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岩土研究院

岩土工程的分类以及环境岩土工程介绍

397 2020-11-23 11:42:03


岩土工程(Geotechnical Engineering)是以工程地质、水文地质、岩石力学和土力学为理论基础,涉及岩石和土的利用、处理、灾害防治和环境保护的科学技术,属于土木工程的一个分支学科。(国家标准《岩土工程勘察术语标准》)。简单地说岩土工程是土木工程中涉及岩石、土和地下水的部分,岩土工程研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面。

当建设工程需要建一个建(构)筑物时,建(构)筑物的上部结构必须通过基础与大地连接, 岩土工程就是解决建(构)筑物的上部结构,如何通过其基础同地基相互作用衔接成为一体的。

岩土工程解决各种类型的建(构)筑物包括隧道、桥梁、水坝、民用建筑、道路、铁路、港口和垃圾填埋场等与大地的衔接的问题。 无论土壤或岩石的类型如何,地层分布情况几乎总是多种多样的,因此岩土工程是非常令人兴奋和具有挑战性的,因为没有两个拟建场地遇到的问题会是完全一样的。



岩土工程又可细分为岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程施工、岩土工程检验、监测以及环境岩土工程和岩土工程咨询

岩土工程勘察(Geotechnical investigation)是指根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。

岩土工程勘察的内容主要有:工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测,最终根据以上几种或全部手段,对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价,编制满足不同阶段所需的成果报告文件。

岩土工程勘察报告必须满足相关勘察规范的要求,必须满足设计不同阶段使用的要求。


岩土工程设计(The geotechnical engineering design)是指在岩土工程勘察工作完成之后,根据甲方的施工要求以及场地的地质、环境特征和岩土工程条件,所进行的边坡工程,基坑工程,地基处理工程,桩基工程等岩土工程施工范畴的方案设计与施工图设计。

岩土工程设计主要内容:

1、边坡工程:包含边坡设计与防护,路坡设计,水利堤防设计,土石坝设计等;

2、基坑工程:包含基坑工程、地下工程、地下水控制。包括挡土、支护、岩土体应力、应变原位测试、集水明排、截水与回灌等;

3、地基处理工程:运用各种地基处理技术进行地基方案设计,包括换填垫层法、预压法、振冲法、砂石桩法、强夯法和强夯置换法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、锚杆静压桩托换法等;

4、桩基工程:包含桩的设计,包括桩的类型、选型与布置;单桩群桩承载力计算、沉降计算、配筋、施工以及桩检测与验收等;

5、其他:包括隧道及地下工程,地震工程,爆破工程等。


岩土工程施工(Geotechnical construction)就是按照上述岩土工程设计完成的图纸,组织完成建造的过程。也可以说是把设计图纸上的各种线条,在指定的地点,变成实物的过程。

岩土工程施工主要内容包括边坡治理或支护工程施工、基坑支护工程施工,地基处理工程施工以及桩基工程施工等多种施工。


岩土工程检测和监测(Geotechnical Detection and monitoring)岩土工程检测就是对岩土工程施工项目,按照相关勘察设计规范规定的检测原则,对岩土工程施工的质量进行检测。监测则是为了确保工程安全而对自然或人为作用引起的岩土性状、周围环境条件、以及相邻结构设施等发生变化的情况进行各种观测工作。

岩土工程检测的内容有:

1、取样试验检测:包括含水量、干密度、压实系数等等。用来检验压实填土,是不是达到了最优含水量和设计要求的密实度;

2、原位试验检测:包括轻型动力触探、静力触探、动力触探、标准贯入试验、面波波速、剪切波速等,用来检验地基处理后土的性状变化和处理效果;

3、结构构件的质量检测:包括混凝土原材料的性能检测、混凝土的坍落度、抗压强度,钻孔取芯抗压强度实验、声波透射法检测以及保护层厚度的检测、钢筋力学性能的检测等等,用以检验桩身、锚杆以及其他混凝土构件是否存在缺陷,是否达到设计要求;

4、承载力检测:包括地基土的浅层和深层平板载荷实验,还包括基桩(单桩或多桩)复合地基、复合地基增强体的静载试验以及抗拔桩的抗拔试验、基桩的水平荷载试验、锚杆抗拔试验等;

5、高应变和低应变基桩动力检测:用来检测桩身完整性,桩身缺陷,基桩承载力,大概是技术含量最高的岩土工程质量检测的方法;

6、土工合成材料的性能检测:包括土工织物、土工膜、土工带、土工网,复合土工膜、土工网垫等的物理性能和力学性能检测;

7、其他检测:比如灌注桩孔底沉渣厚度、桩顶标高和水平偏移、滤水层颗粒级配和渗透性等等。

岩土工程监测的主要内容有:

1、对岩土所受到的施工作用、各类荷载大小,以及在这些荷载作用下的岩土反应性状的监测:如土与结构之间接触压力的量测,土体中的应力的量测,岩土体表面及其内部变形与位移的监测;

2、对建设或运营中的结构物的监测:如对建筑的沉降观测、基坑开挖中支护结构的监测;

3、监测岩土工程在实施及运营过程中,对周围环境条件的影响,包括基坑开挖和人工降水对邻近结构与设施的影响;

4、地下水的监测:包括地下水的水位、水量、水质、水压、水温、流速流向等在自然或人为因素下,随时间或空间变化的规律的监测;

5、不良地质作用和地质灾害的监测:如岩溶与土洞、滑坡与崩塌、泥石流采空区、地面沉降、地面裂缝的监测,特殊土地基上建筑物与地基的监测,地震作用下建筑物地基的地震反应的监测。


环境岩土工程(Environmental Geotechnical Engineering)是岩土工程与环境科学密切结合的一门新学科。它主要应用岩土工程的观点、技术和方法为治理和保护环境服务。

由于人口增长和人们生活水平的提高而引起了诸多的岩土工程问题。因土地资源紧张,迫使人们不得不在原本不适合进行建筑的地方进行建设,从而产生了诸如软土、黄土、膨胀土、沼泽土、冻土、风砂土、盐渍土、污染土等不良土问题和矿山开采、塌陷区、卫生填埋、放射性物质存储等工程问题,而这些新兴的岩土工程问题显然无法简单地用Terzaghi创立的传统土力学方法来加以解决,必须考虑环境因素的影响和制约。

这些环境因素包括自然环境,如大气、水、生物和岩土圈的环境改变,也包括固、液废弃物对岩土的污染、酸雨和矿区酸液的排放等。它们对岩土工程的工程性质、安全营运都会产生影响,尤其是长期影响。 

岩土工程咨询Geotechnical Engineering Consulting)是指遵循独立、科学、公正的原则,运用工程技术、科学技术、经济管理和法律法规等多学科方面的知识和经验,为政府部门、项目业主及其他各类客户的在岩土工程项目决策和管理提供咨询活动的智力服务。

以上是归纳总结的关于岩土工程的分类简介,欢迎后台补充讨论。

稿源: 岩土工作者

作者:楼兰欧爸

本文仅供学术经验分享之用

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