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中图分类号:TK01+2 文献标识码:A 文章编号:
一、深基坑岩土工程监测目的
在岩土工程中,由于地质条件、荷载条件、材料性质、地下构筑物的受力状态和力学机理、施工条件以及外界其它因素的复杂性,岩土工程迄今为止还是一门不完善的科学技术,很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题,而且理论预测值还不能全面而准确的反应工程的各种变化。所以,在理论分析指导下有计划的进行现场监测是十分必要的。
监测可谓是对工程施工质量及其安全性用相对精确之数值解释表达的一种定量方法和有效手段,是对工程设计经验安全系数的动态诠释,是保证工程顺利完成的必需条件。在预先周密安排好的计划下,在适当的位置和时刻用先进的仪器进行监测可收到良好的效果,特别是在工程师根据监测数据及时调整各项施工参数,使施工处于最佳状态,实行“信息化”施工方面起到日益重要的、不可替代的作用。
通过先进可靠的手段,建立一个严密的、科学的、合理的监测控制系统,确保该基坑工程及其周围环境在施工期间的安全稳定。
二、基坑顶水平位移、基坑沉降监测
地面位移沉降点埋设在基坑坑顶周边,采用人工挖孔后插入钢筋并用混凝土浇灌固定。挖孔直径300mm,孔深约0.5m,周边砌砖围护。分别在基坑周边埋设10个观测点。
支护结构顶部的水平位移与沉降及支护结构的变形,顶部变形监测点应环绕基坑四侧布置,各点间距宜为15~20m;附近2H范围内建筑物的沉降和倾斜量测;附近地表、路面的变形、开裂及建筑物状态观察。基坑开挖期间应定期进行观测,观测数据及时报有关单位。
在施工开挖过程中,基坑侧壁最大水平位移与当时基坑开挖深度之比:不大于0.25HQ且累计最大位移不超过40mm,水平位移速率不超过5 mm /d。基坑开挖边顶线2m范围外的总沉降值不大于30 mm,预警值为35 mm;在地下结构施工期的水平位移速率不超过2mm/d。变形出现突变或超出控制值时要采取加固措施。
基坑顶面水平位移观测方法:采用精密的PTS-215全站仪或JZ-JDA经纬仪,按自由站法或极坐标法对埋设于基坑支护结构上的水平位移标志进行观测,每次观测所得的各个观测点坐标与基坑开挖前进行的初始观测值相比较,所得的坐标差即为该观测点在本观测周期内的累计位移值。
基坑顶面沉降观测方法:采用精密的水准仪,配合高精度的水准尺,采用几何水准观测方法,按国家二等水准测量的方法对埋设于基准点的高程与基坑开挖前进行的初始观测值相比较,所得的坐标差即为该观测点在本观测周期内的沉降值。
观测频率:在开挖基坑过程中监测时间间隔不超过3天,其余情况下每星期监测1次,当有危险事故征兆时应连续监测。
三、基坑土体开挖时发生影响工程安全等突发事件处理
(1)、如果在基坑开挖的过程中,发现支护结构出现漏水、涌砂,需要马上进行内回填反压外侧灌浆处理,反压土方可以利用钩机就近开挖基坑内的土方,也可以采用事先准备好的沙包。然后漏水、涌砂部位进行灌砂压浆加固,将涌砂部位由于水砂流失部位造成的塌方及时恢复成原样。
(2)、如果在开挖过程中发现支护桩位移较大或地面沉降较大已经超过了设计警戒值,监理单位应马上下达停工令,召集施工单位、设计单位、业主等参建单位各方召开现场会,分析造成位移偏大的原因,调查是否对周边建筑物和地下管线造成了不利影响,及时采取回填土方、灌浆加固、或增加支撑等措施控制支护桩的侧向位移和地面沉降。
(3)、只要发生超出设计报警值的变形,就必须对支护结构和周边建筑物加密观测,实时地报告位移情况,如果发生危及周边建筑物的变形,则必须马上对建筑物内的人员组织疏散,撤离到安全地带,并进行妥善安置。
(4)、施工现场准备有钢管、砂袋、水泥、水玻璃、脚手架和灌浆设备,并确保灌浆设备的完好,能够随时启动进行灌浆加固。要有专人负责应急预案的实施,制定详细的应急预案,熟悉应急预案的实施步骤。
四、深基坑岩土工程中常见险情或险情征兆的应急预案
1、悬臂式支护结构过大,内倾变位的应急处理措施
可采用坡顶卸载,桩后适当挖土或人工降水、坑内桩前堆筑砂石袋或增设撑、锚结构等方法处理。为了减少桩后的地面荷载,基坑周边应严禁搭设施工临时用房,不得堆放建筑材料和弃土,不得停放大型施工机具和车辆。施工机具不得反向挖土,不得向基坑周边倾倒生活及生产用水。坑周边地面须进行防水处理。
2、内撑发生较大内凸变位的应急处理措施
要在坡顶或桩墙后卸载,坑内停止挖土作业,适当增加内撑或锚杆,桩前堆筑砂石袋,严防锚杆失效或拔出。
3、基坑发生整体或局部土体滑塌失稳的应急处理措施
应在有可能条件下降低土中水位和进行坡顶卸载,加强未滑塌区段的监测和保护,严防事故继续扩大。
4、桩间距过大,发生流砂、流土,坑周地面开裂塌陷的应急处理措施
立即停止挖土,采取补桩、桩间加挡土板,利用桩后土体已形成的拱状断面,用水泥砂浆抹面(或挂铁丝网),有条件时可配合桩顶卸载、降水等措施。
5、设计安全储备不足,桩入土深度不够,发生桩墙内倾或踢脚失稳的应急处理措施
应停止基坑开挖,在已开挖而尚未发生踢脚失稳段,在坑底桩前堆筑砂石袋或土料反压,同时对桩顶适当卸载,再根据失稳原因进行被动区土体加固(采用注浆、旋喷桩等),也可在原挡土桩内侧补打短桩。
6、管(基)坑内外水位差较大,桩墙未进入不透水层或嵌固深度不足,坑内降水引起土体失稳的应急处理措施:
停止基坑开挖、降水,必要时进行灌水反压或堆料反压。管涌、流砂停止后,应通过桩后压浆、补桩、堵漏、被动区土体加固等措施加固处理。
7、基坑开挖后超固结土层反弹,或地下水浮力作用使基础底板上凸、开裂,甚至使整个基础上浮的应急处理措施:
在基坑内或周边进行深层降水,土体失水固结,桩周产生负摩擦下拉力,迫使桩下沉,同时降低底板下的水浮力,处理开裂的底板后方可停止基坑降水。
8、因基坑土方超挖引起支护结构破坏的应急处理措施:
应暂时停止施工,回填土或在桩前堆载,保持支护结构稳定,再根据实际情况,采取有效措施处理。
五、监测资料整理
1、将每次测得各监测点的数据填写在相应的记录表中,观测结果记录必须做到真实、准确、全面、整洁。
2、根据观测结果及时绘制变形~时间曲线。
3、每次观测的结果应及时报设计、甲方及监理等有关单位。
4、各种观测记录表要求分别整理面册,各种曲线图应上墙,以便于查阅。
5、发现超出警戒值时,应加密监测并及时向设计等有关单位反映,随时准备采取紧急处理措施。
六、结语
综上所诉,我国深基坑岩土工程中的监测技术管理应建立并完善适合我国国情的规范、管理机制,并不断探索改进监测管理模式,从而提高参与方对质量的重视,确保深基坑工程施工的安全。
参考文献:
[1] 胡楚旺.深基坑支护施工监测技术浅析[J]. 陕西建筑. 2010(07):42-43.
[2] 陈晓阳.建筑基坑监测工程中的位移测量技术[J]. 广西质量监督导报. 2008(07):63-64.
(新疆岩土工程勘察设计研究院有限公司 新疆 乌鲁木齐 830000)
【摘要】当今社会人们对建筑物的要求越来越高,科学技术也在突飞猛进,为了满足人们日益提高得生活水平,各类土木工程也纷纷涌现,较之以过去土木工程,现代土木工程从各个方面都取得了长足的进步。而岩土工程测试与检测技术对各类工程都有非常重要的作用。岩土工程测试技术不仅在岩土工程建设实践中十分重要,而且在岩土工程理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用。测试技术也是保证岩土工程设计的合理性和保证施工质量的重要手段。本文就岩土工程测试与检测技术的主要内容做以下论述。
关键词 岩土原位测试技术;地基加固的检验与检测;桩基础的测试与检测
1.前言?
(1)岩土工程测试技术一般分为室内试验技术、原位试验技术和现场监测技术等几个方面。在原位测试方面,地基中的位移场、应力场测试,地下结构表面的土压力测试,地基土的强度特性及变形特性测试等方面将会成为研究的重点,随着总体测试技术的进步,这些传统的难点将会取得突破性进展。虚拟测试技术将会在岩土工程测试技术中得到较广泛的应用。及时有效地利用其他学科科学技术的成果,将对推动岩土工程领域的测试技术发展起到越来越重要的作用,如电子计算机技术、电子测量技术、光学测试技术、航测技术、电、磁场测试技术、声波测试技术、遥感测试技术等方面的新的进展都有可能在岩土工程测试方面找到应用的结合点。测试结果的可靠性、可重复性方面将会得到很大的提高。由于整体科技水平的提高,测试模式的改进及测试仪器精度的改善,最终将导致岩土工程方面测试结果在可信度方面的大大改进。新的岩土力学理论要变为工程现实,如果没有相应的测试手段,则是不可能的。因为,不论设计理论与方法如何先进、合理,如果测试技术落后,则设计计算所依据的岩土参数无法准确测求,不仅岩土工程设计的先进性无法体现,而且岩土工程的质量与精度也难以保证。所以,测试技术是从根本上保证岩土工程设计的精确性、代表性以及经济合理性的重要手段。?
(2)测试工作是岩土工程中必须进行的关键步骤,它不仅是学科理论研究与发展的基础,而且也为岩土工程实际所必需。监测与检测可以保证工程的施工质量和安全,提高工程效益。在岩土工程服务于工程建设的全过程中,现场监测与检测是一个重要的环节,可以使工程师们对上部结构与下部岩土地基共同作用的性状及施工和建筑物运营过程的认识在理论和实践上更加完善。依据监测结果,利用反演分析的方法,求出能使理论分析与实测基本一致的工程参数。岩土工程测试包括室内土工试验、岩体力学实验、原位测试、原型实验和现场监测等,在整个岩土工程中占有特殊而重要的作用。下面介绍几种重要的岩土工程测试。
2.室内土工试验?
目前,土工试验大致可分为观察判别试验、物理性质实验、化学性质试验和力学性质实验等。
3.岩体力学实验?
岩体力学实验主要任务是进行常规力学指标测试和岩体变形与破坏机理的分析与研究。
4.岩土的原位测试技术?
4.1原位测试一般是指在现场基本保持地籍图的天然结构、天然含水量、天然应力状态的情况下测定地基土的物理-力学性质指标的试验方法。通过这些方法测定地基土的物理力学指标,进而依据理论分析或经验公式评定岩土的工程性能和状态。有些岩土工程由于地质条件复杂或者结构条件与荷载条件复杂,难以用理论计算方法对土体的应力-应变的变化做出准确的预计,也难以在室内模拟现场地层条件和现场荷载条件进行试验。这是,可以通过原位实验为设计提供可靠的依据。原位测试不仅是岩土工程勘察与评价中获得岩土体实际参数的最重要手段,而且是岩土工程监测与检测的主要方法,并且可用于施工过程中或地基加固处理后地基土的物理力学性质及状态的变化或检测。岩土的原位测试又可以分为两种,一种是作为获取实际参数的原位实验,另一种则是作为提供施工控制和反演分析参数的原位监测。?
4.2原位测试有以下几种优点:?
(1)避开了取土样的困难,可以测定难以采取不扰动试样的土层的有关工程性质;?
(2)在原位应力条件下进行试验,避免采样过程中应力释放的影响;?
(3)实验的岩土体体积较大,代表性强;?
(4)工作效率较高,可大大缩短勘探实验的周期。?
4.3原位测试尽管有很多优点,但也有一定的不足之处:?
(1)各种原位测试都有其针对性和适用条件,如使用不当则会影响结果的准确性和合理性;?
(2)原位测试所得参数与图的工程性质间的关系往往是建立在统计关系上;?
(3)影响原位测试结果的因素较为复杂,使得对策定制的准确判定造成一定的困难;?
(4)原位测试中的主应力方向与实际岩土工程问题中多变的主应力方向往往并不一致。
5.现场监控?
现场监控就是以实际工程作为对象,在施工期及工后期对整个岩土体和地下结构以及周围环境,于事先设定的点位上,按设定的时间间隔进行应力和变形现场观测。现场监测工作主要包括三个方面内容:?
(1)对岩土所受到的施工作用、各类荷载的大小以及在这些荷载作用下岩土反应性状的监测。?
(2)对建设中或运营中结构物的监测。?
监测岩土工程在施工及运营过程中对周围环境的影响比如对地基加固的检验与检测。
随着我国国民经济的飞速发展,不仅事先要选择在地质条件良好的场地上从事建设,而且有时也不得不在地质条件良好的场地上从事建设,而且有时也不得不在地质条件不良的地基上进行修建。因此为了保证工程质量,往往需要通过现场测试对加固效果进行严格的监测与检测。因此现场测试就成为地基加固的重要环节。现场测试可以为工程设计提供依据;对施工过程进行控制、检验和指导;为理论研究提供试验手段。?
(3)但是现场测试在地基加固过程中需要注意下列问题:加固后的现场测试应在地基加固施工结束后经一定时间的休止恢复后再进行;为了有较好的可比性,前后两次测试应尽量由统一组织人员、用同一仪器、按统一标准进行;由于各种测试方法都有一定的适用范围,故必须根据测试目的和现场条件,选用最好的的方法;无论何种测试方法都有一定的局限性,顾应尽可能采用多种方法,进行综合评价。
6.原型试验?
(1)原型试验以实际地下结构物为对象在现场地质条件下按设计荷载条件进行试验,其试验结构具有直观、可靠等优点。通过原型试验可以进一步验证工程勘察结果和设计结果的正确性与可靠性。比如桩基础的测试与检验。?
(2)桩基础是一种应用十分广泛的基础形式,桩基的质量直接关系到整个建筑物的安危。装的施工具有高度的隐蔽性,发现质量问题难,事故处理更难,因此,桩基础的监测工作是整个桩基工程中不可缺少的重要环节,只有提高基桩的监测评定结果的可靠性,才能真正保证桩基工程的质量与安全。?
(3)桩的静荷载试验是确定单桩承载能力、提供合理设计参数以及检验装机质量最直观、最可靠的方法。近年来,我国的桩基检测技术,特别是基桩动测技术得到了飞速发展基桩的动力测试,一般是在桩顶施加一激振能量,引起桩身的震动,利用特定的仪器记录下桩身的振动信号并加以分析,从中提取能够反映桩身性质的信息,从而达到确定桩身材料强度、检验桩身的完整性、评价桩身施工质量和桩身承载力等目的。?
(4)如今各类建设工程和科学技术不断开发和应用,给岩土工程领域带来了巨大的活力,同时也提出了更高的要求。在岩土测试工作的开展中还存在下列问题:手段单一,结果缺乏科学合理的解释,管理制度不健全,人员培训不及时等问题。
7.今后岩土工程测试应该向以下几个方面发展?
取样标准化;开发新仪器新方法;工程地球物理探测;现场测试、室内试验、理论预测和数值反分析法及其再预测的有机结合与循环。
参考文献
[1]冯定.地基动力学参数测试技术及其在建筑工程中作用[J].福建建设科技.2005,5:1~13.
[2]王青.桥梁桩基检测技术探讨[J].工程建设与管理,2008(7).
[3]黄雄.桩基检测技术在工程中的应用探讨.建筑安全,2010(5).
超声波检测是不破坏原岩土的受力结构,应用相关的检测设备对锚杆进行检测。在检测时,对杆端进行外力震击,从而引起杆端的剧烈振动,并产生沿锚杆向杆底传播的应力波。如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变,在锚杆中均匀传播,则表明锚杆的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化,则表明沿锚杆长度方向上存在缺陷。由于超声波检测对锚杆不产生破坏,所以特别适用于重要岩土工程大面积检测工程。
2锚固锚杆应力波超声波检测工作流程
在进行锚杆超声波检测数据分析之前,首先要调查清楚围岩土地的基本地质状况,然后再标定锚杆杆头应力波速度,利用检测装置采集反射波反射回来的数据,通过一系列的分析整理获取岩土中锚杆的长度、锚杆的完整程度等基本信息。因此,超声波检测技术基于应力波检测的工作流程大致为:收集围岩地质基本资料,标定应力波速大小,利用检测仪器进行数据动态采集,拉拔抽检试验、时域波形分析、频谱分析以及时频频谱分析等,最后准确获取锚杆的长度和完整度。
3锚杆超声波检测技术基本原理
当锚杆杆端受到外力震击后,就会引起杆端的剧烈振动,并产生应力波沿锚杆向杆底处传播。如果锚杆质量完好,则锚杆为应力波提供了一个均匀传播的介质,此时应力波的波形、波速、波峰值均保持不变。如果存在缺陷,则应力波就会在不均匀的材料中传播,在有缺陷部位应力波将发生突变,从而使得应力波的波形、波速、波峰值发生变化,会发生透射波、反射波或者散射波等现象。实际检测工程中发现,由于透射波在受到锚杆内非均匀介质的作用下,仪器很难准确测量其具体值;可以通过对反射波的分析获得锚杆的质量水平,当应力波反射传播到锚杆杆顶时,由原先装置在锚杆杆顶处加速度或速度计应力波传感器采集测得。由于反射波的数据信息代表着锚杆质量的相关信息。因此,对反射波携带的数据进行信息分析后,就可以得出锚杆质量的完整程度,从而可以获取锚杆的综合安全性能指标。
4超声波检测中锚杆锚固失效分析
4.1锚杆杆体钢筋拉断
钢筋是围岩锚杆中的主要受力体,主要提供拉力,同时由于锚杆底端的丝扣部位,经常性出现几个应力共同作用,使其该处发生应力集中。当应力增大到一定程度时,则会使锚杆中的钢筋拉断。为了解决钢筋被拉断,实际工程中常对钢筋进行热处理,从而提高钢筋的韧性,防止钢筋拉断现象的发生。
4.2托板失效
由岩土工程可知,在实际工程中常发生锚杆托板失效现象,为了解决托板失效,实际工程施工时通常选用增大锚杆托板的厚度,或采用高强度钢材等提高锚杆托板的耐压性能,从而提高锚固结构整体的性能。
4.3局部薄弱点破坏,致使锚空失效
大量岩土工程实践表明,由于岩土围岩局部薄弱部位发生破坏引起锚杆出现锚空失效现象。当采用锚固锚杆技术进行岩土工程加固支护时,由于在围岩中薄弱点处荷载产生的应力分布不均匀,就会在围岩的薄弱环节处出现局部破坏现象,导致锚杆的切向锚固力瞬间减小甚至消失,锚杆的径向锚固力也随之减小,锚固结构支护性能降低,发生锚杆锚空失效现象。
5结语
1.试验检测样品的采取
从某种意义上来说,岩土样本的质量,将会直接影响到岩土试验的质量。进行地基岩土试验检测,其目的在于为水利水电工程设计提供不可或缺的参数,是水利水电工程设计的重要依据,因此地基岩土的试验检测是水利水电工程的首要环节,直接决定了水利水电工程的设计与规模[1]。在地基岩土层的试验检测中需进行定量定性的分析,分析的前提是岩土样品,其质量及代表性直接影响着试验检测结果的误差,错误的试验结果会影响水利水电工程的设计与施工,给水利水电工程带来不可估量的破坏与损失,这样的个例层出不穷。因此,选择有代表性、有效性和适应性的岩土样品是准确进行地基基础岩土试验检测的首要条件,特别是岩土样品的代表性至为关键。现场采取是建筑工程地基岩土样品监测的主要方法,监测样品主要包含了岩土样品和原状土样品。对于原状土的样品采取主要利用的仪器就是取土器,可通过钻孔内打入法、直接基坑切取法、钻孔内压入法和钻孔内泥浆护壁转进法等[2]。
2.试验检测样品的封存与运输
2.1试验检测样品的封存
2.1.1土壤样品
不管是采样扰动土样品还是原状土样品,在结束了采样之后都要立即对土筒密封,做好标签;对于样品土筒上的缝隙必须进行胶带密封、熔蜡填涂的处理。假如原状土的样品没有填满取土筒,那么就要用扰动土来填补原状土与筒壁形成的缝隙,对于扰动土,必须选择湿度最接近天然的。除此之外,土壤样品送验单、样品标签及资料符号说明都要进行认真的填写和准备,并保证样品取完后第一时间送至实验室。
2.1.2地基岩石样品
要使岩土样品在取样后还能保持原有湿度,就必须在完成取样后立即进行密封,但硅质硬岩样属于其中的特殊,可以不采取处理。对于泥质岩样品,可采取纱布包裹再熔蜡浇筑的处理。但无论是泥质样品还是硅质硬岩样样品都必须附有标签,所有取样完的样品试件都要第一时间附上送样单送至实验室。
2.2试验检测样品的运输
对于现场取样的岩石样品在送至实验室的过程中,保证其运输的安全可靠性是至关重要。尤其针对岩土样品的运输,一定要保证在运输前安全的装入箱子中,并应纸条、麦草、稻草、锯木粉等软质材料对箱中缝隙进行填补和衬垫,以确保和提升运输的安全性和可靠性。
3.水利水电工程地基基础岩土试验检测
从目前来看,地基岩土试验检测主要抱哈了两个方面:室内试验检测和现场试验检测。室内试验检测,一般是指待检测样品在监测项目依据下进行的形状加工、模拟等来实现物理检测的手法,通常这样检测出的结果是比较全面的,但却缺乏一定的直观性。现场检测即原位测试,就是说在天然岩石上直接检测的方法,主要采取的手段包含荷载试验、静力触探试验、动力触探试验等。这样检测得出的结果对地基岩土的力学性质、参数等具有很大的确定作用。例如,水利工程中的围岩岩土力学指标如表1所示。这其中,荷载试验是最基本的一种检测方法,其主要通过对地基受力状态的模拟来实现测试,方法直接结果具备品具备代表性,这样才能更好的避免误差的出现,进一步强化水利水电工程的安全性;第三,样品的标记工作是一个关键,务必保证样品封存运输中做好标记、附加送样单;运输中还要注意样品的防震,以保证样品安全可靠的送至实验室;第四,样品检测中,必须遵照国家及地方的规范要求进行,以此提升样品检测结果的准确性、可靠性,从而为实现水利水电工程地质基础岩土试验检测提供科学的技术支持。检测中每个环节都会影响到结果数据的准确性及可靠性,因此检测中的每个环节我们都要认真对待,检测方法的选择谨慎小心,检测流程规范标准,这样得出的数据结果才更具备科学性、有效性及可靠性,工程才会更加顺利的开展。
4.结语
总而言之,水利工程的地基基础岩土试验检测是一项要求严格的工作,在进行这项工作前务必要对水利水电工程的地质条件、岩土物理性状等进行提前了解和掌握,采取现场近年来,地基岩土检测的手段越来越成熟,国家与地方也提高了关注的力度,并相继颁布了标准和规范。尽管如此,影响室内试验检测结果准确性的多种环节,如样品运输、样品采取、样品封存等仍存在众多问题,导致了多起建设事故的发生。这就给专业人员敲醒了警钟,务必要注意以下的几个问题:第一,充分了解水利水电工程地质条件、岩土物理性状等是开展试验检测的关键,并且在检测中要坚持现场测试检测与室内试验检测相结合的原则,才能提升和保证地基岩土样品力学形状检测的全面性;第二,一定要保证采取的样测试和室内测试相结合的方式来提高地基岩土样品力学性状监测的全面性。另外,提高样品采集中工程施工安全、样品标记和运输防震等同样是岩土试验检测中的工作重点。
作者:代瑞娟 单位:山西工程技术学院
参考文献
【关键词】岩土工程;工程设计;信息管理
引言
由于岩土工程的研究对象是岩体和土体,这就决定了其作业的隐蔽性和复杂性,从而给岩土工程勘察和施工带来了难度。但是为了保证岩土工程的施工质量,除了规范化施工、优化管理等措施外,其最有效的途径就是加强信息管理技术在岩土工中的应用。
一、信息管理技术的概念和重要性分析
信息管理技术不是简单的数据信息管理,而是在工程项目实施过程中,通过各种手段对各种工程信息进行监测以及数据的采集,然后对这些信息数据进行多层次、多功能的综合信息管理与集成,并做好分析评价,以实现为用户提供信息的管理、分析、查询以及指导等服务,如图1所示。
信息管理技术在岩土工程中的应用就是综合利用感测、通信、信息处理以及控制等技术将岩土工程中数据信息,诸如现场资料、监测数据以及试验数据、经验数据、公式等信息收集起来,进行检测、识别、传递、处理、存储等操作,然后以文本、图形、音像等多媒体的形式供用户查询、分析和评价并指导岩土工程设计和施工。
自从计算机技术诞生以来,岩土工作者一直致力于计算机及信息管理技术在岩土工程中的应用性研究,而且取得了重大的突破和成功,比如地理信息系统(GIS)、岩土可视化与计算机仿真技术、监测信息反馈与信息化施工、基于信息技术的岩土工程可靠度分析和风险决策等,这些技术初步构成了现代岩土工程信息管理技术系统的主要框架,对于解决众多岩土工程难题,促进现代岩土工程勘察、设计以及施工的发展发挥了关键性作用。伴随着现代信息技术的高速发展,信息管理技术将逐渐成为解决岩土工程问题必不可少的手段,而且将会成为21世纪岩土工程发展的主方向。
二、信息管理技术在岩土工程中设计的应用
信息管理技术在岩土工程项目中不仅仅是进行简单的数据信息管理,还综合利用感应测试、通信、信息处理以及控制等技术将岩土工程中的数据信息进行多层次的分析,然后将分析后的结果以不同的形式体现出来并供用户使用和指导岩土工程的施工。
信息管理技术对岩土工程的设计来说是不可或缺的。
首先,岩土工程是为满足建筑工程的稳定性、安全性、适用性和耐久性等要求,综合利用工程的地质学、岩石力学和土力学等学科理论,对岩体和土体进行开发利用和整治改造的应用性学科[3]。
同时还可以根据场地工程地质条件的不同,进行定量或者定性的分析和评价,并编制出满足不同阶段所需要的成果报告文件。
现阶段,岩土工程上常用的信息管理技术有以下几种。
2.1 MIS信息管理技术
MIS信息管理技术是一个利用计算机的硬件和软件,为企业或者组织的管理、运行和决策进行信息支持的技术。
MIS信息管理技术的核心则是数据管理软件和应用软件。
2.2 GIS地理信息系统
GIS是一种对海量空间数据进行存储、采集、检索、管理、处理和综合分析,并以多种形式输出结果的计算机系统[4,5]。GIS可以智能化地分析和运用数据,为岩土工程的设计提供科学的决策咨询以及各种技术服务。
GIS在岩土工程上的应用领域,涉及到了城市地质系统、综合地质信息管理系统、三维地层信息管理系统和区域地质三维可视化系统等。
GIS对岩土的可视化,可以有效地提高岩土工程设计与实施的准确率,利用其高效的仿真技术对岩土进行图像与图形的分析,实现对复杂的场地工程进行数字化的模仿,为岩土工程技术人员提供综合信息。
2.3 岩土工程的监测技术
由于岩土工程的监测技术是以计算机网络技术与测试仪器为基础,然后将岩土工程施工中所要面临的各种事物以及需要统筹解决的各类问题有机地联系在一起,并对其进行分析,最后实现监测技术综合效益最优化的目标。
由此可见,监测仪器的精度决定了监测技术的可靠性。监测仪器的使用,能准确的反映出在岩土工程施工中各阶段所面临的情况,并直接反馈具体施工的应急的手段和整治的措施。
因此,为了减少岩土工程的作业难度,提高设计和施工的工作效率,就需要在沿用完善传统的基本理论的基础上,采用大量的先进技术来弥补传统理论在岩土工程带来的不足,而使用信息管理技术就可以轻松的补充传统基本理论的缺陷。
文章将要阐述的是信息管理技术在岩土工程设计和施工中有哪些应用以及带来的好处。
三、信息管理技术在岩土工程施工中的应用
岩土工程施工就是对岩土工程设计方案的实施,主要包括工程孔施工、地基处理、以及开挖、爆破施工等工作内容。目前我国对于岩土工程的施工多是通过由现场技术人员凭借多年施工经验,在监理单位、建设单位以及政府相关职能部门的管理和监督下,严格按照施工方案和图纸进行的,但是当地质条件较为复杂,施工过程中遇到突发的,与设计方案不符的情况时,若严格按照原设计方案施工很难保证方案可靠和工程安全,因此为了避免此类问题的发生,最有效的途径就是实现岩土工程的信息化施工。
实现岩土工程的信息化施工除了要安装各种监测设备设施外,最重要的就是引进信息管理技术。信息管理技术在岩土工程施工中的应用如图3所示,信息管理技术
在岩土工程信息化施工中的关键作用就是可以有效的实现施工记录的集成化管理,实现对施工过程的全程跟踪和记录,其主要优点具体表现在以下几个方面。
①通过对岩土工程施工信息的集成化记录和管理,可以将当前施工信息与已建工程信息进行对比分析,特别是对于一些地质条件较为复杂,容易发生突发事件的岩土工程,可以根据施工场地内地下水位、水质的实际情况以及岩土体变形、压力的变化情况等信息及时调整施工方案,制定防治措施。
②由于施工记录能够及时的录入和提交,并且在提交以后不能随意进行更改,因此信息管理技术的引进有利于建设单位、监理单位和政府相关职能部门对岩土工程的施工过程进行全程的监督和管理,避免偷工减料等违规作业现象的发生。
③信息管理技术的引入实现了施工记录由纸质向电子化方向的转变,因此极为方便后期施工记录、竣工验收报告等资料的提交和归档。
总结:
随着信息时代的发展,岩土工程的规模在未来几年中将会不断地扩大,信息管理技术将变成人们的关注焦点,简单的数据信息管理已经满足不了岩土工程的需要,人们将越来越热衷于更高层次、更多功能的信息管理系统。现阶段的岩土工程领域,信息管理系统已经初步行成了其特有的一套如何构建岩土工程信息管理技术系统的模型,并为一些特殊的岩土工程顺利竣工提供了保障。回顾过去,展望未来,信息管理技术将促使岩土工程向信息化和数字化方向发展,同时信息管理技术也将成为二十一世纪岩土工程的主要方向。
参考文献:
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