岩土工程设计案例范例(3篇)
岩土工程设计案例范文篇1
关键词：岩土工程勘察；一体化；基坑；边坡支护
一、引言
我国岩土工程体制的推行是从上世纪80年代中期开始的，岩土工程勘察、设计、以及施工技术到现在已经有20多年的不断探索和向前发展，促进了国民经济的快速发展。国内在工程建设时一直要坚持且且必须要遵守先勘察、后设计、再施工的一种程序。我国各行各业现在都在对外开放以更好的发展，国内的建筑行业也是如此，勘查设计行业也随着经济的发展竞争变的更加的激烈，所以国内的大型勘查设计企业也在积极寻找提高自己竞争力的办法对策，从而能够在激烈的竞争中占有一席之地，“设计、采购、建造”一体化模式就这样应运而生，将建筑工程管理模式和设计很好了结合在了一起，成为了现代工程项目管理的主流，这种一体化模式已经成功应用在很多行业了，也取得了很好的效果。本文根据国内主要以岩土工程为主的大型勘察设计企业对岩土工程项目的运作情况，提出岩土工程勘察、设计和施工一体化运作模式，并通过对岩土工程勘察、设计与施工一体化模式进行分析，说明它的优势，大型岩土工程勘察设计单位开展岩土工程一体化可以为客户提供高质量的服务，并有效的提高了核心竞争力。
二、岩土工程勘察、设计与施工一体化模式的构建以及实施的必要性
1.一体化模式的建构
岩土工程勘察、设计与施工一体化模式（TheintegratedmodeofGeotechnicalengineeringInvestigation-Design-Build，以下简称IDB模式）是一个综合服务模式，是一个具备综合甲级大型岩土工程勘察设计及施工企业把质量、工期和成本作为目标，然后利用其岩土工程高度专业化的优势、特点及雄厚的勘察、设计、咨询和施工等技术力量，提供安全有保障、权责利明确、技术含量高、协调和沟通等一体化综合服务模式，用来完成建设项目岩土工程相关的勘察、设计、施工、检测、监测等几项或全部业务。岩土工程勘察设计企业一旦以一体化模式承担建设单位委托的项目后，就应根据项目特点组织优化相关专业人员配置，以项目部的形式负责协调实施整个项目。
2.实施一体化模式的必要性
我国目前大多是由岩土工程勘察工程师针对各个场地的岩土工程条件，结合上部结构的设计条件提出建议，帮助设计选定地基基础形式、地基处理方法、基坑围护方法、边坡支护选型等，在建筑工程中上部的建筑包括结构、土建、水电等专业都有专门的技术人员单独进行设计，一般都是结构工程师进行岩土工程设计，这样对岩土工程的设计和施工有很多缺点。因为可以说岩土工程这门科学发展的还不是那么的成熟，还有待完善和进步，所以现在好多的设计只能依靠经验和理论相结合的方式完成，需要工作人员有一定经验。同时，岩土工程的设计对象、理论等跟上部工程结构设计也不一样，它有着自己的特点，在理论和方法上都互不相同，所以结构工程师一般是不能做好错综复杂的岩土工程设计。现在一些技术服务水平较高的勘察单位已经开始了勘察设计一体化，注册岩土工程师的推行更是促进了勘察设计一体化发展。
假如说岩土工程项目是由不同的企业单独实施，这样必然会出现勘察、设计、施工、检测、监测各方不连贯、整体性差的现象。一般当勘察单位把勘察报告提交后，就完成了自己的工作从而不会在花费力气关注设计过程。而设计人员因为没有参与岩土的勘查所以不能详细的了解掌握拟建场地具体岩土工程和水文地质性质以及岩土的施工工艺、施工设备、施工参数及适用范围机械应用。当设计人员在进行设计时经常会出现这样一些问题，比如提供岩土物力学参数的时候，勘查企业就已经考虑了岩土力学参数的安全系数，但是设计人员会在其基础之上加大安全系数，这样一来，必然会加大不必要的成本。这种情况会出现在每一个单独实施的环节，因为好多设计人员在进行设计使用勘查报告时只关注与设计相关的岩土参数，而忽略了勘察报告中在基础处理形式及施工方案方面的建议。
实例：上海某地区某工程抗浮设计，技术能力较强的勘察单位在确定抗浮设防水位时对各种情况都进行了详细的分析，所以在设计单位进行设计的时候原本就可以直接采用勘察单位确定的抗浮防水位，但是由于勘查和设计不是同一个企业进行，设计人员会在勘查单位提供的数据上再次进行重新考虑，这样一来，其安全系数又被加大了一定的值，其工程造价也就同时被无形的增加了。而施工人员又是一个独立的个体，他对设计的意图也不是完全明白，检测、监测人员没有很好地掌握场地工程地质特征，只是搬用规范规程，因此不能对复杂多变的岩土工程施工进行有效的质量监控，所以，不但加大了工程造价，还不能保证工程的质量。假如岩土工程勘察、设计和施工一体化模式就完全不会出现上面的这些问题，整个工程岩土勘察、设计、施工就会有良好的连贯性、整体性，可以有效的提高工程质量和效率，而且减少了很多不必要的浪费，从而降低了工程造价。
在夏季某工程在深基坑施工过程中考虑到如果先进行土方施工，再进行支护施工，支护施工前要经历很长时间，这样对于施工现场的土方结构容易受到外界因素的影响，水分和温度有可能导致土方围护墙发生变形或者土壤结构改变。所以施工单位将土方施工与支护施工一起进行，在施工前将土方施工和支护施工交付给两个不同的施工队，这样一来虽然可以避免土方结构受到外界影响。但是同时问题也跟着来了，施工对不是一个单位，其技术水平也不相同，而且会出现两个项目不相互配合的现象，而且该工程是在夏季进行的，时常会出现降雨，还没有来得及进行支护施工就下起了雨，建好的土方工程就会被破坏。如果是一个勘察、设计与施工一体化的企业进行，就可以避免施方技术水平不一致、相互配合不协调的情况。既保证了工程的进度与质量，又降低了损失。而且这样的独立模式还有一个缺点就是责任不分明，出了问题是谁的责任说不清楚，如果采用一体化模式那责任就很明确了，出了任何问题就只需要找一个承包企业就行了。
三、岩土工程IDB模式与现状勘察、设计和施工独立模式
岩土工程IDB模式与现状勘查、设计和施工独立模式相比有很大的优势，比如在工程质量方面，勘查、设计与施工都是一个单位，所以对各个情况了解的都非常深入，可以很好的进行优化设计，既能够提升工程的质量又能够有效的降低工程造价。而在服务方面，避免了勘察、设计和施工分别使用不同单位在管理等多个方面的麻烦，降低了在整个工程的勘察、设计、施工、监察等各个方面互相配合的难度。上边我们还说过，如果采用勘察、设计和施工独立的模式很难界定责任，如果是岩土工程IDB模式就不同了，责任方就是一个。
四、“一体化”模式案例
案例1：某市要建造1栋2～4层商业楼，8栋23层高层住宅楼及主楼之间大面积地下1层车库，总建筑面积为217500m2。其岩土勘察工作交给了该市一家勘察单位，勘察报告建议高层部分采用CFG桩、商业和地库部分采用天然地基方案。而在开槽阶段发现槽底土层与勘察报告不太一样，有很多的填土层出现，这个情况在勘查报告中没有说明，只能暂时停工了，停工期间又延误了工期又增加了造价。在停工期间该勘察单位又在槽底再次进行了勘察并提交了勘察报告。在此基础上，又多次进行专家论证会，结果还是没有很好的解决问题。最后建设方又重新找了一个勘察、地基处理方案设计与施工一体化的企业进行该项目的工作。该公司针对该项目组建了三个团队分别是项目工作团队、项目经营团队以及项目专家团队，用一体化的服务模式很好的完成了所有工作，很好的解决了问题。
实例2：某地区拟建项目为一栋高端商业、酒店与办公为一体的综合性建筑，地下一共5层其建筑面积约5万m2，地上一共120层，建筑面积约30万m2。基础埋深约30m，超高层主塔周边为纯地下室，地下5层，基础埋深约30m。该项目的岩土工程勘察、边坡支护和地基基础设计及施工等工作被某公司顺利中标，该项目的大多数岩土工程工作都是由该公司一体化完成的。该公司的先进的技术在加上丰富的经验，保障了工程的安全经济性，通过对岩土的勘察，提出合理的地基方案，并对基坑支护及地下水控制优化设计，既保证了工程的安全合理，又提高的工作效率降低了工期，还大大减少了工程造价。
参考文献：
岩土工程设计案例范文
作者：张青罗剑单位：江西省地质矿产勘查开发局赣东北大队
仪器的生产单位不断增加，各种个体仪器设备生产厂家增长迅速，但对土工试验仪器设备的生产监管却不够，一些仪器设备往往出厂时就不符合规范或标准要求，甚至有的仪器设备对于不同性质的软土和砂土进行试验后竟得出相同的结果而目前正规的大型国有企业产品价格相对较高，售后服务却欠佳另外，随着ISO－9000标准的推广执行，许多单位都开展了计量认证工作，由于这是项每年都要进行的工作，费用较大，对于一些较小的企业，尤其是自负盈亏、承包式的土工试验室，在每年的计量工作中常常应付了事。目前有些单位土工试验室的仪器设备都是上世纪七八十年代的产品，仪器设备严重老化，由于没有专门的管理部门(权威)检查监督、限制，大部分单位为了追求经济利益，继续使用这些设备，严重影响了土工试验测试结果的可信度。岩土工程勘测造价管理存在不科学、不合理的问题。这些原因直接导致部分项目勘测质量水平不高不良后果。相对于建设项目总投资来看，岩土工程勘察的造价所占比例的确不大，但岩土工程勘察质量关系到建设项目决策的正确性，关系到投资估算的准确性，关系到工程设计的安全性和经济性，关系到工程施工的可行性。勘测造价管理在很大程度上影响着建设项目经济效益、社会效益及环境效益的顺利实现因此，需要加强对岩土工程勘察造价管理的研究工作。
加强国家岩土工程勘测管理的中的强制性条文的贯彻与落实。强制性条文是工程建设全过程中的强制性技术规定。贯彻落实强制性条文，应首先与行业协会一起，组织对新规范和强制性条文的学习培训;同时对平时勘测工作中违反国家强制性条文的进行严肃查处，提高执行国家强制性条文的自觉性意识。加强对员工的教育，提高对做好细节工作重要性的认识。相当部分的技术员虽然受过高等教育，但也某种程度存在着一定程度的浮躁心态，认为“天生我才为大用”，对岩土工程中的诸多细节工作不愿认真去做，工作中“丢三拉四”现象时有发生，还常常不以为然;没有认识到许多细节工作如果出现失误，将可能对岩土工程勘测报告带来严重的质量问题，甚至对工程带来严重的事故隐患，乃致影响到单位的生存和发展。提高对做好细节工作的重要性的认识，可在某种程度上避免不必要的损失。开发岩土工程勘测的系统和相关数据库。应用先进的计算机技术，开发适合岩土工程勘测需要的岩土工程的专家系统，例如地理信息系统(GIS)，并以此为基础扩展到其他行业。也可用Access设计岩土程勘测管理数据库，能对岩土工程勘察各个环节实行全面的、信息化的管理。对各环节的管理信息实现录入、查询、修改、打印数据和表格的功能;实现管理图件(图片)、声音、影像等多媒体功能;实现信息动态的网络化功能。提高岩土工程勘测的技术。在现阶段，应用多种勘测手段和先进的测试技术是解决工程问题的有效方法。如在上海外高桥电厂份期)的勘测中，应用静力触探试验(单通道、双通道)、标准贯入试验、十字板剪切试验、原位渗透试验、旁压试验及跨孔波速试验测定土的力学特性，研究液化和七度地震的震陷问题;用微振动测试确定电厂和灰场场地土的卓越周期;用测气钻孔实测冷却水引、排水管路的沼气含量和侧压力系数。加强对勘测的监管，把集中整治与规范管理相结合，完善长效管理机制。健全和完善各项规章制度，依法保障勘察市场的有效运行。整顿和长效的规范管理须相结合，标本兼治。对质量检查不合格的单位实行经济处罚、暂停营业整顿、直至取消单位的资质，加大企业违规的成本。应用过程管理方法管理岩土工程勘测质量。岩土工程勘测工作是项技术性、专业性很强的工作，从事岩土工程勘测的人员在熟练掌握其专业知识和相关法律、法规、规范的同时，还应详细了解其工作特点和操作方式，按照质量控制的基本过程方法来对岩土工程勘测工作进行质量控制。加强岩土工程勘测的档案管理。岩土勘测生产和管理部门在生产、科研和管理中积累了大量的、品种繁多的岩土勘测档案资料，这些档案资料在城市建设、国民经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用。管理好、利用好这样珍贵的勘测档案资源可以为岩土勘测工作提供更多理论依据。
目前我国的岩土工程勘测技术刚刚起步，针对管理中出现的诸多混乱状况，加强国家有关强制性条文的贯彻与落实，加强对员工的教育，开发岩土工程勘测的系统和相关数据库，应用多种勘测手段和先进的测试技术，加强对勘测的监管，应用过程管理，加强岩土工程勘测的档案管理等方法，是提高岩土工程勘测技术水平的有效途径。
岩土工程设计案例范文
路基施工要同时达到两个要求：一个是提供足够强的承载力，另一个是沉降率达到技术规定。但是并不是在所有施工过程都需要同时满足这两个条件，如果路基承载力达到相关要求后，有可能不需要检验沉降率指标，例如良好的承载力本身就需要低沉降率来实现；或者在一些特殊施工项目中，对沉降率没有做出严格的要求，例如临时公路施工就不要考虑这个指标。也有的公路项目在满足沉降率指标后，其承载力也必然会符合施工标准，此时可根据沉降率来设计施工方案。在所有公路项目中，深厚软土环境的公路施工的沉降率指标最为关键，由于土质疏松易塌陷，这种路基建设要实现通过填埋砂石来提高其沉降率指标。因此，在实际施工过程中，要针对不同的土质情况制定科学合理的路基施工方法，灵活运用工程指标来提高施工质量。
二、边坡稳定问题
公路施工路线较长，涉及多种土质施工环境，要认真面对天然边坡和人工边坡稳定性问题的挑战。上述问题主要产生于岩体重力的作用，由于岩土自重较大，对边坡带来下沉和塌方等问题。要保证边坡的稳定，就要解决岩土负荷带来的支撑问题。通常而言，稳定的边坡不仅能够保证自身结构稳定，还能够在与路基长期相互作用下形成一种相对稳定的结构。要针对公路施工特点，设定科学合理的边坡施工方案，以保证其稳定性达到工程要求。但是，在实际工作中，经常会遇到边坡稳定性问题对公路施工质量产生严重影响的情况，在施工过程中经常会因为大型机械设备的使用降低了自然边坡的稳定性的情况，例如挖埋土方、开沟、给排水工程施工等都会破坏边坡原来的受力平衡；同时，有的工程为了节约工程预算，降低了边坡的施工标准，导致边坡施工存在严重质量隐患。例如对于地势较高地段的施工，由于边坡坡度放缓会占用更多的施工面积，同时增大工程造价，因此就要考虑陡坡护坡方案，而陡坡护坡本身就存在较大的安全隐患。在城市区域的公路施工，经常要用到深基坑边坡设计方案。由于基坑内部受基础的限制及受周围建筑物的限制，按稳定坡角放坡是不可能的，因此大部分采用直立边坡加支护方案。对于不稳定的边坡则要评价采取支挡结构后的稳定性。
三、围岩稳定性问题
公路隧道由于需要掏空大量岩体体积，这会打破原本平衡的受力状态。随着隧道施工的不断推进，山体中的应力不断发生变化，如果其变化朝着某个极端发展，则十分可能造成岩体塌方。围岩中的应力与岩体中的初始应力状态、围岩的物理力学性质及岩体结构类型、洞室的断面形态及大小、地下水等因素有关，特别是岩体中结构面的发育程度。由于岩体结构复杂，不确定性因素较多，围岩中的重分布应力很难采用理论公式准确计算。目前工程中的围岩稳定性评价仍以围岩分类为基础的定性评价为主，围岩的支护设计也是以围岩分类为依据，围岩压力是根据围岩类别和岩体结构类型的特点采用相应的模型计算。例如对于不具有粘聚力的散体结构和碎裂结构的岩体，砂质土体可采用普氏塌落拱理论计算；对粘性土可采用太沙基理论；对相对完整的岩体可采用弹塑性理论计算；对于坚硬大块状结构的岩体可采用块体极限平衡理论计算。
四、渗透稳定问题
地下水对岩土工程的影响不容忽视，它主要从三个方面来发生作用，一是使岩土土质含水量发生变化，影响其应力；其次是对岩土内部施加了水压；还有就是产生渗透，降低岩土稳定性。地下水对于不同土质都有很强的渗透作用，从而能够软化土质。对于可溶性岩土，如岩盐、石膏岩、芒硝和盐渍土，以溶蚀作用为主，地下水将可溶性物质溶解迁移，使部分岩土颗粒间丧失胶结，强度降低；泥质砂岩、泥岩等以泥质胶结为主的岩石，遇水软化性极强，主要是由于胶结物不抗水，胶结减弱，岩体强度降低；而钙质和硅质胶结的砂岩、以及大部分块状结构的岩浆岩和变质岩遇水软化性低，该类岩石无论是胶结物还是其矿物颗粒对水都不敏感，水对岩石的强度影响不大；而具有类似物质组成的片状结构的岩石，如页岩、绢云母片岩、板岩等，由于层理和片理中渗入地下水而起到作用，呈现出明显的各向异性，强度也大为减弱。地下水对分选好的粗粒土，如冲积的漂石、卵石和砾石的性质影响不大，在这类土中地下水以自由水的形式存在，不影响土粒间的连接。砂质土中砂粒亲水性弱，但是在水的作用下，沙砾之间的摩擦力会变小，从而会降低岩土内部的稳定性，降低其应力强度；地下水对粘性土的影响显著，因含水量不同，粒间连结力的性质和大小均有差异。
五、结束语