摘要

:岩土工程问题涉及勘察、设计和施工方法等方面,文章介绍了岩土工程勘察和设计的特

点

,并以工程实例阐述了岩土工程勘察与设计,在地基基础施工过程中的重要作用. 

　　关键词

:岩土工程勘察;岩土工程设计;地基处理 

　　岩土工程涉及到建筑结构、土体及周围环境

,无论是建筑施工过程当中还是在完工后，

这三者相互作用

,相互影响。因为岩土体的分布，受地层岩性、区域构造、地形地貌以及人类

活动等影响

,空间分布形态可能很复杂,岩土体本身属于非均质体,在同一工程场地各地层亦

具有空间变异性。在工程实践中

,我们不得不做出某些必要的简化与假定,采用统计的方法来

处理这种空间变异性和离散性

,往往还存在参数的不确定性、模型的不确定性和人为的不确

定性

,由于这些不确定性因素的存在,对复杂的地质情况仅在某种程度上加以预估而无确切的

把握。

 

　　一、岩土工程勘察的不确定性

 

　　岩土层是在漫长的地质年代里自然形成的，土层物质来源、搬运物质的自然营力的性质
与规模、土体沉积以后的成土环境等都是变化的，基本上是无序的、随机的。其中岩石的裂隙
性和土的孔隙性以及空间分布的不均匀性，是区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。

 

　　

1.岩石的裂隙性：岩石总是或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在着各种各样的裂隙,这

是岩石区别于混凝土的主要特点。这些裂隙有的粗糙不平

,有的光滑;有的平直,有的弯曲;有的

充填

,有的不充填;有的产状规则,有的规律性很差。裂隙的成因复杂多样,有岩浆凝固收缩形成

的原生节理

,有沉积间断形成的层理,有构造应力形成的构造节理,有表生作用形成的卸荷裂

隙和风化裂隙

,还有变质作用形成的片理、劈理等,在岩石中构成极为多样非常复杂的裂隙系

统。人们将岩石和裂隙视为一个整体称为

“岩体”,将裂隙概化为“结构面”。裂隙的发育程度直

接影响岩体的强度和承载能力

,搞清结构面的发育情况,特别是软弱结构面的产状、强度参数

等

,是岩土工程勘察设计的重点和难点。 

　　

2.土的孔隙性：根据土力学解释:土是一种散体结构的材料,存在孔隙。对于饱和土是固、

液两相

;对于非饱和土,是固、液、气三相。于是产生了有效压力和孔隙压力;孔隙压力又有孔隙

水压力和孔隙气压力。在饱和土中

,由于孔隙水压力的增长和消散,不同的加荷速率地基承载

力不同

;是否及时支撑,对软土基坑稳定有不同的表现;渗透系数和地层组合的差别,导致基础

沉降速率的差别等等。饱和土中的超静水压力可导致挤土效应

,使桩被挤断、挤歪和上浮;地震

时的超静水压力导致砂土和粉土液化。非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力

,基质吸力随着

土中含水量的增加而降低

,因而是不稳定的。膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低,非

饱和土基坑雨季容易发生事故

,花岗岩残积土边坡暴雨容易发生浅层滑坡,都和基质吸力降低

有关。总之

,把握好孔隙压力,特别是地下水的影响,是岩土工程的重要环节。 

　　

3.地层空间分布的不均匀性：自然地质条件是复杂的,岩土体是不均匀的,岩土工程勘察

工作

,需要从地质成因和地质年代上对岩土层进行区分。对岩层进行不同风化程度的划分,对

土层还要区分是冲洪积还是坡残积，是河漫滩还是阶地

,是第四纪地层还是老地层,需要针对

等等的不均匀性特征

,进行地质单元的划分,这就需要用勘探点的间距来控制其平面分布和竖

向厚度变化

,不同的基础类型对地层厚度的敏感性不同,因而布孔间距的要求是不同的。特别

是对于十分明显的不均匀地基

,例如软硬不均的地基、部分基岩出露的地基、半挖半填的地基,

存在暗浜的地基、岩溶地基等等

,必须布置一定数量的勘探点来查明其空间分布及其工程特

性

,必要时还需进行施工补充勘察工作。 

　　二、岩土工程设计模型的不确定性

 

　　岩土工程设计涉及工程地质理论、土力学的理论、工程力学理论等

,这些工程理论都是一

种半科学半经验的理论

,很多理论是建立在经验的基础上的,如很多公式都是经验公式。岩土

工程的理论研究和工程实践计算应用大都离不开模型

,采用规范计算公式也往往需考虑边界

条件

,选择适当的计算模型。因为模型是原型的理想化替代物,它反映原型的主要特征,而略去