岩土工程勘察方法及其与岩土工程设计的关系探究

岩土工程勘察方法及其与岩土工程设计的关系探究

白学伟

白学伟

甘肃省建筑设计研究院有限公司甘肃兰州730030

摘要：近些年，伴随着我国科学技术的进步与社会经济的飞速发展，工程建设的数量与规模也在不断的加大。而岩土工程勘察工作作为建筑、厂矿、道路、电力、水利设施等多项工程建设的主要基础支柱，凝聚着工程技术人员多年来辛勤的汗水与智慧的结晶，这些都与岩土工程勘察科学合理的工程设计和现代化的岩土工程勘察方法密不可分。将两者技术相结合，在确保岩土工程勘察质量的情况下进一步提升岩土工程勘察的技术水平。本文结合多年来实际工作经验，对岩土工程勘察方法和岩土工程设计进行了简要分析，对岩土工程勘察方法及其与岩土工程设计密不可分的关系进行探究。

关键词：岩体工程勘察方法；岩土工程设计；原位测试；地理信息系统；关系；探究

0前言

岩土工程勘察的工作内容就是利用相关理论知识结合现场勘探工作、原位测试、室内试验等手段对工程建设场地的环境与地质情况进行详细的勘察、分析与计算评价，最后给出合理的地基基础、基坑支护、岩土参数等建议，为建筑工程设计、施工提供可靠依据。岩土工程勘察工作直接影响着工程施工建设的后续进展情况、工程造价及工程质量安全，因此岩土工程勘察工作也为了工程建设的整体施工质量打下坚实基础。岩土工程勘察有着工作精准度高、勘察数据精准可靠等特点，这其中与岩土工程勘察工作人员的科学现代化的勘察办法以及严格技术规范有着无法分割的关系。

1、岩土工程的勘察方法

1.1现场勘察与取样方法

在岩土工程勘察工作中，根据不同的情况可以使用探井（坑探、槽探、竖井、平硐等）、物探或者钻探等方法对建筑场地的地质情况进行取样，并对样本进行实验、分析，依照样本分析结果对建筑场地的地质情况进行详细记录整理。探井是岩土工程勘察人员在挖掘的深坑当中对岩土的组成、分布以及岩土层分界线直接的进行观测记录，一般用于观测地质情况中泥土的种类并对其进行分析。由于地下水的水位、坑壁的稳定性、土层的坚硬程度对探井的深度具有较大的影响，因此探井在实际勘察工作中具有很大的局限性。物探是根据简单有效的物理勘探方式，直接对建设施工现场的地质结构与地下水深度等信息的记录分析，由于物探精确度低，并且具有判断多变性特点，因此需要与其他勘察方法相结合的勘探方式来提高精确度和进行验证。钻探则是利用机械设备对地下土层进行打孔、采取岩芯，分析其钻孔中的土质性质和密实度情况。虽然钻探相较于探井其结果不太直观，精准度不高，但是钻探在实际建筑施工场地的实用性较强，不会受地下水深度和地层岩性的影响，并能揭露出地下水分布的情况。钻探可以根据其勘探形成的钻孔对地下水及土质情况进行取样，可以做更加详细的分析工作，为工程建设场地提供准确的岩土工程地质情况。

1.2原位测试法

原位测试法包括圆锥动力触探、静力触探试验、标准贯入试验、载荷试验、十字板剪切、旁压试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体应力试验、岩土波速测试等多中方法。原位测试法一般需要根据建设场地的实际地层情况来选择合理实施方案，以提升岩土工程勘察的精确度。原位测试法原理是保持岩土原有的应力、组成结构以及含水量的情况下，通过设备测试贯入击数，根据相关力学知识进行的检测。圆锥动力触探主要有轻型、重型以及超重型三种，轻型圆锥动力触探一般适合黏性土层、粉土层、砂层等，而重型与超重型则适合颗粒较大、密实的碎石土、基岩等。静力触探试验由于其勘测设备精巧、检测方式简便，因此多用于建筑地区存在软土、湿陷性黄土、粉土、粘性土、砂类土层进行勘察。测试结果可以整理并绘制相关曲线和分层，计算出各类土质的密度、侧摩阻力、端阻力等，为工程施工建设提供了有效的数据支撑。标准贯入试验可用于评价土的均匀性和定性地划分不同性质的土层，以及软土中夹砂层的密实度和承载力，也可用于风化岩层的分层和力学性质分析。由于其设备精巧轻便以及检测方式简便的特点，受到了岩土工程勘察工作的普遍使用。载荷试验分为平板载荷试验和螺旋板载荷试验、桩基载荷试验等。平板载荷试验是现场进行的原位测试实验，准确性非常高，可以作为地基承载力设计的依据和工程验收的依据。平板载荷试验分为浅层和深层两种，应用非常广泛，适合各类土层。而螺旋板载荷试验是用来测试地下水位下的黏性土或是砂石承载力的一种方法。十字板剪切试验适用于测定软土的抗剪强度。对重荷载的大型建筑，应测定其残余强度并计算其灵敏度。旁压试验是通过向圆柱形旁压器内分级充气加压，在竖直的孔内使旁压膜侧向膨胀，并由该膜(或护套)将压力传递给周围土体，使土体产生变形直至破坏，从而得到压力与扩张体积(或径向位移)之间的关系。根据这种关系对地基土的承载力(强度)、变形性质等进行评价。旁压试验按旁压器放置在土层中的方式分为：预钻式旁压试验、自钻式旁压试验和压入式旁压试验。波速测试适用于测定各类岩土体的压缩波、剪切波或瑞利波的波速，可根据任务要求，采用单孔法、跨孔法或面波法。利用铁球水平撞击木板，使板与地面之间发生运动，产生丰富的剪切波，从而在钻孔内不同高度处分别接收通过土层向下传播的剪切波。因为这种竖向传播的路径接近于天然地层由基岩竖直向上传播的情况，因此对地层反应分析较为有用。波速试验作用：1）划分场地类型；2）计算场地基本周期；3）提供地震反应分析所需的地基土动力参数；4）判别地基土液化可能性；5）评价地基处理效果。

1.3数字化、可视化勘察方法

伴随我国科技的飞速发展，岩土工程勘察方法也由传统的勘察方式发展为数字化、可视化的创新勘察方法，勘察效率和勘察的精确性都得到了很大的提高。数字化、可视化的勘察方法利用数字化、可视化的方法和仪器直观的将场地地层信息进行远程展现，让勘察人员更加直接有效的观测到勘察地区的地质情况，更能准确的判断地层的各种性状，为设计和施工提供服务。数字化勘察方法的取样能做到取样自动化，取样的质量也能大幅度提高，保证或避开在分层交界处取得两种不同土质的样本，从而能为勘察人员提供准确的数据分析。

1.4岩土工程地理信息系统和现场验证咨询结合法

岩土工程地理信息系统就是通过系统开发软件，把已经完成的勘察项目信息输入到地质数据库中，包括勘察准确经纬度位置、勘察图件、勘察数据分析、勘察报告等，非常方便查询和查阅相关资料，做到各类数据有偿共享，减少重复工作造成的资源和人力浪费。今后开发新的项目时，可以通过精确查询，找到场地附近已经完成的勘察项目，通过调阅详细信息结合项目情况，勘察人员布置合理的钻探验证孔，为工程提供准确详细的勘察报告，从而减少勘察工作量，降低工程造价。

1.5BIM在岩土工程勘察中的应用

BIM系统在建筑设计施工方面已经初见成效，但在岩土工程勘察中的应用还在起步或初始阶段，如何有效利用BIM系统，把岩土工程勘察信息在平面上、立面上、空间上表现出来，形成空间地质地层模型，数据分析模型，结合建筑设计、地基基础设计等资料，更直观和准确的把相关信息展现出来，指导后期优化设计、优化施工，解决复杂地质问题，保证建设质量和节约工程造价。

2、岩土工程勘察方法与岩土设计的关系

就岩土工程的施工建设方面来说，为了让整体的施工建设质量得到保证，缺少不了现代化勘察方式与科学合理的设计方案，其中更加缺少不了岩土工程勘察工作与设计工作间的密切交流。这就更加体现了岩土工程勘察方法与岩土设计密不可分的关系，其相互依赖使得产生了一加一大于二的促进效果。我国有关部门发布的岩土工程勘察规范和标准中表述，在岩土工程勘察工作开展前，需要充分收集前期地质资料，搜集设计文件关于建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和变形特征，结合这些资料的基础上，岩土工程勘察人员要与工程设计人员进行详细的沟通交流，对设计方案更加深入透彻的了解领悟，充分的理解其中的设计理念，清晰准确的找到工程项目的建筑特点，为了能够让岩土工程勘察工作更顺利的展开。岩土工程勘察方法与岩土工程设计的关系具体有下面三点：

2.1岩土工程勘察与岩土设计互相促进

其两者促进关系表现在两方面：第一，由于岩土工程勘察技术人员具有较高的专业技术水平，并且采取科学有效的勘察技术手段，岩土工程勘察的质量也同样得到较大提升，依照其科学全面的数据资料，让岩土工程的设计标准也得到相应的提升。第二，随着国内工程建设的数量不断增多，对工程建设的施工规范与质量要求也在不断提高，因此岩土工程设计工作更需要做出相应的改革创新，为了促进岩土工程勘察工作更好的发展，更加符合设计要求，岩土工程勘察工作的相关技术要求也在随之提高。

2.2岩土设计为岩土工程勘察提供动力

岩土工程的设计质量需要工程设计人员具备专业化的知识水平、全面细致的数据资料以及科学先进的专业技术，而其中全面细致的数据资料则是靠着岩土工程勘察工作来完成和提供的。因此岩土工程设计人员当需要更加详细的数据资料时，就需要工程勘察人员详细认真的将勘察资料记录整合。提高岩土工程建设的质量首先应从设计角度出发，不断的创新提高设计质量，岩土工程勘察工作也就相应的需要提高勘察质量、细化勘察数据。更加说明了岩土工程设计是岩土工程勘察的动力源泉。

2.3岩土工程勘察是岩土设计的基础

工程建设的设计方案对实际施工情况有诸多的影响因素，而其中最为主要的就是岩土工程勘察工作，工作中对施工场地岩土结构与其所受应力等数据的整理分析，则是为了能够让工程设计人员熟悉了解施工场地及其数据资料，科学标准的设计出工程施工方案，保证工程施工建设能够安全平稳的进行。这样也就可以保证工程建设施工可以及时竣工，工程建设的质量更加符合标准。由此可见，岩土工程勘察工作所整理记录的数据资料和评价结论，为岩土工程设计提供了坚实的基础，为岩土工程设计的科学性、合理性提供了基本保障。

3结语

总而言之，科学的、现代化的岩土工程勘察方法可以提升勘察团队的各项专业技能，再加上严格的监督制度，将勘察质量意识牢刻在勘察工作人员的心中，让勘察工作人员意识到岩土工程勘察对建筑设计、建设施工效率的重要性，不断提升岩土工程勘察的方法、手段以及评价方法。而岩土工程设计则需要依靠岩土工程勘察所整理的数据作为设计基础，在保证工程建设质量与建设施工安全稳定运行的情况下，不断的改善创新，紧跟国家科技发展的步伐。全面了解岩土工程勘察方法与岩土工程设计之间的关系，为建造高品质的建筑工程夯实基础，为工程建筑行业未来的发展贡献出一份力量。

参考文献

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