浅析岩土工程勘察的现状与展望

2022-09-12

岩土工程勘察是工程设计的先决条件。近年来, 岩土工程勘察在快速的发展过程中, 不论是在体制还是在勘察方法、计算机辅助软件、勘察报告编制等各方面工作都有了长足的进步, 并且还在在迅速优化中。笔者在工程实践的基础上形成了自己的一些初步看法, 下面对市政工程岩土勘察中存在的问题和改进的措施提出讨论希望能够与同行批评指正。

1 岩土工程勘察中的问题及改进措施

1.1 勘察布孔

收到设计人的勘察任务书后, 应认真阅读, 仔细分析, 充分了解设计意图, 不明白的地方及时与设计人沟通, 存在疑虑的地方需向设计人提出。在勘察任务书与工程平面布置图确认无误后, 勘察人员到现场踏勘, 了解场地情况, 并提出勘察纲要供钻探外业使用。为降低工程造价, 同时将使风险在可控范围之内, 应加强岩土勘察与岩土设计间了联系, 有条件的设计院可以成立岩土勘察设计部门等;或者抽调经验丰富的勘察工程师进入设计部门等加强勘察与设计间的联系。

1.2 外业钻探

为加快勘察进度, 尽早提交岩土工程勘察报告, 建议标贯孔, 特别是取样钻孔应优先施工。标贯孔先施工可以尽早了解砂土层的密实度和稠度情况, 为野外勾画草图提供方便;取样钻孔先施工, 可以尽早为岩土实验室提供样品, 早日提交勘察成果。

1.3 现场试验

由于不能取得不受扰动的土样, 且难以模拟土侧压力, 因此现场试验就成为确定岩土物理力学性质的最佳选择。目前最常用的岩土现场试验有标准贯入、触探 (包括静力和动力触探) 、十字板剪切、抽水试验等。由于标准贯入试验通过力学分层, 可以非常简洁有效及时地划分出砂土的密实度及稠度, 因而成为岩土工程勘察最常用的现场试验手段。标准贯入试验也有很大的局限性, 如对于流塑状的淤泥等软土击数往往只有1~2击, 对软土的参数已经无法做出进一步区分, 因此需要做十字板剪切试验来确定软土的抗剪强度和灵敏度指标。做十字板剪切试验之前, 应先做静力触探试验, 以划分土层, 这样既可以针对有需要的软土层做试验, 同时可以避免十字板剪切试验出现板头损坏等事故。进行静力触探和十字板剪切试验时宜备两套微机、探头/板头、电缆及杆件, 共用一套地锚、扭力装置, 以避免频繁的更换静探探头和十字板板头, 切换工作模式, 从而减少出错机率, 并提高工作效率。提高十字板剪切试验效率的另一项建议是:加密十字板剪切试验的垂向密度。增加十字板剪切试验的垂向密度的边际效益非常明显, 即利用架设好的十字板试验设备, 无需更换板头和重新架设, 只增加少量时间, 而获得的试验数据则可以成倍增加, 大大增加了统计的置信度, 进而增进对软土层地认识。

1.4 编录

工程地质野外编录应力求准确、简约, 抓住密实度、稠度、风化程度等主要岩土特征, 准确地描述, 并划分层位。在野外编录的同时, 经常与内业人员交流观点, 明确分层思路, 确定终孔原则等。随着办公自动化、无纸化的普及, 以及数码相机、手提电脑价格地不断下降, 可适时地为外业人员配备数码相机和手提电脑。目前外业人员一般都携带数码相机, 以便拍摄场地条件及岩芯相片, 建议将手提电脑也提供给外业编录人员。一方面, 有手提电脑的帮助可以提高外业人员的编录速度, 还可利用电脑绘制剖面草图等, 提高编录的准确性;另一方面, 编录后即可通过网络直接发回办公室或驻地, 内业人员可以即时获得编录信息, 亦无需重复录入编录内容, 进一步提高了效率。

1.5 室内试验

岩土的物理力学参数一般是通过室内土工试验成果统计确定。这方面勘察工作的一般程序是:勘察单位向实验室提出岩、土、水样品测试委托, 并提交样品, 试验室向勘察单位提交盖有资质证明的试验成果报告书, 勘察人员依据报告书内容逐项录入相关试验数据。在录入试验数据的过程中既浪费时间, 又容易出错。究其原因在于, 一方面, 电子数据无法加盖印鉴, 实验室一般不主动提供电子数据版本;另一方面虽然占市场主流的理正地质勘察软件提供了读入试验数据方面的功能, 往往因为软件间接口等问题, 妨碍了试验数据的通用。

在勘察报告的编写过程中, 实现试验数据电子版本的通用及野外编录工作的电脑录入, 可以较大提高勘察报告的编写速度。

1.6 提出建议

从事岩土工程勘察工作应熟悉桩基及各种基础处理方式, 提出切实有效的地基处理方案。如前所述, 80年代以来, 我国开始实施岩土工程体制, 岩土工程勘察已经不再停留在仅仅为设计施工提供地质资料的阶段上, 工程勘察必需针对各个场地的岩土工程条件, 提出建议, 帮助设计选定基础处理形式与施工方案。

1.7 设计变更对勘察的影响

勘察与设计相辅相成, 形成一种交互式的影响, 勘察为设计提供地质资料, 提出基础建议, 设计依勘察结果而修善。由于各种原因而产生的设计变更, 特别是线路变迁, 桩位移动, 往往也会新增勘察工作量。

2 岩土勘察的发展趋势

传统的岩土工程勘察方法存在以下几方面问题: (1) 勘察资料过于地质化。 (2) 数字化地图与数字化设计系统间不够贯通。 (3) 勘察信息数字化程度低。今年来数字化勘察技术被广泛应用, 数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术, 通过计算机及其软件, 把一个工程项目的所有信息 (勘察、设计、进度、计划、变更等数据) 有机地集成起来, 建立综合的计算机辅助信息流程, 使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变, 作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化, 逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点, 把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮, 供各专业设计使用。

对岩土工程勘察方法实施改进, 逐步过渡到数字化勘察技术, 并推广其广泛应用, 这是勘察工程发展的必然趋势, 但是这其中还有一段很长的路要走, 不仅仅是因为其中还有一些关键技术问题尚未完全攻克, 而且我国目前在数字化勘察、勘探方面的专业人才也很匮乏, 因此, 必须加大数字化岩土工程勘察技术人才的培养, 并加快该技术的研究应用, 以真正实现岩土工程的数字化勘察的广泛应用。

摘要：先勘察、后设计、再施工是我国工程建设必需遵守的程序, 工程勘察在工程建设中起着的基础性的重要作用。近年来工程勘察技术手段发展迅速, 研究领域不断拓展, 向着岩土工程勘察设计一体化方向发展, 在发展的过程中还存在一些问题和不足。特别是工程勘察与设计施工的配合, 及工程勘察内部各工序问衔接都有很多值得商榷和优化之处。本文主要基于笔者从事工程勘察工作的体会, 对岩土工程勘察中存在的问题和改进的措施作简要讨论。

关键词：岩土工程,勘察