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岩土工程设计案例

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岩土工程设计案例

岩土工程设计案例范文第1篇

【关键词】水土保持;水保林及封禁治理设计方案;应用与分析

1.工程概况

阿不都拉河流域总面积6255.3km2,其中水土流失面积为2800km2,流域内辖四乡、三场即阿西尔乡、阿不都拉乡、喀拉哈巴克乡、博孜达克农场和恰合吉牧场、也门勒乡、窝依加依劳牧场,总人口为2.3万人,其中农业人口2.0万人,非农业人口为0.3万人,主要由汉、哈、维和达翰尔等少数民族组成。

阿不都拉河奴拉段总面积1421.23hm2,水土流失面积800.35hm2,占总面积的56.31%。本次将水土流失较严重的奴拉段作为重点治理区,合计治理面积306.67 hm2,占水土流失面积的38.32%。

2.基本资料

2.1气象

项目区多年平均气温5.9℃,多年最冷月平均气温-12.4℃,多年平均降水量289.6mm,多年平均水面蒸发量993.1mm,一日最大降水量56.9mm,最大冻土深度1.46m。多年平均风速1.8-3.1m/s,无霜冻日数147天。

2.2水文

根据水文资料阿不都拉河多年平均径流量1.018×108m3,P=50%和P=75%年份河道来水量分别为0.9423×108m3,0.7262×108m3,全流域地下水总补给量0.9076×108m3,可开采量0.5846×108m3,泉水量0.61×108m3(包括喀浪古尔河和锡伯图河侧向补给)。详见下表1。

2.3工程地质条件

塔城盆地是一个新生代山间凹陷,在新构造运动的作用下,继续不断下陷,堆积了厚达几十至上百米的卵石、砾石、砂和土层,形成了从四周向中部分布的含水层,构成了一个水文地质盆地,根据自治区水文地质大队对塔城盆地水文地质分析,由于塔尔巴哈台山山前有一粘土组成的不透砂层以隆起,阻止山间裂隙水流向山前倾斜平原,因而平原区的泉水、地下水绝大部分是河流出山口后后沿河床、渠道、田间等渗漏形成,阿不都拉流域地处塔城盆地西北部,受北和西北两面山区河水影响,泉水较多。依据自治区水文地质队调查资料、阿不都拉流域可分三大水文地质单元,其中山区是地下水的补给区,洪积平原即是地下水的补给区也是地下水的径流区,冲积平原则是地下水的排泄区。

阿不都拉河流域潜水深藏带分布于洪积平原上、中部,埋藏深度50m 以下,涌水量少,渗透系数10~20m/d,潜水浅藏带位于洪积平原下部,以黄土岗地南缘为界,南北宽8~12km,由西向东延长达100km,潜水层为中更新统冰水沉积层与上更新统洪积平原下部;其它地方属中等富水区,岗地北面的浅藏带,潜水层主要是更新统洪积卵砾石与含粉土砾石,岗地以南潜水层主要为更新统,洪积平原承压水主要分布在潜水浅藏带,含水层以砂砾石与粉土砾石为主,隔水顶板以亚粘土为主,局部为厚层亚砂土,浅层承压水顶板埋深10~30m,局部30~50m,深层承压水顶板埋深50~120m,洪积平原黄土岗地井孔资料表明系一个自流带。

冲积平原的潜水和承压水,潜水埋藏深度浅,都在5m以内,潜砂层以都是全新统冲积层,加尔苏河两岸是富水性中等含水层,厚度10m,渗透系数一般为3~20m/d,在冲积平原沼涌起地区附近,潜水层为亚砂土、亚粘砾质砂夹层,矿化度达2.23g/L,冲积平原承压水主要分布在叶尔盖提河东西的冲积平原内,井孔资料表明浅层为全新统冲积层,深层为更新统冲积层,浅层埋藏在21~38m之间,含水厚度20m,两层承压水都为淡水。

3.工程设计

3.1工程总体布置

本次治理措施以种植水保林、经果林及封禁治理为主,充分发挥大自然的自我修复能力,供给水源以保证水保林及草场生长。

3.2水保林和封禁治理工程

3.2.1荒坡造林工程

为了治理项目区水土流失,选择在水土流失严重并有一定治理条件的奴拉村,村东南角种植水保林带6.67 hm2,村南种植经果林50hm2。

水保林及15hm2经果林利用渠道来浇灌;剩余35hm2经果林用有压滴灌进行浇灌。

3.2.2封禁治理工程

该项目区北至喀拉窝依西村,南至地区草原站,西至加尔苏河道,东至喀拉窝依东村。为了保护阿不都拉河下游草场的植被,预防人为因素造成新的水土流失。对本水土流失的地段,修建混凝土桩刺铁丝围栏。围栏长度9.6km,封禁治理面积250hm2。

4.工程方案分析

4.1所选水保林治理工程有效地减少了水土流失对土地的破坏

项目区采用水保林治理工程,将减轻沟蚀割切、吞蚀土地,减少水土流失对土地的破坏,使阿不都拉河两岸的土地和居民免受洪涝灾害,使下游河道能正常泄洪。植被覆盖度的提高,使表层土不直接暴露在风力之下,降低风速,改变风向,减少地表的侵蚀,为当地创造良好的生存环境。

4.2所选封禁治理方案有效地促进了当地农牧业的发展

通过围封禁牧,植被不致被重复践踏,能使其正常生长,结籽繁殖。

4.3所选两种设计方案有效促进当地水圈、土圈、气圈、生物圈等的生态效益

4.3.1水圈生态效益

各项治理依照规划逐步实施的同时相应的保水能力逐渐增大,地表径流状况得到有效的改善,洪水总量将减少,降雨经过生物措施的截流渗入地下,补给土壤,增加常流水量,形成水圈生态良性循环。

4.3.2土圈生态效益

随各项治理措施的增加,保土能力将逐年增大,土壤的水分、氮、磷、钾有机质也免于流失,相对的土壤肥力增大,在水肥气热作用下,有利于土壤团粒结构的形成,从而使土壤孔隙率提高,加快有机质的熟化,增加植物的有效肥力,促进植物的生长,形成土圈生态效益的良性循环。

4.3.3气圈生态效益

随着水保项目的实施,项目区林、草面积不断扩大,林区、林网附近的风力将会明显减弱,小气候形成,温度变幅减少,湿度将相对增大,减轻地霜冻和干热风的危害,提高农业产量,有利于经济林的生长。

岩土工程设计案例范文第2篇

关键词:岩土工程 知识体系 研究方法 研究方向

中图分类号:G642 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.21.043

20世纪60年代,岩土工程专业知识体系在欧美国家进行土木工程实践的过程中逐步建立起来。对于刚刚进入岩土工程专业领域的研究生们来说,他们常常会对这一专业知识领域感到陌生。同时,对于已经完成岩土工程专业学业的硕士和博士们来说,他们中的一部分人也只是精通于岩土工程专业的某一研究方向,对岩土工程专业知识体系缺乏宏观的整体认识。笔者基于自身的教育经历以及自己的思考,对岩土工程专业知识体系谈一点个人的认识,可供刚跨入岩土工程专业领域的研究人员参考。

1 岩土工程专业知识体系的构成

笔者基于自身的教育经历以及自己的思考,总结出岩土工程专业知识体系的构成如图1所示。笔者认为岩土工程专业最核心的知识应是土工原理,初学者应具备扎实的数学及力学功底,在此基础上才能对土工原理有比较全面和深入的学习。之后应学习并掌握一些研究方法,岩土工程专业常用的研究方法有室内试验、数值模拟以及现场实测等。研究方法的学习有利于研究人员开展科学研究,熟练掌握一种或多种研究方法有利于科学问题的相互映证,同时反过来对土工原理的认识也会更加深入。接着,在对土工原理有一定的认识以及掌握了一定的研究方法以后,就可以对岩土工程专业不同的研究方向及工程应用领域来进行研究。基坑工程、地基处理和地下工程是许多岩土工程专业人员选择的研究方向和从业领域,也是目前我国岩土工程专业的热门领域。这一两年,海洋工程研究方向也受到越来越多的关注。

图1 岩土工程专业知识体系的构成

2 岩土工程专业的研究方法

笔者认为,如图1所示,岩土工程专业的研究方法有许多,例如:理论推导、室内试验、数值模拟、现场实测、工程类比、文献分析、问卷调查、抽样统计、案例分析等等。比较常用的研究方法是理论推导、室内试验、数值模拟和现场实测。岩土工程专业研究人员应熟练掌握其中一种或多种研究方法。

2.1 理论推导

各类岩土本构模型的建立一直是岩土工程专业人员的研究重点。建立解决实际工程问题的实用模型以及建立能反应某些岩土体应力应变特性的理论模型一直是本构模型研究的两个方向。基坑工程、地基处理以及地下工程等实际工程的设计理论也一直在完善中。

2.2 室内试验

室内土工试验非常重要,它们是揭示土的特性,进行土类定名和土层划分的重要依据之一。利用室内岩土离心机来进行实际工程的模型试验是目前比较先进的室内试验研究手段。

2.3 数值模拟

计算机技术的发展给岩土工程专业带来了新的研究方法,目前有许多商业软件用于岩土工程的数值计算,可以仿真模拟岩土工程专业的各类实际问题,能够较准确地反应实际工程中应力应变情况,对科学研究和工程设计都有指导作用。

2.4 现场实测

现场实测包括原位测试和工程监测等,实际工程的监测数据更能反应岩土工程问题的本质,可以同其它研究方法进行比较验证。同时,现场实测的数据可以反过来指导工程的施工,可以保证工程施工的安全性。

3 岩土工程专业的研究方向

笔者认为,如图1所示,岩土工程专业的研究方向有许多,例如:基坑工程、地基处理、地下工程、边坡稳定、海洋工程、基础工程、隧道工程、环境岩土、路堤路坝、防灾减灾等等。比较热门的研究方向有基坑工程、地基处理、地下工程和海洋工程。岩土工程专业研究人员都会选择其中一个或多个研究方向来进行研究。

3.1 基坑工程

地铁和房地产的建设使中国拥有大量的基坑工程,基坑开挖越来越深、面积越来越大,基坑围护结构设计和施工越来越复杂,使得基坑工程的设计理论和施工技术不断发展,以解决复杂的基坑稳定、变形和环境保护问题。

3.2 地基处理

地基处理一直是岩土工程专业的研究热点,许多创新性的发明专利都出于这一研究方向。不同类型的岩土有着不一样的地基处理方法,同一类型的岩土也有着不同的地基处理方式。各个地基处理方法的成套设计、理论、施工技术等是需要不断完善的研究内容。

3.3 地下工程

21世纪是大力建设地下工程的世纪,也是我国地下空间开发利用的时期。城市轨道交通系统的快速发展,使得城市地下工程的建设大量兴起。盾构法修建城市地铁隧道过程中涌现出许多研究课题,如隧道开挖面稳定性、地表沉降及其对周围设施的影响、双圆盾构的管片受力性能、冻结法加固地层的相关技术等。

3.4 海洋工程

海洋工程近年来越来越受到关注,它是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的,并且工程主于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程,它分海岸工程、近海工程和深海工程3类。海岸防护工程、围海工程、海港工程、海上钻井平台的建设等是岩土工程专业人员面临的新的研究课题。

4 结语

作为刚跨入岩土工程专业领域的研究人员,除了对岩土工程专业知识体系的构成有一定的了解和认识外,还应该多看岩土工程专业的经典书籍,多参加岩土工程专业的学术会议,多与岩土工程专业的知名学者交流。并且结合自己的兴趣爱好选择一个研究方向,运用一种或多种研究方法,踏实、勤奋、持之以恒地进行研究,为我国岩土工程专业的发展添砖加瓦。

参考文献:

岩土工程设计案例范文第3篇

关键词:注册岩土工程师;勘查技术与工程专业;教学模式;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)12-0118-02

自2009年我国住房与城乡建设部正式实施注册岩土工程师执业制度以来,注册岩土工程师可在规定的执业范围内,以注册土木工程师(岩土)的名义在全国范围内从事相关执业活动;未取得注册证书和执业印章的人员,不得以注册土木工程师(岩土)的名义从事岩土工程及相关业务活动[1-2]。作为一种行业准入制度,这有利于提高岩土工程人员的业务素质,有利于行业国际化;也将成为高等学校岩土相关专业教学改革的方向标,推动着高校专业教学改革,使之紧紧围绕行业市场,为岩土工程行业培养较高执业素质的专业人才[3-5]。

一、我国注册岩土工程师考试简介

注册岩土工程师考试分为基础和专业考试。

1.基础考试。主要考查考生的综合基础理论知识和相关专业基础。考试分上、下午两场,均为单项选择题,涉及的考试内容包括:(上午)高等数学、液体力学、计算机应用基础、电工电子技术、普通物理、普通化学、理论力学、材料力学、工程经济学;(下午)土木工程材料、岩体力学与土力学、工程测量、工程地质、岩体工程与基础工程、土木工程施工与管理、结构力学与结构设计、职业法规。

2.参加基础考试合格并按规定完成职业实践年限者,方能报名参加专业考试。专业考试分2天进行,共四场,开卷考试,分别考查岩土工程专业知识及案例分析。专业考试内容包括:(1)岩土工程勘察;(2)岩土工程设计基本原则;(3)浅基础;(4)深基础;(5)地基处理;(6)土工结构与边坡防护;(7)基坑工程与地下工程;(8)特殊条件下的岩土工程;(9)地震工程;(10)岩土工程检测与监测;(11)工程经济与管理。涉及的行业规范、规程有40本左右,每年的规范清单都在增删。

专业考试合格后,方可获得《中华人民共和国注册土木工程师(岩土)执业资格证书》。

二、现行培养模式存在的主要问题及专业教学改革的必要性

注册岩土工程师执业制度作为一种行业准入制度,明确了其对从业人员的素质要求,作为一名合格注册岩土工程师应该懂勘察、懂设计、懂施工、懂监测检测、懂法律法规,既要懂得地质方面的知识,又要懂得力学、土木工程专业方面的知识,要求是综合素质较高的复合型人才。作为人才培养的基地,高等院校发挥着重要的作用,尤其是如今注册土木工程师(岩土)制度对人才提出的更全面更综合的要求[6]。

目前,高校培养模式主要存在两方面问题:(1)课程设置不全,与注册岩土工程师考试内容相比,学生专业知识面窄,不能兼顾地质、力学、土木工程等各方面理论知识。(2)培养的学生实践动手能力弱,工程意识不强,不利于岩土工程工程的开展。

因此,发挥注册岩土工程师执业考试制度的指导作用,对现有的勘查技术与工程专业的教学模式进行改革势在必行。

三、我校勘查技术与工程专业教学改革

我校自2005年首次招收勘查技术与工程专业学生以来,为了适应注册岩土工程师考试制度,在专业课程设置、课程与教材建设、实践教学环节调整、教学方法改进、师资队伍培养等方面进行了积极的探索,取得了一些经验。

1.专业课程设置。在专业开设初期,比较我校勘查技术与工程专业培养大纲,与注册岩土工程师专业考试内容,培养大纲能够基本涵盖了后者基础考试的大多数内容,但也存在一些问题:课程设置不完善;部分课程课时少、开设的顺序欠合理。比如缺少地震工程、特殊性岩土等内容,岩土工程勘察课程安排在工程物探、原位测试等课程之前。

经过多次的培养大纲修订,在最新版的2016年版培养大纲中,学科与专业基础必修课、专业选修课包括:基础工程、土力学、岩土工程概论、构造地质学、水文地质学、混凝土结构、工程物探、岩土工程测试技术、基坑支护、地下结构、隧道工程、城市地下空间规划、地基处理、边坡工程、地质灾害防治与评价、岩土工程勘察、环境岩土工程、工程结构荷载与可靠度设计原理、建设工程项目管理与建设法规、建设工程经济、工程监理概论等等。这几乎涵盖了注册岩土工程师专业考试的所有内容,这对于勘查技术与工程专业学生是一个非常大的优势。

2.课程与教材建设。在岩土工程师专业考试中,地震工程、特殊性岩土是必考内容之一。过去我们对这部分内容讲授不够重视。在最近由本专业教研室组织编写了《基础工程》教材,将之前未重点讲授的“地震工程”内容集中编成一章重点讲授,还专门介绍了岩土工程师执业制度的相关内容;同时也申报了土力学、基础工程等精品课,由全体老师共同建设。而对于特殊性岩土这部分内容,也在《岩土工程勘察》课程中重点讲授。

3.教学方法改进。注册岩土工程师专业考试,主要考查的是对相关专业规范、规程的熟练应用能力,因此,在专业课程授课中,均要求学生配备有相应的最新版的规范或规程,大学四年下来,基本上能把岩土专业中的主要规范、规程过一遍,如《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑桩基技术规范》、《建筑基坑支护规程》、《建筑地基处理规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑边坡工程技术规范》等。在上课过程中,以教材内容为主,结合相应的规范或规程,让学生在学习专业理论、基本原理等的同时,也了解规范的规定,这有利于学生在毕业后走上专业岗位时能更好地应用规范。

4.实践教学环节调整。在高校中,学生工程意识淡薄、实践能力不强的现状较为普遍,其中一个重要的原因就是学生参加工程实践的机会太少,这对其毕业后从事专业工作,快速适应注册岩土工程师执业制度是不利的。因此,在专业教学中,均将专业课程向实践工程做一些倾斜,加强实践基础的建设,调整实习、课程设计等内容,不断完善实践教学环节。

5.师资队伍建设。专业课教师的业务能力直接影响着对学生的培养效果,专业理论知识扎实,且具备丰富工程实践经验的教师,在讲解专业理论的同时,结合实际工程,能让学生更容易理解、接受,从而提高教学效果。因此,有必要进一步提高专业课教师的综合素质,培养一批具有教师资格及注册岩土工程师执业资格的双师型教师队伍是非常重要的。

四、结论

注册岩土工程师执业制度的推行,使得岩土工程行业越碓焦娣叮也必将加速我国岩土工程与国际接轨;同时,也为高校培养专业人才指明了方向,推动高等学校土建类岩土工程专业教学改革。通过对我校现行的勘查技术与工程专业教学模式的分析研究、探索,包括岩土工程课群的设置、课程与教材建设、实践教学环节调整、教学方法改进、师资队伍培养等,积累了成功的经验,也提出了进一步的改革措施,使专业教学不断向注册岩土工程师考试靠拢。

参考文献:

[1]高大钊.注册岩土工程师与岩土工程体制[J].岩土工程师,2003,(11):1-4.

[2]付旭.注册土木工程师(岩土)执业制度研究[D].昆明理工大学硕士学位论文,2009.

[3]白哲.从注册岩土工程师考试探讨勘查技术与工程专业教学改革[J].教育教学论坛,2014,(37):46-47.

[4]李飞,霍宁.我国注册岩土工程师执业制度与高校教学改革探析[J].理工高教研究,2005,24(1):106-108.

岩土工程设计案例范文第4篇

【关键词】高层技术 岩土工程 勘查技术 应用

由于当前科技发展迅速,经济发展也为此做出了巨大的贡献,我国岩土勘探技术在这样大好的背景下技术水平不断完善,在许多复杂工程比如高层建筑、地下工程、核电站等的项目工程中肩负着重要的作用。这是令人可喜的一面,然而在许多现代项目工程中,地质勘查是一项大型工程,勘察人员应该进行长时间的实地勘察,采集大量样本进行分析预测,然而在工期很紧张的情况下,这些步骤很容易被人忽略,所以导致设计周期较短。

1岩土工程和勘查技术以及高层技术的相关概念

岩土工程是运用工程地质学、土力学、岩力学等学科解决各类工程中的岩石、土地相关问题的学科。根据工作内容可以划分为:岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测等。勘查技术是指相关专业人员利用专业设备,运用专业知识对当前的地理条件,及地理环境进行分析,做出可行性报告。

2高层技术岩土工程的勘探过程分析

2.1前期准备工作

相关勘探人员应该按照相关分级标准进行勘测工作,首先是对勘探工作产生直接影响的建筑物安全等级、地基复杂等级水平、以及勘察难度等级等。最重要的是要确定勘察内容在选定勘察对象的过程中,要考察拟建场地的自然地理概况和环境地质背景,还要收集和整理工程地段的主要气象因子,查明地下水的类型、埋藏条件等,同时要多方面考察该地区是否存在某些因素导致地面塌陷、沉降、开裂等不良后果。了解相关工程系数,并将上述相关系数进行分析,有利于把握全局,优化技术水平,完成岩土勘察的相关任务和目标,这样做的好处是最终能够降低生产成本,节约资金。以西安修建地铁为例,西安多以平原为主,地势较为简单,东西南北分明,地面交通堵塞,就有必要修建地铁。那么在修建地铁之前的勘察工作是很重要的,勘察人员通过专业知识,专业方法对地质进行勘察,确定地铁路线,对当地地面情况进行分析,得出相关分析数据。

2.2中期准备阶段

在分析出相关指数和数据之后就该选定拟选位置了。为了使得获得的勘察信息更加准确,以及获得的数据更具有可信度,在勘查的过程中要秉着针对性和实用性的原则,采取多种勘查技术。其中包括工程地质测绘、勘探、取样、原位测试、室内试验、以及检验检测等。具体的中期准备阶段框架结构图见图1。

图1

(1)工程地质测绘是一项岩土勘察的基础工作,其主要目的是明确施工地区的地形、地貌特征,并探寻该地区岩土形成的原因、厚度和分布地区。因此,在比较特殊复杂的地质条件下要进行工程测绘,其目的在于有效指导其他勘察方法。

(2)勘探是配合工程测绘同时使用的一种间接勘探技术,经济实用是它的主要特点。岩土勘察工作中两种必不可少的关键技术就是钻探和坑探。钻探主要用于对不同深度的地层采样进行分析实验,确定岩土类型及它的各项物理性能指标。坑探主要用于钻探所不能实现的岩土勘探地下地质情况的分析。

(3)取样就是根据地层情况,采用静压法和扰动取样来获得相应的地质材料,主要用于后续的原位测试和室内试验。

(4)原位测试就是通过一些专有技术包括静力触探实验、标准贯入实验、动力触探和波速测试等来进行岩土勘探实地工作。其中静力触探试验采用的是原装液压静力触探双桥探头测试,利用微机自动采集信息并处理后,绘制单孔静力触探曲线。标准贯入试验采用的是自由落体法进行试验。通过动力触探试验可以准确的获得岩土相关的物理力学性质指标。而通过波速测试可以分辨场地的岩土类型。

(5)室内试验就是针对施工场地出现的问题,采取如一般物性指标试验、压缩试验、颗粒分析和水质分析等的室内试验方法。

(6)检验检测是为了确保工程的质量进度和安全性能,进而提高工程效益,其目的在于从中获取相关分析指数,更早发现错误与纠正错误。

2.3后期后续工作

整理数据,并对其进行分析做出实际性的报告送入档案室以期为以后的高层岩土勘察技术提供样本和借鉴。目的在于更好地掌握数据,学会分析数据,减少不必要的损失。

3岩土勘察工作的重要性

岩土工程勘察成果整理的核心就是岩土工程分析评价。分析评价的内容包括:

(1)场地地质条件是否稳定以及拟建工程是否适宜。

(2)为岩土工程勘察提供的地质结构相关参数做出设计,以及对工程性状做出分析。

(3)地下水分布指数相关参数及地下水分布空间相关分析。

(4)工程建设给环境带来的影响做出分析预测,以及环境变化给岩土工程带来的相关影响。

(5)提出对工程勘察中的地基基础、边坡工程、地下洞等等的设计方案的相关建议。

(6)分析预测施工过程中可能会出现的相关问题,并提出解决方案及施工对策。对岩土工程分析评价完之后就该做出相关岩土工程勘察报告。岩土勘察报告中一要包括工程地质图件,这其中既要有工程地质图的类型、综合性工程地质图以及综合工程地址分析图。这些图不能只是简单的插入,要按照其精度比例尺等绘制一览图、区域图、详图和略图等。岩土勘察报告二要包括工程地质图的编制原则、内容和方法。工程地质图的编制原则是根据不同类型的地质图的相关要求和编制目的,要尽可能的把勘察得到的各个地质指标包含进去,尽可能做到全面详细。地形地貌、岩土类型及工程地质、地质结构、不良地质作用等构成了工程地质图的内容。不良地质作用是影响岩土工程实施场地之内是否稳定的主要影响因素,因此要加强对岩土建设场地周围的不良地质作用的勘察,并且做出对照评价,这些不良影响的地质作用包括岩溶等,其中岩溶是指在地壳中具有可溶性的岩石受到有侵蚀性和腐蚀性水体的作用,以化学溶蚀为主要特征的一类现象的总称。岩溶地区容易出现以下问题,一是溶蚀岩石的强度降低,造成地面不均匀起伏,以及漏斗地面对岩石稳定性的影响。二是滑坡,不同程度的滑坡容易造成生命、财产的损失,更在一定程度上使得勘查工作难度加大,造成不稳定性影响。

4结语

总之,岩土工程勘察工程涉及到力学、工程学、地质学等方方面面,是一种综合性的工程地质调查工作。当前仍然存在许多技术问题,并且这些问题的解决影响着工程勘查的质量,如果解决不当都将对我国岩土工程的发展产生不利影响。当然,随着科学技术市场经济的不断发展,岩土勘察技术将更加成熟,在一定程度上加强岩土工程的质量还需要对相关勘察人员进行更多的培训,以期提高勘察人员的水平,改进相关勘查技术,制定科学的勘察方案。从本文来看以上所提及的岩土工程勘察方面都是有局限性的,现实与理想总是有差距的。许多细节也未进一步阐明,还需要不断研究。

参考文献:

[1]陈政治.岩土工程勘察技术标准与相关问题案例分析研究[A].中国建筑学会工程勘察分会.工程勘察2013年增刊第1期[C].中国建筑学会工程勘察分会,2013:6.

[2]周永宁.岩土工程中数字化勘察技术的应用分析[J].科技致富向导,2014,21:123.

[3]宗文涛.岩土工程地质勘查技术的应用建议[J].科技创新与应用,2013,28:38.

岩土工程设计案例范文第5篇

关键词:基坑;物理力学参数;原位测试

中图分类号:TV551 文献标识码: A

1.引言

岩土参数是岩土工程设计的基础。岩土参数的选取,对建筑工程的建设、安全和造价有重要影响。岩土工程评价是否符合客观实际,岩土工程设计是否可靠,很大程度上取决于参数选取的合理性。影响岩土工程参数选取的因素很多,有岩土层的类别、成因、特征,工程特点,以及地区经验、勘察者的水平等等。

2.基坑的特点

随着基坑工程不断向大、深方向发展,深基坑的稳定难度也随之加大。目前国内的基坑工程大体上呈现了四个方面的特点。

(1)开挖深度大。基坑开挖深度在迅速增大,目前最深已达40m左右。如上海地铁4号线修复工程深基坑开挖深度接近41m,天津117大厦基坑最大开挖深度35m左右,20~30m深的基坑在全国大城市中已属平常。

(2)基坑面积大,有的已形成基坑群。天津站交通枢纽工程是京津城际高速铁路,地铁2、3、9号线,津秦客运专线及原天津站普速铁路的超大型换乘枢纽,地下工程总面积19万m2,占地面积约5万m2,基坑边长500多m,最大开挖深度达33.5m。上海虹桥综合交通枢纽工程包括一个新航站楼、10条磁悬浮列车站台、30条城际及高速列车站台、一个能容纳5条线路的地铁站以及一个新城际巴士总站,地下空间总面积20余万m2,是继天津站交通枢纽工程之后又一个软土地区超大地下工程。

(3)施工难度大。我国地下工程、超高层建筑等涉及的深基坑工程,往往集中在城市建筑物、道路及地下设施密集的区域,场地狭小,周围环境对基坑工程限制严格,施工难度大,基坑稳定难度大,一旦出现事故影响恶劣,后果严重。

(4)地质条件复杂。由于经济发展的原因,我国深基坑工程多在沿海地区,而沿海又多为软土地区,软土地区的深基坑工程设计、施工难度相对较大。

基于以上四个显著特点,深基坑工程的稳定性问题也越来越突出,尤其是伴随近年来此类工程的逐渐增多,基坑安全事故也呈现高发趋势。

3.基坑事故典型案例

根据建设部近几年的事故统计,在基础施工中,基坑开挖过程中造成的坍塌约占坍塌事故总数的三分之二,说明基坑基槽的安全性对保证建筑基础施工的安全至关重要。目前全国范围内地铁工程、房屋建筑进行基础施工时,普遍采用基坑形式,基坑坍塌的事故时有发生,造成了较大经济损失及人员伤亡,以下是一些典型的工程质量事故案例。

案例一:2005年7月21日中午12时,位于广州市海珠区江南大道中海珠城广场工地基坑南端约100m长挡土墙发生倒塌,造成一段6m长的水泥路面下陷,同时造成位于工地旁的砖木结构平房倒塌,以及附近的海员宾馆以及江南大道中部分居民楼结构受影响,事故造成3人死亡、8人受伤,直接经济损失超过2亿元。

根据调查组分析,事故原因:原因分析如下:

1、超挖:原设计4层基坑17m,后开挖成五层基坑(20.3m),挖孔桩成吊脚桩;

2、超时:基坑支护结构服务年限一年,实际从开挖及出事已有近三年;

3、超载:坡顶泥头车、吊车、钩机、超载;

4、地质原因:岩面埋深较浅,但岩层倾斜。

案例二:2008年11月15日下午3时15分,正在施工的杭州地铁湘湖站北2基坑现场发生大面积坍塌事故,造成21人死亡,24人受伤,直接经济损失4961万元。

坍塌事故调查得出3点原因:一是杭州的土质特殊,属于淤泥质粘土,含水的流失性强;二是事故坍塌所在地点风情大道一直作为一条交通主干道来使用,车流量大,给基坑西面的承重墙带来太大冲击;三是今年十月份杭州出现的一次罕见的持续性降雨过程,使得地底沙土地流动性进一步加大。

案例三:青海西宁佳豪广场4号楼基坑边坡坍塌事故。2009年3月19日13时35分,西宁市商业巷南市场的佳豪广场4号楼施工现场发生坍塌事故,基坑东侧边坡坍塌,8人遇难。经调查组调查分析,确认此次事故的直接原因是:基坑支护工程在施工过程中,钢管锚杆长度不够,锚杆注浆孔孔径偏小且注浆数量偏少,压网筋节点连接只有一根Φ14水平通长筋,喷射的混凝土面层厚度不够,没有竖向超前微型桩,不能保证基坑边坡的整体稳定。同时在现场施工中,未采取有效安全防范措施。并使用震动较大的冲击锤,造成已经解冻融化的土体失稳坍塌。

案例四:2007年3月28日上午9点30分左右,北京市地铁10号线2标段施工过程中,由于对施工复杂的地质情况不清,当施工断面发生局部塌方和导洞拱部产生环向裂缝的险情时,未采取保护抢险人员的安全技术措施即指挥作业人员实施抢险,发生二次塌方,造成6人死亡。

事故主要原因为渗水,渗水后致使工作面被水泡了以后土层发生松动,强度降低,最终形成塌方。

通过典型案例事故分析表明,由于地质条件的复杂性、不均匀性,往往造成勘察所得的数据离散性很大,无法保障支护结构设计的精确度及安全性,而支护结构的强度、刚度或稳定性不足,引起支护结构破坏而导致基坑坍塌。因此,基坑支护结构必须建立在对土质有全面清楚认识的基础上进行设计,特别是要对土层物理力学参数取值准确确定,同时施工过程中能根据土质条件的变化灵活应变,遵循动态设计、动态施工的原则,加上合理的施工措施、工期和造价等,事故是完全可以避免的。

4.原位测试

土层物理力学参数取值的确定可以采用已有勘察资料统计分析、现场原位测试以及取样室内试验等方法。

原位测试是在岩土层原来所处的位置,基本保持的天然结构,天然含水量以及天然应力状态下,测定岩土的物理力学性质指标。原位测试是确定岩土层工程力学指标行之有效,且公认科学准确的方法,其主要使用于(1)当原位测试比较简单,而室内试验条件与工程实际相差较大时;(2)当基础的受力状态比较复杂,计算不准确而又无成熟经验,或整体基础的原位真型试验比较简单;(3)重要工程必须进行必要的原位试验。原位测试的优点是可以测定难于取得不扰动土样的有关工程力学性质,可避免取样过程中应力释放的影响,测量值影响范围大,代表性强;其缺点是各种原位测试有其适用条件,有些理论往往建立在统计经验的关系上等,影响原位测试成果的因素较为复杂,使得对测定值的准确判定造成一定的困难。原位测试包括静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切、旁压试验、静载试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体应力试验、岩土波速测试等。

5.小结

随着轨道交通工程的大面积开展和高层建筑的发展,全国范围内的基坑工程不断增加,对基坑设计以及施工的要求提出了前所未有的机遇和挑战,准确地确定深基坑主要地层物理力学参数,可以为基坑设计及其施工提供有效的参数和实际指导意义,可以创造巨大的经济效益和社会效益。搜集以往的勘察资料,进行统计分析,并结合原位测试的现场实测数据,优化处理,准确确定基坑主要土层物理力学取值势在必行,对社会的发展和人民财产安全具有重要的意义。

参考文献:

[1]吴金娜.基于南宁盆地地层组合的高层建筑地基-基础(短桩)的共同作用分析[D].南宁:广西大学,2007.05.

[2]张油军.南宁市轨道交通一号线沿线岩层组合模型及区划研究[D].南宁:广西大学,2012.05.