巖土工程勘察綜合性實驗研究

　　巖土工程勘察綜合性實驗研究
　　
　　基金項目：廣東石油化工學(xué)院實驗課題研究基金項目（215119）
　　
　　作者簡介：汪演強(qiáng)（1955-），男，廣東茂名人，工程師，主要從事巖土工程及工程地質(zhì)研究。
　　
　　汪演強(qiáng)
　　
　�。◤V東石油化工學(xué)院 建筑工程學(xué)院，廣東 茂名 525000）
　　
　　摘要：針對巖土工程勘察綜合性實驗的主要特點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)實際提出巖土工程勘察綜合性實驗的主要實驗項目組成、具體組織實施的方法和學(xué)生實驗成績的考核辦法。巖土工程勘察綜合性實驗貼近工程實際，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力和工程意識，有利于培養(yǎng)綜合素質(zhì)高的實用型人才。
　　
　　關(guān)鍵詞：巖土工程勘察； 綜合性實驗；組織實施實驗
　　
　　中圖分類號：G64文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-5884（2013）04-0112-03
　　
　　土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標(biāo)，畢業(yè)生應(yīng)能在房屋建筑、工程勘察、地基基礎(chǔ)等部門從事技術(shù)或管理工作，培養(yǎng)具有較強(qiáng)的動手能力、實踐能力、創(chuàng)新能力和獨(dú)立工作能力的實用型人才。巖土工程勘察綜合性實驗是培養(yǎng)這些能力的主要手段之一。因此在加強(qiáng)巖土工程勘察理論學(xué)習(xí)的同時，有必要開設(shè)巖土工程勘察綜合性實驗。
　　
　　一巖土工程勘察綜合性實驗的特點(diǎn)
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗，是把《工程地質(zhì)學(xué)》、《土力學(xué)》、《基礎(chǔ)工程學(xué)》與《工程測量》等課程中有關(guān)部分簡單的、分散的、枯燥的、獨(dú)立的實驗統(tǒng)一起來，組合成為巖土工程勘察綜合性實驗。實驗設(shè)計為某一較小、較簡單的房屋建筑工程項目巖土工程勘察實際生產(chǎn)過程。目的旨在把實驗項目與生產(chǎn)實際聯(lián)系起來，更貼近土木工程專業(yè)實際，學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。既體現(xiàn)專業(yè)知識內(nèi)容的綜合性，又體現(xiàn)工作能力素質(zhì)培養(yǎng)的綜合性，體現(xiàn)大工程觀的教育思想。巖土工程勘察綜合性實驗具有以下主要特點(diǎn)：
　　
　�。ㄒ唬�實驗具有實用性
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗，按照勘察工程實際生產(chǎn)流程設(shè)計，具有明確的職業(yè)性、實用性、實踐性。巖土工程勘察技術(shù)是人們在長期的工程實踐中積累發(fā)展起來的，其最顯著的特點(diǎn)就是實踐性強(qiáng)，三分理論、七分實踐。如果不進(jìn)行貼近真實過程的實驗，一來他們難以建立起巖土工程勘察技術(shù)體系的概念，同時也會影響到他們形成獨(dú)立的系統(tǒng)性思考問題和解決問題的能力。通過巖土工程勘察綜合性實驗，學(xué)生畢業(yè)后能較快地進(jìn)入角色。即使大部分學(xué)生畢業(yè)后到工程建設(shè)設(shè)計部門工作，巖土工程勘察技能對他們同樣重要。在編寫巖土工程勘察任務(wù)委托書時就會心中有數(shù)；在應(yīng)用巖土工程勘察資料設(shè)計建筑物基礎(chǔ)及巖土治理方案時就會得心應(yīng)手，使設(shè)計的建設(shè)工程更符合經(jīng)濟(jì)合理、確保安全運(yùn)行和提高投資效益。
　　
　�。ǘ�）實驗內(nèi)容具有系統(tǒng)連貫性
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗內(nèi)容，包括對某一建筑場地測量定位、鉆探、原位測試、收集采取巖土試樣、鑒定描述、室內(nèi)土工試驗，綜合分析評價，確定土巖層承載力特征值，建議建筑物基礎(chǔ)持力層及基礎(chǔ)形式、以及相關(guān)的巖土工程綜合治理方案。學(xué)生對巖土工程勘察的全過程、全工序進(jìn)行學(xué)習(xí)實踐。按照工程實際開展實驗，調(diào)動學(xué)生實驗實習(xí)的積極性，讓學(xué)生在具體工程實踐中增長才干，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。領(lǐng)會將來到工程勘察單位實際工作的內(nèi)容和方法，培養(yǎng)他們初步承擔(dān)技術(shù)工作的能力，并提高他們的綜合素質(zhì)。改變分散的、獨(dú)立的課程驗證性實驗只見樹木不見森林，缺乏系統(tǒng)性的弊端。
　　
　　（三）實驗時間具有連續(xù)性
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗應(yīng)在相關(guān)課程講授完畢之后，集中安排2周時間，連續(xù)進(jìn)行綜合性實驗，獨(dú)立設(shè)置實驗課程。時間具有連續(xù)性，可以培養(yǎng)學(xué)生連續(xù)工作的毅力和能力，利于學(xué)生提前熟悉就業(yè)環(huán)境，增強(qiáng)工程意識及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。同時培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞的精神。
　　
　　（四）實驗具有可行性及優(yōu)越性
　　
　　我校建筑工程專業(yè)工程測試中心，具備有巖土工程勘察乙級資質(zhì)企業(yè)所有的全套巖土工程勘察生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)。利用專業(yè)工程測試中心自備的設(shè)備與技術(shù)資源，用學(xué)校新征收的規(guī)劃建設(shè)用地或閑置空地，在校內(nèi)開設(shè)巖土工程勘察綜合性實驗。實驗的時間安排可以隨著教學(xué)進(jìn)度自行確定，可以按照傳統(tǒng)的課程實驗?zāi)Ｊ�，由教師事先設(shè)計布置實驗項目，按照事先安排的實驗程序按部就班地進(jìn)行實驗操作，具備實施實驗的可行性和可操作性。鉆探施工是綜合性實驗的一個重要組成部分，不同于校外的實習(xí)以生產(chǎn)為主，所以在校內(nèi)安排專為實驗的鉆探施工可以大大提高實驗效果。同時可以節(jié)約學(xué)生到校外生產(chǎn)單位實習(xí)的經(jīng)費(fèi)開支，節(jié)省聯(lián)系校外生產(chǎn)實習(xí)基地實習(xí)的時間，并有利于在實驗實習(xí)過程中對學(xué)生的學(xué)習(xí)生活管理。避免了到校外勘察生產(chǎn)單位聯(lián)系實驗實習(xí)諸多環(huán)節(jié)的糾結(jié)，具有校外實習(xí)不可比擬的優(yōu)越性。
　　
　　（五）實驗內(nèi)容具有未知性
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗是按生產(chǎn)實際過程設(shè)計，鉆探取樣、原位測試要分層進(jìn)行，技術(shù)措施也要隨著地層變化而變化。同時巖土試樣具有唯一性，因為形成時間環(huán)境的不同，不可能形成成分結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)完全相同的兩個試樣。鉆取出來的巖土試樣及原位測試結(jié)果隨著地層的變化而變化，接下來的室內(nèi)土工試驗等項目也隨著變化。所以實驗的具體內(nèi)容都具有未知性，室內(nèi)土工實驗樣品具有不可復(fù)制性。學(xué)生對實驗內(nèi)容具有新鮮感和求知的期盼，更能激發(fā)學(xué)生的實驗興趣及高度的崗位責(zé)任感。
　　
　　二巖土工程勘察綜合性實驗的主要項目
　　
　　從巖土工程勘察生產(chǎn)實際出發(fā)，設(shè)計安排綜合性實驗項目。
　　
　�。ㄒ唬�巖土工程勘察綜合性實驗設(shè)計
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗的設(shè)計，野外作業(yè)擬以學(xué)校新征的規(guī)劃建設(shè)用地為勘察場地，按照最簡單的房屋建筑工程項目設(shè)計巖土工程勘察實驗措施，采用最基本、最常用、最主要的勘察方法，即工程地質(zhì)鉆探，獲取地表下準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。具體實驗流程詳見圖1。
　　
　�。ǘ�）鉆探施工
　　
　　野外鉆探施工首先是按建筑規(guī)劃圖確定鉆探孔位和測量孔口標(biāo)高，然后鉆孔采取巖土試樣、對巖土試樣觀察鑒定描述記錄。在鉆孔孔內(nèi)作原位測試標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗或作動力觸探試驗，把鉆孔取得的試樣帶回實驗室做土工試驗。鉆探施工要嚴(yán)格遵守《工程地質(zhì)鉆探規(guī)程》，同時必須做到安全第一。要讓全體勘察施工人員清楚明白，野外施工的全部工作，都是為準(zhǔn)確獲取地下地質(zhì)資料為原則，所有工作都得按勘察技術(shù)要求執(zhí)行，由地質(zhì)技術(shù)人員統(tǒng)一安排指揮。作為地質(zhì)技術(shù)人員，鉆探現(xiàn)場的首要任務(wù)是及時準(zhǔn)確描述記錄鉆取的巖土樣品及所對應(yīng)的深度，準(zhǔn)確記錄原位測試標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗或動力觸探試驗的深度、錘擊數(shù)及采取巖土試樣的有關(guān)數(shù)據(jù)。野外鉆孔地質(zhì)記錄一定要做到及時、齊全、準(zhǔn)確，記錄一定要在施工現(xiàn)場記錄完成，不能補(bǔ)記、追記和更改。同時應(yīng)該記錄鉆探過程中出現(xiàn)的有關(guān)情況，如進(jìn)尺的快慢、蹩跳鉆、漏水、放空等現(xiàn)象，這些都與地層巖土性質(zhì)或不良地質(zhì)現(xiàn)象有關(guān)，應(yīng)及時記錄。要強(qiáng)調(diào)鉆孔采取的巖土試樣要及時密封，取出的其他巖土碎屑樣品要及時觀察描述。如果沒有及時對土芯巖芯觀察鑒別描述，樣品經(jīng)過風(fēng)吹日曬水分蒸發(fā)，就會改變巖土樣品的物理力學(xué)性質(zhì)。如流塑或軟塑的粘土，經(jīng)過風(fēng)吹日曬水分蒸發(fā)后會變成可塑或硬塑的粘土；強(qiáng)風(fēng)化巖石水分蒸發(fā)后強(qiáng)度增加，會被誤判為中風(fēng)化巖石；有些泥巖、頁巖經(jīng)過曝曬后會干裂變成碎屑狀。如果現(xiàn)場描述記錄失真，造成后續(xù)資料分析、土層承載力特征值及基礎(chǔ)持力層的確定等一系列的問題偏差失實，嚴(yán)重的就會造成建設(shè)工程事故。只有在現(xiàn)場搜集記錄齊全準(zhǔn)確第一手資料，才能編寫出優(yōu)秀的成果報告。鉆孔原狀土樣的采取，應(yīng)以了解每個工程地質(zhì)單元中主要土體的物理力學(xué)特征指標(biāo)為主，在鉆孔中分層采取，對主要土層和有特殊意義的夾層，每層至少取一組樣品，厚度大而巖性又變化明顯者，應(yīng)酌情增加。以期更準(zhǔn)確了解土層性質(zhì)及提高土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計精度。原位測試也必須及時分層位實施及準(zhǔn)確記錄。
　　
　　（三）土工試驗
　　
　　把本組同學(xué)自己在鉆探現(xiàn)場采集的原狀土試樣及擾動土試樣，帶回土工實驗室，按照《土工試驗規(guī)程》操作試驗。對于粘性土及砂質(zhì)粘性土，必須用原狀土樣做剪切、壓縮試驗，可以用同一層位的擾動土樣做天然含水量、干密度、液塑限試驗；對砂性土，很難采取原狀土樣，可以用擾動土樣做天然含水量、干密度及粒度分析試驗。根據(jù)土的物性指標(biāo)關(guān)系計算出相關(guān)的其他物理力學(xué)指標(biāo)，如孔隙比、塑性指數(shù)、液性指數(shù)等常規(guī)指標(biāo)。對巖石樣品主要做天然濕度單軸抗壓強(qiáng)度及飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗。
　　
　�。ㄋ模┵Y料整理及報告編寫
　　
　　編寫巖土工程勘察成果報告，應(yīng)按照《巖土工程勘察報告編制標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。將勘察現(xiàn)場記錄的地質(zhì)資料及室內(nèi)土工試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、歸納和分析，編制成圖件、表格，并對場地工程地質(zhì)條件和問題作系統(tǒng)的分析和評價，以正確全面地反映場地的工程地質(zhì)條件和提供地基土物理力學(xué)指標(biāo)。勘察成果報告的重點(diǎn)應(yīng)包括有：分析評價建筑場地的穩(wěn)定性與適宜性、對建筑場地進(jìn)行工程地質(zhì)條件評價、為建筑工程設(shè)計提供地基土準(zhǔn)確的物理力學(xué)指標(biāo)及有關(guān)參數(shù)、確定土巖層的承載力特征值、建議基礎(chǔ)持力層及基礎(chǔ)形式，并提出與建筑工程施工及使用相關(guān)的巖土工程問題的防治措施建議。
　　
　　三巖土工程勘察綜合性實驗的組織實施
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗可分4個階段組織實施，各階段的實驗時間及主要內(nèi)容安排見表1。實驗準(zhǔn)備階段安排3天時間，主要進(jìn)行巖土工程勘察技術(shù)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，綜合性實驗任務(wù)交底以及有關(guān)的安全生產(chǎn)知識教育，以及介紹勘察施工機(jī)械設(shè)備及實驗各環(huán)節(jié)的注意事項。有些內(nèi)容還需要在勘察現(xiàn)場作進(jìn)一步講解。在整個實驗實施中，班長、學(xué)習(xí)委員和黨支書、團(tuán)支書應(yīng)分工負(fù)責(zé)整個實驗的組織協(xié)調(diào)及安全。野外鉆探地質(zhì)記錄及室內(nèi)土工試驗分為若干個小組實施，每小組4人，分工合作完成整個實驗。野外鉆探施工，每小組每天去2人，分兩批輪流參加野外地質(zhì)記錄，各參加施工記錄2天。每天完成一個鉆孔的鉆探地質(zhì)記錄，共安排4天時間鉆探4個鉆孔，每個小組都有4個鉆孔的野外地質(zhì)記錄及巖土樣品。小組成員另外2人在室內(nèi)做土工試驗。室內(nèi)試驗可以在鉆探施工當(dāng)天的稍后跟進(jìn)，即野外鉆探施工開始取到試樣當(dāng)即帶回實驗室開展室內(nèi)土工試驗。野外施工結(jié)束后3天完成室內(nèi)土工試驗。接著進(jìn)行各自獨(dú)立的資料整理分析評價及巖土工程勘察報告編寫工作，共同使用本小組的全部野外地質(zhì)記錄及室內(nèi)土工試驗原始資料，最后每人提交一份完整的巖土工程勘察成果報告，時間安排3天。因為野外施工經(jīng)常會受天氣及機(jī)械故障等的影響，所以安排機(jī)動時間1天，在各環(huán)節(jié)中視具體情況調(diào)整。
　　
　　四學(xué)生的實驗成績考核
　　
　　對學(xué)生的實驗成績考核必須科學(xué)合理，考核成績要有理有據(jù)，全面、準(zhǔn)確、客觀地反映學(xué)生在整個實驗過程中的真實表現(xiàn)，做到公平公正，才能提高學(xué)生實驗積極性和主動性。多數(shù)實驗教學(xué)成績都是以實驗報告來評定，成績的可信度和區(qū)分度均不高，認(rèn)真做實驗與不認(rèn)真做實驗成績相差不大［1］。特別是目前在學(xué)生中電腦已經(jīng)普及，實驗成果報告都是用電腦完成，在電腦中復(fù)制修改巖土工程勘察成果報告非常方便。顯然，以一篇巖土工程勘察綜合性實驗報告來評定學(xué)生實驗成績的方法是欠科學(xué)的，難以對學(xué)生的綜合能力進(jìn)行準(zhǔn)確合理的評價，會直接影響學(xué)生實驗積極性［2］�？紤]到實驗是以學(xué)生為主體，學(xué)生自己管理為主，在實驗成績綜合考核上要認(rèn)真聽取班、組長對同學(xué)在實驗操作過程中的表現(xiàn)評價意見。綜合性實驗考核成績重點(diǎn)放在實驗過程的表現(xiàn)，同時檢查評定野外記錄及土工試驗記錄的原始性、齊全準(zhǔn)確程度，作為實驗過程綜合成績考核的依據(jù)。按實驗內(nèi)容的四個階段分配考核成績，巖土工程勘察成果報告占總成績的40%，其余3個階段即實驗準(zhǔn)備的綜合知識學(xué)習(xí)、野外鉆探現(xiàn)場采樣記錄及土工試驗操作各過程分別占總成績的20%，綜合考核評定巖土工程勘察綜合性實驗成績。
　　
　　五結(jié)語
　　
　　通過巖土工程勘察綜合性實驗，《工程地質(zhì)學(xué)》、《土力學(xué)》、《基礎(chǔ)工程學(xué)》與《工程測量》等有關(guān)的理論知識得到有效提升，并轉(zhuǎn)化為實用性的從業(yè)技能，培養(yǎng)了同學(xué)間的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神與吃苦耐勞精神，以及獨(dú)立分析問題和解決實際問題的能力、綜合運(yùn)用能力、實踐動手能力、職業(yè)意識和創(chuàng)新意識。巖土工程勘察綜合性實驗，具有明確的職業(yè)性、實用性、實踐性，具有到校外實驗實習(xí)不可比擬的實驗效果，具有在實驗實習(xí)經(jīng)費(fèi)、管理及時間安排等多方面的顯著優(yōu)越性，是大土木工程專業(yè)培養(yǎng)掌握基本的專業(yè)實踐技能，以及具有綜合職業(yè)能力和全面素質(zhì)的應(yīng)用型人才的必經(jīng)之路［3］。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　
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　�。�2］ 羅云菊，王桂林。土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)改革探索［J］。高等建筑教育， 2002， 44 （9）。
　　
　�。�3］ 王書敏，丁武泉，于慧。開設(shè)綜合性實驗與培養(yǎng)應(yīng)用型人才的探索［J］。重慶文理學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，28（2）。

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