶段的问题
当前,工程监理单位是在建筑工程的技术、经济指标明确的情况下才确定的,故岩土工程监理基本就只是在工程施工阶段,这样监理过程就出现了岩土工程设计、勘察内容方面的空白,更无法涉及前期策划、立项的介入和决策,表现的就是严重的介入滞后问题。另外,当前的岩土工程监理都是借用地上建筑工程监理的模式和方法,对钢筋混凝土工程的控制倾向性强,未实行专项的监理制度。
结论和建议
岩土工程的专业监理工程师,其不仅是监理工程师更是岩土工程师,只要这样岩土工程监理发展才会向正确的道路上发展,对于目前存在的问题和发展状态,提出以下几条发展建议:
1加强相关专业人员的培训,不断改进专业监理水平,培养更多复合型、综合型的监理人员,为监理工作发展提高保障。
2不断完善法规体系。岩土工程监理的技术和行政法规并不健全,造成其地位和工作内容的不明确。必须不断加快立法内容,实现有法可依和依法监理。
3加强相关岩土监理的理论的研究,形成更为完善的理论体系。
关键词:勘察关键高层建筑岩土工程
中图分类号:TU470.2文献标识码:A文章编号:1674-098X(2014)05(a)-0060-02
作为高层建筑建设过程中不可或缺的一个环节,岩土地层的勘察工作非常重要。虽然勘察没有参与到建设过程中去,但勘察的全面和深入关乎到高层建筑的基础安全,对整个工程建设具有重大的影响。所以,要重视岩土工程的勘察工作。
1高层建筑岩土工程勘察的基本要求
1.1地基承载力
地基承载力的评价原则有两个,一是满足极限稳定值,二是不能超过容许沉降量。确定地基承载力是一个复杂的工作过程,要依据地区情况进行荷载试验,并通过公式和原位测试计算后方可得出。如果承载力不满足要求,就应该对地基进行深入处理,在处理前要指定明确的设计参数。
1.2变形和倾斜
对地基土在纵横两个方向的不均匀性进行勘查,为地基变形验算打下基础。
2高层建筑岩土工程勘察的关键问题
2.1钻孔深度
勘查规范有所规定,在使用箱基或筏基时,勘察孔的深度要大于压缩层的下限,一般情况下孔深能够控制主要的受力层。其具体的计算公式为:D=d+αβb。其中,D指代勘探孔的深度,d指代基础埋深;α指代土层的压缩系数,取值见表1;β指代高层建筑基底压力系数,甲级取1.1、乙级取1.0;b指代基础的宽度。在使用桩基或墩基时,勘察孔的深度应该达到压缩层的计算深度,一般情况下孔深进入持力层3~5m。
分析以上规定可以得知,勘察的深度由三个因素决定,分别是基础埋深、淤积桩长、压缩层深度。对基础埋深而言,由于数据可以预估,因此能够当作已知值。对预计桩长而言,根据荷载的大小、当地的地质情况资料、附近建筑经验,来预估桩的分布、类型、桩长等。对压缩层深度而言,国标地基规范、地方规范等都有不同的计算方法,但主要的计算参数都是基础宽度。实际上,这种计算方法并不科学,比较直观可靠的方法是应力控制法。而且,在计算过程中,应该注意以下几点:第一,考虑到地下水的浮力对附加压力的消减作用,土层如果在水位线以下,在计算土层的自重应力时应该采用有效的重度。第二,计算桩平面以下的土层厚度,要考虑到布桩的方式。第三,如果是复合地基,考虑加固后土体扩散应力的影响。第四,确定应力时,以建筑的平面中心位置作为依据。
2.2钻孔间距
规范规定高层建筑的勘探点间距为15~35m,该间距的规定比一般建筑和安全等级高的都要小。在实际工作中,钻孔间距的确定主要以现场场地的情况为判断标准,保证钻探的目标地层能够反映出土质在水平方向和垂直方向上的情况,能够反映地下水的情况。另外,也要考虑即将建设的建筑物,在荷载、边角处进行勘测点控制。
一般情况下,孔距可以拉大的条件是:场地地层结构简单、地区建筑经验丰富。比如:某一方向布孔较少,孔距可以超过规定的上限35m;在孔距可加或者可不加的情况时,根据地层分析如果没有必要可以不加。国外一些报告显示钻孔间距可达50m。
2.3压缩试验试样加荷
计算地基沉降量时,如果采用分层总和法,就要用到各个土层的压缩模量。其试验规定,试样的最后一级压力应比土层的计算压力大100~200kPa。实际上,压力的取值应通过计算决定。
3高层建筑岩土工程评价
3.1桩侧壁摩阻力
对于液化土层的极限侧阻力,其标准值最好进行折减;对于在湿陷性黄土上确定单桩承载力,要考虑侧桩的负摩擦力。除此之外,还要注意土层的正常侧摩阻值,为工程试验提供必要的数据。
3.2地基基础方案
地基基础的设计方案,目前一直是由结构工程师决定的。但是,在勘察报告中除了准确的数据以外,岩土工程师提出的建议都是很有用的,因为它们具有丰富的经验和敏锐的感知。另一方面,结构工程师在设计方案时会加入自己的习惯,所以应该多设计几个方案,通过利弊的比较最终确定出经济合理的那个方案。
3.3基坑支护
对基坑进行开挖和支护时,以开挖深度和场地条件为依据,在开挖边界内布置勘探点。勘探点的布置应该综合考虑,孔的深度不要太大。另外,通过测试手段为开挖提供设计参数,例如:通过土层结构和岩土性质,提出土的有效应力参数;通过地下水的分布特征,分析施工过程中水位变化对建筑物的影响,并制定支护方案、降水隔水措施。
3.4地基的液化势和湿陷性评价
桩基施工时,液化势的评价深度应该加大,而且每一层土的液化势都要评价,不论是否满足水位埋深、基础埋深等控制条件,从而为桩侧阻力做好准备。当深度大于15m,液化判断可以采用静探法、剪切波速法、标贯判别法、三轴试验法等,根据实际情况进行选择。
4高层建筑岩土工程勘察的对策
4.1加强勘察市场的监督管理
第一,加强审查勘察报告,尤其是勘察孔的数量、质量等资料,重点把关基础方案的选择、场地的稳定性评价、施工建议等。第二,勘察单位要建立健全质量管理体系,加强政府部门和社会监督机构的监察管理。第三,推动岩土工程建立体制的出台和实施,确保勘察市场稳定发展。
4.2加强岩土技术人员专业技能
我国缺乏岩土工程技术人才,专业方向不对口,对岩土工程的理论、方法知之甚少,是导致岩土工程体制缓慢发展的原因之一。所以,要对岩土工程技术人员和管理人员进行专业培训,以适应岩土工程的市场发展需要。
4.3重视环境和工程的共同作用
工程建设对环境的影响不容忽视,在工程施工的过程中产生的环境问题例如岩土不良,要及时进行科学论证,并采用治理措施。
4.4使用新技术、新设备
在工程施工过程中,积极采用新技术、新设备能够提升岩土的施工质量,加快工程进度,从而保证在市场竞争中具有较大的优势。例如:将计算机技术利用在岩土工程的施工治理上,既解决了岩土的预测和防治问题,又节省大量人力、物力、财力。
4.5推行岩土工程的监理体制
一直以来,我国岩土工程的监督管理工作由政府部门承担,其管理体制上存在很多弊端,和经济社会的发展脱节。所以,要建立专门的岩土工程监理机构,对岩土工程市场进行监督管理,从而规范岩土市场。
5结语
高层建筑的岩土勘察工作内容多,要求钻孔的深度大,平面布置要合理;要求土工试验保证参数符合规定;要求科学全面地评价岩土工程;要求岩土治理方案要经济实用、科学合理。
参考文献
[1]李和禄.关于高层建筑岩土工程勘察的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012(11).
[2]吕锦伟.高层建筑岩土工程勘察的若干问题的探讨[J].商品与质量(建筑与发展),2012(9).
关键词:监督、岩土工程
1任何岩土工程设计和治理必定有多个“过程"
岩土工程设计和治理必须经历勘察、设计、施工、监理、运行等阶段。那么岩土工程的每个阶段的实施过程中,到底应该由谁来对岩土工程设计和治理负起“全过程”的监督工作呢?按照目前的建设管理体制,似乎都是托付给整个工程建设项目(或分部项目)的经理和总工来完成的,尤其是总工难辞其咎,担子实在很重。
因为,项目总工不一定对岩土工程十分精通。岩土工程的勘察是交给勘察单位进行的,但设计是由建筑设计部门完成,可设计部门又往往缺乏专业岩土工程师,这样岩土工程设计一般就只能由设计单位自己组织力量来完成。至于后续的岩土工程施工、监理、运行管理则更是没有固定的岩土专业人员贯到底来负全责。这种体制不可避免地带来许多弊病和不良后果。因为,岩土工程的每个实施阶段中,主管的总工程师不可避免地要面对一个接着一个的“过程”的产生、发展和转化。大量的勘探、试验、现场测试、观察、理论探索、分析计算、设计、对施工跟踪监督,掌握动态和实践效果,工程检测、工后监测、运行管理中的反馈分析和总结等均是十分庞大、复杂、丰富的系统工程,设计总工和手下的设计人员不可能都身临其境,实际参与。因此,贯穿于整个工程各分阶段的过程中的岩土工程有关问题就可能缺失一个人或一个小组的始终监督了。
这一体制可能导致这样的一种状况:勘察单位的岩土工程师不能参加岩土工程设计真刀真枪的实践,仅仅在岩土工程勘察研究报告中提出某些参考性的意见和建议,而设计单位的主管总工要全责地负起整个工程中有关岩土部分的设计计算工作。当然,设计单位有少量的结构工程师特别爱好岩土工程专科的理论和实践,并且在实践中也积累了丰富的经验。但比较普遍的情况下,大都是由结构工程师兼搞岩土工程设计了,偶然咨询一下岩土专业人员,以满足设计文件的完善为限度,没有更多的精力去监督岩土工程各阶段的全过程。往往从施工阶段开始后,现场不出什么大问题,设计总工是不大会过问工程中的岩土工程问题的。现有的监理制度又没有要求对岩土工程专业内容专门设置岩土人员的岗位,大都是全专业兼职的。
所以可以得出这样一个结论:目前的体制对岩土工程设计和治理来说是有缺陷的。它导致对岩土工程的设计和治理的“全过程”缺失监督。
2岩土工程实施过程中任何程序、任何步骤都不能忽视监督
人类对岩土材料的工程力学性质认识深度还很有限,存在着大量定性的问题,悬而未决。企图越过“定性”阶段而直接进行“定量计算”,其结果往往差强人意(即往往算不准,有的计算实际上是马后炮-一后注)。我认为,岩土工程的最大特点是各项工程的“个性”都太特殊,有的还太复杂、太易变。这三个“太”字就决定了岩土工程师职责的艰巨性。我们每当面临一项工程的咨询勘察、设计、施工、监理、检测、事故分析处理等任务时,既要谨慎小心,周密思考,又要果断决策,雷厉执行。这两者要结合得好,就一定要做到“三勤”,即在决策前要勤侦察、勤思考,该工程的三“太”表现何在,唯恐疏漏,诊断失误;在工程实施中要勤跟踪,注意事态发展,及时反馈信息,指导后续施工;在建成竣工后要勤总结反思,积累经验。现在普遍的毛病是:常常对具体工程的个性了解不深,用共性手段去解决个性的问题,这是十分危险的。再者,信息控制和总结反思也常常被忽视,这样就更增添了盲目性。”
这段话仍然坚持原来的观点,至今不悔。这段话的核心就在于:强调整个岩土工程实施全过程中都离不开一个“勤”字。任何一个程序、一个步骤都不能轻视忽略,即使是稍纵即逝的因循苟且、轻率臆断都必然会招致失误、甚至灾难。
3不轻言“倾向性问题"。注意用“三勤"来防止倾向
希望针对岩土工程当时存在着的倾向性问题作一些评论,以便能合作发表一些带有全局性、前瞻性、引导性的文章,目的是为了整肃岩土工程学风,避免工程建设事业遭受更大的损失。我当时感到十分为难,因为我吃不准到底当时我国岩土工程事业中主要的倾向是什么?是保守主义还是冒险主义?是教条主义还是经验主义?是唯理论占上风还是唯象论占上风?是主观唯心论统治还是机械唯物论盛行?
我觉得,从事岩土工程多年的科学工作者,正是由于岩土工程中存在着大量不可知因素和难以预测的环境变数,心理上总认为偏安全一些为好。但是,这种心态不太可能发展成为“保守主义倾向”。在我国,现实的建设市场条件下,立法执法尚不够严谨严厉,漏洞尚多,施工质量控制制度化还有待加强,加之经济因素的干扰,工程事故的发生仍不绝于耳。其中尤多与岩土工程地基基础有关的事例。因此,不能认为岩土工程事业已出现“保守主义的倾向”。至于有的人为了擢取私利,故意层层加码,哄抬造价,桌面下操作则也绝非“保守主义倾向”问题,那是犯罪!
要论倾向,我仍然坚持认为:当前或轻或重地存在着“盲目主义倾向”,例如:岩土工程勘察力度不足(有的归咎于业主),质量不高,技术水平不高,数据资料不充足符实。对岩土性状的内在机理的研究不深不透。过份追求仿真模拟计算方法的现代化,而同时又臆断地择取参数、系数。为了急于解决岩土工程问题,又偏重于用唯象论的方法来判断决策,有着“跟着感觉走”之嫌。施工中又缺乏严格有效的监督,对于已付诸实践的工程之总结提升又往往片面强调缺乏人力、财力、时间等理由,抓之不力甚至不抓。例如,许多城市年年雨后春笋般地增建高楼,如今虽已林立入云,却没有统一规定:所有项目必须持续积累工后沉降观测若干年,致使宝贵资料失之交臂,实在痛心。所以形式上似乎宁可偏于保守安全些,而实质上心中无数,仍然是“盲目性”作怪。设计再保守,仍然难免不保险。
这方面经验教训实在太多了。有的地基加固措施,貌似为了增加安全度,实则反而破坏地基。如纠偏工程中,不少单位向重量很大的倾斜房屋地基内部的淤泥中灌注水泥系浆体,美其名日“灯泡效应”,结果愈纠愈偏;又如淤泥地基上填方施工修筑土石坝或尾矿坝,过严地控制所谓填方质量(低含水量、高干密度和提高夯击压实功能),结果上脆下软,致使填方体底部开裂,边坡滑移,甚至使坝体连带地基“开膛破肚”;又如,中密以上的砂基中打(压)人预制桩,强调压桩力和压入深度“双控”到位,结果是大量桩被打(压)破碎,折断了还不能到位;又如,在软土地基中打入刚性桩的同时对桩间土打插塑料排水板,企图同时加固软土和利用刚性桩承载力,结果导致软土沉降,桩负摩阻力增加,而桩顶附近出现大量孔洞,桩顶向上刺人上铺褥垫层,土工格栅拉断撕破,地基沉降加剧(应该懂得时空观理论,两种措施非跳开空间和跳开时间实施不可一后注)。等等事例不一而足,这些事例难道还不足以引起我们的警惕吗?
所以,一个倾向可能向另一个倾向转化,一个倾向也可能掩盖另一个倾向。还是少谈“倾向性”问题,少开口水战,大家还是多干一些实事为好!
我仍认为:前面所讲的“三勤”,即“勤侦察思考、勤跟踪反馈、勤总结反思”是解决防止不良倾向发生和发展的良药。
4实例的启示
岩土工程实践中,既有过成功的喜悦,也有过失误与挫折的磨难。其中一些深刻的教训对我有着“振聋发聩”的刺激作用,有的是被人误导,也有因自己主观上的疏忽和错误所致。下面列举事例。
对岩土工程勘察报告必须正确解读诠释,多提几个问号每一项岩土工程一般都规定了不同分级的岩土工程勘察阶段,设计单位还必须对不同功能的工程提出相应的勘察工作要求。但是业主与设计单位对岩土工程勘察工作量常会有不同的认识,常会因经济成本问题意见相左,甚至还影响到勘察单位的选择。因此往往出现勘察工作量不足,成果质量不高甚至作伪造假的现象。矛盾、误判、差错常有发生。工程设计者应该对成果精读细析,不轻受误导。
更重要的是,设计负责人必须对岩土工程理论及勘察业务加强“充电”使自己日臻精通,不能停留在对规范标准条文的熟读背记上,关键是应用得正确恰当。事实上,复杂的工程地质条件和上部结构条件往往不是规范、标准所能全部囊括的。另一方面,规范的编制、修订、更新都必须与时俱进,正是依靠大量实践经验的总结提升和丰富积累,才能使规范、标准向前不断发展。
事实上,岩土工程勘察工作还存在诸多矛盾仍未解决,聊举数例说明:例如,软土地基处理后,地面的荷载板试验(PLT)成果是否能真实代表大面积工程地基的承载力?又如三种不同的三轴试验(UU、CU、CD)成果能否真切代表不同工况下地基土的强度指标参数,更是复杂难判。尤其涉外工程中,多国规范条文不同,试验标准不同,结果也不同,致使多家鼎立各执其理、争执不断。又如对不同原位测试成果的互相印证,公式互推,深度影响校正等问题的认识更是奠衷一是等等。