加强岩土工程设计的思考

岩土工程设计指的是在完成勘察活动之后按照甲方施工要求和场地的环境、地质特点、岩土工程条件等进行地基、桩基、边坡、基坑等工程施工方案与施工图的设计, 需要满足拟建物、规范与合同的要求, 保证设计质量, 加强管理与控制, 促使岩土工程达到安全、经济、高质量的目标。

一、岩土工程设计的主要特征

(一) 受到自然环境的影响

岩土工程的施工和自然环境联系密切, 需要在设计阶段全面掌握周围的地质情况、气候环境、水文条件以及当地变化情况等, 分析当地可能发生的一些自然灾害, 抑或是因建设岩土工程可能引发的自然灾害, 提前做好勘察工作。

(二) 岩土的不确定性较强

地区不同, 岩土也不同, 参数随机发生改变, 并且使用不同的方法测试参数也会得到不一样的结果, 这决定着岩土性能具有较强的不确定性, 在岩土工程设计中必须掌握岩土的相关参数, 明确不同测试方法和岩土工程施工需求的差异, 优化施工方案设计。

(三) 地方的经验至关重要

最近几年, 建立土力学使得岩土工程设计与施工获得理论支持, 但鉴于岩土的不确定性, 岩土工程相当复杂, 需要对岩土参数与结构进行适当的简化处理, 尽可能减少输出的设计结果和理论计算之间的差异[1]。这离不开设计经验的支持, 经验丰富有助于面对复杂的情况。

二、加强岩土工程设计的策略建议

(一) 注重岩土工程勘察, 做好设计准备工作

勘察是岩土工程建设的基础性工作, 对设计与施工都有重要影响[2]。但现阶段国内的部分勘察单位的业务能力与勘察水平都有所欠缺, 必须细致勘察岩土工程建设施工地区的地质情况、自然环境和气候因素等, 尤其是要深入探究当地地势环境, 提高勘察工作质量, 确保得到可靠的、准确的勘察数据, 保证岩土工程设计的科学性、合理性。例如要勘察当地的整体地形特征, 凹地与山丘的具体位置, 区域内有没有堆积物等, 并且在勘察地形时要勘探岩土内部, 详细勘察地下堆积层结构, 如果发现其会影响岩土工程施工, 就要实施二次勘探。通过勘察单位不断提升勘察工作水平, 按照要求严格落实勘察工作, 才能为岩土工程设计提供可靠地质资料。

(二) 引入先进技术手段, 合理设计施工方案

岩土工程施工方案可行性对整个工程施工顺利与否有决定性影响, 如果施工方案缺乏可行性, 就无法谈及岩土工程施工建设, 更无法保证岩土工程设计的安全性、可靠性, 因而岩土工程施工方案可行性研究也属于设计的内容, 要引起关注。由于岩土工程和其他建设工程相比不仅难度更大, 隐蔽性也较强, 整个勘察、设计与施工等环环相扣, 每一个不合理的设计都会在后续的工作中暴露出来, 为岩土工程质量危害极大。因此, 设计单位及人员务必要综合考虑各项因素, 引进先进技术手段优化岩土工程施工方案设计, 提升施工方案的适用性、可行性, 达到设计目标, 实现岩土工程整体建设目标[3]。

例如在设计岩土工程施工方案时, 可利用BIM技术将勘察所得的每一项数据以三维效果图、动画模型等展示出来, 提前反馈岩土工程施工的复杂关键节点碰撞或冲突等问题, 有序完成性能分析、施工模拟, 控制施工的每一个环节, 包括施工的进度、偏差和成本核算等, 将其更直观地展现给岩土工程施工单位、施工人员, 帮助其更及时有效地解决岩土工程施工环节出现的难题, 确保施工的顺利进行。与此同时, 模拟内部支撑的逆作法施工或拆除施工等复杂部分, 体现BIM技术的优势, 设计正确合理的施工方案。例如明确逆作法施工的先后顺序、拆除临时支撑的先后顺序, 在提前模拟施工的支持下达到岩土工程施工过程的最优化。

(三) 加强工程设计管理, 优化岩土工程设计

一方面, 加强施工安全设计管理。施工安全是岩土工程建设永恒的话题, 备受社会关注, 所以在岩土工程设计中把握并控制工程安全度是关键所在。岩土工程会受到水体侵蚀、土体蠕变变形、预应力松弛等的影响, 改变其防护结构的安全度, 严重时会导致防护结构失去安全防护功能, 需要设计人员加强安全管理, 在设计岩土工程施工方案时基于现有地方经验, 做好永久安全度防护设计, 确保防护结构的安全性、稳定性。在应用防护措施时还要考虑区分其真伪, 例如针对岩土工程的锚杆加固施工, 从设计方面增加锚杆方式, 能直接或间接提升锚杆密度, 但锚杆的长度并未增加, 或增加了锚杆长度却减小成孔直径等, 这一类设计会造成锚杆加固防护形同虚设。所以设计人员必须从岩土工程实际出发, 区分安全防护的真伪, 及时排除伪措施, 提高安全防护的可靠性。

另一方面, 加强设计的输出与变更管理。岩土工程设计输出应满足甲方的要求和相关规程、规范的要求, 进行设计校审验证和审核、审定、审批, 在评定设计方案的质量以后, 设计方案才能生效, 并对外提供。例如设计输出应涵盖岩土工程施工图设计图纸、说明书、重点安全环节与部位、重点环境保护部位、预警值、应急预案等, 其中的图纸要与建筑制图标准相符, 绘图准确、清晰, 加盖设计出图的专用章和技术成果专用章、注册工程师章, 并且设计、校审、审核、审定、审批等人员应手写签名。设计输出图纸要以交付为主, 由交付方、接收方签署最终的成果交付单。针对设计变更, 当岩土工程项目的场地布置发生改变或调整基础图、出现施工变动时, 这些不可控因素改变岩土工程设计, 需明确变更原因、变更措施, 及时出具变更单, 在评审、验证、审核、审定设计变更的内容之后才能执行。

三、结语

随着城市化发展进程的持续加快, 各类工程项目越来越多, 做好岩土工程设计工作非常关键, 直接关系到岩土工程的经济效益、社会效益、生态效益。所以相关单位务必要引起足够的重视, 充分认识岩土工程设计的特征, 不仅要注重岩土工程勘察, 为岩土工程设计做好准备, 还要引入先进技术手段, 加强工程设计管理, 设计出合理的、优良的岩土工程施工方案, 保证岩土工程建设的顺利实施。

摘要：为了最大限度控制岩土工程建设质量, 相关单位应不断提高对岩土工程的重视度, 尤其要分析岩土工程设计的主要特征, 据此思考加强岩土工程设计的策略, 以便在设计阶段就对岩土工程进行科学合理的布置, 做好防护, 提高工程质量。

关键词：岩土工程,设计特征,设计策略

参考文献

[1] 汪聪.岩土工程设计分析[J].建材与装饰, 2017 (38) :204-205.

[2] 孟克明.论提高岩土工程设计可靠性的有效措施[J].低碳世界, 2018 (04) :40-41.

[3] 洪荣渲.浅谈岩土工程设计方案对工程施工的影响[J].企业技术开发, 2018 (06) :61-62+101.