加強巖土工程設(shè)計的思考

段志軍

海軍南海艦隊工程質(zhì)量監(jiān)督站 524003

正文：

巖土工程設(shè)計指的是在完成勘察活動之后按照甲方施工要求和場地的環(huán)境、地質(zhì)特點、巖土工程條件等進行地基、樁基、邊坡、基坑等工程施工方案與施工圖的設(shè)計，需要滿足擬建物、規(guī)范與合同的要求，保證設(shè)計質(zhì)量，加強管理與控制，促使巖土工程達到安全、經(jīng)濟、高質(zhì)量的目標。

一、巖土工程設(shè)計的主要特征

（一）受到自然環(huán)境的影響

巖土工程的施工和自然環(huán)境聯(lián)系密切，需要在設(shè)計階段全面掌握周圍的地質(zhì)情況、氣候環(huán)境、水文條件以及當?shù)刈兓闆r等，分析當?shù)乜赡馨l(fā)生的一些自然災(zāi)害，抑或是因建設(shè)巖土工程可能引發(fā)的自然災(zāi)害，提前做好勘察工作。

（二）巖土的不確定性較強

地區(qū)不同，巖土也不同，參數(shù)隨機發(fā)生改變，并且使用不同的方法測試參數(shù)也會得到不一樣的結(jié)果，這決定著巖土性能具有較強的不確定性，在巖土工程設(shè)計中必須掌握巖土的相關(guān)參數(shù)，明確不同測試方法和巖土工程施工需求的差異，優(yōu)化施工方案設(shè)計。

（三）地方的經(jīng)驗至關(guān)重要

最近幾年，建立土力學(xué)使得巖土工程設(shè)計與施工獲得理論支持，但鑒于巖土的不確定性，巖土工程相當復(fù)雜，需要對巖土參數(shù)與結(jié)構(gòu)進行適當?shù)暮喕幚恚M可能減少輸出的設(shè)計結(jié)果和理論計算之間的差異[1]。這離不開設(shè)計經(jīng)驗的支持，經(jīng)驗豐富有助于面對復(fù)雜的情況。

二、加強巖土工程設(shè)計的策略建議

（一）注重巖土工程勘察，做好設(shè)計準備工作

勘察是巖土工程建設(shè)的基礎(chǔ)性工作，對設(shè)計與施工都有重要影響[2]。但現(xiàn)階段國內(nèi)的部分勘察單位的業(yè)務(wù)能力與勘察水平都有所欠缺，必須細致勘察巖土工程建設(shè)施工地區(qū)的地質(zhì)情況、自然環(huán)境和氣候因素等，尤其是要深入探究當?shù)氐貏莪h(huán)境，提高勘察工作質(zhì)量，確保得到可靠的、準確的勘察數(shù)據(jù)，保證巖土工程設(shè)計的科學(xué)性、合理性。例如要勘察當?shù)氐恼w地形特征，凹地與山丘的具體位置，區(qū)域內(nèi)有沒有堆積物等，并且在勘察地形時要勘探巖土內(nèi)部，詳細勘察地下堆積層結(jié)構(gòu)，如果發(fā)現(xiàn)其會影響巖土工程施工，就要實施二次勘探。通過勘察單位不斷提升勘察工作水平，按照要求嚴格落實勘察工作，才能為巖土工程設(shè)計提供可靠地質(zhì)資料。

（二）引入先進技術(shù)手段，合理設(shè)計施工方案

巖土工程施工方案可行性對整個工程施工順利與否有決定性影響，如果施工方案缺乏可行性，就無法談及巖土工程施工建設(shè)，更無法保證巖土工程設(shè)計的安全性、可靠性，因而巖土工程施工方案可行性研究也屬于設(shè)計的內(nèi)容，要引起關(guān)注。由于巖土工程和其他建設(shè)工程相比不僅難度更大，隱蔽性也較強，整個勘察、設(shè)計與施工等環(huán)環(huán)相扣，每一個不合理的設(shè)計都會在后續(xù)的工作中暴露出來，為巖土工程質(zhì)量危害極大。因此，設(shè)計單位及人員務(wù)必要綜合考慮各項因素，引進先進技術(shù)手段優(yōu)化巖土工程施工方案設(shè)計，提升施工方案的適用性、可行性，達到設(shè)計目標，實現(xiàn)巖土工程整體建設(shè)目標[3]。

例如在設(shè)計巖土工程施工方案時，可利用BIM技術(shù)將勘察所得的每一項數(shù)據(jù)以三維效果圖、動畫模型等展示出來，提前反饋巖土工程施工的復(fù)雜關(guān)鍵節(jié)點碰撞或沖突等問題，有序完成性能分析、施工模擬，控制施工的每一個環(huán)節(jié)，包括施工的進度、偏差和成本核算等，將其更直觀地展現(xiàn)給巖土工程施工單位、施工人員，幫助其更及時有效地解決巖土工程施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)的難題，確保施工的順利進行。與此同時，模擬內(nèi)部支撐的逆作法施工或拆除施工等復(fù)雜部分，體現(xiàn)BIM技術(shù)的優(yōu)勢，設(shè)計正確合理的施工方案。例如明確逆作法施工的先后順序、拆除臨時支撐的先后順序，在提前模擬施工的支持下達到巖土工程施工過程的最優(yōu)化。

（三）加強工程設(shè)計管理，優(yōu)化巖土工程設(shè)計

一方面，加強施工安全設(shè)計管理。施工安全是巖土工程建設(shè)永恒的話題，備受社會關(guān)注，所以在巖土工程設(shè)計中把握并控制工程安全度是關(guān)鍵所在。巖土工程會受到水體侵蝕、土體蠕變變形、預(yù)應(yīng)力松弛等的影響，改變其防護結(jié)構(gòu)的安全度，嚴重時會導(dǎo)致防護結(jié)構(gòu)失去安全防護功能，需要設(shè)計人員加強安全管理，在設(shè)計巖土工程施工方案時基于現(xiàn)有地方經(jīng)驗，做好永久安全度防護設(shè)計，確保防護結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性。在應(yīng)用防護措施時還要考慮區(qū)分其真?zhèn)?，例如針對巖土工程的錨桿加固施工，從設(shè)計方面增加錨桿方式，能直接或間接提升錨桿密度，但錨桿的長度并未增加，或增加了錨桿長度卻減小成孔直徑等，這一類設(shè)計會造成錨桿加固防護形同虛設(shè)。所以設(shè)計人員必須從巖土工程實際出發(fā)，區(qū)分安全防護的真?zhèn)?，及時排除偽措施，提高安全防護的可靠性。

另一方面，加強設(shè)計的輸出與變更管理。巖土工程設(shè)計輸出應(yīng)滿足甲方的要求和相關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求，進行設(shè)計校審驗證和審核、審定、審批，在評定設(shè)計方案的質(zhì)量以后，設(shè)計方案才能生效，并對外提供。例如設(shè)計輸出應(yīng)涵蓋巖土工程施工圖設(shè)計圖紙、說明書、重點安全環(huán)節(jié)與部位、重點環(huán)境保護部位、預(yù)警值、應(yīng)急預(yù)案等，其中的圖紙要與建筑制圖標準相符，繪圖準確、清晰，加蓋設(shè)計出圖的專用章和技術(shù)成果專用章、注冊工程師章，并且設(shè)計、校審、審核、審定、審批等人員應(yīng)手寫簽名。設(shè)計輸出圖紙要以交付為主，由交付方、接收方簽署最終的成果交付單。針對設(shè)計變更，當巖土工程項目的場地布置發(fā)生改變或調(diào)整基礎(chǔ)圖、出現(xiàn)施工變動時，這些不可控因素改變巖土工程設(shè)計，需明確變更原因、變更措施，及時出具變更單，在評審、驗證、審核、審定設(shè)計變更的內(nèi)容之后才能執(zhí)行。

三、結(jié)語

隨著城市化發(fā)展進程的持續(xù)加快，各類工程項目越來越多，做好巖土工程設(shè)計工作非常關(guān)鍵，直接關(guān)系到巖土工程的經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益。所以相關(guān)單位務(wù)必要引起足夠的重視，充分認識巖土工程設(shè)計的特征，不僅要注重巖土工程勘察，為巖土工程設(shè)計做好準備，還要引入先進技術(shù)手段，加強工程設(shè)計管理，設(shè)計出合理的、優(yōu)良的巖土工程施工方案，保證巖土工程建設(shè)的順利實施。