淺談巖土工程技術及其發(fā)展現狀.doc

淺談巖土工程技術及其發(fā)展前景本次講座內容圍繞巖土工程技術展開。通過學習，讓我們對巖土工程專業(yè)，巖土工程技術及其發(fā)展前景有了一個感性認識。巖土工程，是指在工程建設中有關巖石或土的利用、整治或改造的科學技術，以求解巖體與土體工程問題，包括地基與基礎、邊坡和地下工程等問題，作為自己的研究對象。巖土工程專業(yè)是土木工程的分支，是以巖體、土體為對象，一工程地質學、巖土力學、基礎工程學基本理論和方法的綜合為指導，研究巖土體的工程利用，整治和改造的一門綜合性的技術學科。按照工程建設階段劃分，巖土工程工作內容可以分為：巖土工程勘察、巖土工程設計、巖土工程施工、巖土工程監(jiān)測、巖土工程管理。巖土工程勘測要服務于評價、論證和檢驗場地的穩(wěn)定性、建筑的適宜性和環(huán)境的演化性，以及設計施工基本資料的可靠性與原則建議的合理性。巖土工程設計應注意它對自然條件的依賴性，巖土工程性質的變異性，建筑經驗、試驗測試與建筑法規(guī)的重要性，地基、基礎結構的整體性以及工程的適用性、安全性、耐久性與經濟性。巖土工程施工要根據它施工條件差，工期長、費用高、風險大、變化多、更改難的特點，十分注意吃透設計意圖，組織人力、物力、財力和智力，抓質量、抓效率、抓安全、抓環(huán)境，把完成設計要求與及時發(fā)現新情況，解決新問題結合起來。巖土工程檢測要把檢測勘察成果、評價建議和施工質量與監(jiān)測巖土反應、結構性狀和環(huán)境演變相結合，強調計劃性、及時性、準確性、系統(tǒng)性和經濟性，既立足于工程對象，又放眼于經驗總結與理論發(fā)展。巖土工程管理體制要努力使指揮服務系統(tǒng)與技術決策系統(tǒng)間建立靈活、有序、有效、協調的運行機制和激勵機制，以調動一切積極因素，推動工程整體質量的全面優(yōu)化。巖土工程按工程類型為線索，又可分為巖土地基工程，巖土邊坡工程，巖土洞室工程，巖土支護工程和巖土環(huán)境工程。巖土地基工程應將地基、基礎和上部結構視為一個共同作用的體系，根據變形穩(wěn)定、強度穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定的總要求，針對地基的土質類型（如軟土、黃土、膨脹土、凍土、鹽漬土、填土、海洋土等），地基的所在地區(qū)（地震區(qū)，采空區(qū)，巖溶區(qū)，泥石流區(qū)等）和地基的工程對象（市政工程、水利工程、電力工程、交通工程、核電工程等）得實際特殊性，從地基體系諸方面可能的增穩(wěn)措施中選擇出安全、經濟、先進的最優(yōu)組合方案。巖土邊坡工程應針對天然邊坡，工程邊坡（挖方和填方），或古、新滑坡不痛的穩(wěn)定特性，注意分析和處理好力、土和水三大因素的影響，把工程經驗，力學分析和工程措施相結合，以判斷和確保邊坡工程在施工期和運用期各種條件下的穩(wěn)定性。巖土洞室工程應抓好襯護的結構設計與成洞的施工技術，并使二者緊密結合。襯護結構設計在用荷載結構法時的關鍵是山巖壓力問題，它受地質因素、工程因素的影響，支護時間直接影響到松動壓力與變形壓力的大小。用有限單元法時的關鍵是結構面作用及材料的本構關系問題，它往往對設計的成敗起著重要的控制作用。成洞施工技術除需解決好深層降水問題外，應根據巖土的具體條件選擇好安全、穩(wěn)定、高效的開挖方法及輔助措施。巖土支護工程因建筑工程向重、深、大方向的發(fā)展而更引人注目。靈活地使傳統(tǒng)的“樁、板、墻、撐”與新興的“錨、噴、網、襯”以及土的“固化”和水的“引排”相結合是解決問題的有效途徑，及時地配合對支護、土體和鄰邊建筑設施性狀的監(jiān)測是使支護正確有效的重要環(huán)節(jié)。巖土環(huán)境工程立足于從巖土工程的觀點、技術和方法出發(fā)，既適應、治理和保護巖土環(huán)境不致受工程建設的破壞，有適應、治理和保護工程建設不使環(huán)境污染和損害。在三大類環(huán)境問題中，巖土工程都可以“大有作為”，作出自己的貢獻。巖土工程與多個工程門類之間都有聯系，如水利水電工程，交通、鐵路工程，地下工程，采礦工程，軍事工程，近海工程，深海工程，航空與航天工程和環(huán)境工程等。巖土工程施工條件相對較差，地形復雜，因而主要針對于一下三大工程問題進行研究探索和發(fā)展，以尋求更好地解決方案。一是強度（穩(wěn)定）問題，擋土墻、支護結構與地下結構的土壓力，滑坡問題，地基承載力以及地基的液化等。二是變形問題，如地基的沉降與不均勻沉降，堤壩變形，土體有裂縫，路堤變形及橋頭跳車，濕陷性黃土與膨脹土，凍脹變形等。三是滲透問題，包括滲漏與滲透變形，土石堤壩及渠系的防滲，管涌及流土，滲流引起的土體滑動，泥石流，地下水污染及污染物的擴散等。目前巖土工程的熱點和難點是軟土問題，特殊土（包括高原凍土、濕陷性黃土）問題。目前，仍是實踐多理論少，未有比較完善的解決方法。巖土體極為顯著的時空變異性和工程門類極為廣泛的復雜多樣性，決定了巖土工程學很強的實踐性和很大的綜合性，以及它在保證工程質量、縮短工程周期、降低工程造價和提高工程效益方面的重要性。在我看來，巖土工程應以“巖土”為基礎，以“工程”為中心，以“穩(wěn)定”為歸宿，進行跨學科，跨時間，跨專業(yè)的研究，根據巖土工程實際問題的內在規(guī)律和學科自身的特殊規(guī)律，堅持具體地，聯系地，動態(tài)地解決具體問題的原則。我國幅員遼闊，具有廣闊的陸地和海洋面積，構造復雜，在巖土工程領域具有巨大的發(fā)展?jié)摿??？偟膩碚f，我國巖土工程技術是伴隨著工程建設的發(fā)展而發(fā)展起來的，特別是近十多年的發(fā)展是最迅速、最全面和最具有現代氣息的。高層和超高層建筑的興建，逾百座城市的道路、立交橋和給排水系統(tǒng)的建設，北京、上海、廣州等城市的地鐵工程，從一個側面反映出我國房屋和市政建設領域巖土工程規(guī)模、技術難度、科技含量的大變化、大發(fā)展、大提高，總體水平已向國際先進水平逼近。未來幾十年，我國的建設行業(yè)將面臨兩大任務，一是農村城市化進程帶動新興城鎮(zhèn)的建設，二是城市現代化帶動市政和住宅建設。巖土工程面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。未來巖土工程的發(fā)展應注重提高效能、控制質量、保護環(huán)境。要實現這三個目標，我們要結合國情，借鑒國外先進經驗，開發(fā)創(chuàng)新。以下幾個方面應成為工作的重點。一是重視土的工程性質及測試技術的研究開發(fā)。二以灌注樁為重點，發(fā)展成樁新技術、新工藝、新設備。三是完善現有地基處理技術，開發(fā)地基處理新技術、新工藝、新設備。針對適用于不同地層、不同承載力要求的各類增強體復合地基處理技術，按照性能、質量、環(huán)保要求，實現工藝、設備、檢測的完善配套，形成系列化技術。四是適應不同地質、水文和環(huán)境條件，完善開發(fā)基坑支護技術。五是發(fā)展地下工程施工技術，開發(fā)利用地下空間。開發(fā)利用地下空間，發(fā)展地下交通，將成為未來城市現代化建設的重點之一。地下工程施工技術水平將對此起到制約作用。六是要發(fā)展環(huán)境巖土工程。研究基坑開挖、地下交通線、市政管線施工等工程活動引起的地面和建筑物變形、地下滲流變化等，研究地下水下降、地裂、泥石流、洪水、風暴等對地面和地下工程穩(wěn)定性和變形的影響，研究城市垃圾填埋場對土體、水體、大氣污染的隔絕技術等。七是發(fā)展設計計算理論與方法，提高巖土工程設計水平。巖土工程是一門應用科學，是為工程建設服務的。工程建設中提出的問題就是巖土工程應該研究的課題。巖土工程學科發(fā)展方向與土木工程建設發(fā)展態(tài)勢密切相關。世界土木工程建設的熱點移