岩土工程的分类,你了解多少,环境岩土工程又是做什么?

2021-10-29 13:55

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。