淺談巖土工程勘察在結構設計中的應用

張 晶

湖北長勘工程有限公司 湖北 武漢 430000

巖土工程建設中，目標關鍵在于如何在保證工程質量的前提下，減少工程成本支出，提高工程經濟效益。其中，結構設計作為巖土工程建設的重點所在，是否能夠保證結構設計合理性，直接關系著該目標的實現。實踐中，要求做好正確的材料選擇和先進的技術應用，提升工程結構設計水平，幫助企業在嚴峻市場競爭環境下獲取先機和優勢。

1 建筑結構優化設計的意義

1.1 有利于確定更加經濟的基礎施工方法

巖土工程建設中，為能夠提升巖土工程結構質量，提高建筑協調統一性，達到更加實用且美觀的效果，需在工程設計階段便做好方案規劃。同時，針對工程設計中存在的不合理之處進行及時反饋處理，實現巖土工程功能的改善，體現出巖土工程的優越性[1]。

1.2 有利于提升建筑安全穩定性

巖土工程結構設計的目標之一是保證工程具有更好的安全性和穩定性。因此，需將安全問題放在巖土工程結構設計的首要位置。通過開展高質量巖土工程結構設計，一方面能夠提高巖土工程結構的安全性；另一方面也能夠促進工程整體質量地提升。之后，在安全性建設中，一并做好材料選擇，增加巖土工程效能，延長巖土工程使用壽命，并在結構設計優化中，對原有設計方案進行分析，提煉方面中缺陷，對缺陷進行針對性處理。另外，一并做好巖土工程結構受力計算與分析，對其中存在的不合理受力進行提煉，做好改進調整[2]。

2 巖土工程施工技術的選用與發展

2.1 巖土工程施工技術發展方向

現代巖土工程施工建設中，需要進一步拓寬技術適用條件，并對現有技術做好反思和優化改進，尤其在當前科學技術不斷發展的大環境下，更要關注傳統技術中存在的落后問題，使技術創新可達到與時俱進的效果。例如，在應用深層攪拌技術的過程中，應當由原有軟土拓展到濕陷性黃土，在振沖技術應用中，從原有地層砂性土拓展到粘性土。尤其在當前土地資源日益緊張，地下資源逐漸開發的趨勢下，對技術進行相應改進已然成為了一種必然選擇[3]。目前，隨著我國技術的革新，基本實現了很多過去難以完成的工程，如在沙漠地區建設高速公路與鐵路，修建海底隧道、跨海大橋、人工島等。

巖土工程施工技術的發展并非反映為某一領域成果的革新，而是諸多領域、學科共同作用的結果，包括不限于機械領域、電子領域、計算機專業等。依托于諸多前沿技術，在其理論和應用方法不斷完善中，為推動巖土工程施工技術創新提供了動力。不過，在面對眾多巖土工程施工方法時，也需做好方法梳理，尤其在當前可持續發展理念指導下，一并做好綠色施工技術研發，以及推動先進技術的本土化融合，在巖土工程建設中達到更理想的效果。

2.2 巖土工程施工技術選用原則

第一，適用性原則的。巖土工程建設中，不存在絕對好的技術或者是絕對差的技術，更多是結合工程實際情況與需求，在眾多技術中選擇出最具適用性的技術。因此，在技術選用前，便需要做好巖土工程勘察，一方面對巖土工程項目建設實情、特點和目標進行分析；另一方面對巖土工程施工現場環境進行調研，包括但不限于地質環境、氣候環境、水文環境、交通環境等。在此基礎上，促進技術、工藝、人力、材料、設備等多方面的充分協調，以及同步做好工程施工流程優化和方案編制，形成諸多因素合力，方能夠在巖土工程建設中，真正達到理想效果[4]。

第二，經濟性原則。目前來看，我國巖土工程施工建設中，施工技術的應用仍然存在不確定性，這表明幾乎每一種施工技術方法的應用，均有可能在不同類型巖土工程中發揮出作用。因此，這就需要在巖土工程建設中，確定出多套技術方案，以及同步做好工程安全、經濟、工期等方面比對，方能夠最終進行技術選定。另外，也需將經濟性原則放在關鍵位置，保證巖土工程建設的經濟效益。

第三，綠色性原則。在可持續發展理念指導下，各個領域、行業建設均需要堅持綠色性原則，減少資源、能源損耗，降低生態環境污染。巖土工程作為一項基礎性工程，同樣需要將提升生態效益放在的關鍵位置，減少工程不合理施工帶來的環境破壞。實踐中，結合巖土工程實際情況和區域情況，針對性做好綠色施工技術、材料選用，做好綠色施工方案編制，同時提升巖土工程經濟效益、社會效益與生態效益。

第四，實踐性原則。巖土工程建設中，施工技術應用多伴隨著不確定性、前導性和依賴性特點。因此，在判斷技術是否可用時，一方面要做好理論計算分析；另一方面也需做好實踐驗證，關注新技術工藝、新設備、新材料改進帶來的影響。

3 巖土工程勘察

工程勘察是巖土工程建設的基礎性內容。通過開展巖土工程的高質量勘察，更有利于全面把握巖土工程的各項數據信息，獲取完整的巖土工程資料，以及同步針對巖土工程施工設計，提供數據支持。之后，在勘察的基礎上，對巖土工程實際情況進行把握，給出巖土工程完整的評價，然后提煉存在于巖土工程中的問題，并制定問題解決方案。工程勘察是巖土工程建設中十分重要的內容，也具有一定的復雜性。這是因為開展巖土工程勘察所面對的目標多是在自然中形成的巖土體，是一種在自然中產期產生的物質。但是考慮到區域內需要建設建筑物，便會受到地質巖土層的影響。其中，深埋于地下的巖土層不能夠通過肉眼判斷，地面上的巖土層也會受到環境因素影響，發生變化。因此，這就導致巖土層反映出了各種不同的形態，具有更大的復雜性。同時，在巖土層中巖層的空間發育也存在差異，這就進一步加劇了巖土工程中不同區域實際地質狀況預估的難度。因此，在工作人員實際開展巖土工程結構設計工作之前，還需能夠正確認識工程勘察的重要性，切實把握巖土工程所在區域的真實地質狀況，尤其是對巖土工程區域內地下持力層的土力學性質進行分析和把控，并能夠在后續巖土工程結構設計與實際施工建設的過程中，給予巖土工程充足的技術資料支持。

柬埔寨公共工程交通部助理Thor Mineaka說，通過現場參觀以及聽了相關介紹，感覺當地政府部門和海事管理機構對渡口的發展和運營十分重視，不但投資建設新渡船，還補貼渡工收入，這些投入對渡運管理安全是十分必要和有效的。政府部門和海事機構對渡口管理十分重視，他們的規劃和建設有前瞻性。而且這是一個非盈利性的渡口，島上的百姓可以免費乘坐渡船，這表明了政府對人民的關心。

3.1 可行性研究勘察

目前來看，巖土工程結構設計中，少有工作人員能夠接觸到可行性研究勘察。在具體開展勘察作業時，應當先行做好工程選址方案分析，確保方案內容的全面了解，然后保證工程建設各項工作可符合《巖土工程勘察規范》GB50021-2001要求，尤其是要針對工程場地的適宜性和穩定性進行分析比對，做好科學的地質評價，再對方案進行設計，體現出可行性勘察在巖土工程勘察中的意義。

具體來看，巖土工程開展可行性勘察，其根本目的在于對工程建設區域進行分析，判斷區域的穩定性，以及是否適合巖土工程建造。為保證建造場地能夠滿足巖土工程的要求，這就需要全面了解場地情況，包括地形情況、巖石情況等，然后做好充足的資料數據準備。之后，對完成整理的資料進行分析，再組織專業人員開展實地考察，形成包括場地內地質條件、水文條件在內各項條件的完整性認知，更要關注其中細節，保證獲取數據信息的詳細性。期間，如巖土工程建造地區地形結構復雜性較大，并在此前已經查閱資料且不能夠滿足工程勘察要求后，則需要開展深層工程地質測繪。

其次，在對巖土工程進行選址時，要有意識地避開某些區域。其一是地震斷裂帶區域；其二是有過礦產資源過度開采的地下礦區和礦床區域；其三是受到洪水影響的區域。可行性研究勘察工作要求在一些大型重點巖土工程中更進一步地做好落實。期間，由巖土工程結構設計人員對工程區域進行評斷。不過，如發現可行性研究勘察不能夠保障巖土工程設計需求，則需要開展二次勘察。

3.2 初步勘察

巖土工程勘察中，初步勘察是最基本，也是最簡單的勘察。初步勘察主要是對工程建造區進行選擇，然后對工程總平面圖進行設計，針對工程需求提供建議，也能夠為開展后續勘察工作提供參考和指導。

具體來看，在執行初步勘察工作時，應當由勘察人員先行對場地內擬建建筑地段的穩定性進行評價，并對巖土工程文件內容進行深入研究，巖土工程地質和區域地形圖進行準備。之后，重點關注巖土工程區域內的地質構造情況，地下水儲藏情況，包括儲藏位置、儲藏特點等。而如果發現巖土工程建造場地中出現了不適合工程建設的地形，則需要對其成因進行分析。例如，在對地震設防烈度進行分析時，當數值等于或者大于6度時，便需要在勘測報告中對其進行標注，提高重視程度。此外，巖土工程施工也會受到季節性因素影響，尤其是在冬季氣候下，多會出現凍土問題。勘察人員應當針對凍土的凍結深度進行分析，以及同步針對區域水、土腐蝕性做好評判。最后，如涉及到高層建筑，則需要在勘察工作中做好支護問題和地基問題的分析討論，并結合分析討論結果，給出初步的評價。

初步勘察是巖土工程勘察的基礎性內容，并在巖土工程后期結構設計中，同樣有著十分重要的作用。但目前來看，考慮到巖土工程設計周期普遍較多，這導致開展巖土工程勘察工作多伴隨著較大的時間壓力，也造成了一定影響。

3.3 詳細勘察

詳細勘察是巖土工程中更復雜的一種勘察。在組織開展詳細勘察工作期間，要求對勘察線路進行正確選擇，以建筑物的軸向為前提，對勘察線路進行布置，并同時針對不同勘探點的距離進行控制，以及保證勘探孔的深度能夠控制在規定范圍內。同時，也需關注工程中基礎底面持力層厚度是否出現了偏離規定的情況，然后可在規定要求下進行適當加深處理。之后，針對預期內深度中是否存在洞體進行判斷，當發現洞體存在后，應當判斷其可能給工程地基穩定性造成的影響。對此，需保證準入到洞底的基巖面能夠控制在2m以上，并結合必要情況，一并做好洞體范圍的確認。

其次，做好物理探測工作。在開展巖土工程物理探測時，需先行對物性條件進行分析，然后在物性條件的基礎上，對科學合理的方法進行選擇。[5]期間，如果涉及到異常點情況，則需要人員采取鉆探方式對其深度進行驗證。之后，如發現存在會給巖土工程帶來負面影響的洞體時，則要求人員做好勘探點加密處理。同時，對工作人員能夠進入的洞體進行整理，均需要進入到洞體內進行勘察。不過，如果面對的是人員禁止進入的情況，則需要對井下電視等方式進行選擇，然后再開展洞內情況探測。

在組織開展詳細勘察工作期間，應當對完整的建筑總平面圖進行準備，以及針對工程建造區域內的地質性質匯總資料進行準備。之后，重點關注巖土工程中存在的不良地質情況，并對其進行更加科學地解答。同時，一并做好巖土工程施工范圍內巖石性質的深入勘測，包括承載力勘測等。另外，同步做好沉降計算。在進行沉降計算時，要求工作人員能夠重點關注地基變形參數，以及針對建筑物的變形特征做好預估。之后，對區域水文情況進行查明，對區域地下水情況進行測量，獲取工程區域的完整地下水變化圖。最后，針對巖土工程區域內的季節性凍土情況，也需要給出最標準的凍結深度。

4 勘察報告的判斷

4.1 對持力層的判斷

巖土工程勘察中，要求做好持力層判斷。實踐中，確定建筑類型和建筑基礎底面標高，對其持力層可行性進行判斷。同時，對勘查報告中涉及到的持力層選擇建議是否正確一并進行核查。尤其要關注巖土工程區域內地基受力層的范圍情況，對其中是否存在軟弱層進行分析。

4.2 對持力層地基承載力的判斷

對巖土工程建設中所需的地基承載力進行估算，并對巖土工程區域內是否存在軟弱下臥層進行分析，如存在軟弱下臥層，則需要組織人員進行承載力驗算。

4.3 對地基變形的判斷

結合規范要求，開展工程中地基變形計算。在進行巖土工程地基變形計算中，重點關注各個土層的參數，以及對地基最終沉降量進行估算，并同步把握好沉降經驗值，然后將以上獲取到的數據信息同理論的地基變形計算值進行比對，防止在沉降經驗值和計算值之間出現過大的差異。

4.4 對地下水的判斷

巖土工程勘察中，要求做好地下水勘察，編制地下水水質分析報告，然后分析受地下水影響產生的鋼筋、混凝土等腐蝕程度。之后，對巖土工程是否存在地下室結構進行分析，保證工程中抗浮設計水位和地下水位均能夠滿足工程實際需求。其中，如巖土工程中不存在地下室，則無需考慮地下水帶來的工程基礎施工影響。反之，當巖土工程中存在地下室，則需要做好工程漂浮驗算，保證抗浮設計水位的合理性。

5 結束語

綜上所述，現代經濟社會背景下，客觀上帶動了我國各項基礎設施建設，也對巖土工程提出了更高標準的要求。結合巖土工程復雜性、系統性特點分析，為能夠提升巖土工程建設質量，關鍵在于做好巖土工程勘查與結構設計。通過開展巖土工程高質量勘察，能夠在工程正式施工前，對工程區域環境進行分析調研，確定包括水文、氣候、地質在內各項因素影響，并規避風險隱患。之后，組織工程結構設計，提升巖土工程的整體質量和穩定性，實現巖土工程建設效益目標。