分析巖土工程與工程地質(zhì)的關(guān)系

孫鵬

摘要：巖土工程( Geotechnical Engineering) 是在工程地質(zhì)基礎(chǔ)上和土木建筑工程結(jié)合發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科，它廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)的各項工程實踐中. 關(guān)于它的內(nèi)涵，不同專業(yè)技術(shù)人員有不同的見解，為適應(yīng)巖土工程教學(xué)、科研和生產(chǎn)實踐的需要，正確區(qū)分巖土工程和工程地質(zhì)的學(xué)術(shù)界限是有必要的。

關(guān)鍵詞：人防工程；施工階段；質(zhì)量控制

巖土工程是在工程地質(zhì)基礎(chǔ)上和土木建筑工程結(jié)合發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科，它廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)的各項工程實踐中。關(guān)于它的內(nèi)涵，不同專業(yè)技術(shù)人員有不同的見解。為適應(yīng)巖土工程教學(xué)、科研和生產(chǎn)實踐的需要，正確區(qū)分巖土工程和工程地質(zhì)的學(xué)術(shù)界限是有必要的。

1巖土工程的定義

巖土工程是一門把巖土體作為建設(shè)環(huán)境、建筑材料和建筑物組成部分而合理利用、整治和改造的科學(xué)技術(shù)。它是一項古老的工程技術(shù)，又是一門新興的應(yīng)用學(xué)科。在國際上被認為是土木工程的一個分支，已有40 多年的發(fā)展歷史，在我國則只有20 年的歷史，并且主要是由工程地質(zhì)界提出的。按我國國頒標準《巖土工程勘察規(guī)范》的定義：巖土工程即以土力學(xué)、巖石力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)和地基基礎(chǔ)工程學(xué)為理論基礎(chǔ)，以解決和處理在建設(shè)過程中出現(xiàn)的所有與巖土體有關(guān)的工程技術(shù)問題的一門地質(zhì)和工程緊密結(jié)合的新專業(yè)學(xué)科，屬于土木建筑工程的范疇。巖土工程的工作內(nèi)容涉及到工程建設(shè)的全過程，包括場地調(diào)查、巖土勘測、綜合評價、分析論證、設(shè)計運算、施工治理、改造處理、原型監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)控及信息反饋等，主要有如下幾個方面：

1.1巖土工程勘察

按有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程的要求，結(jié)合巖土工程技術(shù)和實際經(jīng)驗，通過各種勘測技術(shù)和現(xiàn)代電子計算技術(shù)及數(shù)值分析等方法準確反映場地的工程地質(zhì)條件及其對巖土體性狀的影響，結(jié)合工程設(shè)計、施工條件以及施工、開挖、支護、降排水等工程要求，進行技術(shù)論證，提出巖土工程問題及解決問題的決策性具體意見，并提出基礎(chǔ)及邊坡等工程的設(shè)計準則和巖土工程施工的指導(dǎo)性意見。

1.2巖土工程設(shè)計

主要包括地基加固處理設(shè)計、樁基礎(chǔ)設(shè)計、基坑支護或降排水設(shè)計、邊破或岸坡的支護、支擋設(shè)計、滑坡整治設(shè)計、地下工程的加固或防滲設(shè)計以及環(huán)境巖土工程問題治理的設(shè)計等。

1.3巖土工程治理

主要包括地基加固處理工程，基坑、邊坡或岸坡的支護、支擋工程、滑坡整治工程、地下工程的加固或防滲工程以及環(huán)境巖土工程問題治理。

1.4巖土工程監(jiān)測

主要包括基坑開挖地基回彈觀測、土壓力及孔隙水壓力監(jiān)測、深層位移、支撐軸力監(jiān)測、基坑開挖沉降及位移監(jiān)測、建筑物沉降、變形觀測，邊坡及滑坡體的位移觀測、地面變形觀測，巖土工程治理質(zhì)量和效果監(jiān)測及根據(jù)工程的專門要求而進行的監(jiān)測等等。

1.5巖土工程監(jiān)理

主要包括對巖土工程勘察、設(shè)計及施工的某個環(huán)節(jié)或全部從技術(shù)經(jīng)濟、進度等方面進行檢查、監(jiān)督控制工程質(zhì)量，及時解決出現(xiàn)的問題，保證巖土工程經(jīng)濟、合理、快速實施。

在土建工程中，巖土工程的地位非常重要. 以建筑工程為例，巖土工程在總造價和總工期中均占1/3 左右，巖土問題、地基基礎(chǔ)問題往往是影響投資和制約工期的主要因素，如果處理不當(dāng)，有時會帶來災(zāi)難性的后果. 自我國實行巖土工程體制以來，加強了勘察、設(shè)計、施工之間的協(xié)作配合，給國家建設(shè)帶來十分可觀的經(jīng)濟效益。

巖土工程的研究對象巖體和土體既作為土木工程的建筑材料，也作為建筑環(huán)境和建（構(gòu)）筑物的組成部分. 巖土體在其形成和存在的整個地質(zhì)歷史過程中，經(jīng)歷了各種復(fù)雜的地質(zhì)作用，工程性質(zhì)通常是各向異性和非均質(zhì)的，復(fù)雜而多變. 要想弄清巖土體這種材料和結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵，沒有工程地質(zhì)的知識是不行的，要處理好巖土工程和建（構(gòu)）筑物的關(guān)系，沒有土木工程的知識也是不行的。

2工程地質(zhì)的定義

關(guān)于工程地質(zhì)學(xué)，國內(nèi)外早有公認一致的看法。工程地質(zhì)學(xué)是研究和解決在工程地質(zhì)體中出現(xiàn)的與各類工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題特別是不良地質(zhì)問題的科學(xué)，是地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科。這里所指的“工程地質(zhì)體”就是指工程所及的巖土體和所在或鄰接的地質(zhì)環(huán)境，必須同時研究在自然和人為因素作用下、在地質(zhì)歷史時期和工程建設(shè)時期對巖土體性狀的影響。這一“巖土體加地質(zhì)環(huán)境構(gòu)成工程地質(zhì)主體”的學(xué)術(shù)觀點，不僅在國內(nèi)外工程地質(zhì)界的相關(guān)研究和論著中得到不同深度和廣度的闡述和解釋，而且為工程實踐所證實?！肮こ痰刭|(zhì)問題”是指工程地質(zhì)條件與工程建筑之間存在的矛盾。不同類型、不同結(jié)構(gòu)、不同規(guī)模的工程建筑物，由于工作方式和對地質(zhì)體的負荷不同，工程地質(zhì)問題是復(fù)雜多樣的。工程地質(zhì)工作是通過工程勘察來實現(xiàn)的，具體就是查明工程地質(zhì)條件，解決（論證）工程地質(zhì)問題，選擇場地，預(yù)測工程興建后對地質(zhì)環(huán)境的影響，提出防護措施和建筑物設(shè)計、施工的建議。

3巖土工程與工程地質(zhì)的關(guān)系

關(guān)于巖土工程與工程地質(zhì)之間關(guān)系的論述，國內(nèi)各家已有諸多見解，大致歸納起來有以下四種：（1）巖土工程是工程地質(zhì)的分支；（2）巖土工程是巖土力學(xué)在巖體工程和土體工程上的應(yīng)用；（3）巖土工程是把巖土體既作為建筑材料也作為地基、介質(zhì)或環(huán)境的結(jié)構(gòu)工程，更確切地說是基礎(chǔ)工程（下部結(jié)構(gòu)）和地下結(jié)構(gòu)工程；（4）即前述我國國頒標準《巖土工程勘察規(guī)范》對巖土工程的定義. 不難看出，前三種見解分別出自工程地質(zhì)專業(yè)人員、巖土力學(xué)專業(yè)人員和結(jié)構(gòu)工程專業(yè)人員。盡管上述見解不無道理，但非全面，而且給人一種“專業(yè)偏見”的感覺，因為這樣定義巖土工程并不完全符合迄今為止國內(nèi)外眾多巖土工程實例的客觀反映。后一見解明顯不同的是強調(diào)了工程地質(zhì)、巖土力學(xué)、結(jié)構(gòu)工程之間的關(guān)系是既有區(qū)別又相互緊密結(jié)合的關(guān)系，而不是從屬的關(guān)系；明確指出巖土工程的學(xué)科范疇是包括多種學(xué)科、技術(shù)和方法的土木建筑工程，即巖土工程是多種技術(shù)和方法相結(jié)合的綜合技術(shù)方法，巖土工程學(xué)科是多學(xué)科相互滲透且結(jié)合的邊緣學(xué)科，它不可能由某單一學(xué)科主宰。

在前述《巖土工程勘察規(guī)范》定義的基礎(chǔ)上，試給出巖土工程的補充解釋如下：巖土工程是為某項專門目的工程服務(wù)所做的工程地質(zhì)勘察、基礎(chǔ)和地下結(jié)構(gòu)的方案選擇與設(shè)計、基礎(chǔ)和地下結(jié)構(gòu)施工三位一體的工程。專門目的的工程是指與國民經(jīng)濟建設(shè)有關(guān)的建筑工程（狹義上指工業(yè)與民用建筑工程和市政工程）、水電工程、鐵道工程和礦山工程等?；A(chǔ)是指上述專門工程涉及的下部結(jié)構(gòu)，即建筑基礎(chǔ)、大壩基礎(chǔ)、道橋基礎(chǔ)等。

相應(yīng)巖土工程的學(xué)科組合或?qū)W科群稱為巖土工程學(xué)，它主要由工程地質(zhì)學(xué)科、巖土力學(xué)學(xué)科和結(jié)構(gòu)學(xué)科組成. 從這一定義可見，工程地質(zhì)學(xué)是巖土工程學(xué)的地質(zhì)理論基礎(chǔ)，與巖土力學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué)（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等）既相區(qū)別又緊密結(jié)合。因此，巖土工程學(xué)是上述三門學(xué)科的邊緣學(xué)科，不能籠統(tǒng)地稱為工程地質(zhì)學(xué)分支。巖土體既是工程地質(zhì)學(xué)又是巖土工程學(xué)研究的對象，并且是巖土力學(xué)賴以存在的物質(zhì)基礎(chǔ)。

巖土力學(xué)的特點是：研究對象——巖土體的特殊性；地質(zhì)環(huán)境因素和人為因素的不確定性；巖土工程設(shè)計的綜合性。而工程力學(xué)的特點是：研究對象的單一性（各向同性、連續(xù)、均勻）；計算答案的唯一性。因此巖土力學(xué)與其它力學(xué)是有明顯學(xué)術(shù)區(qū)別的，該學(xué)科不能直接引用工程力學(xué)，如彈性力學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)等的公式和結(jié)論，而要按照學(xué)科自身的特點，結(jié)合工程地質(zhì)調(diào)查、模擬試驗和計算有選擇地利用這些相關(guān)力學(xué)的公式和結(jié)論。因此，嚴格地說，巖土力學(xué)是地學(xué)學(xué)科與工程力學(xué)學(xué)科相結(jié)合的邊緣學(xué)科，這也是該學(xué)科與工程力學(xué)學(xué)科本質(zhì)區(qū)別所在?！叭f丈高樓平地起”是巖土工程地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)即各類建筑物或構(gòu)筑物之間有機聯(lián)系的一種通俗而生動的寫照.顯然，地基與結(jié)構(gòu)物是不同的，巖土工程不等于結(jié)構(gòu)工程也就不言自明了。

4巖土工程所要求的基礎(chǔ)理論知識

巖土工程是一門綜合性很強的學(xué)科。在理論和方法上，需要工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土工測試及工程機械等多學(xué)科的相互滲透；在工程實踐中，需要勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測、監(jiān)理及科研等各方面的密切配合。

5結(jié)語

正確區(qū)分巖土工程和工程地質(zhì)的技術(shù)和學(xué)術(shù)界限是巖土工程教學(xué)、科研和生產(chǎn)的需要。工程技術(shù)人員應(yīng)重視實踐，不斷完善自身知識結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)巖土工程學(xué)科建設(shè)和工程實踐不斷發(fā)展的需要。

參考文獻

[1] 施馮洪.淺談工程地質(zhì)與巖土工程[J].科技資訊,2009(13).

[2] 王芝銀,李云鵬.西部巖土工程與巖土力學(xué)問題[J].長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2003(01).

[3] 吳一飚.優(yōu)化巖土工程勘察的探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2008(03).

[4] 馬建東.巖土勘察中幾個值得注意的問題[J].煤炭技術(shù),2003(03).

[5] 楊志輝.淺談巖土工程勘察質(zhì)量在工程建設(shè)中的重要性[J].冶金礦山設(shè)計與建設(shè),2002(01).