发布时间:2023-12-07 11:41:39
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇对工程地质的认识,期待它们能激发您的灵感。
关键词:建筑工程;地下室结构;人防工程;质量控制
近年来,在我国建筑工程施工中,人们为了使得建筑结构的稳定性和安全性得到进一步的提高,就将地下室人防工程应用到其中,以确保工程施工的质量。但是,如果地下室人防工程的施工质量出现了问题,那么就会对整个建筑结构的稳定性和可靠性有着严重的影响,因此我们就需要采用相关的质量控制方法来对其进行处理,从而使得保障建筑工程的质量和效益。
1. 基础土方分项工程质量控制
1.1基础土方开挖前,工作要点
建筑基础土方施工作为建筑工程施工的重要环节,我们在对其进行施工前,必须要对其工作进行严格的要求,从而使得整个建筑工程施工的质量得到有效的保障。并且技术人员之间还要做好相应的交底工作,从而使其在建筑工程施工当中,可以对整个工程项目的施工内容进行全面的掌握。
1.2土方施工工序及质量控制要点
在建筑基础土方工程施工当中,施工人员首先要对土方工程施工的工序进行严格的要求,并且按照工程施工的相关要求,来对其基坑的位置、尺寸和标高进行合理的规范,其次再根据工程的实际情况,来对其进行相应的处理,从而保障基坑土方工程施工的质量。不过,在土方施工的过程中,人员也要对整个土方工程施工的质量进行控制,进而保障建筑工程的施工质量
2. 模板分项工程质量控制要点
在地下室人防工程施工当中,模板工程的质量有着十分重要的意义,施工人员必须要根据工程施工的结构形式、地基结构的受力情况等方面来对其模板和支撑结构进行合理的设置。其中我们在对模板工程施工中质量控制的要点主要有:
第一,严格安装工程施工的相关要求,来对模板安装的轴线和边线进行有效的控制,并且对其形状尺寸进行合理的要求。
第二,在模板工程施工的过程中,人员必须要对支撑结构的强度以及刚度进行要求,使得地下室混凝土结构在浇筑施工的过程中,可以对其荷载有着一定的支撑作用,从而使得工程结构的稳定性得到有效提高。
第三,模板在安设的过程中,除了要对其接触面的清洁度进行严格的要求以外,还对其拼缝的严密性进行有效的控制,进而保障在模板施工中不会出现漏浆的情况。
3. 钢筋分项工程质量控制要点
3.1原材料的检验
人防工程中所用各种型号、规格、预埋件等钢材,施工单位应分批组织材料进场,每批钢材进场应持有出厂质量合格证书、检验报告及进场复验报告,凡进场钢材必须按批量现场见证抽样、送检,通过检验,达到设计要求,人员认可,方可使用到工程中去,对不符合设计要求的材料一律不准进场。
3.2钢筋分项工程质量控制要点
(1)抽取钢筋机械连接接头作力学性能试验。
(2)钢筋绑扎控制要点:
①钢筋绑扎前应先除锈,做好各墙、板预插钢筋的定位,浇捣混凝土后防止扭动,以保证钢筋原有强度及钢筋与混凝土之间的紧密咬合不受影响,防止渗水。
②采用90°的弯钩和基础钢筋对现浇柱和插筋下端进行绑扎,应确保插的位置具有固定牢靠,与柱的箍筋相比,箍筋应速效一个直径的箍筋范围,对连接相对方便。
③柱纵向钢筋的弯钩方向应朝向柱心,在四角纵向钢筋上对箍筋接头进行交错设置。
(3)钢筋绑扎完毕后,施工单位先进行三级自检,自检合格后,报进行隐蔽工程验收,验收合格后再报人防质监站验收,通过后方可浇筑混凝土。
(4)予埋件的埋设位置必须符合设计要求,预留洞口必须设置加强钢筋,预埋件施工前先除锈,外露部分涂刷红丹底漆两遍,防锈面漆两道。
4. 混凝土分项工程要点
4.1原材料检验及砼试块的留置要求
(1)商品砼生产厂家应对水泥成产合格证节实验报告单进行提供,禁止采用缺乏材质证明资料的商品砼进行施工。
(2)在施工过程中采用的商品砼应进行砼试块及坍落度的记录,应对试块进行同时的抗压强度及抗渗筒试块试验;当标样试块终凝以后,应及时的进行编号并送以标养室进行掩护,对于同条件的试块,应在砼浇筑的现场进行养护。
4.2混凝土浇捣质量控制要点
(1)在对混凝土进行浇灌之前,应详细的检查模板、钢筋、预埋件的位置、轴线及标高,确保与水电安装得到有效配合。
(2)应一次对基础浇筑进行结束,分层分段的连续浇筑不能有施工缝存在,在施工的过程中,应对垂直交角位置出现混凝土脱空现象进行防止,混凝土应对其斜坡位置进行捣固密实,采用人工的方法对斜坡表面进行排实且拍平。
(3)混凝土的振捣:振动器的操作做到快插慢拔,防止混凝土表面分层离析、中间出现空洞缺陷;浇筑地下室墙板止水带以下部位的混凝土,在浇筑地下室底板混凝土时采用吊模,与底板混凝土采用泵送工艺一次浇筑成型;止水带以上部位墙板待底板混凝土养护两天,支设好墙板模板后,从止水带处连续浇至顶端。
(4)混凝土的养护:在养护期内,使混凝土始终处于湿润状态,当出现天气干燥的现象时,应对浇水养护的次数进行增加。通常情况下,对硅酸盐水泥及普通水泥的养护时间一般是在7d。应采用一定的措施对水化热进行降低,在底板混凝土浇筑中应用,使其养护得到增强。
5. 地下室防水工程质量控制要点
5.1原材料的检验
(1)检查合成高分子防水卷材与胶结材料及止水带等材料的出厂合格证、检验报告和现场见证取样试验记录。
(2)防水混凝土检查原材料、外加剂的出厂合格证及检验报告。
(3)防水砂浆检查原材料出厂合格证、试验报告及施工配合比。
5.2防水工程质量控制要点
(1)严格按照施工设计要求对防水混凝土结构中的施工缝、变形缝、止水带、穿墙管件及支模铁件进行设置,避免有渗漏水现象产生。
(2)止水带的接头处应较为密实,转角呈现圆弧形;禁止对止水带进行拆裂,应使混凝土或水泥砂浆的覆盖层相对密实。
(3)卷材防水层的基层应相对牢固,确保表面的平整和洁净,阴阳角位置呈现圆弧形或钝角状,对冷底子油进行涂刷时应保持均匀,应严格按照施工规范的要求,对卷材铺贴及搭接进行施工,确保粘结牢固,对接缝进行封实,避免保护层或防水层出现损伤,实现紧密结合。
6. 结语
由此可见,在地下室人防工程建设施工的过程中,对其质量的控制管理有着十分重要的意义,这样不仅使得建筑结构的稳定性和安全性得到了有效的保障,还使得建筑工程的效益得到它有效的提升。不过,从我国建筑工程地下室人防施工质量控制的实际情况来看,其中还存在着一定的问题,因此我们还需要在不断的实践过程中,人们对其进行相应的改进和完善,从而保障工程施工的质量。■
参考文献
1、工程地质勘察概述
水文地质从字面来看,主要是指研究地下水规则或不规则运动和变化的一种学问。水文地质尤其在工程项目中发挥着重要的影响作用,为了适应人们地质勘探的需要,逐渐的发展成为一门独立的水文地质学。水文地质学随着生产和发展的需要,不断取得了新发展,也为各种工程项目施工提供了理论可行性分析。目前,水文地质学已经拥有多个分支学科,特别是在地震研究、环境地质勘探以及地热应用等方面相互渗透,形成了发展的新领域。
在工程地质勘探中,水文地质发挥着极其重要的影响,主要是水文地质与工程地质相互联系,相互作用,关系密切。工程地质岩土体的组成部分中包含着地下水,地下水又影响岩土体的结构,构成工程项目的基本环境,从而对工程建筑物的耐久性和稳定性造成重要影响。由此可见,水文地质在工程项目勘探中作用明显,但是令我们担忧的是,实际的工程勘探往往忽略水文地质的因素,对复杂的水文特征没有进行必要的研究,容易导致地下水对工程岩土体造成危害,因此在工程勘探中加强研究水文地质问题,对保证工程项目的质量和安全具有重要意义。
2、岩土工程中水文地质勘察的作用
2.1、全面掌握水文地质情况
水文地质包括多方面内容,这些内容是进行施工方案设计,确保施工顺利进行的依据。因此,为全面把握温度、湿度、地质状况、岩土结构等内容,必须根据工作需要做好地质勘察工作。从而获取更为详细的地质资料信息,有利于采用合理的施工方案,提高施工方案针对性,保障岩土工程建设顺利进行。
2.2、预防地下水引起的岩土工程危害
在岩土工程施工中,如果地下水没有处理好,往往会给岩土工程带来危害,影响整个工程质量。导致这些危害出现的原因是地下水位变化,水压动水压所致。在岩土工程建设中,地下水的上升、下降都会影响工程质量。同时在人为工程活动影响下,地下水的天然动力平衡条件改变,也工程带来负面影响。例如,引发流砂、管涌、基坑突涌等问题,带来工程质量和安全隐患。为预防这些情况出现,应该加强水文地质勘察,有针对性的采取施工措施,保障岩土工程施工安全。
2.3、提高岩土工程勘察质量
水文地质勘察包括多方面内容,做好这些工作不仅能够全面把握工程基本情况,还能够为岩土工程设计、施工提供依据。只有这样,才能更好的掌握工程基本情况,提高施工方案的针对性和合理性,有效组织岩土工程施工,促进岩土工程质量的提高。
2.4、促进岩土工程施工顺利进行
通过做好水文地质勘察工作,全面掌握岩土工程基本情况。在这些工作基础之上,对岩土工程施工进行合理安排,进而有效促进施工顺利进行,更好的完成施工任务,有利于保障工程质量。因此,必须依照相关规范要求,重视水文地质勘察工作,全面掌握岩土工程施工基本情况。
3、对于岩土工程有着直接影响的水文地质问题分析
3.1、地下水位上升对于岩土工程的影响
由于受到地质因素、降水或者是其它人为因素的影响,在项目施工建设过程中可能出现地下水位上升的情况,地下水位上升对于岩土工程的影响主要有以下几方面:地基承载力的下降,地下水位上升以后会对土体物理性质以及力学性质产生一些影响,容易造成土体饱和软化,进而造成岩土结构承载力的下降;岩土滑移崩塌等问题,地下水位的上升容易造成岩体以及土体的饱和,导致岩体与土体自身结构发生变化,承载力下降,因此容易出现滑移以及形变等地质灾害问题;工程项目结构主体沉降加剧,无论是砂性地基还是粘土地基,地下水位变化都会造成岩土结构强度降低,进而造成工程结构沉降量增加,同时还有可能造成地表的池泽化与盐碱化等问题。
3.2、地下水位下降对岩土工程的影响
对于岩土工程而言,地下水位的下降,会造成岩层或者是地层出现悬空,进而失去对于结构的支撑力,极有可能造成崩塌或者是地表下沉等地质问题的发生,对于结构的稳定性影响十分不利。而且地下水位下降后,极易造成项目建设区域出现地裂、沉降增大以及地面塌陷等问题,而且会改变基础持力层的状态,对于岩体与土体以及工程结构的稳定性影响较大。
3.3、地下水位的反复升降对岩土工程的影响
由于地下水一般按照固定的通道与流线轨迹流动,因此在工程项目区域经常会出现地下水位的反复升降,当地下水位上升时,会造成岩石以及土体的膨胀,当地下水位下降时则会造成岩石与土体的收缩,这种频繁的变化,容易造成岩土层的反复膨胀与收缩,造成岩土层的弹性恢复性能逐步下降直至失效,对工程结构稳定性造成不利影响。其次,由于地下水位的反复升降会造成岩层与土体中的胶结物不断丧失,容易造成岩层或者是土体的松动变形,导致土体的含水量孔隙比加大,进而改变岩土层的地基承载力,容易造成突涌、流沙或管涌等问题出现。
4、岩土工程中发挥水文地质勘察作用的措施
4.1、完善水文地质勘察管理和技术制度
为了促进勘察工作顺利进行,必须注重采取相应措施,建立完善的管理制度,明确勘察流程和目的,推动水文地质勘察规范化进行。要重视现代勘察技术运用,根据规范要求做好勘察工作,合理布置勘察位置,提高勘察水平。对获取的勘察数据和资料要做好整理工作,并注重计算机技术运用,确保结果准确性,更好的指导工程施工。
4.2、有效规范水文地质勘察操作流程
勘察前做好准备工作,对仪器设备、工作人员等进行合理安排,编写勘察计划,明确工作任务。严格按照规范流程进水文地质勘察,做好现场数据记录。如果地质条件复杂,要综合运用多种方法进行勘察,确保结果准确,全面把握水文地质情况,更好的指导岩土工程施工。
4.3、提高水文地质勘察人员综合素质
论文关键词:微污染,水源地,生态湿地,净化效果
目前,以生态净化措施为主,辅助其它生物物理净化措施的技术正被广泛应用在微污染原水净化领域。常用的生态净化技术主要有人工湿地、生态草人工介质、生态浮床、浮岛等,其中生态草人工介质、生态浮床及浮岛等技术主要应用于中小型水处理工程[1,2]。人工湿地是一种结合湿地植物、土壤和微生物作用来处理受污染水体的生态技术,由于在大型水处理工程中的优势,作为主要处理技术在微污染原水处理工程领域日益受到重视。
1应用于微污染水源地的人工湿地净化技术
应用于微污染原水处理的成熟可靠的人工湿地主要有潜流型人工湿地和表流型人工湿地技术。潜流型人工湿地具有水平流、垂直流和复合流等多种形式,根据文献[3~5]其具有净化效率高、卫生条件好的优点,但生产应用中存在结构复杂、对进水悬浮物浓度要求高、易堵塞、运行管理复杂、造价高及维护费用高等问题,尤其是堵塞问题,虽然对其研究较多[6],但还未有成熟的适合于生产应用中的解决办法。
表流型人工湿地是近自然湿地环境保护论文,由于其对进水悬浮物浓度要求不高,不易堵塞,便于管理,造价低等特点,适合于生产应用。常规型表流人工湿地由壕沟和挺水植物床湿地构成,其氧化-还原的交替环境为微生物降解创造条件。水和污染物通过湿地时和土壤、植物根及根区微生物发生作用,产生截留作用。
为提高冬季湿地净化效果,在常规型表流人工湿地的基础上结合四季常绿型沉水植物提出了复合型表流人工湿地技术,其主要是通过挺水植物和四季常绿型沉水植物床构成,水通过植物间隙推流流动。植物间隙为生物膜的构成创造条件。水和污染物通过时和土壤、植物间的生物膜、沉水植物发生作用,产生截留、吸附、吸收作用站。
2表流型人工湿地工程对微污染水源地水质改善效果的比较研究
表流型人工湿地对水源地水质改善效果的研究文献报道较多[7~9],但在工程应用上的效果研究不多。本次比较研究,选取水网地区、气候相近的长江下游流域A市以常规型表流人工湿地为主要技术新建的饮用水源地工程和B市以复合型表流人工湿地为主要技术新建的饮用水源地工程为研究对象。通过对河流型水源地主要污染物CODMn和NH3-N为分析指标,比较研究两种技术应用于工程上的实施效果。
2.1工程概况
A市新建的饮用水源地工程包括预处理区、常规型表流人工湿地净化区、深度净化区,其中常规型表流人工湿地设计水力负荷为0.23m/d,规模为25万m3/d,运行期间系统为连续进出水,湿地植物以挺水植物-芦苇为主,工程于2008年9月至2009年5月进行了水质监测,每月监测10期,共计监测50期,期间2008年11月对湿地区芦苇进行了收割。
B市新建的饮用水源地工程包括预处理区、复合型表流人工湿地净化区、深度净化区环境保护论文,其中复合型表流人工湿地设计水力负荷0.64m/d,规模为30万m3/d,运行期间系统为连续进、出水,湿地植物以挺水植物-香蒲和四季常绿型沉水植物-苦草与轮叶黑藻为主。工程于2010年8月至2011年1月进行了水质监测,每月监测8期,共计监测48期,期间2010年11月份对湿地区香蒲进行了收割。
两处工程均为饮用水源地工程,出水水质目标为《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中III类标准。
2.2对CODMn净化效果比较分析
两处工程的进水均来自自然河道,监测期工程进出水CODMn平均浓度及去除率如表1,监测期月均进出水CODMn平均浓度及去除率如图1和图2。
表1 湿地进出水CODMn浓度分析
Tab1 the Influent and Effluent CODMn ofthe constructedwetlands
名称
水力负荷
进水浓度(mg/L)
出水浓度(mg/L)
去除率
常规型表流湿地
0.23m/d
6.37±0.68
(4.64~8.16)1)
5.61±0.70
(4.16~7.84)
12%±7%
(2%~28%)
复合型表流湿地
0.64m/d
5.65±0.49
(4.80~6.80)
4.82±0.42
(4.00~5.72)
关键词:地质勘察;问题;措施
中图分类号:F407文献标识码: A
一、工程地质勘察的任务
一项建筑工程开始之前,需要对它的包括地基选择,周边地质情况调查,以及后续安全性防护等在内的一系列地质问题作出全面的解释,提供详尽的资料,以此为基础,为建筑施工的规划、设计提供地质依据。
1、通过全区概查,掌握全工区的地质情况(包括地质发展史,地质构造形成过程,地面地质资料),分析有利因素和不利因素,选出最优的建筑场地,做出建筑规划。好的工区的选择能够在充分利用当地有利地质因素,减少施工难度的同时,节省人力、物力,缩短施工时间、从而最大限度地降低建筑成本,提高经济效益。因此,建筑场地的选择变得尤为重要,这也是地质勘察最根本最基础的任务。
2、进行工区的详查,建筑场地选定之后,对施工区块做详细的地质勘察工作,结合建筑物的性质(类型、结构、规模、施工方法等),作出定性的评价和定量的分析,提出解决不良地质影响的措施,保证施工的安全性与有效性,制定具体的施工方案。
3、必须做建后地质条件改变的预测。由于建筑物的兴建,势必在一定程度上对拟建设场地及周边地质环境造成一定的影响,诸如矿区的兴建会因矿产开采造成地面塌陷,引发小型地震等。为了保护环境,保证工程施工的安全性和经济的良好效益,实现工程建设的良性循环,就需要做详尽的预估,并制定相应的防范应对措施。
二、工程地质勘察存在的问题
1、对工程地质勘察的重要性缺乏认识
一般情况下,勘探工程建筑的地质构成,并为工程建设提供相关指标是工程地质勘察的主要作用与目的,这不仅决定了工程建筑的基础方案的选择,更是影响建筑工程造价与成本的重要因素。工程地质勘察在工程地质中占据着重要位置,然而人们却并不能很清晰的认识到工程地质勘察的重要性。由于地质问题引起的工程事故时有发生,轻则修改建筑设计或施工方案,延误工期,严重时则可能会造成工程事故,造成严重的生命财产损失。因此,加强人们对于工程地质勘察的重要性的认识对于严谨规范的开展工程地质勘察工作具有重要意义。这不仅是指专业勘察单位与人员,也包含相关的工程建筑单位。只有人们高度重视工程地质勘察、严谨规范的进行工程地质勘察工作时,工程地质勘察才能得到有效的发展与进步。
2、勘察报告编写中出现的问题
在工程地质勘察中,勘察报告的撰写虽属最后阶段,但却十分重要。由于缺乏经验丰富的专业技术人员,勘察单位过多采用一些刚踏入岗位不久的新人来对勘察现场进行管理及进行勘察报告的撰写。由于经验缺乏、技术掌握不足,他们可能不能准确的认识或理解相关材料,进而不能正确完整的撰写勘察报告,甚至导致勘察报告出现问题。其中,常见的的问题主要有对工程建筑的地基评价与结论缺乏针对性,图件部分也不能满足要求,仅对地基、基础方案、基础设计参数进行分析探讨等。
3、工程地质勘察缺乏有效的监管
工程地质勘察缺乏有力的监管主要是在前期阶段中,建设单位缺乏专业管理、监管知识,对勘察的重要性认识不足,所以造成了一些监察单位避重就轻,对地质勘察的过程和结果要求不高,最低要求是有成果就行。其次就是在勘察野外工作中,土木实验、作业和资料搜集工作都是勘探单位独立完成的,没有第三方机构进行监管,“打孔的个数”、“钻井的深度”都可能存在漏洞,勘探单位会偷工减料,资料准备不足,施工图的审查也是敷衍了事,最后只要资料通过了就没有了深入的审查,指标的精确性也得不到保证。
三、工程地质勘察的存在问题的解决对策
1、提高地质勘察质量,选用最合理的勘察手段
具体可以做到以下几点:第一,事先了解场地及附近的工程地质资料、周围构造物情况等,并且及时和工程设计人员进行沟通与交流,有效解决地质问题;第二,勘察工作启动前,应根据现场实际情况,编制勘察纲要,经技术负责审核,公司总工审定后方可进行下一步工作。第三,按纲要进行井然有序的勘察工作,若发现地层异常区域,应加大勘察力度,如加密钻孔结合地调分析等综合手段,详细查明异常区地层结构。
2、要重视初级阶段的勘察工作
初级阶段勘察应密切结合初步设计,对场地内建筑地段的稳定性作出评价,为确定建筑物总平面布置,选择主要建筑物地基基础方案和不良地质现象防治对策进行论证。初步查明地层、构造、地下水埋藏条件,查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势,并对场地的稳定性做出评价,对抗艇设防烈度大于6度的场地,应对场地的地震效应做出评价。并布置钻孔进行钻探,取土样及水样进行实验室检测,以初步查明水和土对建筑材料的腐蚀性。
3、重视工程地质勘察的报告
3.1文字的部分
(1)关于勘查工作的相关概况和具体的工作项目。
(2)对影响建筑物的地基不稳的因素进行仔细的分析。
(3)深入了解工程场地的地质、上层结构和特质。
(4)对水质的状况、低下水位深度以及对建筑材料的腐蚀程度等情况进行全面掌握。
(5)分析研究建筑的地基基础的方案,在此基础上提出一些可行性建议,同时,也要提出一些地基的设计和施工中的意见和建议。
(6)在一定的条件下,需要对一些技术参数进行计算,例如深基坑开挖的边坡稳定度等,并且要对它对周边的地下设施和建筑物的影响进行论证。
3.2图表的部分
图表部分具体有以下几项内容:
(1)勘探点的平面布置图。
(2)工程的综合地质图、工程地质分区图或工程地质的剖面图。
(3)土的物理力学性的试验总表。若是在工程量比较大的工程中,应该依据实际的需求绘制综合工程的地质图、综合地质的柱状图、地质的柱状图、地质分区图及试验曲线。
4、加强综合信息的研究,与时俱进、引进并应用新技术
我国的建设项目规模在不断地扩大,遇到的工程地质问题也会愈加复杂。经过不断地实践,我国具备了较强的技术实力,有的技术已经处于国际领先地位。为了更好的解决在勘察过程中的技术难题,应当合理的引进并运用新技术,并与传统的勘察手段相结合,解决在工程地质勘察中存在的问题。相关单位应当积极引进新技术,结合自身工程的实际情况,应用新技术,促进工程地质勘察工作的有效进行,保证质量、提高效率。
5、加强工程地质勘察技术人员的培养
现在技术不断更新发展,工程地质勘察的相关工作人员也要更新自身的知识储备,对相关技术人员进行学术讲座、再教育和技术培训等活动,并且形成一定的制度,推进知识的更新,促进知识技术的交流和知识渗透,扩大人员的知识广度和深度,在各个方面进行培养,提高工程地质勘察技术工作人员的技术综合能力以及综合素质。
6、加强工程地质勘察的监理、审查工作
勘察报告是指导基础施工、提供合理化建议的基础工作,加强勘察报告的审查工作,及时发现存在的问题并报告有关部门进行处理,避免给工程带来巨大的浪费和不必要的投资。
对工程地质勘察工作加强监理,是完善其管理环节的重要一步。其中,监理环节专业要求性高,工作人员必须具有较强的专业知识,有实力进行勘察监理工作。在工程地质勘察过程中,出现问题,应当明确责任,责任到人。
结束语
总而言之,地质勘察工作是非常重要的,在实际工程中,要重视地质勘察工作,落实相关的规范要求,确保勘察结果的准确性与真实性,进而保证建设工程造价的准确性,确保工程建设的质量。
参考文献
收稿日期:2012-11-16
作者简介:汪演强(1955-),男,广东石油化工学院建筑工程学院工程师,主要从事岩土工程勘察及工程地质学研究,(E-mail)。
摘要:工程地质学在土木工程专业中具有至关重要的学科地位。针对目前工程地质学课程存在的主要问题,对工程地质学课程建设及教学方法提出切实可行的改革措施。全方位培养学生理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力、创新能力和工程意识,培养具有较高素质的高级技术人才。
关键词:工程地质学;土木工程专业; 教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)03-0091-04 一、 工程地质学的学科地位
土木工程专业人才培养方案提出的培养目标是:毕业生能在房屋建筑、工程勘察、地基基础、地下建筑、道路、桥梁等设计、研究、施工、教育、管理、投资开发部门从事技术或管理工作。工程地质学是土木工程专业一门必修的专业基础课,一方面为土力学与基础工程学等专业课程的学习奠定基础,另一方面担负着与工程地质勘察有关的应用地质学基础理论知识学习及实践实习的重要任务,培养学生的实践能力及创新精神。工程地质学通过岩土工程勘察为工程建设服务。在工程建设中首先要查明建设地区或建筑场地的工程地质条件,分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题,及其对建筑物和地质环境的影响和危害,提出防治不良地质作用的措施。可见必须要有扎实的工程地质学知识才能在实际工程建设中完成工程地质勘察任务。
工程地质问题,是涉及生命和财产安全的大问题,稍有疏忽即可酿成大祸。西安建筑科技大学旧图书馆、铁一局幼儿园教学楼以及西安化工六院某家属楼等,都是由于建筑场地地质条件没勘察清楚,刚好建在地裂缝上而遭到破坏。1976年7月28日唐山7.8级大地震,造成65万多间房屋坍塌,24万多人死亡,主要是建筑结构防震措施缺失及地基液化造成的房屋倒塌,原唐山矿冶学院的图书馆楼因地基液化下陷了一层半。委内瑞拉曾发生6.4级地震,致使楼房地基土液化下陷(图1),也属于地基处理方案不合理造成的工程地质问题。2009年6月27日上海“倒楼”工程事故, 13层楼房(7号楼)整体倒覆(图2),事故原因是施工方将楼房南侧开挖4.6 m深的地下室挖出的土方堆置在楼北侧,高度达10 m左右,加上雨水渗入诱发土体失稳,致使基础桩折断楼房失去支撑而倒覆。该工程事故属人工改变地质环境及雨水渗入诱发土体失稳的工程地质问题。从以上工程事故案例可以看出,天灾固然不可抗拒,但人祸可以避免,这就要求土木工程师熟练掌握工程地质学知识。可见工程地质学课程设置,在土木工程建设中具有举足轻重的学科地位。
图1 地基土液化楼房下陷
图2 上海倒楼事故现场
二、工程地质学课程存在的主要问题
据调查了解及结合学院的实际情况,目前土木工程专业工程地质学教学在师资、实践教学方面存在许多问题[1],而最突出的问题主要有以下两方面。
首先是课程授课学时少。土木工程专业工程地质学为30学时,实际授课课时为26学时。其他多数院校的课时设置为36学时[2]。而按新专业设置,工程地质学教学内容多,在教学内容安排上除了满足主要的工业与民用建筑专业方向外,还要兼顾道路与桥梁工程、岩土工程、地下工程等专业方向。地质基础知识是学科基础,必须牢固掌握,而工程岩土学、水文地质学基础、工程地质分析及岩土工程勘察是分析和解决工程地质问题的专业应用部分,这些知识更加重要。课时设置太少,教学深度难以达到人才培养方案中的培养目标。
其次,室内实验及野外实习少,个别院校没有开设实验实习。 因课时少,在课程设计中往往是首先减少实验实习,致使实践教学环节薄弱或缺失。同时,非地质院校开设的土木工程专业,基本上都没有地质基础方面的实验室,如矿物岩石实验室、地质构造模型室,以及野外地质实习基地。野外地质实习的师资力量也不足,一般非地质院校仅有1~2位工程地质学任课教师,不具备带领野外实习的条件,所以基本上都没有开设野外实习。学生在学习中缺少感性认识,纸上谈兵使这门实践性很强的课程教学大打折扣。
三、教学改革措施
基于工程地质学课程目前存在的主要问题及课程设置的重要性,在适当增加教学课时及工程地质实验实习资金投入的同时,依据多年教学经验,应从以下两方面着手改革。
(一)课程建设方面的改革
(1)相关课程的任课教师组成教学科研团队,开展相关的教学科研活动。由于工程地质学课程教学课时少,所以从事工程地质学教学的教师相对较少,不能形成强大的师资队伍。但工程地质学、土力学及基础工程学课程知识相关性较大,可以组成一个教学科研团队,开展相关的教学科研活动及设计性、综合性实验研究。对这些课程中相互交叉、重复的部分内容进行协商调整。如工程地质学中土的工程地质特性,包括土的物质组成、土的物理力学性质、土的分类与分级,以及地下水的径流状态等,在土力学中属于重点内容。房屋建筑工程地质问题及深基坑开挖工程地质问题,在基础工程学中有较详细讲授。这些内容在工程地质学中不宜重复授课。
(2) 充分利用实验室教学资源。 据调查了解,许多理工科院校在开办土木工程专业的同时,也开设有地理科学类专业,广东石油化工学院也开设了这两个专业。地理科学类专业开设的地质学也都需要进行地质基础实验。为充分利用实验室教学资源,节约实验室重复建设的资金投入,建议两个专业共同建设使用矿物岩石实验室、地质构造模型室,完善地质基础实验教学。开展常见造岩矿物及三大类岩石的认识、鉴定实验,增强学生对矿物、岩石的感性认识,开展地质构造模型实验,使学生理解并掌握地质构造的立体空间展布。
(3)开设岩土工程勘察综合性实验。在土木工程专业人才培养目标中可见,毕业生应能在工程勘察部门从事技术及管理工作。因此,在加强岩土工程勘察理论知识讲授的同时,有必要开设岩土工程勘察综合性实验。把工程地质学、土力学、基础工程学与工程测量等课程中简单、分散、独立的相关实验统一起来,组合成为岩土工程勘察综合性实验。实验内容包括对某一建筑场地测量定位、钻探、原位测试、采取岩土试样、鉴定描述、室内土工试验,综合分析评价,确定土岩层承载力特征值,建议建筑物的基础持力层及基础类型,提出与建筑场地、环境相关的岩土工程综合治理建议。综合性实验旨在把实验项目与生产实际联系起来,培养学生的动手能力、综合运用能力、创新能力。岩土工程勘察综合性实验应连续进行,独立设置课程,时间具有连续性,可以培养学生连续工作的毅力和能力,利于学生提前熟悉就业环境,增强工程意识,形成严谨的科学态度。岩土工程勘察综合性实验更贴近土木工程专业实际,体现大工程观的教育思想。
(4) 开设工程地质相关的专题讲座。 定期开设工程地质相关专题讲座,介绍工程地质与工程建设的依附关系,介绍工程建设、岩土工程治理等方面有关工程地质的典型案例和最新研究成果,提高学生对工程地质学的学习兴趣和日后工程建设设计施工时对工程地质条件的重视。介绍工程地质的新理论、新技术和新方法,拓宽学生的知识面,开阔视野,使学生更多地了解、接受最新的前沿科技成果,使学生能站在更高、更广的角度分析问题,为学生将来成为优秀的土木工程师打下扎实的基础。
(二) 教学方法改革
(1)首先要教会学生获取知识及创新的能力。 大学本科教学的核心并不是让学生去掌握某一种实验方法或某一个专业知识,而是让学生学会发现问题、解决问题的思路及方法,培养学生获取知识及创新的能力[3],实现青出于蓝而胜于蓝。根据专业特点,掌握地质学“将今论古、以古证今”的思维方式和研究方法,养成从地质演化角度分析工程地质条件的思维习惯。地球的内外力地质作用是永不停息的,无时无刻都在按地质演化规律发生着变化,特定的建筑工程与场地地质环境之间是有条件的、动态的平衡,一旦某一因素的变化超越了平衡极限,平衡被打破,工程地质条件就要发生变化,甚至危害建设工程,引发建设工程事故。学会分类、总结、归纳及演绎的逻辑思维方法,将复杂的地质现象(问题)简单化,将特殊的地质现象(问题)典型化,将一般的地质现象(问题)规律化[4]。提高学生自主获取知识的能力,拓展思维,使学生能在课堂授课时间以外,通过自学获得更多有关工程地质的知识,为日后的拓展学习奠定基础,增强创新意识,提升创新能力。
(2)重视学生对实物标本的接触观摩鉴定,实施全开放实验。为学生认识、鉴定常见造岩矿物及常见岩石创造条件,实施全开放实验。也就是在相应的内容讲授及实物标本鉴定演示后,把多套常见矿物岩石标本分组留给学生长时间保管。如图3所示,学生在宿舍利用课余时间做常见矿物岩石鉴定实验,学生在做鉴定实验时允许其刻划、敲打标本,让学生有较多机会接触、认识、鉴定实物标本,并相互交流讨论鉴定体会,反复识记常见造岩矿物及岩石的主要特征。填补部分院校没有地质基础实验室的缺陷,可以收到在实验室实验异曲同工的效果。在实际工作中常见的矿物主要有石英、长石、云母、方解石等,常见的岩石主要有花岗岩、闪长岩、玄武岩、砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石灰岩、片麻岩、千枚岩等,这些矿物岩石标本比较容易采集。可利用野外实量采集这些常见的矿物岩石标本,或到地质勘察及地质矿产生产单位收集这些标本,个别难采集的标本应投入资金购买。正由于这些标本容易采集,可当作易耗品借给学生保管,课程结束后才回收标本,提高实验标本的利用率。
图3 学生利用课余时间鉴定矿物岩石标本
(3)重视地质理论与工程实践的密切联系。 地质是工程地质,不能脱离工程建设而单纯讲授地质理论。如讲授三大类岩石时,应结合工程实例分析其工程性质,介绍其作为建筑材料、地基、边坡与周围环境的工程性质。在讲授地下水对工程建设的影响、常见不良地质作用及其防治、不同工程类型常见工程地质问题等内容时,紧密结合较典型的实际工程案例讲授。如茂名市某单位办公楼建筑基础工程案例,建筑物设计有一层地下室,设计采用天然地基箱型基础,由于设计人员对地下水设防水位不重视,没有抗浮设计,在楼房建到地面时回填了基坑边坡,平整了室外地面。当建到第二层时,一场暴雨使整栋建筑物上浮,升高了38 cm,造成工程事故。通过具体工程案例,与学生共同分析、讨论,找出工程事故的工程地质原因,提出有关工程地质问题的防治措施,培养学生理论联系实际的能力,及分析问题、解决问题的能力。
(4)充分利用多媒体技术教学。 多媒体教学不仅可以扩大课堂教学的信息量,而更主要的是增强教学直观性,提高教学质量。如将各种地质现象、工程地质问题、不良地质作用及其防治措施,特别是由于地质原因造成的工程事故及处理措施,以图片的形式给学生演示,辅助教学。把地质构造、地层接触关系等地质演化形成过程制作成动画,使学生更容易理解并增强记忆。如背斜、向斜构造的形成过程及在地面出露的岩层新老关系特征,以动画展示各阶段的过程:地壳下降的同时沉积一套从下至上、由老到新的地层层序地层受水平运动挤压形成背斜、向斜褶皱构造显示背斜核部为老岩层,两翼为新岩层,向斜核部为新岩层,两翼为老岩层地壳上升的同时背斜、向斜上部地层被风化剥蚀削平或背斜成谷向斜成山从地表面显示中间为老岩层,两侧新岩层对称重复出现的为背斜;中间为新岩层,两侧老岩层对称重复出现的为向斜。利用录像设备将野外地质实习、岩土工程勘察施工(包括各种测试、钻探等)制作成电视录像片,在讲授相应的内容时播放,或放在网络教学平台,让学生随时下载观看。增强感性认识,为实践实习打好基础,也可以节省实践实习时间,或代替部分实践实习,填补部分院校没有开设实践实习教学的不足。生动、形象、直观的教学使学生更容易理解。
四、结语
工程地质学是土木工程专业必修的专业基础课,是一门学时不多、内容丰富、教学难度较大、富有挑战性的课程。要培养基础理论知识充实,具有较强的实践能力和创新精神,综合素质高的优秀土木工程师,学校必须要加大对专业建设的投入:完善基础地质实验室并定期补充足够数量的实验标本,建立野外地质实习基地,确保相应的实践实习,包括工程地质勘察实习。任课教师更要加强学习,不断总结、改革教学方法,更新工程地质新技术、新方法,收集积累工程实践案例,从工程建设实际出发培养具有综合素质的高级工程技术人才。
参考文献:
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Teaching reform on engineering geology
WANG Yanqiang
(School of Civil Engineering, Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming 525000, P. R. China)
关键词:水利水电;地质勘察;工程问题
中图分类号:TV212 文献标识码: A 文章编号:
水利水电工程的建设对人们的生活及社会经济效益的实现有着重要的改善作用,而工程问题的出现则是影响人民生活和社会经济效益改善的重大问题,其中,除了施工问题造成的危害较大外,地质问题产生的危害同样对水利水电工程的建设有着重大影响。为此,必须重视水利水电工程地质问题的认识和研究,从而通过地质勘察工作的加强,维护水利水电工程的质量,并为人民服务、为社会造福。
一、水利水电工程地质问题的重要性
小浪底、葛州坝、三峡均是大型水利水电工程,而在工程建设前期,工程地质勘察工作的投入非常的大,影响着人们对工程地质条件的研究和认识,正由于前期地质工作的充分实施,后续的工程建设才能更为顺利。然而,我国水利水电工程的数量并不多,至2006年时,水库的数量达85874座,总库容为5974亿m3。我国在大批水利水电工程修建的开始阶段中,前期勘察工作并不熟练,地质情况的掌握也不充分,使水库的建设存在大量的隐患。当前,我国病险水库占总量的43%,而中小型水库所占数量最多。其中,坝基病害、坝体病害是主要的两种病险类型,除了施工质量造成的影响外,前期勘察工作的缺失造成的危害更为重大。
工程实践证明,修建建筑物之前投入足够的勘察工作,是非常重要的一项工程措施,只有工程地质问题得以有效解决时,工程的建设也就更为顺利。如果在工程建设之初,地质工作的实施得不到重视,就无法清楚地了解地质条件,在这种情况下盲目的进行施工,产生的后果是非常严重的,不仅会延误工期、增加投资,也会使建筑物存在较多的安全隐患和质量问题。例如,葛州坝工程的基础施工反复实施,而1961年3月柘溪水库塘岩光滑坡失事带来的危害非常严重。近几年来,随着水电开发权的不断开放,进入水电开发市场的经济体也产生了较大差异,为了提升效益、节约成本,将勘察工作的时间缩短,且在勘察设计合同的洽谈过程中,以设计周期缩短的方式来控制经费的投入,都给勘探工作的实施带来了严重的影响。如此一来,地质条件及相关的地质问题都无法全面的得到掌握,直至发生滑坡、开裂等问题时,才开始重新勘察,产生了一定的危害和影响。正是对地质问题的不重视,使地质相关的问题越来越多,严重的限制了社会经济效益的增长。1998年大洪水造成的危害使人们认识到了勘察工作的重要性,但具体的工程建设中,还需要相关的设计人员、地质人员、管理人员充分发挥自身的作用,最大程度的促使水利水电工程的有效建设和发展。
二、水利水电工程地质存在的问题
(一)地质勘察的质量问题
水利水电工程地质勘察过程中,容易出现以下一些常见问题,主要包括:①对工程概念的认识不够;②勘察方法及手段相对落后;③实地勘探重点不明确;④工程地质问题的界定和论证分析不够准确;⑤分析工程地质条件时,选用的方法、理论、计算公式与工程实际情况存在较大差异;⑥工程地质的勘测和论证不够严格。也正是诸多问题的存在,影响了工程地质勘察的质量,并产生了较多的工程安全隐患。
(二)地质勘测的周期问题
工程地质勘察的保障所需时间较长,其地质勘察至工程地质报告的提交之间产生的时间周期比较重要。但调查显示,部分水利水电工程的建设省略了基础性时间的投入,从而带来了较大危害。地质勘测的周期问题具体表现为:①只对某个工程建设项目进行申报,相关地质报告内容的提交就非常迅速,而没有充分时间的整理,提交的报告质量就难以把握;②部分工程提交报告后,初步设计报告在第二天就提交了,固然也会存在一定的质量问题。一般来说,这种情形的发生是因为地质勘测周期不够充足,而提交的地质报告也就不够详实,最终给工程建设带来了大的安全隐患。
三、水利水工程地质问题的建议
(一)加强对水利水电工程地质问题的认识
随着社会经济的发展,水利水电工程活动更为频繁,其不仅发展为一门重要的学科,同时为可持续发展创造了更多的条件。目前,水利水电工程地质面临的挑战非常严峻,其中我国病险水库的数量日趋增加。调查结果显示,病险水库主要为中小型土石坝,而病险的发生主要是地质勘察工作的缺失造成的。在具体的工程实施中,由于对水利水电工程地质问题的不够重视,忽略了地质勘察工作的实施,要么缩短了勘察周期,要么选用的手段及方法极为落后,使得工程在没有全面地质资料的基础上进行实施,变更更为盲目和随意。直至重大危害事故发生时,人们才开始重新进行地质的勘察,并对相关问题进行解决和处理,而如果在施工之前,就充分的做好地质勘察的相关工作,此类问题的发生概率就会减少。为此,工程人员应引起重视,并对传统的思想观念进行转变,通过工程地质问题的重新认识和研究,加强对相关问题的了解和掌握,从而确保工程建设的顺利实施。
(二)工程质量管理体系的建立
没有完善质量管理体系的建立,工程建设的治疗必然得不到有效保障,为此必须制定一套科学有效的工程质量管理体系,使责任能够落实到实处,这样一来,工程人员才能够有章可循的对工程质量管理工作进行实施和管理。随着建筑行业的进一步发展,地质环境的变化也是非常突出,水利水电工程面临的挑战与机遇也是较为显著的。某种程度上,工程建设的进程受水利水电工程地质工作质量的影响较大,同时对人类生存环境的保护也起着非常重要的作用。所以,针对水利水电工程的实施,应将水利水电工程地质勘察、设计施工等重要环节的具体要求纳入到工程质量管理体系当中,并对当中存在的问题进行处理,进一步实现工程质量管理的制度化、规范化、科学化,良好的影响地质勘察工作的实施,以促使水利水工程的有效建设和发展。
结束语
水利水电工程地质内容涉及的专业非常的广泛,且任务艰巨、问题复杂,因而具有自身的复杂性与特殊性。对于水利水电工程的建设而言,其是一项长远的工程建设,且在环境保护方面的作用尤为突出。在工程具体的实施过程中,工程方案的决策与工程建设的顺利实施都是非常重要的,而这些内容的实现又与工程地质问题的关系十分紧密。当地质问题发生时,就会有危害事故的出现,不仅延误了工程的施工周期,造成工程失事产生的影响更为严重,在很大程度上影响着人民的财产和生命安全。而随着市场竞争的日益激烈,为了降低工程的成本投入,工程地质勘察的质量也日趋下滑,并产生较多的工程地质评价结论性错误,从而对工程建设的质量维护带来了重大影响。所以,必须加强对水利水电工程地质问题的重要认识,全面的研究并解决地质勘察过程中存在的问题,从而为工程的建设提供更为科学有效的施工基础。
参考文献:
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[4]土连生.水利水电工程地质[M].武汉:武汉大学出版社,2008:13-15.
关键词:建筑工程;地质勘测;浅析
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
1 工程地质测绘与编录
工程地质测绘与编录是地质勘察中最先进行的综合性基础工作,主要方法有:路线测绘法、地质点测法、实测剖面图法等。一般来说,对一个工程区,首先应研究并弄清楚区域地壳稳定性和地震活动状况,然后充分利用已有的区测成果进行专门的工程地质测绘并开展其它专项工程地质问题的研究等工作。全球定位系统( GPS) 、遥感(RS) 、地理信息系统( GIS)等3 S技术的应用,体现了工程地质测绘与编录的发展情况。
2 水文勘测
是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质,不仅影响岩土的强度和变形,而且还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质主要有软化性、透水性、崩解性、给水性和胀缩性。正确运用各种方法准确地测定上述特性参数,可以有效减少地下水对岩土工程造成的危害,是工程勘察的重要组成部分。水文地质条件包括地表水、含水层、隔水层和地下水的来源和水力联系等内容。建设工程场地水主要有地表水和地下水,地下水主要由降雨、雪融水、地表水浸透等方式补给。
3 工程地质勘测
3.1 山地勘探。山地勘探是指采用人工或机械进行剥土,或开挖探坑、探槽、探井或平硐等揭示地表浅层地质情况的勘探手段,可直接进行试验、取样和观察地质现象,使用的工具和技术要求相对简单,故在进行地表浅层地质勘察时运用较多。这亦是山地勘探的缺点,即它的勘探深度有限。
3.2 钻探技术。各种转速快、扭矩大、性能稳定的新型钻机对较完整的硬岩进行钻探时,金刚石钻头基本取代了钢粒或硬质合金钻头,大大提高了钻进速度和岩心采取率。SM植物胶和MY21A植物胶冲洗液金刚石钻进砂卵石层取样新技术得到了广泛应用。在软弱夹层、破碎带中钻进时,由于岩芯对磨,岩芯采取率一直很低并且很难取到原状土样。
3.3 工程物探。是应用观测仪器测量被勘探区的地球物理场,通过对测量场数据的处理和地质解释来推断和发现地下可能存在的局部地质体、地质构造的位置、埋深、大小及其属性的科学。工程物探方法主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等,以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。目前,在单源与单点测量的基础上,发展为多源、多点、多线测量,从而发展了三维观测技术。
3.4 工程地质野外试验,工程地质野外试验有触探试验、灌浆试验等岩土物理力学性质试验和地基处理试验。主要体现在试验仪器和设备的发展。例如:目前进行的灌浆试验用来测试地层岩体的透水率,推断岩体的完整程度及节理、裂隙、断层和破碎带等的发育和分布状况等,其灌浆试验的止浆栓塞已发展了高压气塞,灌浆孔浆液注入量则采用自动灌浆记录仪,而且目前灌浆记录仪已由原来的“一对一”发展到 “一对多”,即一台记录仪可自动记录多台灌浆泵注射浆液的流量。
4 文字报告
文字报告是将基本资料上升到理性分析的形式, 耍避免各种现象的罗列和迭加。在图件上已反映清楚的现象不应在文字上重复, 并尽量压缩对普通地质条件的描述。关键是对工程地质专题问题的分析, 最终应有明确的结论, 包括方案的选择, 工程地质问题的预侧和处理意见。报告编写人应该观点清晰,不能含糊其词。对存在的问题和下步工作意见不应超越现实水平, 也不能故意给自己留过分的余地。
5 工程地质的评价
土程地质评价是全部勘测工作的精华, 它是在各种原始资料的基础上, 通过概化、条理化和推断, 并结合各种经验判断上升到理性之后作出的, 由于评价标准不可能有固定的模式, 因而在某种意义上包含了创造性。工程地质评价的这种智力活动较之建筑物结构设计要困难若干倍。其原因是对千变万化的地质成因的认识存在一定的距离, 推断往往不准确。可惜的是, 对工程地质评价的复杂性还很少为社会所接受, 其结果是对地质问题的出现往往持不公正的态度, 长期以来把地质人员的劳动划归体力型范畴, 与设计师严格区别开来认为地质没有科研可搞等等。在当前的改革过程中, 只有摒弃这些偏见, 才能促使工程地质学更快地发展。水工建筑物往往是地质环境的改变、地质体内部矛盾转化的主因, 因而工程地质工作只有从不同建筑物的特点出发考虑问题, 才能比较符合实际工程地质以定量评价为标志, 从而区别于普通地质。建筑物的设计必须与岩基融合为一体,相辅相成。工程地质评价标准是不断提高的, 不能用固定的模式去限制它。在这方面我们有如下一些认识岩体分类从年代以岩石名称和单轴抗压强度为依据, 到目前已转向以岩体类型和多因子力学指标的综合分类。以地质背景为依据的区域稳定性评价转向工程运用标准年限的频率概念, 这样就使人们从无法定量的抽象地质概念中解脱出来, 而按近代地震活动的加速度进行工程设计, 从而简化了工作程序。可利用基岩面的标准已从风化程度的定性评价走向按建筑物规模、类型以及岩体强度与混凝土强度比值等因素的评价, 这就大大减少了坝基岩体的开挖量。岩体强度是岩体的一种力学指标, 以往对岩体强度的认识是肤浅的, 在大量工程实践中已经感到原来的强度参数定得比较低, 这就无形中提高了工程的造价。对软弱层带钓基本认识逐渐深化, 表现在三维空间走向、宽度、充填物等参数的随机性, 以及对地应力条件下的超压密和不可膨胀性有新了的认识, 这就为夹层参数的大幅度提高创造了条件。在地下工程设计中, 采用加固围岩自身强度来承担岩体和内外水荷载, 不但保证了施工安全,同时大大简化了前期勘测工作量和洞线评价的难度。在施工地质中, 结合喷锚支护、光爆、预裂爆破、超前排水等一整套快速施工方法。使地下洞室的难题得到完满的解决。当地材料坝的防渗料、坝壳料的评价标准大大改进, 做到了真正的就地取材。多专业协同配合, 对解决工程地质难题起到了非常积极的作用。
6 结束语
工程地质勘测主要有工程地质测绘、工程地质勘探、地球物理勘探、工程地质试验、工程地质长期观测等。工程地质勘察应与公路基本建设程序相适应, 提交的资料应满足各勘察设计阶段对地质工作的深度要求。由于地质、气候、水文、人类的生产活动等因素的作用,地下水位经常会有很大的变化,这种变化对已有建筑物可能引起各种不良的后果。特别是随着高层建筑日益增多,受施工场地、施工工艺影响,基坑开挖中常采用抽水方法降低地下水位,使得基础底面以下的地下水位突然下降,导致地表塌陷或地面沉降、邻近建筑物产生过大的沉降或不均匀沉降,甚至造成建筑物的倾斜或开裂。所以,分析了解工程场地的水文地质情况是保证建设工程安全的前提和基础。
参考文献:
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提 纲
实习时间、地点、路线和目的等
二、实习区概况
包括地理位置、地形地貌、地层岩性、地质构造等。工程地质野外实习报告
三、实习内容
主要是野外所看到的内容和老师讲课的内容,包括地层岩性背斜、斜等
工程地质实习报告
经过一个多学期的学习,我们对工程地质这门学科有了深刻的了解,掌握了关于工程地质的基本知识,但是书本上的知识大都是理论上的,往往与实际状况有很大的差距,所以为了更好地认识地质现象,加深对其了解,我们09级水利水电工程专业与4月23日在黄勇老师的带领下开始我们的工程地质实习。
工程地质实习的目的
学会对肉眼的岩石判别
了解湖山地区沉积岩的每一层的岩石组成及其颜色、厚度等
学会地质罗盘的使用方法
用地质罗盘实地测量岩层的产状(走向、倾向、倾角)
掌握褶皱的基本知识和判断背斜、向斜的能力
现场认识断层、滑坡、岩层、背斜、向斜等地质现象
工程地质实习过程
我们的实习分为两个阶段。首先,我们到达湖山地区,观察湖山地区的地质地貌,肉眼判别岩石,采集岩石标本,并且用地质罗盘实地测量岩石的产状,判断背斜和向斜;其次,我们去参观南京地质博物馆,了解中国石文化。当天下午三点结束工程地质实习,返回学校。
工程地质实习内容
认识湖山地区的岩层
湖山地区位于南京城东大约28公里,处于宁镇褶皱束南带,有三列山组成,其走向为北向东。自南京有公共汽车通汤山镇、湖山地区,交通便利。于早在一百多年前,日本的小野田家族就对湖山地区进行了研究。而国内着名的地质学家李四光教授也对此作过研究。在湖山地区所观察到的岩石主要以沉积岩为主,还有少量的侵入岩。这里地层出露齐全而清楚,易于观察,在宁镇地区是少有的。志留系高家边组、坟头组出露较好,茅山组很不发育,仅零星可见。五通组、孤峰组发育良好,剖面切割得清楚。龙潭组中下部的页岩与砂岩暴露,易于观察。青龙群在棒锤山西端便道旁下部地层剖面十分清晰。
在开始实习时,老师给我们介绍以下内容:
一、志留系
1、高家边组(s1g)
主要由土黄色页岩(质感滑腻,易折断)及泥岩组成,厚度大于293.5米;据资料,高家边组含有多种笔石。高家边组与上伏五峰组的接触关系可能为整合接触。
2、坟头组(s2+3f )
关键词:工程地质; 教学方法; 认知实习
中图分类号:TV135;G6420 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)03-0098-03
当前,随着中国高等教育改革的不断深化,人才培养目标也日益明确化以适应时代的需求。对于工科专业,人才培养目标更多的是转向培养具有创新能力、实践能力的高素质人才。这种转向从硕士研究生招生类别中即可体现,教育部要求各高校在近期逐步将硕士研究生学术性和专业性的招生比例调整到1∶1。此外,教育部的“卓越工程师教育培养计划” 也十分明确地提出了要培养造就一大批创新能力强、实践能力强、适应经济社会发展的各类型工程技术高质量人才。在这种教育环境改革大背景下,工程地质作为水利类专业中一门实践性强的课程凸显出在人才培养中的必要性与重要性。工程地质课程的教学分为课堂理论知识部分与课外认知实习部分。课堂理论部分讲授基础理论、原理以及各种地质现象,课外认知实习部分通过实习让学生直接观察以增强感性认识,巩固课堂理论知识,提高学生的观察能力、思考能力、动手能力以及分析问题和解决问题的能力。
工程地质是水利类本科各专业(农田水利工程、水利水电工程等)的重要专业基础课程,工程地质基础知识也是水利类工程师必备的实践技能之一,同时也是水利类各种注册考试考核的重要内容之一。合格的工程师应具有野外地质知识和解决工程地质问题的能力,水利工程涉及地质构造、地貌现象、工程岩土特性、地下水等知识,因此,理论与实践并重是工程地质课程的特点。
笔者结合近年来的工程地质教学与认识实习实践教学经验,针对提高水利类本科专业工程地质教学质量尤其是实践教学质量进行了探讨。
一、课堂内教学方法的不断完善
借助现代教学手段的多样性,充分利用图像、视频等媒体手段,展现地质实
物现象,启发与激励学生学习该课程的兴趣,避免纯板书式、抽象的教学方式,使工程地质教学从枯燥晦涩变为生动有趣。但任何事情又必须注意度的把握,理论课程教学毕竟不是观看电影式的视频或图像放映,传统板书讲解仍不可偏废,要做到二者有机结合。这样使学生能够对照课本知道课堂所讲的主线与知识轮廓体系,帮助其课下温习与巩固。
针对课程的不同部分与环节有的放矢,比如工程地质的绪论部分应引起足够的重视,绪论部分讲解的成功与否,直接关系到学生对课程学习的兴趣。因此要在绪论部分充分讲解工程地质与水利工程的关系,诸如工程坝址选择、地基处理、防渗抗滑以及地质灾害处理等都离不开工程地质理论知识的体系框架。水利工程都是在特定的工程地质环境中建立的,其建设和正常运营都受地质环境的制约。如果没有掌握好工程地质知识将不可能设计、施工好一个水利工程,因地质问题导致水利工程失效与失败的例子在国内外比比皆是。因此,在讲解后续章节时应适当穿插工程实例,使学生意识到工程地质课程与各项水利工程的密切性。
二、课堂外实践教学改革
工程地质这门课程的特殊性在于学在课堂,
用在野外。学完本课程,要求学生在将来的工作中能够读懂地质资料,并根据地质资料进行工程选址、工程设计。工程地质实践教学环节是最终保证工程地质课程教学质量的关键所在。
(一) 野外实习场地及路线的选择
由于地质实习的特殊性,各高校可根据自身所处的区域地理位置选择适合的实习场地与路线。如果有固定的实习基地最好不过,但是一般高校没有地质类专业,仅仅有为数不多的水利类专业,学校难于设置实习基地,从经费及人员上都难以满足。在这种情况下,选择最佳的实习场地与路线是满足工程地质野外实践教学的根本所在。根据区域地理位置,高校的实习场地与路线应具备如下特点与功能。
线路应具有地质现象的典型性、易识别性等特点,有明显的地质构造、地质作用,地层系统基本齐全。周边具体工程与地质构造有机结合,使实践教学起到学习地质知识、认识具体工程的作用。结合以上实习场地与路线的特点,负责实践教学的教师应该在实习进行前规范野外地质实习路线,对各地质景点进行全面详细的踏勘、确认、标识,以明确后续各地质点的实践教学内容,提供具有特色的工程地质现象解释与讲解。高校周边应该有最佳的实习路线,在实习经费限制下,满足实习功能的要求,即在这条路线上能够使学生充分认识实习区域的各种地形地貌、岩层分布与产状、风化现象、断层、地质露头、褶皱、节理等地质现象与地质构造特征元素。以兵团高校石河子大学为例,围绕玛纳斯河流域的阶地地貌可以获取大量的具有典型意义的地质露头。因此,选择石河子—南山—玛纳斯河—肯斯瓦特这条典型的地质线路能够满足学校各水利类本科进行野外工程地质实习的要求。同时在这个实习路线途经的实习区域上能够结合具体的水利工程设施,如水坝、厂房等,使实习路线的选择更加完美。野外实践指导教师在每次带队实习的同时要不断完善教学内容,争取下一次实习的时候,使实习的质量有所提高,这就要求教师每次都要深入现场开展地质调查,借助现场拍摄、视频制作等方法,在增加课堂教学内容的同时,不断使野外实践教学条理化、系统化。水库、水电站、坝体工程、厂房、地下电站、水闸、渠道、堤防等水利工程对工程地质条件与水文地质条件的掌握有较高的要求,因此,将工程地质条件调查实习有机融入到工程地质实习的范畴中去,为学生将来走上工作岗位打下基础。
(二)鼓励实习过程中学生自己动手、多提问
关键词:大学生地质实习 社会素质 教育 实践
1引言
野外工程地质实习是工程地质学课程的一个重要教学环节。野外工程地质实习更象是一个生动的课堂,通过野外地质踏勘及建筑工地参观,使学生认识各种地质作用、地质现象、工程地质条件,学会综合分析和预测工程中存在的地质问题,并提出处理措施。同时,大学生在实习实践中的思想政治教育往往成为大学教育阶段的盲点,大学生在野外实习阶段将大学生的思想政治教育特别是大学生对社会的正确认知、体验,进而培养一定的社会素质可以得到事半功倍的效果。
2 野外工程地质实习是理论与实践相结合的重要课堂
野外工程地质实习分为实习分室内参观和野外现场观察两部分。室内参观主要到中国地质大学博物馆参观,目的是了解主要岩石和矿物的特征。现场观察选址森林公园、南望山,由于修路开挖山体,在公路两侧的边坡上有许多露头,可观察到白云岩、硅质岩、泥岩、泥灰岩、砾岩等岩石,还可看到坡残积土,土与风化层的分界线,不同风化程度岩石的分界线。学习测量岩层产状,绘简单的地质剖面图等。通过野外工程地质实习要求学生能将课堂上所学的理论知识,灵活地运用于野外工作之中,认识各种地质作用、地质现象、工程地质条件,学会综合分析和预测工程中存在的地质问题,并提出处理措施,培养学生分析问题和解决问题的综合能力。
3 培养大学生团结协作精神,增强集体观念
野外工程地质实习都是按班分组进行,观察和分析地质问题。随着科学技术的高度发展,各项工作的系统化和复杂程度越来越高,个人的知识和能力毕竟是有限的,仅凭个人的力量住住是无法完成的工作,只有相互间的密切配合和支持,才能圆满地完成任务,个人认识往往带有片面性和局限性,小组同学一起讨论,思想活跃,相互补充,住住会使大家对工程现象的认识更全面,从而提出解决问题的最佳方案。实习前分别提出一系列问题,可采取分组竞赛的方式进行解决方案展示评比,增加集体观念和集体荣誉感,各小组固结协作,密切配合,充分调动每位同学的主观能动性,集思广益,全力完成解决方案。通过野外工程地质实习能有效地培养学生团队意识,培养学生合作精神的作用,而团队意识、合作精神是现代人必须具备的优良品质之一。
4 培养吃苦耐劳精神,拓展个人潜力
在《工程地质》课程结束之后,安排野外地质实习一般是到了学期末,实习期间常常需要顶烈日、冒风雨。在一天的野外工作完成后,学习的任务还没有结束,还要整理当天的野外资料。如今的大学生独生子女的比例较大,不管是城市还是农村,父母认为孩子学习很辛苦,所以家里大小事务都舍不得交给子女来做,使他们从小生活在溺爱的家庭氛围中,这使得孩子缺乏生活的磨炼。通过艰苦的实习生活,不仅磨练了学生的毅力,还培养了学生吃苦耐劳的精神。每次在实习结束总结时,每个学生都有深刻地体会和共同的认识。面对较严酷的自然环境,学生必须适应它、战胜它,原来认为做不到的事情,通过努力做到了,无形中充分挖掘了学生的个人潜能。
5培养对大自然的热爱,陶冶情操
野外工程地质实习选址一般远离城市中心,常常在有山有水的地域,如森林公园、南望山。南望山是武汉地区较高的山脉之一。同学们站在山上可俯瞰周围地区,山底有连接地大西区和北区的隧道,名为“地大隧道”,全长333米,净空高4.5米,洞宽6米,为全国高校第一条隧道。由于南望山南北两侧的岩性不同,南侧是能干性差的砂质岩,北侧是能干性强的硅质岩,故隧道南出口呈圆形,北出口呈方形。远离城市的喧嚣,置身于大自然中,同学们有一种独特的感受。在学习认识地质现象时,也领略到大自然的美,激发了学生热爱大自然,提高对地质科学的兴趣,同时充分认识到地质实践对地质科学的重要性。
6 培养人际交往能力,增加师生之间的情感
大学生情感丰富,在紧张的学习之余,需要进行彼此之间的情感交流,野外工程地质实习师生生活在一起,一同工作,同乘一辆车,同走一条路,通过交谈讨论,相互间交流情况,增强与学生们的思想交流,了解他们的所思所想,教师对学生在学业上严格要求,生活上悉心照顾。学生们从老师敬业精神和做人准则中,更加理解了在大学里学到的不仅是知识,更重要的是怎么做人。实习中不仅要与带队老师、同班同学朝夕相处,还要和工程师、工人师傅、当地农民打交道,可以培养他们正确处理人际关系的经验。从学生的实习体会中可以看出,野外地质教学实习无论从学业上还是思想上,均对他们产生了重大影响,对于世界观正在逐步形成的青年学生起到了良好的促进作用,帮助他们树立正确的人生观和优良品格。
7 正确了解社会、认识社会,树立回报社会、推动社会进步的理想
8 结语
通过野外工程地质实习不仅使学生加深理解岩体结构类型、地质构造类型及工程地质特征等理论知识,使学生认识到了学习工程地质的意义,激发了考察地理和各地典型地质地貌的兴趣,更重要的是要以人为本,通过适当的方式,培养同学们合作精神、培养吃苦耐劳精神、培养人际交往能力,树立正确的人生观,认真扎实的工作作风,对学生今后的学习和工作起到积极的作用。
参考文献:
[1]徐建军.大学生思想政治教育前沿[M];湖南人民出版社;2009
工程地质勘察中不能缺少水文地质 ,因为地下水文地质环境不仅仅是岩土体的一个组成部分 ,还是基础工程的环境 ,会给岩土体工程特性带来直接影响 ,影响工程的耐久性和稳定性。但在工程勘察过程中 ,水文地质调查最容易被忽视 ,这主要缘于工程地质勘探成果一般不涉及水文地质参数 ,水文地质调查往往被当作应付国家规范、标准检查的一项任务 ,工程地质勘察中对水文地质条件只做简要的评价。
为改变这种错误的做法 ,就要加强水文地质问题的研究 ,只有这样才能提高工程勘察质量。按照工程地质勘察的实际要求 ,勘察工作既要查明与岩土工程相关的有关水文地质条件 ,还要针对地下水给岩土体和建筑物带来不良地质作用进行评价 ,对潜在的问题提出防治措施。
一、水文地质的重要性
工程地质和水文地质两者并不是独立存在的,而是有密切的联系,互相作用; 我们知道,岩土的一种重要组成结构是地下水,它会直接影响到岩土体工程的特性,也会对基础工程产生影响,从而对建筑的耐久性和稳定性产生影响。在实际的工程地质勘察过程中,因为水文参数一般不会涉及到,那么工作人员通常会忽略掉水文地质工作,有时也只是一般性评价一下天然地下水位,其他的问题就不做探讨。此外,如果某些地区有着比较复杂的水文地质,那么在客观条件的限制作用下,工程勘察人员就无法深入的研究水文地质,在设计中,没有足够的重视水文地质问题,这样就会出现很多问题,各种岩土工程可能会受到地下水的危害。因此,在进行工程地质的勘察过程中,就需要对水文地质问题进行深入研究,这样工程勘察的质量才可以得到提高,工程的稳定性才可以得到保证,从而顺利完成工程。在勘察岩土工程地质时,不仅需要将水文地质情况勘察清除,还需要将建筑物受到地下水的影响作为探讨的一个重点,结合勘察的具体情况,提出一系列措施来预防和整治,这样借助于这些资料,就可以顺利开展工程地质的设计和施工工作,工程受到地下水的危害程度也可以得到降低。
二、水文地质条件对工程造成危害的主要因素
水文地质条件会给工程带来危害 ,究其原因 ,主要是地下水动水压力作用和地下水位升降变化两方面因素。自然或人为原因都会带来地下水位的变化 ,一旦地下水位变化突破临界值 ,就会给工程带来地质危害 ,研究表明 ,引起危害的地下水位变化主要有 3 种情况 :
1)地下水位下降。当前 ,由于经济的快速发展 ,人为因素成为地下水位下降的主要原因 ,例如过度利用地下水、矿床疏干、修建水库截流下游地下水水源、流域上游筑坝等 ,这些因素常会引发一系列问题。一旦地下水位的下降过大过快 ,常会诱发一些地质灾害 ,如地面沉降、地面塌陷和地裂等 ,也会造成一些环境问题 ,如水质恶化、地下水源枯竭等 ,在年降水量较小的地区会引起土地的沙漠化 ,在海边有可能会造成海水倒灌。这些地质灾害或环境问题会给工程和人类的居住环境带来巨大的威胁 ;
2)潜水位上升。水利工程建设及区域水文条件的变化常会造成潜水位上升 ,如修建水库、地下水来源地的河流、湖泊、水库等水位的上升。建筑物的安全性和稳定性易受潜水位上升的影响 ,其影响主要有以下几个方面 :
一是通过软化地基影响建筑物的安全。潜水位上升 ,促使粘性土压缩性增高、强度降低和含水率增高 ,诱发建筑物的沉降变形 ;二是潜水位上升会诱发地基隆起或侧移 ,前者会导致建筑物的基础上浮 ,后者导致建筑物倾斜或墙体破裂 ;三是潜水位上升会促使砂土或粉土达到饱和状态 ,通常会引发流砂、管涌现象 ,也会带来砂土液化等问题 ;四是造成潜水位以下的地下室浸水 ,使其丧失使用价值 ;五是改变土壤的化学性状 ,如沼泽化、盐渍化等 ,给建筑物带来腐蚀 ;
3)地下水位升降。通过对水文地质规律的研究发现 ,气候、气压、潮汐以及地球与月球引力变化 ,附近区域水体的水位变化等都会引起地下水位反复升降。地下水位的升降带来的影响主要有这几方面 :导致建筑物基础土的压密 ;增加基础工程材料的腐蚀性破坏 ;水位变化导致的干湿交替容易腐烂 ;使建筑基础土层中一些盐类发生溶解作用导致建筑物位移 ;引起膨胀性岩土的均匀的胀缩变形 ,造成地裂并给建筑物造成结构破坏。
研究表明 ,自然状态下地下水的动水压力作用较弱 ,难于给地面工程造成不利影响 ,但随着人类工程建设活动的不断增加 ,特别是大型水利工程的建设 ,会改变较大区域范围内的水文地质状况 ,带来一系列严重的工程水文地质危害。
三、在工程地质勘察中,针对水文地质危害的应对措施
通过上文的叙述我们已经发现,岩土工程建筑物会在很大程度上受到水文地质的影响,因为有着十分繁多的水文地质种类。比如地下水的类型’地下水位的变动’土层和岩层的渗透系数等,这些因素都会在很大程度上影响到建筑物的稳定性。因此,在工程地质勘察中,就需要大力研究水文地质,从而提高工程质量。不仅需要将岩土工程相关的水文地质因素找出来,还需要将这些因素对建筑物产生的影响和作用进行探讨和明确,了解其对建筑物的危害,针对这些危害提出相应的预防措施,将丰富的水文地质信息提供给后期的工程施工,这样建设质量受到的水文地质危害就会得到大大的减少。
经过上文的介绍,我们了解到潜水位的上升以及地下水水位的变化是水文地质的主要危害; 在潜水位上升方面,相关部门应该对地下给水管道和引水渠水管道进行大力的巡视,如果发现了渗漏问题,需要给予必要的修复。在地下水水位下降方面,就需要组织相关部门和人员来对那些抽取地下水以及采矿人员特别重视,如果出现了违规情况,或者因为这些行为降低了地下水水位,就需要进行严格处罚,加强教育,让其充分认识到其中的危害,认识到自己的错误,从而降低这类情况发生的几率。
四、结语
一、工程地质勘察概述
作为解决各种水文地质问题的专业学科,工程地质勘察工作的顺利开展,可以为各种建筑工程施工质量的增强提供可靠地保障。工程地质勘察的主要目的是:对施工区域的地质条件进行深入地分析,选择出可靠的施工场地,并对施工中可能存在的地质问题做出针对性的措施,为工程施工方案的制定和实施提供重要的参考依据。工程地质勘察的主要任务是:对工程地质条件及可能存在的问题进行必要地分析,促使项目工程施工能够与地质环境相适应,保证项目施工能够实现安全、高效的发展目标,及时地消除工程施工中可能存在的安全隐患。
二、工程地质勘察中地下水的问题
(一)地下水位下降的问题
集中性的抽取地下水、各种基础设施工程的开展、矿山作业的进行等各种人为因素的存在,对于地下水位造成了较大的影响。这些因素使得地下水位原先的内部平衡机制被破坏,相关的作用力出现了失衡的现象,加速了地下水位下降的速度,对工程建设的有效开展带来了较大的阻碍作用。当地下水的下降幅度过大时,很容易出现地面塌陷、地面沉降等现象,加大地地质灾害发生的几率。同时,受到各种自然因素的影响,地下水位也会存在着下降的问题。在这些人为因素及自然因素的作用下,容易使地下水恶化的现象,影响了地下水的正常使用。像常见的矿井塌方、海水倒灌等问题的产生,都与地下水位下降有着必然的联系,影响了相关生产作业的工作效率,威胁着作业人员的生命安全。
(二)潜水位上升的问题
作为常见的地下水问题,潜水位的上升对于工程施工质量带来了潜在的威胁,加大了工程建设中安全事故发生的几率。潜水位上升与含水层结构不稳定、水文气象因素及各种人为因素有着一定的关系。在这些因素的共同作用下,潜水位上升将会对岩土工程建设造成巨大的危害。主要体现在:(1)加大了土壤出现沼泽化的几率,对于建筑物的结构带来了腐蚀问题;(2)容易使某些斜坡出现滑移的现象,可能会产生岩土体塌方的问题;(3)破坏了一些具有特殊性质的岩土体结构,降低了工程施工区域的抗压强度;(4)容易出现粉土管涌的现象,加大了流沙问题产生的几率;(5)一定条件下可能会淹没建筑物的地下室,破坏地基的稳定性。
(三)地下水频繁升降的问题
地下水的升降变化,将会对周围岩土体结构的稳定性带来巨大的破坏作用,引发了这些岩土体结构变形的问题。在各种客观存在因素的影响下,地下水频繁的升降将会使工程施工区域的岩土体出现膨胀收缩变形反复的现象,导致建筑物的地基失衡,容易产生地裂的问题。同时,在地下水频繁升降的影响下,施工区域的土质由于胶结物的丧失,整体的结构紧密性被破坏,导致施工区域的土质逐渐变松,降低了工程的承载力,影响着基础性工程实际作用的充分发挥,加大了工程的施工难度。
三、工程地质勘察中地下水问题有效解决的主要措施
(一)高度重视地下水对工程质量的影响
工程地质勘察的过程中,技术人员应该对地下水位的变化有着全面的认识,并对地下含水层的厚度及分布范围进行有效地分析,理清二者彼此间的组合关系,采取可靠的防渗透措施避免地下水文上升或者下降对工程质量造成较大的影响。在地质勘察报告制定的过程中,技术人员应该对其中地下水在施工过程中可能造成的影响及对施工质量的危害程度做出详细地说明,促使施工企业能够意识到地下水问题存在的危害性,进而加强对施工中地下水问题处理工作的重视,从根本上保证了工程施工质量的可靠性。同时,这些工作的顺利完成,有利于完善施工方案,增强了工程地基结构的稳定性。
(二)高度重视工程地质勘察中水理性质的研究
地下水与岩土之间的相互作用所表现的性质,即为水理性质。比如,岩土层的透水性、融水性等,都与地下水的变化有关,属于水理性质方面的内容。因此,工程地质勘查的过程中,技术人员应该重视水理性质的研究,减少地下水对工程质量的影响,确保工程施工计划的顺利实施。在对地下水采样的过程中,可以选择在枯水期及丰水期进行有效地采样分析,及时地获取地下水位变化的信息,完善工程地质勘察报告的具体内容,为后期工程建设的顺利开展提供可靠的参考依据。
(三)充分地利用信息化的技术手段做好地下水的分析工作
地下水位的变化,对于工程施工质量的增强有着一定的影响,客观地决定了工程地质开展中做好地下水分析工作的必要性。传统的分析方法在实际的应用中容易受到各种客观存在因素的影响,无法保证分析结果的合理科学性。因此,技术人员需要充分地利用各种信息化技术,在工程地质勘察中对地下水位的变化、地下水可能对工程建设中造成的影响等方面进行全面地分析,从根本上避免地下水的存在对工程施工进度造成不必要的影响。同时,信息化技术手段的合理使用,有利于为工程施工方案的完善提供必要的参考信息,可以对地下水问题的有效解决提供可靠的工作思路,在保证工程施工安全的同时增加了工程的经济效益和社会效益,为工程施工质量的增强及服务功能的完善带来了重要的保障作用。
通过互联网以及信函咨询的方式,对国内同济大学、清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、中南大学和湖南大学6所高校的土木工程地质教学课程内容设置进行了调查,通过调查发现,以上学校主要存在以下几个共同点:
1、强调对工程地质基本概念的学习。在课堂学习过程中,主要课时都集中于学习在工程实践中经常用到的专业术语,强调概念的厘清。课堂学习的主要内容主要包括以下几个方面:(a)地质作用与地质构造的基本知识,包括地质年代的识别、地质图的识图、常见地质结构的概念(褶皱、节理、断层等);(b)三大岩石(岩浆岩、沉积岩、变质岩)的成因、归类和鉴别;(c)第四纪地质的基本知识,包括残积土、沉积土、冲积土、坡积土等概念、成因及对工程的影响;(d)地下水的基本知识,包括地下水的分类、运动基本规律、补给与排泄方式、对工程的影响等;(e)工程地质勘察与分析在具体工程的应用,包括在隧道工程、边坡工程等方面的应用。
2、强调室内实验是课堂书本学习的延伸。室内实验主要目的是为野外地质实习做准备,学习地质罗盘等地质考察工具的使用,同时亦学习通过岩石标本来鉴别各类岩石,还要学习地质图的填图和阅读等。
3、强调课堂学习与室外地质调查相结合的学习方式。从书本上学习到的知识仅仅停留在理论阶段,书本上对地质相关概念的描述仍比较抽象,因此,各所高校皆强调野外地质实习对学习该门课程的重要性,把课堂上学习到的基本概念与现实工程中的真实地质条件一一对应起来,加深对基本知识的理解和掌握。一般而言,野外地质实习内容常包括野外岩石的识别、地质构造和地质年代的识别、岩层、节理等产状的测定和描述等。各所大学对以上工程地质基本知识的学同小异,其目的是对工程地质这门课程有一个基础的认识和感知,但是,同时,各所高校之间在这门课程内容设置方面有各有所侧重。清华大学、同济大学增加了现代先进的地质勘查技术的学习内容,介绍了地质超前预报的相关方法、原理及应用,比如介绍了地质雷达、红外线探水、TSP等先进手段在隧道工程建设的应用。中南大学、湖南大学对野外地质实习极为注重,实习内容包括地质认识实习和工程实践实习两个阶段,实习实践时间长达20~30天,考察湖南西部地区在建或已建项目所处较为复杂的地质条件,以一个工程建设者的角度参与到实际项目的建设中去认识地质现象。石家庄铁道大学地质教研室现有8名教师,教授2名,副教授3名,讲师3名,其中具有博士学位的4人,硕士学位的4名。获得的奖项包括校级讲课比赛特等奖1名,二等奖1名,校级优秀教师1人,今年主持或参研的省部级及以上科研项目10余项,并承担省级精品课程1项。虽然教研室在老师们的努力下取得了不错的教学和研究成果,但是,和兄弟院校的工程地质教研相比,我们仍然存在诸多不足之处。首先就是教师队伍建设的不足,工程地质是一门经验型极强的专业,需要足够丰富的现场工程经验,因此需要老中青传帮带,让青年老师尽快熟悉和掌握工程地质教学的技巧和方法。其次,对工程地质教学的重视程度不够,课时设置偏少。最后,教学内容更新不够及时,工程地质中先进的技术方法在教学中介绍的内容不够多。因此,为了跟上国内兄弟院校土木工程地质教学的步伐,教学改革刻不容缓。
二、当前土木工程地质教学存在的问题
通过以上详细的调查和对比分析,目前土木工程地质教学仍存在以下问题:
1、土木工程地质教材的使用各自为政。目前各个高校使用的教材基本上是各自高校的老师根据自己的讲义编排而成,缺乏一个统一的标准,因而导致经典精品教材较少。单从教材的题目上足可看出目前教材缺乏统一性和协调性。例如中南大学所用的教材为《土木工程地质概论》,浙江大学的教材题名为《土力学与工程地质》,石家庄铁道大学所用教材题名为《工程地质学基础》等。
2、在教学内容上与其它课程交叉重复,无法突出本门课程的特色。工程地质是一门基础课程,是岩土工程、隧道工程等课程学习的基础,因此,由于与其它学科老师交流不够充分,往往存在重复讲授的情况。比如,以有效应力这个概念为例,在工程地质、土力学、基础工程等课程都涉及到,由于这个概念的重要性,各科老师为了追求各门学科的系统性和完整性,都会着重讲解这个概念,虽然在一定程度可以加深学生对这个知识点的理解,但是从侧面也可说明知识的重复交叉导致学业内容的累赘。
3、课时安排过少。目前各所高校对土木工程地质这门课的重视程度,课堂课设课时大多是32~48个学时,因此,老师在安排教学进度时显得极为紧张而紧凑。从实际教学安排来看,基本上讲解完三大岩石、地下水、地质构造基本概念后,没有足够的时间深入来探讨地质条件对工程的影响,往往后面工程应用的章节皆为学生自学。
4、知识学习与工程案例结合程度不够。由于部分老师本身参与的工程项目不多,同时又由于课时的不够,这两部分原因导致学习的主要内容集中在枯燥的理论知识部分,学生容易产生枯燥情绪。
三、土木工程地质教学改革措施
为了很好地解决当前土木工程地质教学中存在的问题,让学生从这门课程中更多地学习到有助于工程实践的知识,必须有针对性对当前教学实践中存在的问题进行改革,具体改革措施如下所述:
1、建立和完善土木工地质程精品课程精品课程建设既是压力,又是动力。通过精品课程建设,可以找出当前教学中存在的薄弱环节,精简重复的教学内容,突出本门课程的特色,使土木工程地质这门课的教学目标和任务更加明确。精品课程建设首先就是教材建设,因此,有必要根据新时期土木工程培养目标,并结合当前土木工程建设中出现的新问题、新方法、新技术,编写一本深入浅出的教材,教材中不仅包含传统的知识要点和概念,还应包含当前新的地质知识观点、新的地质勘查手段等,同时还应包含工程实例,让学生尽可能地更深入地建立起工程地质与工程项目的联系。精品课程建设中重要的一条就是教师队伍的建设,因此,有必要加大对教师队伍的培养力度,引进和培养一批有新视野、新知识的老师,以此给课堂注入新的气象。
2、注重教学手段和教学方法的革新注意授课的科学性与艺术性,在教学过程中,善于发挥学生的主导地位,采用“讨论试”、“启发式”教学模式。同时,要注重课前的准备,精心备好每一节课,善于总结归纳每节课的重点,以“主线法”讲授课程知识。
3、增强对工程地质教学的重视对工程地质教学的重视首先就体现在教学和学习的时间上。尽量安排更多的课时,让老师有足够充分的时间去讲解基础概念和工程实例。同时,老师也可以通过其它方式来增加学生们的学习时间,比如规定某个主题,要求学生自主独立进行文献调研,完成该主题相关文献的归纳总结,并加大平时学习报告在总成绩中的比例。另外,强化考试试题库建设,完善考试规范和制度,强化对学生进行专业知识训练。最后,要重视工程地质实习在教学中的作用,因为该门课程的实践性很强,需要从大自然中去认识和掌握工程地质现象,使学生巩固在书本上学到的知识,有感性认识上升到理性认识,同时在野外地质实习过程中,亦可锻炼学生们的体魄和吃苦耐劳的能力。
4、紧密联系工程实践学习的目的最终是为解决实际工程的问题,在教学的过程中融入工程实例有助于学生在正式进入工作岗位之前对其有初步的认识和了解,因此,工程实例教学是一个非常重要的手段。比如,老师可以把自身主持或参与的工程项目作为案例,结合书本知识讲解如何解决工程问题,分享在解决工程问题过程中的心得体会,这样寓教于乐的方式既能激发学生的学习兴趣,又能让他们积累相应的工程经验知识。
【关键词】岩土工程 工程地质 结构特征 勘察方法
中图分类号: F406 文献标识码: A 文章编号:
一、岩土工程地质分类及特征
1 岩土工程地质的分类
根据井田岩土工程地质特征,可以将这类岩土划分为三大岩类六个岩组。依据相关勘探资料的显示,其岩土工程地质的特征可以分为松散沙层组、土层组、煤层岩组、粉砂岩与泥岩互层组四类。
2 岩土工程地质特征
2.1 松散沙层组
松散沙层组大多都是覆盖在井田地表,地形低洼处较厚。其主要是第四系风积沙,石英、长石是其主要构成成分,且含有少许暗色矿物。半固定沙及流动沙区,很容易在风力的作用下形成沙层流动,而在坡度较小的水力作用下就会出现流动和悬浮的现象,工程地质条件相对较差,加上具有密实度不均匀的特点,开挖时很容易造成坍塌。
2.2 土层组
主要表现为第四系沙土、碎石等,属于现代河流冲积物,通常沿古河道分布。上部是第四系粉砂、粉土互层,以互层状态存在。粉土有一定的光泽度,但并不明显,属于中等干强度。结构疏松、孔隙度大、粘结性差,在水的潜蚀作用下很容易出现深陷坍塌的状况。下部多由石英岩、砂岩、石英砂岩、石灰岩构成,孔隙由砂及粘土充填,磨圆度相对较好,呈次圆状,工程地质条件相对较好。
2.3 煤层岩组
本岩组是含煤地层的主要岩组,类型属于软弱岩石,与煤层开采的关系十分密切。岩石具有斜层理、缓波状层理、水平层理,局部岩石段的裂隙、节理、滑面发育。岩石若遇水很容易出现崩解、碎裂、泥化等状况。此外,泥岩类岩石具有亲水性强、粘土矿物含量高、水稳定性较差等特性,粉砂岩类则具有水稳定性较强的特性。
2.4 粉砂岩与泥岩互层
泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、砂纸泥岩、薄煤等成分组成了粉砂岩与泥岩互层。其位于各主要煤层之间,岩石结构面主要表现为水平层理、节理裂隙、小型交错层理、滑面等。较多出现于煤层直接顶底板和沉积旋回上部的位置。泥岩类岩石因为其粘土矿物亲水性强、水稳定性相比砂岩类较差的特性而导致一般新鲜岩石水稳定性比已遭受风化的岩石水稳定性高得多。
二、岩土工程勘察方法
1、工程地质测绘和调查
工程地质测绘和调查实际上就是通过合理融入工程地质学和地质学的相关理论和方法针对地面地质和地质现象进行一番观察和描述后,依据野外实地调查和测绘的数据结果,将测绘区工程地质条件相关的内容填在地形图上,然后绘制出工程地质图,最后根据所绘图形对地区内工程地质条件的规律和特征进行有效分析,从而进一步推断地下地质的具体情况。工程地质测绘和调查因为是最先进行的勘察工作,所以它对其他勘察方法起到了有效指导和测试的作用。工程地质测绘和调查属于岩土工程勘察中的一项基础工作,通常在勘察的初期阶段开展实施。这一方法在可行性研究的勘察阶段发挥着十分重要的作用,而在详细勘察阶段亦可以采取对类似于断裂、滑坡等方面的专门地质问题进行补充调查。而一般高质量的工程地质测绘工作能够对工程地质条件有一个相当深入的认识,可以说是这是认识场地工程地质条件中最有效且最经济的方法。对于那些地形、地貌、地质条件较为复杂的场地来说,工程地质测绘是其中的必要环节,而相对于那些地质条件简单、地形平坦的场地来说,只需要采取工程地质的调查环节即可。
2、勘察与取样
勘察工作通常是针对地下岩土的性质、分布及地下水等条件而展开的可利用勘探工程取样和原位测试和监测。在实施勘察的过程中,需要根据实际的勘察目的和岩土体的相关特性来选择与之相适应的勘察手段。勘察工作一般包括物探、坑探、钻探等方法,物探属于一种间接性的勘探方式,它的优点是经济、轻便、速度,对于工程地质测绘中那些难以推断又急需了解地下地质情况的相关问题能给予及时的解决。在工程地质测绘的过程中物探经过适当的配合可以对覆盖层厚度、基层岩变化、基岩风化层厚度等方面的调查了解起到十分有效的作用,同时物探还对钻探和坑探的布置起到了一定的辅助、指导作用。然而,物探具有受地形条件限制和成果判释多解性的缺点,所以物探需要以测绘为指导,并适当加入勘探工程以验证。钻探和坑探也可以称为勘探工程,是在查明地质情况中最可靠和最直接的一种方式,也是岩土工程勘察中比不可少的一个环节。而二者之中,钻探相比之下被运用的更为广泛,若是出现钻探难以查明地下地质状况的情形,则可以采用坑探的方式。勘探工程在布置的时候为了避免随意性和盲目性需要以工程地质测绘和物探成果为指导。此外,勘探工程因为通常情况下需要采用机械和动力设备,所以相比之下更为费时费力,加之有些勘探工程施工周期的岩土工程勘察较长,受到的条件限制会较多。所以,在运用这些方法的时候要有经济观念,尽可能用较少的工作量获取较多的成果。
3、原位测试与室内实验
为岩土工程问题分析评价提供包括岩石的强度参数、物性指标、渗透性参数和应力、固结变形特性参数等在内的技术参数是原位测试与室内实验方法需要达到的主要目的。原位测试具有四个方面的优点,试样不脱离原来环境;被测定岩土体尺寸大能在宏观结构下反映对岩土性质的影响;试验周期短、效率高;能解决难以采样岩土层的评定测试问题。缺点主要体现在实验应力路径相对难以控制;边界条件较为复杂;相对比较耗费人力和物力导致难以大量进行。而室内实验的优点主要体现在实验条件相对比较容易控制和可大量取样两个方面,缺点是试样尺寸小不能在宏观结构下反映对岩土性质的影响和岩土难以取得原状试样两个方面。通过对原位测试和室内实验优缺点的描述上,我们不难发现二者之间优缺点具有互补的特点,能够相互配合,从而达到更经济有效的获取所需技术参数的目的。
4、现场检验与监测
现场检验与监测主要在施工和运营期间开展实施,属于岩土工程体系中较为重要的一个环节。因为这一环节通常情况下需要在高级勘察阶段进行实施,所以也被列为勘察方法中的一种。提高工程效益同时保证工程的质量和安全是其主要目的。现场检验是对岩土工程勘察成果进行验证核查,并对岩土工程施工进行监理和质量上的控制。而现场检测则是对施工作用、施工和运营中的结构物、环境影响等方面进行监测。通过现场检验与检测方式而获取的资料可以在一定程度上计算出某些工程技术参数,并可以以此为依据对相关数据做出及时的修改和设计,从而让岩土工程勘察在技术和经济上得到进一步的优化。
此外,还有一种勘察资料室内整理的方法,其主要体现在对岩土物理力学性质指标的整理、反演分析、图件编制、岩土工程分析评价等方面。因为采用勘察方法所获取的资料一般都是原始数据或是单项成果,还需要对其进行相互印证和综合的分析,此时就可以选用勘察资料室内整理的方法。总而言之,各种类型的勘察方法的选择应用、工作量大小、工作布置需要根据煤矿工业场地具体的情况而定。
【参考文献】
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