岩土工程设计案例
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岩土工程设计案例范文第1篇
[关键字]高层建筑 岩土工程勘察 地基处理 意义 综合评价
[中图分类号] TU97 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-142-2
0引言
建筑工程地质勘查的主要目的是为了查明建筑施工现场及其附近是否存在对建筑物产生影响的不良地质因素，勘察的内容包括明确施工场地的地层时代、结构、岩性以及具体分布情况，此外，还需要对施工现场的地下埋水条件以及其腐蚀性做出科学的评价，在明确地质情况的基础上，采取科学合理的地基应对措施来保证建筑物质量要求。现场勘察工作本身必须遵循相关抗震以及勘察设计要求，通过结合建筑物的各项性质，采取多种方法如井探、钻探等进行综合勘察与评价，确保各项数据的准确性、合理性以及科学性，从而为建筑工程的基础设计提供科学的参考依据。
1岩土工程勘察的目的及意义
1.1岩土工程勘察的目的
岩土工程勘察在工程建设中起到了重要的作用，它是各项工程建设前提，没有对岩土进行勘察，就不能进行接下来的工程设计以及施工环节。岩土工程勘察的目的是为了确定拟建工程场地的地质情况，经过对地质进行分析，从而为接下来的工程设计、施工环节提供场地的各项地质参数，并通过运用一些勘察测试手段及方法，对拟建工程场地进行调查，通过分析，判断出修建某种工程所需要的地质条件要求，并确定此工程建设过程中对自然环境可能造成的影响。除此之外，通过岩土工程勘察，可以采取相应的措施，保证地基在施工过程中不至于产生过大的沉降变形。最后，岩土工程勘察能够为工程的基础设计以及施工提供地基加固所需要的各种岩土工程资料。
1.2岩土工程勘察的意义
岩土工程勘察通过运用岩土工程的技术及方法，分析及评价拟建工程场地的地质环境特点以及岩土工程条件。岩土工程所涉及的专业很广，它综合了气象、水文、岩土力学、地质学、工程学、化学以及环境学等学科，从这个方面来讲，岩土工程是一门极其复杂的学科。目前，我国对岩土工程学科的研究还比较浅，对岩土工程需要用到的仪器及设备也比较短缺，正因为如此，我们所采用的岩土工程勘察技术还比较落后。受地理位置的影响，我国的地质灾害的发生频率比较高，同时，岩土工程所遇到的问题极其复杂多样。进行各种工程建设前，我们必须对拟建工程场地的地质情况进行测定，确定该场地的各项地质参数，一旦遇到不良工程场地情况，可以提前采取措施以避免地质灾害的发生。在投资所占比重方面，岩土工程勘察所占的比重很低，但是却能够为接下来的工程设计、施工提供可行的依据以及指导意见，这样能够充分利用一些有利的条件，尽量避免不利的条件，从这方面来讲，岩土工程勘察在一定程度上降低了工程的后期费用开支。综合以上内容可以得出岩土工程勘察在工程建设中起着重要的预防及指导作用。
2工程地质勘查的主要内容及要求
（1）获得建筑物的平面布置图，该平面布置图应附有坐标及地形，此外，还应该对建筑物的特点以及可能采取的型式有一个大致的了解。分析不良地质的类型、分布情况、出现的原因以及今后的发展趋势等，提出相应的评价及应对措施所需要的相关岩土技术参数。
（2）针对地震设防区，应该对场地的类型及类别进行划分，在此基础上，对地基做地震效应评价试验。对抗震烈度大于Ⅳ度的场地，应该划分场地土类型，对抗震烈度大于Ⅴ度的场地，除了要判定饱和砂土及饱和粉土的地震液化情况外，还要准确计算出他们的液化指数。
（3）对地下水的埋藏条件进行查明，在基坑降水设计过程中，应该查明地下水位的变化规律，这可以为分析底层的渗透性提供参考依据。判定环境水对建筑物材料的腐蚀情况，并研究建筑物地下水的类型、动态、埋藏深度、组成成分对建筑物施工可能产生的影响，并提出相应的控制措施。
3地基稳定性对岩土工程勘察的影响
工程地质条件是工程设计与施工人员密切关注的问题，工程后续的所有工作都在该基础上进行。地基的稳定性作为岩土工程勘察的重要研究范畴，地基承载力的取值可能给工程带来诸多不安全隐患，因此不能将地基作为一个单独的部分来看待。为保证工程建设质量，下面就地基的主要处理技术进行探讨。
4地基主要处理技术探讨
4.1施工机械设备
作为由混凝土泵及强制式混凝土搅拌机组成的施工体系，长螺旋管内泵压CFG桩施工工艺需要配备2-3台ZKL800BB型长螺旋钻机、2台HBT60混凝土输送泵、2 台 JS50混凝土搅拌机。上述施工机械设备的优点是噪音污染小，不会造成泥浆污染，在制桩过程中不会引起振动，打桩穿透能力强，施工效率高等。
4.2主要施工工艺分析
（1）测量定位：该过程利用打孔灌石灰的方法，首先利用直径为35的钢管打一个30cm深的孔，然后将石灰粉灌入其中，最后将钢筋插入到孔中进行桩位复核，在施工过程中，应该保证桩孔一次定位成功；
（2）钻进成孔：钻进成孔过程中，应该根据底层的变化以及钻头工作电流变化情况对钻头的转速、钻进速度进行合理的控制，采用间歇式钻进方式（钻进-空钻-钻进），待钻至设计深度后，保持空钻1min，等电流稳定后再确认桩长直至满足要求后停钻；
（3）混凝土搅拌机传送：混凝土搅拌过程中应该严格控制配料比，对进场材料的质量进行严格控制，每盘混凝土搅拌的时间不应低于90s，经常性的检查混凝土的坍落度以及和易性；
（4）当结束没桩混凝土的灌注后，应该及时进行封顶处理以起到保护桩头的目的；
（5）在施工过程中，当遇到由于地下障碍物而造成桩位偏离情况时，应该立即处理并在此就位；当混凝土泵送过程中出现管道堵塞等突发事故时，应该及时找出事故发生的原因并做好及时处理工作；
4.3施工质量控制措施探讨
4.3.1单桩承载能力保证措施
一般来讲，引起单桩承载能力不能达到设计要求主要是因为在施工过程中，由于扰动了桩底的细中砂层以及粉细砂层，造成CFG桩端承载能力下降，进而引起单桩的承载能力下降。针对这种情况，适当增加桩长，使CFG桩的桩端进入到粉质粘土层，便能满足单桩的承载能力以及变形需求，这种方法不会对桩底土的稳定性造成影响。但是在施工过程中，应该避免桩端进入砂层太深，以免发生涌砂现象。
4.3.2窜孔现象防止措施
所谓窜孔现象应该是在饱和的粉细砂层施工过程中，当完成一个打桩过程后，接着进行邻近打桩时，随着钻头的钻进，使得前面完成但未结硬的桩出现桩顶下落，有时下落的高度达到两米以上，当二号桩灌注混凝土时，一号桩下降的桩顶出现回升现象，当二号桩灌注的混凝土足够多时，一号桩的下降桩顶能恢复到原高。从土质层面分析，当桩长范围内存在粉土层且处于松散状态时，采用长螺旋钻管内泵压施工工艺则需要考虑剪切液化在粉土层中可能引起窜孔现象；从工艺对土的扰动程度分析，扰动程度的大小取决于扰动时间的长短及强度，当钻头吃吐能力较强时，则成孔的时间较短，对土的扰动程度相对较小，发生窜孔现象的几率相对较小。
岩土工程设计案例范文第2篇
【关键词】水文地质；岩土工程；危害
1 岩土工程项目中的水文地质因素
岩土工程中的水文地质因素，随着地形地貌单元地质构造的变化而不同。不同的水文地质问题在岩土工程中有着不同的危害。
1.1 地下水的类型及特征。
1.1.1 潜水：主要是埋藏在地表以下第一个连续稳定的隔水层以上，具有自由水面，动水面也有出露于地表的基岩裂隙和溶洞中，即称裂隙潜水和岩溶潜水。它的特性是埋藏浅，含水层厚度深度随着季节性变化大，为自由水面又称无压水，它的排泄方式主要由水平排泄和垂直排泄两种方式进行。
1.1.2 承压水：它是充满在两个稳定不透水层或弱透水层间的含水层中，承受水压力的地下水，埋藏在第四纪以前岩层中或第四纪堆积物中。它的主要特征是分布区与补给区不一致，地下水面为非自由面，承受静压力。它的水温水量水压不受降水、季节变化影响。任意一点的承压水厚度稳定不变。
2 岩土的水理性质
岩土的水理性质，是指岩土与地下水相互作用时显现出来的各种性质。岩土的水理性质和岩土的物理性质是岩土主要的水文地质问题，它不仅影响岩土的强度和变形，而且一些性质还直接影响到建筑物的安全和稳定性。在以往的岩土工程勘察中由于经验不足对地下水的水理性有所忽视，因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的，导致很多问题的出现。下面笔者首先介绍一下地下水赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及其研究测试方法进行简单的介绍。
2.1 重要水理性质及其测试方法：
2.1.1 岩土的软化性；是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性。一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在工程勘察中发现存在易软化岩层时，在地下水的作用下经常会形成软弱的地层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质页岩等均普遍存在软化特性。
2.1.2 透水性：是指在水的重力作用下，岩土层允许水透过本层的能力。松散岩土的颗粒愈细愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性愈强，透水性一般用渗透系数表示，岩土体的渗透系数可通过抽水试验获取。透水性造成的地下水渗透径流，除了同样可使岩体软化、泥化、溶蚀，并降低其强度外还可以使其产生扬压力（当地表数位升高时），削减上部建筑物自重的垂直荷载和产生动水压力，引起基础沉陷变形甚至破坏。此两者将间或直接导致基础稳定性降低危害上部建筑物的安全和稳定。国内外因坝基失稳而遭到破坏的大坝事故中，大多数都因与坝基下渗流的不良作用有关。
2.1.3 崩解性：是指岩土浸水性湿化后，由于土粒链接被削弱破坏，使土体崩散，解体的特性。岩土的崩解特性与土的颗粒成分，矿物成分结构等关系极大。
2.1.4 溶水性：是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能，以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数，也影响场地下水疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。
2.1.5 胀缩性：是指岩土吸水法体积增大，失水后体积减少的特性，岩土胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚失水变薄造成的。
3 岩土工程项目中的水文地质评价
不同阶段的岩土工程地质勘察，其目的不同，但为提高岩土工程的质量，不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。
在以往的岩土工程中由于缺少结合基础设计的施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，在很多地区的工程案例中发生因地下水造成基础下沉和建筑物开裂，隧道坍塌的质量事故，总结以往的经验教训，笔者认为今后在岩土工程勘察中，应加强对水文地质问题的评价，主要应从如下方面考虑。
3.1 应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，并提出防止措施。
3.2 在岩土工程设计勘察施工的过程当中，还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明相关水文地质问题，提供设计，施工所需的水文地质资料。
3.3 应从项目整体角度，按地下水对工程的作用与影响，提出可能发生的问题，应当重点评价的工程地质问题，如：
3.3.1 地下水对硷及硷内钢筋的腐蚀性。
3.3.2 对选用软质岩石、强风化岩、残积土膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应当重点评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、溶解、甚至崩解、胀缩等作用。
3.3.3 在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉土、砂土时，应当预测产生潜蚀，渗透径流、管涌的可能性，及时提醒设计施工加强防护。
3.3.4 当基础下存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。
3.3.5 在地下水位以下基坑，应进行渗透性和溶水性试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。
3.3.6 基础底部存在透水层时应对其渗透性可能引起的基础及其上部建筑物的稳定性作出正确的预测和评价。
3.3.7 在地下水位以下施工的建筑物，对改变原来的水文地质环境可能引起的地质灾害和对建筑物的危害作出可能的预测和评估。
4 水文地质问题引起的岩土工程危害
根据以上地下水的物理化学特性及结合地下水类型的特征等引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水径流、地下水动水压力的作用等原因造成的。
地下水位的变化因素大致分为天然因素和人为因素，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，经分析，笔者认为地下水位变化引起危害大致分为以下几种方式：
4.1 潜水位上升引起的岩土工程危害
潜水位上升的原因是多种多样的，其主要是受地质因素如含水层结构，总体岩性产状；水文气象因素：如降雨量、气温等；人为因素如灌溉、施工等的影响。多数是几种因素综合作用下的结果。由于潜水面的上升对岩土工程可能造成.
4.1.1 土壤沼泽化、盐渍化、岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
4.1.2 斜坡、河岸等岩土体产生滑移、崩塌等不良地质现象。
4.1.3 一些具有特殊性的岩土体（如泥岩、页岩、泥质砂岩、花岗岩残积土等）结构破坏，强度降低软化。
4.1.4 引起粉细砂及粉土饱和液化，出现流砂、管漏等现象。
4.1.5 地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳。
4.2 地下水位的降低多是由于人为因素造成的（部分自然因素），地下水位下降引起的岩土工程危害，如集中抽取大量地下水，采矿活动中的矿床疏干，以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。这样由于地下水位的过大下降，常常得不到补给，引发地裂、地面沉降、地面坍塌等地质灾害，以及地下水源枯竭、水源恶化等环境问题，对整体建筑的稳定性和人类自然的居住环境造成大威胁。如：坝基地下水渗流引起溃坝，垂直压缩变形引起地面不均匀坍塌，建筑物的开裂，甚至失稳破坏。引起隧洞围岩产生便向洞内松胀变形、甚至破坏；如洞顶坍方、侧壁滑塌、洞底鼓胀、岩爆等。
4.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害
地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时，不仅使岩土的膨胀收缩变形往复。而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的变化积极交替，会将土层中的胶结物如铁、铝成分淋失，土层失去胶结能力将造成土质变松、含水量孔隙比增大、压缩模量、承载力降低给岩土工程基础选择、处理，带来较大的麻烦。
4.4 地下水动压力作用引起岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。
岩土工程设计案例范文第3篇
的岩土工程勘察技术问题。这些问题主要有以下几个方面:
(1)地质形态和岩土参数问题:主要有不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和深度的确定。岩土参数主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室内、外试验的岩土层如粗颗粒土和风化岩等,其岩土设计参数(承载力、变形指标等)难于确定。
(2)综合能力问题:主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨别真伪、去伪存真、归纳总结的能力。缺乏建筑结构设计方面的知识,常造成勘察的目的性不明确,所提供的资料不能满足设计的需要。
(3)技术素质问题:主要是勘察技术人员知识的广度和深度问题,勘察各专业缺乏内部沟通、技术交流,对各自技术服务的对象和技术发展状况不了解,导致碰到重大项目和复杂工程
时束手无策,不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。
2岩土工程勘察中技术缺陷的解决措施
解决上述岩土工程勘察工作中存在的主要技术问题,可以从以下几个方面着手:
(1)利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的地质界面,从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点:如地下不明物体、软弱结构面、断层等在地下的分布特征、埋藏深度、位置。并且可以提供许多工程建设所需的岩土动力参数和设计地震动参数。相对传统的钻探方法,工程物探技术使用时受场地、地形条件的限制较少,具有节省时间、节省费用、勘探精度高等特点。但是,各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象的适用性,因此,为了有效地解决某些复杂的岩土工程技术难题,必须采用多种工程物探手段和钻探联合使用的方法,互相补充、互相验证。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合,无疑是解决岩土工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。
(2)加强室内、外测试新技术和施工检测、监测技术的使用,通过其所获得的数据和资料,经过分析、对比,建立它们之间的经验关系,并通过工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据,确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性,并达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数(如粗颗粒土、花岗岩残积土、风化岩的承载力、变形指标)等问题。此外,还可以利用土工离心模拟技术检查工程安全的可靠性验证堤坝、边坡的变形和稳定性;解决建筑物浅基础的地基变形特征、破坏模式及极限承载力,桩基础的承载力和施工工艺对桩基础承载力及变形的影响:解决挡土结构的变形及破坏机理,土体与结构物之间的相互作用;了解动力工程、砂土液化、单桩和群桩在水平动荷载作用下的性状。
(3)加强勘察技术人员的再教育和技术培训并形成定期制度,促进其知识的更新换代。勘察单位施行内部岗位轮换制度,促成勘察各专业的技术交流、知识渗透,尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座,达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的。强调计算机技术的应用(如受压层深度计算、承载力计算、各类静力或动力有限元计算、沉降分析、数理统计、地震反应分析等),采取这些措施无疑可以大大提高他们的技术综合能力。提高工程勘察技术人员业务水平和综合能力的关键是:①培养勘察技术人员的技术素质;②拓宽专业知识的广度和深度;③积极参与工程实践。
3案例
某居住小区依山而建,拟建场地沿山脊走向呈长条状,其长轴方向长度约为2.2km,短轴方向长度约为0.7km,占地面积约为1610亩,拟建物主要为多层(3~6层)住宅和(2~3层)别墅,及少部分公共建筑(商场、学校、卫生院、农贸市场、邮电局、会所等)。业主按使用功能把本项目划分为A-G等七个区,山体北部为A-C区,山体南部为D-G区,场地中部为居住小区的标志性建筑柱廊和生活桥。
本工程占地面积大,位于丘陵地貌,地形复杂,基岩埋藏浅,许多地方直接裸露,并且跨越的地层单元多,既有山前冲洪积物、坡积物、淤积物,又有新近场地平整时回填的人工堆积物,其中大部分场地表面分布有厚达十来米(含有直径可达1~2m的巨大块状石头)的人工填土,地层和岩性分布复杂。基岩主要为 花岗岩,局部有断层分布,岩石的裂隙较发育,伴有花岗斑岩岩脉、石英正长斑岩岩脉、辉绿岩岩脉穿插其间,垂直山脊走向仅400m宽度内就分布有14条岩脉。各种岩石、岩脉风化程度不一,有的岩脉风化后,其土质松软,形成了复杂的岩土组合。其勘察的难度大,为了查明场地的岩土层分布和地质构造特征,合理地制定勘察方案和选择合理的勘察手段
,首先在收集当地地质资料的基础上,进行了大量的工程地质测绘工作,然后根据地质测绘成果和场地工程地质条件编制勘察纲要。再针对场地地形、地貌特征及工程特点,选用以钻探、物探为主结合坑探、静力触探等多种勘探方法进行勘察工作。本工程共布置勘探点1008个,对场地岩土体进行了一系列的室内外试验和测试工作,野外测试工作主要有浅层载荷板试验、动力触探试验、静力触探试验、面波测试、剪切波速测试、抽水试验;室内试验除了常规的岩土试验项目外,还进行了三轴剪切试验、渗透试验、水质分析等。具体的勘察工作是:
(1)本次勘察对场地内是否存在不良地质作用和潜在不良地质作用进行了大量的深入调查研究,提出了防治措施。对有关边坡的安全和稳定性问题作了专题研究,通过计算分析了边坡的稳定性条件,提供了各种边坡的支护方案和支护设计、施工所需的有关岩土参数,对施工、检测、监测工作提出了合理化的建议。
(2)根据山地地层相对简单,但钻机搬运困难等因素,将物探、井探、槽探手段应用于难于进行钻探的山顶、陡坡等位置,并考虑到井探和槽探的勘探深度有限,因此将物探、井探、槽探等结合起来使用,既达到了勘察目的又节约了勘察成本。其次将各种勘察手段相互进行对比验证,如通过大量物探与钻探、坑探、井探等的对比试验,取得场地各岩土层的对比参数,提高物探资料的准确性和可靠性。把室内岩土试验和野外标准贯入试验结果与静载荷板试验成果进行分析、对比,建立它们与地基承载力和变形指标之间的关系等。
(3)根据初步勘察成果判定,本工程有大量的拟建物基础将选择花岗岩残积土作为其持力层,由于场地内花岗岩残积土穿插有大量不同岩性的岩脉,并且其风化程度不同,造成岩土软硬不一。根据经验,采用常规土工试验和标准贯入试验成果提供设计所需的岩土设计参数往往偏低,为了能准确地提供设计所需的岩土设计参数,本次勘察共进行了6台载荷板试验以获取不同花岗岩残积土的承载力特征值和变形模量。其所获得的地基承载力特征值比采用常规方法提供的提高了约1.5倍(180kPa提高到289kPa),变形模量提高了3倍(5MPa提高到15.3MPa),取得了较大的经济效益。
(4)岩土工程勘察报告着重对地基与基础方案,地基与基础设计参数进行细致和深入的分析、探讨。根据场地岩土工程条件,结合上部结构荷载分布特征和成桩可能性及基础持力层的工程性质、埋藏深度等,对基础方案进行了经济、技术上的可行性分析和对比。针对不同分区、不同的建筑物,建议选用不同的基础形式和不同的基础持力层。岩土工程勘察报告强调了检测和监测工作的重要性。该意见被业主和设计人员所采纳,经过施工检测和施工监测,证明勘察报告所提供的各种岩土设计参数和各种方案经济合理、目的性和针对性强。
岩土工程设计案例范文第4篇
在我国，岩土工程一直采用劳动密集型的作业方式，管理形式粗放，对于成本控制工作一直不够重视。本文以B市岩土行业标杆企业——B市地质工程公司为案例，总结出一套科学的工程项目成本管理理论和方法，对于成本管理水平普遍不高的岩土施工企业，在如何提高岩土施工项目利润方面提供了新思路，同时也为同行解决类似的问题提供一些借鉴。
关键词：
岩土工程施工；成本管控
伴随着改革开放，工程建设行业取得了长足的进步，工程建设企业抓住改革开放的契机，通过国家政策的扶持及自身的努力，部分已经建立了现代企业管理制度，工程施工技术明显提高，尤其是岩土施工企业越来越意识到成本管理工作对于企业发展的至关重要性。实际工作中，成本管理工作也越来越受到重视，成为岩土施工企业各项管理工作的核心，同时成本管理与施工进度管理、工程质量管理、文明施工管理等工作息息相关。笔者认为，岩土工程项目在成本管理方面存在的机会大于挑战。成本管理工作只有上升到战略层面，才能发挥其核心作用，实现全员、全系统、全过程的成本控制，进而实现工程项目的目标利润。
一、相关概述
建设工程行业一直是工程量巨大、耗资巨大以及人力物力和财力庞大的系统性工程，需要不断地跟进和避免突发状况的发生，这需要很多的工程设计师和施工团队更加精心地准备，同时也是整个行业在现实情况下的必然选择。对于经济格局不断的变化，降低工程施工中的成本则显得尤为重要，同时也是施工单位提高利润的重要来源，这对于整个行业而言也是非常有必要的。岩土工程施工作为工程项目施工的重要组成部分，在整个工程项目施工中占据了重要的地位，为了更好地保证岩土工程按时保质地完成，同时又能够保证施工单位的基本利润，降低工程施工的成本就显得非常重要。本文将B地质工程公司作为研究对象，对其在岩土工程施工中的情况进行阐述，同时剖析其在施工中出现的问题。在全球化的竞争格局中，施工工程的成本控制越来越艰难，更是岩土施工企业需要着重考虑的主要工作，培养高素质的团队，引进先进的仪器设备等都是降低工程施工成本的重要措施，这也是当前岩土施工企业面临的难题。基于此背景，本文将深入研究岩土施工企业成本管理出现的问题，并提出相应的解决对策。
二、岩土工程施工阶段成本控制方案设计
岩土工程是一个规模庞大、工期很长，并且施工队伍壮观的工程项目，在保证质量的同时能够在整个的工程中获得更多的效益，这需要严格控制工程的成本费用，尤其是在施工阶段的成本更是需要科学的管理和控制，这对于整个工程的质量控制和利润贡献等方面都具有重要影响。在岩土施工中，施工阶段的成本控制非常重要。要想提高成本控制效果，就要认真分析施工阶段的成本控制基础，并将工程预算与实际成本费用相对应，找出偏差，提高成本控制的针对性、有效性。同时，还要对工程未完成部分的成本进行准确预算，并定期通报。
（一）施工成本控制中的预测
在施工成本控制中，成本预测是关键。合理预测后才能编制详细的工程预算，最终使施工成本能够控制在合理的范围之内，达到降低总体成本的目的。
（二）编制准确的施工阶段成本控制计划
从岩土工程项目各项管理工作效果来看，编制准确的施工阶段成本控制计划，对做好岩土工程项目成本控制工作起到非常重要的作用。
（三）认真执行施工阶段的成本控制计划
在工程项目成本控制过程中，制订成本控制计划是第一步，在此基础上做好成本控制计划的实施工作才是成本控制的关键。施工阶段成本控制计划的编制与执行，是一项复杂的系统工程，需要注重每一个环节的核算。
三、岩土工程施工中的成本管理——以B市地质工程公司为例
（一）B市地质工程公司岩土工程施工成本管理现状
B市地质工程公司是一个以岩土工程施工为主业的全民所有制企业，在B市岩土市场占有重要市场份额。B市地质工程公司总部的成本控制是由多个跨职能部门组合在一起，主要包括合约成本部、市场营销部、工程管理部、财务管理部、劳动人事部等，其架构如图所示。
（二）岩土工程施工中成本管理存在的问题
1．权责、流程不明确，财务参与不够
岩土施工企业普遍管理粗放，内部控制不健全，成本管理工作权责不清、流程不明确，并且财务部门参与不够。由于成本管理意识的欠缺，部分岩土施工企业将成本控制工作全部设置在项目管理部，忽视了财务部门的存在，从而导致成本管理工作偏离预期目标。
2．工程概算精细化不够
工程项目概算是成本管理工作的前提，科学准确的项目成本概算可以杜绝材料库存过多、人力配备不足或者过剩、设备闲置等现象的发生，只有全部成本都在计划之内，岩土工程项目才能实现预期利润。
3．岩土施工企业资金集中管理水平较低
目前，B市地质工程公司的资金集中管理人员大部分来自于公司的财务部门，专门的金融人才很少。因此很多业务即使面对已有的规章制度和国外先例，但开展起来仍是困难重重，这就使得工程项目的资金集中管理还仍然处于粗放型经营管理模式之中。
4．工程项目的物资管理存在严重问题
在岩土工程项目施工中，多数职工的成本意识还比较缺乏，尤其是许多施工队伍的工作人员，无论是管理理念还是工作经验，都缺乏成本管理意识，在工程项目成本管理中，必然无法满足成本管理的需求，造成了成本管理失控。
5．工程决算及后续手续还需要进一步完善
为了保证工程决算及后续手续能够进一步完善，可以采用完善报表制度和强化施工过程成本分析的手段来实现，具体目标是在现有成本的基础上，保证工程的整体收益最大。
6．加强对员工专业能力的培训，做好人力管理
在员工专业能力培训过程中，既要重视员工责任的宣贯，同时还要实现员工专业能力与成本管理的连接，使员工能够在实际工作中树立良好的成本管理意识，最终达到提高成本管理效果的目的。
7．成本管理缺乏高水平的信息化管理手段
在成本管理中，建立相应的成本风险识别和管理系统，对成本管理而言十分重要。结合当前成本风险识别和管理系统的建立实际，这一系统的建立不但需要搜集多方面的数据，同时也需要其他系统和工作部门给予全力的支持和配合，单独依靠某一种手段是难以实现的。
四、加强岩土工程施工中成本管理的策略
从岩土施工企业的发展角度来看，施工企业要想在市场竞争中处于有利地位，并在市场竞争中获得比较优势，就要在成本控制上取得突破。要在具体的管理过程中，建立完善的成本管理体系，并进一步优化成本管理流程，强化成本管理手段，使成本管理能够成为施工企业发展的重要着力点，达到提高施工企业整体优势和竞争力的目的。
（一）岩土施工企业内部有针对性地进行成本管理责任分配
在岩土施工企业的成本核算中，除了要建立专门的会计核算体系之外，还要对岩土工程中所涉及的所有费用进行有效统计，并做好成本归集，提高成本核算的有效性。为了做好成本管控工作，还要加强内部成本管理责任的分配，保证岩土施工企业成本管理体系中的人员各尽其责，更好地为成本管理服务，提高整体效益。
（二）科学利用目标成本法，提高成本预算的科学性
在岩土工程中，为了避免人工费用核算超标的现象发生，应采用目标成本法，即先明确目标成本，然后根据目标成本反推人工成本，进而得出人工成本的合理范围，在具体施工中，项目部应根据这一范围进行人力成本核算，保证人力成本核算的准确性。因此，科学合理利用目标成本法是关键，通过利用目标成本法，达到提高成本预算科学性的目的，保证施工企业的成本管理工作取得实效。
（三）建立资金集中管理体系，提升资金管理水平
对于企业集团而言，资金的集中管理具有较强的优势。资金集中管理，不但可以将集团的资金统一在一起，同时也可以实现集团整体资金的优化和统一调配，保证集团自有资金能够得到合理利用，最终提高资金使用效率。因此，岩土施工单位建立资金集中管理体系，是提升资金管理水平的重要措施，主要做好以下三方面工作：一是加强对各成员单位主要负责人的宣传动员工作，统一思想，切实转变观念，充分调动他们的积极性与主动性；二是加强资金集中管理方面的人才培养，提高资金集中管理水平，拓宽工作视野，创新工作思路，努力与国际接轨；三是健全完善资金集中管理体系制度，保证集团资金集中管理工作顺利开展。
（四）对岩土工程在施工阶段的成本要素实行集中管理和成本责任制
1．人工费的控制
为了加强对施工队伍的管理，在分包队伍选择过程中，不但要侧重于信誉良好、实力相对强的分包队伍，同时还要保证分包队伍能够具有较强的技术能力，能够完成所承包的工程。对劳务分包的费用，应在工程结束之后立刻进行统计分析。同时，严格执行相关财务制度，确保每一笔工程款的拨付都符合财务制度要求，提高劳务分包费用结算的合理性。
2．做好材料费的管理
工程开工之前，项目管理部门会根据图纸组织预算人员编制全面的施工预算，并对材料费用进行预估和计算。在此过程中，应编制相应的采购计划，根据采购计划实施采购，严格控制材料费用的支出。要想严格控制采购成本，需要做好三个方面工作：首先，应按照采购计划进行采购；其次，要在采购过程中加强对供货企业的了解，选择质优价廉的产品作为采购对象；再次，要按照采购周期合理采购，对于有材料储备的，可以降低采购频次。为了做好材料储备的管理和控制，首先应控制材料的进场数量，确定进场材料都能在短期内消耗完毕，避免材料进场之后因存放等原因发生损坏，导致材料保管成本升高。
3．做好机械使用费的管理
为了保证工程机械使用费管理取得实效，在机械使用费管理中应制定准确的工程预算，不但要对机械的使用数量和使用时间进行准确的计算，同时还要优化机械使用过程，降低机械费用的支出。考虑到机械使用过程中需要发生相应的费用，外购机械或者租赁机械的成本较高。因此，在机械使用和管理过程中，只有增加自有机械的使用频次，才能降低机械费用支出，进而达到降低总体成本的目的。
（五）加强岩土工程项目后的评价与考核管理
岩土工程项目考核评价工作是成本管理工作中很重要的一个环节，是对项目实施效果及项目目标是否实现的检验与评定。公开、公平、公证的项目考核评价能够使项目管理人员正确认识自己的工作水平和业绩，并能够总结经验教训，找出问题，从而提高企业的成本管理水平和管理人员素质。运用对比分析法、因素分析法综合评价岩土工程项目的实施效果，横向与其他工程项目进行对比，纵向与历史完成项目进行对比，总结经验教训，为今后成本管理工作打好基础。
（六）提高岩土工程成本管理人员的综合素质
对于施工单位而言，人才的培养是至关重要的，尤其是在工程施工阶段，应该对施工人员进行技术培训和责任心的培养，加强管理人员特别是管理层在新理论、新思想及新方法上的培训学习，增强竞争环境中的危机意识、管理意识和创新意识。健全完善鼓励管理创新与技术进步的激励机制，把员工素质的提高重要性摆在首位，确保实现岩土工程的预期成本目标，才能不断适应市场竞争的形势，实现预期利润，始终保持行业的领先地位。
（七）提升岩土工程施工成本管理信息化水平
岩土工程施工不仅需要先进的人才作为保障，同时需要高速发达的管理信息系统作为支撑，这也是当前提升我国岩土工程施工技术和降低成本的可行策略。随着ERP系统的日益强大，受到很多公司的青睐和追捧，尤其是集团公司更需要上马这套管理系统。对于岩土工程而言，在施工中的成本管理往往复杂多变而又充满了变数，通常需要一个完善的财务系统来对成本费用的支出和预算做好准备，这也是施工单位保障施工质量，加快施工进度以及降低施工成本的方式，非常适合施工企业管理需求。
五、结论
岩土工程设计案例范文第5篇
关键词：注册工程师制度；基础工程；教学
中图分类号：G64 文献标识码：A
原标题：注册工程师制度下《基础工程》课程教学反思与探索
收录日期：2012年10月28日
基础工程是土木工程的一门专业必修课，尤其对于岩土工程方向的学生而言，是非常重要的专业课程。通过几年的教学实践，深切感受到对于这样一门实践性非常强的专业课，传统的教学方式存在许多弊端。如何从一个新的视角去开展课堂教学，如何实现理论与实践的有机结合，如何把课堂内容讲“活”，激发学生主动探索兴趣，这应该是每个教师思考的问题。目前，国家开始逐步推行注册工程师执业制度，土木工程专业毕业的学生大多是面向应用、面向工程建设，尽快获得注册工程师资格证书成为这部分毕业生的当务之急。作为土木工程专业课教师，如何结合我国注册工程师执业制度，改进专业课程教学，为本专业学生今后的工作创造条件，培养出具有创新能力的应用型人才，也是我们需要思考的问题。
一、教学内容的改变
在传统的教学模式下，教学内容基本依据教材来选择，照本宣科。而基础工程的设计主要源于规范，规范的更新要求教学内容相应地要调整。所以，教师要时刻关注规范的更新，不断地更新自己的教学内容，而不应该教材上写的什么就直接教授什么。例如，《建筑地基基础设计规范》目前最新的版本为2012年的，而我们的教材仍然采用的是2002版本的。
在讲解桩基础设计时，教材上采用的是《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规范，但是这本规范上的设计方法与《建筑桩基设计规范》（JGJ94-2008）差别较大，目前工程上更习惯于采用桩基规范进行设计，而且桩基规范在设计理念上比地基基础设计规范更进步一些（如初步设计时单桩竖向承载力特征值的计算方法）。在教授过程中，最好对两本规范的方法做一个对比，然后以桩基规范去讲解设计，而不应该局限于教材。
另外，教学内容要分层次地吸收一些前沿的理论和最新的研究成果，在强调“三基“的基础上，适当拓宽学生的视野，增加学生的创新意识。
二、教学方法的改变
由于基础工程是一门实践性非常强的科目，也是注册土木工程师专业考试中的一个主要考试科目，考试中主要包括基本理论的考查和会用基本理论进行案例分析。因此，教师在进行某一章内容教学之前，预先给学生一个具体的题目或者案例，将学生置于一定的问题情境中，使学生明确通过该部分内容的学习能掌握的知识和解决的实际问题，激发学生的学习动机和学习热情。在教学过程中，将教材上提供的知识密切与问题案例联系，使学生在学习的过程中了解应该如何逐步分析问题、解决问题，并最终应用知识完成案例所布置的任务。
在基础工程的教学中可以比较多的使用这种案例法。例如，基础的埋置深度是一个非常基本而重要的概念，如果直接灌输概念，学生对埋置深度的理解还停留在表面，遇到实际工程问题（尤其是有地下室，或者主楼旁有裙楼时等）还是不知如何确定。这时，我们可以先以一个实际的小案例引出这个概念，首先让学生处于一个实际工程的情境中，带着问题去思考。我们可以给出如下一个工程情境：某工程主楼12层，裙楼3层，包围主楼三边，主楼88m长，17m宽，裙楼宽15m，主楼用筏板基础，裙楼用独立基础，地下室均为5m，主楼地基承载力修正时，主楼埋深取多少？提出这个问题让学生思考，学生会产生思考的兴趣，然后再逐步引导，这样学生对埋置深度在不同情况下如何正确选取就基本掌握了。又如，在讲解桩基础中摩擦桩和端承桩时，可以以“玉林电厂的悬桩”这个案例引入：玉林电厂是一个大型火力发电厂，在其施工过程中发生了一个不应发生的错误，此场地在地面以下40～70m为基岩，岩石为凝灰岩。原设计的锅炉和烟囱等主体建筑物的地基基础采用桩基础，钻孔灌注桩以凝灰岩基岩为持力层，属于端层型桩。设计承载力和沉降均满足要求。但是在勘察、施工中，把含粘土的碎石层（其中所含碎石的岩性也是凝灰岩）误认为是凝灰岩基岩，致使大量的钻孔灌注桩桩端落在这些黏土层上。竣工以后才发现这一错误。通过这个案例，详细分析为什么在端承桩和摩擦桩处于同一个刚性承台下施加荷载时，摩擦桩常常会成为“悬桩”，二者无法共同工作，发生渐进破坏的。这样的授课方式比单纯地告诉学生概念显得更生动、更立体，更能激发学生的学习兴趣，提高学生根据基本理论分析解决实际问题的能力。
三、考核方法的改变
《基础工程》课程的教学目的：一是要求学生掌握基础工程设计中的基本概念、基本理论、基本方法；二是会应用基本知识去分析解决一些实际的工程问题。因此，基础工程的考核可以分为两阶段的考试：第一阶段为闭卷，主要考核学生对基础理论知识的掌握，我们希望学生掌握基础知识，在将来的工作中有更大的潜力；第二阶段为开卷，主要考核学生的实际工程应用能力，当学生完成第一阶段闭卷考题后，交上考卷，就可以拿到第二阶段的开卷题，开卷题中要求学生正确、熟练地应用规范、教材等辅助材料完成基础工程设计，或者给出一些工程中的案例，让学生去分析解决实际中的基础工程问题，又或者是一些实际发生的重大工程事故，让学生分析原因。问题的来源要选取工程中经常遇到的问题，有实际意义的问题，难度要中等。这种考试更注重能力考核，不局限在要求死记硬背的内容上，试题选择的原则要能够充分体现素质教育要求的知识，突出学生能力的训练和考核。
主要参考文献：
[1]李广信.岩土工程50讲——岩坛漫话（第二版）.人民交通出版社，2010.
岩土工程设计案例范文第6篇
关键词：填土场地；岩土工程勘察；
中图分类号：U469.6+92文献标识码：A
一、填土工程土质材料
在填土过程中，需要通过勘察对工程性质做宏观的了解，准确分类填土物质的物理构成。按照填土物质组成成分，堆填时间，逐步实施对工程建设具有重大作用和深远的意义。填土可分为素填土和杂填土两类，这是根据填土主要物质组成来区分的。粘性土、砂土、粉土、碎石这些有一种或者几种材料组成的是素填土。素填土中一般不含杂质或含杂质很少。如果进一步的细分，则可分为碎石土、砂土、粉土和粘性土素填土。杂填土指的是那些工业废料，建筑垃圾，生活垃圾等杂物的含量超过了标准规定的25%时的填土。工业废料土、建筑垃圾土、和生活垃圾土是其主要组成部分。另外，还存在着冲填泥砂填土，这种由人工水力冲填泥砂冲刷形成的土叫做冲填土。除了成因特别，冲填土事实上也属于素填土的一种。在北京有一种杂土叫做炉灰杂土，炉灰杂土主要是经过燃烧后形成的无机物堆填而成。是煤和煤土混合物。堆填时间在50年以上的填土叫做古填土、堆填时间在15～50年之间的填土叫做老填土、堆填时间在15年以内的填土叫做新填土。这是根据填土堆填的时间来区分的。填土的自重固结程度、密实程度也是填土的堆填时间一定程度上的代表。[1]
二、填土勘察的工作要点
1、填土勘察的主要内容
（1）地形和地物的变迁过程，堆填物的堆填时间、来源、物质成分、堆填方法。
（2）查明填土的分布、厚度、深度、均匀程度及相互接触关系。
（3）查明填土是否存在下卧软弱层，若存在查明其物理力学性质。
（4）查明填土的含水量、密度、颗粒级配、有机质含量、密实度、压缩性、湿陷性及腐蚀性。
2、填土工程的勘察需要通过分析填土的具体分布、利用厚度、填土物质的成分、填土颗粒的级配以及填土的均匀性、压缩性、填土的密实程度和湿陷性。在此同时、需要对勘察场地的地形地物、填土的主要来源、堆积方法和堆积年限进行调查。查明场地是否有废土坑、渗井、暗塘和旧基础。且需要查明地下水和地基土对建筑材料是否有腐蚀性。地表水和地下水之间的水力联系。这些都可以通过工程地质的调查、现场原位的实验、取土做样板的实验，还可以通过钻探、挖探等来实施。由于填土的分布范围、填土的厚度对对工程建设有很大的影响。所以在勘察过程中需着重调查地形地物的变迁情况。它不仅直接影响到基础埋深的确定，也影响到了对埋土方案的选择。进行对比地形前后的变迁情况，可以概况地判断出填土的范围和填土的厚度。再根据这些调查情况整理数据，有针对性地布置整个工程方案，确保工程建设的顺利进行。[2]
3、如果工程正在进行大规模的建设，填土经常是由山体人工爆破得到的大块石填土。势必会出现地基填料粒径过大这个问题。将大块石尽可能地最大限度地分解，是用强夯处理的前提。需要在填土前要加以考虑。想要强夯施工比较方便顺利的进行，控制最大粒径应在500mm以下进行。“在地基深处填埋大石块”这是在如果没有条件分解大石块的情况下填土施工需要注意到的问题。强夯机在地基表面有大量的块石时，很难施工，且移动困难，容易翻车。当夯锤在夯击时碰到坚硬并且块头比较大的块石时，容易出现夯锤砸弯，施工事故等问题。另外，夯击后场地会因为表面块石的存在平整起来特别困难。将大的块石和砂土、粉土一起填筑，能够形成级配较好、启用方便可行的地基填料，同时也避免了孔隙很大的填土地基的出现，这是因大量块石的存在会造成堆积。强夯施工时在经过孔隙很大的填土地基或者是遇到已经软化了的岩石时可能导致地基沉陷。
4、填土需要有土，在大量的土来自挖山得到的土皮。并且多数是山体通过人工爆破得到的大小不均匀的碎石，由于土块的直径大小不等，在填土过程中会造成填土不均。为使填土地基压缩性得到进一步的提高，可以根据将要处理的地基在平面上的深度来进行分区和分工。如不同的夯击能量可以选择不同的加固深度。施工时，必须慎重运用强夯法。
三、填土工程的具体方法
1、判断填土是否可以直接的利用主要取决于填土的密实性和均匀性。评价得出的结论是否正确会直接影响到工程的造价和整个工程的安全。具有良好的密实性及均匀性的填土，一般是堆积时间超过了5～10年或者是经过机械夯实的素填土。不宜作为天然地基的的填土是那些生活垃圾、腐蚀性较大的工业废料组成的杂质填土。这些都可以通过地球物理勘查方法来进行。
2、在需要换掉填土时，可以采用强夯法和挤密桩法进行。清理低饱和度浅埋的素净土时用强夯法。经过处理后的素净土可以形成承载力加强的表层硬壳层。不但施工效果好，并且施工设备较简单，施工速度很快。广泛地运用到道路、港口和机场的建设中。挤密桩法则可以降低压缩性、提高地基对建筑物的承载能力适合运用到市政等工程的建设中。
四、案例分析
某地铁工程对承载力、地基变形、地层均匀性和地基整体稳定性等的要求较高，填土未作处理，不宜作为拟建建(构)筑物的地基直接持力层。场区内填土厚度差别较大，且极不均匀，为便于对填土地基进行处理，给出填土的分布情况，绘制填土的平面分布图及埋深、层低标高等值线图。在填土地基处理上，其处理方法的选择，应从施工工法着手，综合考虑加固效果、经济费用、工程周期、环境影响，以及地区经验等方面综合比较。[3]
1、明挖部分
根据工程经验，常用的杂填土地基处理方法的技术、经济对比见表1。对于填土埋深较浅的部位(填土埋深不大于3m)建议采用人工换填地基方案，须采用与周边地层相近的换填材料，并满足相应的压实系数。对于填土埋深较大的部位建议采用复合地基方案(如碎石桩)，进行加固处理。复合地基方案的竖向增强体抗压强度及复合地基的承载力、变形控制、稳定性均须全面满足工程设计要求，具体的复合地基方案选择应根据工程建设特点，结合场地地质条件、类似工程建设与施工经验综合分析、研究后确定。施工阶段，该场区对于埋深较大部位采用了碎石桩地基加固方案。实践证明，该工法施工方便，安全可靠，加固效果好，较好解决了杂填土的不均匀性，通过施工过程控制(填料量、夯实次数等)，能够有效解决杂填土的承载力和湿陷性问题，同时造价亦可得到有效控制。
2、桩基部分
本区域内高架桥均拟采用钻孔灌注桩方案。在桩基方案设计和施工当中，应结合场区地层分布条件(尤其杂填土)选择适宜的桩型和采用可靠的施工工艺，以及确定合理的桩长。在确定桩径、桩长时，应充分考虑填土层分布较厚地段，回填土层对桩侧摩阻力的不利影响(如对桩基的负摩阻问题)。
结束语
总体说来，分析填土的具体分布、利用厚度、填土物质的成分、填土颗粒的级配以及填土的均匀性、压缩性、填土的密实程度和湿陷性；查明场地是否有废土坑、渗井、暗塘和旧基础；地下水和地基土对建筑材料是否有腐蚀性；地表水和地下水之间的水力联系等都是填土工程需要勘察和探讨的主要内容。
参考文献
[1]张宏伟．填土地基勘察与评价［J］．山西建筑，2008.
岩土工程设计案例范文第7篇
Abstract： In the construction of large-scale high-speed railway network， it will encounter the situation of high-speed railway inclined well under-passing oil and gas pipeline. How to adopt safe， economical and reasonable construction scheme and ensure the safety of oil pipeline is the subject that the construction unit must seriously study. The construction technology of weak explosion is used in this workshop， and the rationality and feasibility of the construction scheme are fully demonstrated beforehand. The explosion test is carried out before the blasting construction and the relevant parameters are collected to verify the feasibility of the control blasting scheme. Through the scientific and meticulous organization and construction， the oil pipeline under-passing project is safely completed， the expected objectives are successfully completed， and the safety of oil pipelines is ensured.
关键词： 斜井；下穿；弱爆；技术
Key words： inclined well；under-passing；weak explosion；technology
中图分类号：U455.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）15-0097-04
1 工程概况
西安至成都客运专线金家岩隧道1号斜井位于线路前进方向的右侧，与线路交点里程DK452+200。该工区施工采用无轨单车道运输组织，永久性工程设计，斜井净空断面尺寸为5.0m×5.9m（宽×高）。斜井下穿兰成渝输油管道，平面投影相交里程为XD1K0+163，斜井c隧洞地表输油管道垂直距离仅28.42m，？准508mm兰成渝输油钢管与斜井相交纵断面图如图1。
2 岩土工程爆破研究
2.1 岩土工程爆破作用原理
岩石的破坏是应力波和爆轰气体共同作用的结果，爆轰波波阵面的压力和传播速度大大高于爆轰气体产物的压力和传播速度。爆轰波首先作用于药包周围的岩壁上，在岩石中激发形成冲击波并很快衰减为应力波。冲击波在药包附近的岩石产生“压碎”现象，应力波在压碎区域之外产生径向裂隙。
随后，爆轰气体产物继续压缩被冲击波压碎的岩石，报轰气体“楔入”在应力波作用下产生的裂隙中，使之继续向前延伸和进一步张开。当爆轰气体的压力足够大时，爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。对于不同性质的岩石和炸药，应力波与爆轰气体的作用都是不同的。
①在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不偶合系数较小的条件下，应力波的破坏作用是主要的。
②在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较大的条件下，爆轰气体的破坏作用是主要的。
2.2 爆破地震波的传播范围
当炸药在岩土体中爆炸时，一部分能量使炸药周围的介质引起扰动，并以波动形式向外传播。通常认为：在爆破近区（药包半径的10～15倍），传播的是冲击波；在爆破中区（药包半径的15～400倍），传播的是应力波；在爆破远区，传播的是地震波。
2.3 根据已有工程实例，选定地震波控制标准
保护石油管道安全的最小地震波速没有相关规范及标准，《爆破安全规程》（GB6722-2003）中爆破震动安全允许标准也没有明确规定，参照两个相似成功案例经验，案例1：南水北调中线京石段工程与天然气高压管道交叉控制爆破施工；案例2：兰成渝管道康县隐患整治工程第2标段。选择V取值=1.5cm/s能够满足管道安全要求。
2.4 爆破振动控制措施
①控制单段最大装药量Q；②采用微差起爆；③控制掘进进尺；④分部开挖，控制爆破设计；⑤爆破地震波实施监测。
3 控制爆破方案设计
3.1 控制爆破震动安全标准及要求
参考《爆破安全规程》（GB6722-2011）及《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007），为保证输油管道安全，经过专家及输油管道公司共同评审，确定地震波控制标准为≤1.0cm/s；规范中引用爆破地震安全允许振速如表1所示。
管道变形监测按照《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）表8.0.5办理。地下管线沉降监测控制标准见表2。
各项监测的数值达到一定范围（即：将产生不可接受的负面影响时）要进行“报警”。报警系数F（F=实测值/安全控制标准值），当F>0.80时，为报警状态，当达到报警值时，应启动应急预案，采取必要的加强措施。
3.2 爆破设计方案
3.2.1 单段最大用药量的确定
据萨道夫斯基控制爆破震动速度公式计算爆破震动速度：
参考《油气管道并行敷设设计规定》6.2.3b）中之规定：“对于不同期建设管道，要求如下：1）宜保持20m以上间距，新建管道爆破管沟形成的震动波到达在役管道处的最大垂直地震速度应不大于10cm/s”及《爆破安全规程》第6.2.3条：爆区不同岩性的K、α值表（见表3）。
斜井控制弱爆破段XD1K0+207～XD1K0+124各参数计算取值如下：
允许震速限值，取值V =1.5cm/s，远小于《油气管道并行敷设设计规定》之10cm/s。
K、α-与地质地形有关的系数，本次爆破按中硬岩取值，K取250、α取1.8。
K′-分散装药衰减系数，K′取1。
R-最大一段齐爆药量的几何分布中心到邻近被保护物的距离，单位m；依据设计图纸高程差，石油管道距离爆破点最小垂直距离为28.42m，R取保守值28。
不同的R值对应的最大单段爆破药量计算结果见表4。
由表4可见：斜井XD1K0+207～XD1K0+124段一次起爆允许最大药量Qmin（28）=4.3kg，Qmax（50）=23.31kg。
3.2.2 50m范围内下穿段控制弱爆破设计
炮眼布置等详见图2《金家岩1号斜井XD1K0+207～XD1K0+124段爆破设计图》。
由表5可见，斜井下穿段爆破设计一次起爆最大用药量为Qmax1=3.6kg
3.2.3 50m范围外控制爆破设计
XD1K0+124～XD1K0+050段设计衬砌类型为IV级锚喷，采用全断面法施工，爆破设计参数表见表6。
炮眼布置图如图3所示。
由表6可见，XD1K0+124～XD1K0+050段爆破设计一次起爆最大用药量为Qmax1=16.2kg
按K=250，α=1.8，Q=4.35kg控制时不同的R值对应的爆破地震速度计算结果见表7。
由表7可见，当爆破中心距离管道超过34m时，爆破引起的最大震动波速度≤1.0cm/s。
4 爆破作业地震波速监测
4.1 监测目的及设备
通过爆破地震波跟踪监测，首先是分析爆破地震波衰减规律及其对周围保护物的影响，并对其进行安全评价；其次是根据爆破地震波监测结果，指导爆破方案的调整和优化，使到达管道的爆破地震波速降低到安全范围内，同时实现隧道开挖快速顺利进行。
本次爆破振动监测与试验使用L20型爆破测振仪，每台测振仪有三个通道，可以配置3个单向速度传感器或1个三分量速度传感器或1个三分量加速度传感器。该仪器自带液晶显示屏，现场直接设置各种采集参数，能即时显示波形、峰值和频率。具有24位A/D转换，采用自适应量程。通过USB接口与PC电脑进行数据通讯，运用专用软件进行处理分析及成果输出等，并带有手机报警功能，设制一定振速阀值，若有溢出，自动发出相应短信，进行报警。
岩土工程设计案例范文第8篇
关键词：地质灾害；滑坡；防治工程设计
1滑坡地质灾害基本认识
1.1边坡与滑坡的含义与区别
边坡：泛指天然或人工形成的斜坡坡体。边坡的破坏形式有崩塌、滑塌、落石等形式；在一定条件下（如深切坡脚、坡顶堆载、暴雨及地震等），边坡可能发生滑移破坏形成滑坡。滑坡：指边坡破坏的一种形式，是斜坡上岩土体沿着内在的软弱结构面（层）或最大剪应力带产生的剪切破坏，并向斜坡倾斜方向产生较大的水平位移的滑移现象。
1.2可能发生滑坡的地形地貌及地质特征特征：
①堆积土形成的上陡、中缓、下陡的斜坡，岩（土）体中含有软弱夹层或不利于斜坡稳定的结构面；
②由软岩组成或间夹软弱层的顺层地区，特别是倾角在10～30°的斜坡；
③断层破碎带中的谷坡；
④膨胀岩土地区边坡；⑤破碎岩石组成的高陡山坡。
1.3影响滑坡稳定性的主要因素
（1）水的影响。水是导致滑坡失稳的最重要因素，故滑坡一般发生在雨季，特别时久雨暴雨期间。水对滑坡作用主要体现在以下几个方面：①增加土体重量，增大下滑力；②软化滑带土体，降低其抗剪强度指标（c、φ值）；③增加地下水动水压力，如滑坡所处地区地下水位较高，则在久雨或暴雨时地下水水位上升将导致渗水压力增大，增加下滑力，易导致滑坡产生滑动；④水的冲刷作用，如滑坡位于河道两岸，在暴雨时水流对滑坡前沿坡脚的冲刷作用加强，进一步降低滑体的抗滑能力，增加了滑体产生滑动的可能。
（2）地震因素的影响。在震级较大的地震发生时将产生强烈的上下左右摆动，这大大增加滑体的下滑力并减少滑坡的抗滑能力，极易导致滑坡的产生。据统计，5.12汶川大地震仅在四川一省就诱发了山体滑坡9326处。
（3）人为因素的影响。人为作用对滑坡的影响主要表现在人类的工程如山区大规模的开发建设、修建道路等以及人类无控制的开荒垦荒、乱砍乱伐破坏植被等对自然环境平衡系统的破坏。
2滑坡防治的常见工程措施
根据滑坡防治原则，对于能避让的滑坡尽量避让，对于确实无法避让或避让代价太高的则可采用工程措施进行治理，常见的工程措施如下。
2.1排水排水的目的
在于减少水流进入滑坡体内，以及疏干滑坡体内的水，达到减小滑坡下滑力、增强滑坡抗滑能力的目的。主要措施包括在地表修筑截、排水明沟以及地下排水如隧洞排水、仰斜（水平）钻孔群排水、井——孔联合排水以及支撑渗沟等。
2.2削方、反压原理
比较简单，把滑坡后缘的一部分土体开挖掉并将其回填至滑坡前缘坡脚但是由于其占地面积较多，对环境破坏较大，因受地价及环保要求高、弃土区容易产生一些次生灾害等因素制约，削方、反压的防治措施在具体工程实例中应用相对较少。
2.3抗滑工程
抗滑工程主要包括抗滑挡土墙、抗滑桩、预应力锚索抗滑桩、预应力锚索框架或地梁等。（1）抗滑挡土墙：主要适用于一般地区、浸水区、地震区的浅层滑坡，墙身可采用石砌体、混凝土块砌体、片石混凝土或混凝土，基础必须置于滑面以下的稳定地层中，墙背以良好填料填筑。但是由于挡墙挖基工程量较大，故极易诱发滑坡，故施工时须严格分段施工，同时基础深度必须可靠。（2）抗滑桩：抗滑桩适用于滑动面埋深较深的滑坡地质灾害治理工程设计，抗滑桩的设置必须满足：①治理后的滑坡必须达到规定的安全值；②保证滑体不至于从桩顶和桩间滑出；③不产生新的滑动。（3）预应力锚索框架或地梁：原理上属于主动加固，可改善岩土体及结构面的强度，适用于滑体厚度较大的土质滑坡及岩质滑坡加固，但存在施工工艺复杂、造孔难度较大的缺点。
2.4化学加固
通过注浆固结、石灰桩、旋喷桩以及焙烧的方法提高滑带和滑体强度，达到提高滑坡稳定性的目的。
3工程实例
3.1工程概况
某滑坡区位于马家沟南侧的山坡上，该处山坡西南高，东北低，地势较平缓，坡角16～20°，植被较为发育。根据滑体地形地貌及水文地质特征，滑坡自然分为两个带。西侧主沟呈长舌状，地下水丰富，滑体土近于饱水。且前部有泉眼出露。东侧呈扇状，地形多小陡坎，上部覆盖的土体结构杂乱，多为人工改造，后缘和前缘高差68m，平均坡度约17°，整体地势较周围低，雨季容易汇水。滑体组成比较简单，按其颜色、成份、力学性质可划分为两类，即粉质粘土和碎石土。滑坡滑带土为粉质粘土（混碎石）：在碎石层底部粘性土含量较高，并混青灰色全风化片岩，具粘性土特征，呈粘质粘土，局部混碎石、角砾，厚度0.3～0.70m，可塑-软塑。滑床为泥盆系中统三河口组片岩，青灰色，变晶结构，片状构造，风化强烈，岩芯多呈粉末，碎石状，片理面轴夹角约10°，锤击声哑易碎，多见强风化方解石碎块。据地貌特征及水文地质条件，滑坡可分为南东、北西两个带。北西侧滑体长约120m，宽60m，滑坡体厚度介于6.5～18.7m，滑坡体积约8.0×104m3，滑坡规模属小型滑坡；南东侧滑体长约140m，宽98～128m，滑坡体厚度介于7.5～15.4m，滑坡体积约11.4×104m3，滑坡规模属中型滑坡。
3.2防治思路
由于滑坡在天然状态下的水位很高，地下水对滑坡稳定性的影响很大，因此在选择治理方案的时候优先考虑通过降低滑坡体内地下水位的办法来提高滑坡的稳定系数。假定通过降水措施，原水位线下降了2.5m，计算此状态下滑坡处于天然以及天然加地震状态下的稳定系数。通过计算可知，此时西侧滑坡在天然状态下的稳定系数为1.215，天然加地震状态下的稳定系数为1.069，均符合规范要求。故确定通过降低地下水位的方法来达到提高滑坡稳定性的目的。
3.3防治方案设计
滑坡底部及中部布设两排长36m，直径为110mm的上仰角排水孔，排水孔的泄水坡度为6%，孔内安装PVC排水管，排水管长度均为36m。4结论（1）通过采用科学合理的勘探工作手段是正确认识滑坡类型、规模、诱发因素、各岩土层的岩土体参数等是提出合理的治理工程防治方案的前提与基础。（2）在滑坡地质灾害防治工程设计中，一定要分析诱发滑坡滑动的最主要因素，然后再针对这一因素因地制宜的地提出经济、合理、安全的防治方案，而不应一律盲目的选择硬性抗滑支挡工程进行设计。
参考文献：
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