芻議巖土工程勘察設計一體化模式

黃鶴軒

摘要：在巖土工程具體施工過程中，只有相關工作人員做好了工程勘察和設計的一體化工作，才能從一定程度上保障設計方案科學性。而運用GIS技術不僅可以從一定程度上提升勘測準確性，還可以保障方案的合理性，所以在勘察設計一體化工作中，GIS技術已經(jīng)成為一種技術支撐。文章重點就GIS技術支持下的巖土工程勘察設計一體化模式進行研究分析，以供參考和借鑒。

關鍵詞：巖土工程;勘察設計;一體化;研究

我國傳統(tǒng)巖土工程的勘察與設計工作是相分離的.工作步驟一般為先勘察后設計，但在社會發(fā)展的新形勢下.這種勘察與設計相分離的傳統(tǒng)巖土工程已逐漸不適應社會發(fā)展需求，嚴重制約著行業(yè)發(fā)展。因此，利用有關技術手段來推動巖土工程勘察、設計與施工的一體化發(fā)展，對于實現(xiàn)巖土工程適應現(xiàn)代社會的發(fā)展需求，提升巖土工程在市場競爭中的地位等具有積極意義。

1 巖土工程勘察設計一體化模式實施的必要性

當前我國大多數(shù)巖土工程的施工流程是由巖土勘察工程師先對巖土工程場地的綜合條件進行了解分析，根據(jù)巖土工程的上部結構情況，提出合理的設計建議，幫助施工企業(yè)根據(jù)實際地基情況選定適宜的地基形狀、地基處理方式、地基坑圍欄方式及地基周邊支護構架等。巖土工程施工過程中，建筑結構的上部結構主要包含建筑結構、土地結構以及水電等專業(yè)性質比較強的結構，它們需要專門的工作人員進行單獨設計。

2 巖土工程勘察設計一體化的優(yōu)勢

2.1 有利于提高資金的利用效率

巖土工程在進行勘察、設計一體化模式的發(fā)展過程中，具有非常明顯的優(yōu)勢，它能夠大大提高巖土施工資金的利用率，大大節(jié)約巖土工程的建設成本。通過巖土工程勘察設計一體化，讓這兩個重要的環(huán)節(jié)融為一體，大大減少了巖土工程的投資方和承包方協(xié)調的流程，充分保證了建筑資金的有效利用，大大節(jié)約了巖土工程勘察施工成本。

2.2 促進了巖土工程技術的創(chuàng)新

巖土工程勘察設計一體化模式的研發(fā)，加快了巖土工程技術創(chuàng)新的腳步。一項新的科學技術的發(fā)明，通常是基于實際的工程實施中對亟待解決問題的相關思考。目前我國在傳統(tǒng)模式下的巖土工程勘察、施工等工程方案基本成熟，需要完善的空間非常小。而巖土工程一體化方案不但在中國是一個新的探索方向，在發(fā)達西方國家一體化模式的研究也是一個非常新的工程發(fā)展命題。在一體化模式的研究過程中，會發(fā)現(xiàn)許多新的難題需要攻克，同時也能得到相關技術的新參數(shù)以及具體的研究方向等，可以對問題進行周密的探討。

2.3 提高巖土工程的施工質量

巖土工程勘察設計一體化發(fā)展能夠有效地提高巖土工程施工質量，在傳統(tǒng)的巖土施工模式下，工程的勘察、設計和施工有著明確的劃分，也有不同的管轄范圍。巖土工程施工的每一環(huán)節(jié)沒有明確的參照物，工程本身的消耗時間也比較長，同時施工與設計等環(huán)節(jié)的聯(lián)系又不緊密，缺乏連續(xù)性，很容易出現(xiàn)施工過程中不能解決設計、檢測等問題，這些施工缺陷在比較大型巖土工程施工過程中更容易出現(xiàn)。

3 GIS支持下巖土工程勘察設計一體化

3.1 GIS技術與現(xiàn)場試驗的一體化

現(xiàn)場試驗與GIS技術結合之后，在一些特定方面有很強的優(yōu)越性。通常會在一些邊坡現(xiàn)場進行有關試驗，對于邊坡土體來說，都是呈現(xiàn)原始狀態(tài)，土體的各方面特性，例如密實程度、滲透性能等，與實驗室試驗相比有較強的優(yōu)越性。在具體的試驗過程中，僅僅只需要對降雨條件進行一定程度的控制，準確測定觀察結果，并對結果進行科學合理的整理，得出有關邊坡情況的準確結論。但是對于原位現(xiàn)場試驗來說，也有一定的缺點：第一，在進行原位試驗時，對土體的各種指標都有一定的約束，但是實際上自然邊坡是各種各樣的，因此通過原位試驗所得出的結論具有一定局限性，可利用率不是很高;第二，原位試驗所用到的設備比較多，十分復雜，所需要的試驗周期較長，因此需要投入較高費用，這就從很大程度上制約了該方法的使用。其次，試驗還具有一定的危險性，例如在實際的現(xiàn)場勘查工作當中，邊坡可能會出現(xiàn)快速滑動問題，如果沒有設定一個科學合理的預測方案，那么可能會帶來較大損失。

3.2 GIS技術與數(shù)值模擬的一體化

GIS技術和數(shù)值模擬結合之后，操作就會變得非常簡單，并且所用到的時間較短，進行的試驗需要投資的費用降低，具有較高的效率。計算機技術發(fā)展的越來越快，有限元仿真計算軟件也在不斷完善，從很大程度上促進了數(shù)值模擬的發(fā)展，使其模擬過程的準確性提高。相關的工作人員不斷研究和完善非飽和滲流程序SUSU，并利用此程序，對降雨滲流條件下邊坡土體內的滲流場分布情況進行了科學的計算。一些研究人員利用Flac軟件進行了一系列模擬過程，發(fā)現(xiàn)粘聚力和內摩擦角在不斷改變的過程中，會對邊坡安全系數(shù)產生一定的影響。此一體化技術通過一系列的計算，得出了穩(wěn)定性和地下水位兩者之間的關系。在采用數(shù)值模擬的過程中，相關的工作人員必須要重視材料參數(shù)的選取，如何對一些十分復雜的參數(shù)進行模擬，并不斷提升模擬的準確性，是數(shù)值計算在應用的過程中必須要密切注意的一個問題。

3.3 GIS技術與模型試驗的一體化

GIS技術與模型試驗的一體化同時具有現(xiàn)場試驗和數(shù)值模擬兩者的優(yōu)勢，采用模型試驗可以在特定的條件下，對現(xiàn)場試驗進行模擬，如果控制得較好，那么就能夠獲得和現(xiàn)場試驗幾乎相同的試驗條件。采用模型能夠進行多次填筑，相關工作人員在對填筑材料進行選擇時，可以運用很多種材料混合，能夠模擬各種各樣的邊坡土體。通過運用一些外界工具，就能夠對邊坡角度、下滑推力等一些條件進行改變。采用模型試驗，可以對邊坡的變化情況進行充分反映，可以對破壞過程進行了解，為分析降雨入滲機理提供充足條件。相關研究人員把邊坡模型進行浸水操作，并通過離心機施加一定的滑動力，就可以得出在粉砂水條件下，邊坡高度不會對極限坡度產生影響的結論。在降雨入滲條件下，相關研究人員運用離心機模型，采用此技術進行相關邊坡模型試驗，就可以得出邊坡土體含水量和土體損傷量成正比的結論。

4 結語

綜上所述，在進行巖土工程勘察設計的方向上，雖然還有一段很長的路，需要很多問題進行攻克，需要培養(yǎng)大量的綜合素質人才，但是我國大型的巖土工程勘察企業(yè)的一體化發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模，能夠引領我國巖土工程勘察行業(yè)向著更加有意義的方向發(fā)展。

參考文獻：

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