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：廣東石油化工學院實驗課題研究基金項目（215119）
　　
　　作者簡介：汪演強（1955-），男，廣東茂名人，工程師，主要從事巖土工程及工程地質研究。
　　
　　汪演強
　　
　�。◤V東石油化工學院 建筑工程學院，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，結合生產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)學生的動手能力、綜合運用能力、創(chuàng)新能力和工程意識，有利于培養(yǎng)綜合素質高的實用型人才。
　　
　　關鍵詞：巖土工程勘察； 綜合性實驗；組織實施實驗
　　
　　中圖分類號：G64文獻標識碼：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，畢業(yè)生應能在房屋建筑、工程勘察、地基基礎等部門從事技術或管理工作，培養(yǎng)具有較強的動手能力、實踐能力、創(chuàng)新能力和獨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。因此在加強巖土工程勘察理論學習的同時，有必要開設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
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗，是把《工程地質學》、《土力學》、《基礎工程學》與《工程測量》等課程中有關部分簡單的、分散的、枯燥的、獨立的實驗統(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過程。目的旨在把實驗項目與生產實際聯(lián)系起來，更貼近土木工程專業(yè)實際，學以致用，培養(yǎng)學生的動手能力、綜合運用能力、創(chuàng)新能力，以及培養(yǎng)學生的工程意識和團結協(xié)作精神。既體現(xiàn)專業(yè)知識內容的綜合性，又體現(xiàn)工作能力素質培養(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：
　　
　�。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流程設計，具有明確的職業(yè)性、實用性、實踐性。巖土工程勘察技術是人們在長期的工程實踐中積累發(fā)展起來的，其最顯著的特點就是實踐性強，三分理論、七分實踐。如果不進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體系的概念，同時也會影響到他們形成獨立的系統(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，學生畢業(yè)后能較快地進入角色。即使大部分學生畢業(yè)后到工程建設設計部門工作，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委托書時就會心中有數(shù)；在應用巖土工程勘察資料設計建筑物基礎及巖土治理方案時就會得心應手，使設計的建設工程更符合經濟合理、確保安全運行和提高投資效益。
　　
　　（二）實驗內容具有系統(tǒng)連貫性
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗內容，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，建議建筑物基礎持力層及基礎形式、以及相關的巖土工程綜合治理方案。學生對巖土工程勘察的全過程、全工序進行學習實踐。按照工程實際開展實驗，調動學生實驗實習的積極性，讓學生在具體工程實踐中增長才干，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。領會將來到工程勘察單位實際工作的內容和方法，培養(yǎng)他們初步承擔技術工作的能力，并提高他們的綜合素質。改變分散的、獨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。
　　
　�。ㄈ�）實驗時間具有連續(xù)性
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗應在相關課程講授完畢之后，集中安排2周時間，連續(xù)進行綜合性實驗，獨立設置實驗課程。時間具有連續(xù)性，可以培養(yǎng)學生連續(xù)工作的毅力和能力，利于學生提前熟悉就業(yè)環(huán)境，增強工程意識及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。同時培養(yǎng)學生吃苦耐勞的精神。
　　
　�。ㄋ模�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企業(yè)所有的全套巖土工程勘察生產設備和技術。利用專業(yè)工程測試中心自備的設備與技術資源，用學校新征收的規(guī)劃建設用地或閑置空地，在校內開設巖土工程勘察綜合性實驗。實驗的時間安排可以隨著教學進度自行確定，可以按照傳統(tǒng)的課程實驗模式，由教師事先設計布置實驗項目，按照事先安排的實驗程序按部就班地進行實驗操作，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，不同于校外的實習以生產為主，所以在校內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)約學生到校外生產單位實習的經費開支，節(jié)省聯(lián)系校外生產實習基地實習的時間，并有利于在實驗實習過程中對學生的學習生活管理。避免了到校外勘察生產單位聯(lián)系實驗實習諸多環(huán)節(jié)的糾結，具有校外實習不可比擬的優(yōu)越性。
　　
　�。ㄎ澹�實驗內容具有未知性
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗是按生產實際過程設計，鉆探取樣、原位測試要分層進行，技術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，不可能形成成分結構物理性質完全相同的兩個試樣。鉆取出來的巖土試樣及原位測試結果隨著地層的變化而變化，接下來的室內土工試驗等項目也隨著變化。所以實驗的具體內容都具有未知性，室內土工實驗樣品具有不可復制性。學生對實驗內容具有新鮮感和求知的期盼，更能激發(fā)學生的實驗興趣及高度的崗位責任感。
　　
　　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實際出發(fā)，設計安排綜合性實驗項目。
　　
　　（一）巖土工程勘察綜合性實驗設計
　　
　　巖土工程勘察綜合性實驗的設計，野外作業(yè)擬以學校新征的規(guī)劃建設用地為勘察場地，按照最簡單的房屋建筑工程項目設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，即工程地質鉆探，獲取地表下準確的地質資料。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。在鉆孔孔內作原位測試標準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。鉆探施工要嚴格遵守《工程地質鉆探規(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，都是為準確獲取地下地質資料為原則，所有工作都得按勘察技術要求執(zhí)行，由地質技術人員統(tǒng)一安排指揮。作為地質技術人員，鉆探現(xiàn)場的首要任務是及時準確描述記錄鉆取的巖土樣品及所對應的深度，準確記錄原位測試標準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數(shù)據(jù)。野外鉆孔地質記錄一定要做到及時、齊全、準確，記錄一定要在施工現(xiàn)場記錄完成，不能補記、追記和更改。同時應該記錄鉆探過程中出現(xiàn)的有關情況，如進尺的快慢、蹩跳鉆、漏水、放空等現(xiàn)象，這些都與地層巖土性質或不良地質現(xiàn)象有關，應及時記錄。要強調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，樣品經過風吹日曬水分蒸發(fā)，就會改變巖土樣品的物理力學性質。如流塑或軟塑的粘土，經過風吹日曬水分蒸發(fā)后會變成可塑或硬塑的粘土；強風化巖石水分蒸發(fā)后強度增加，會被誤判為中風化巖石；有些泥巖、頁巖經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持力層的確定等一系列的問題偏差失實，嚴重的就會造成建設工程事故。只有在現(xiàn)場搜集記錄齊全準確第一手資料，才能編寫出優(yōu)秀的成果報告。鉆孔原狀土樣的采取，應以了解每個工程地質單元中主要土體的物理力學特征指標為主，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，應酌情增加。以期更準確了解土層性質及提高土層物理力學性質指標統(tǒng)計精度。原位測試也必須及時分層位實施及準確記錄。
　　
　�。ㄈ�）土工試驗
　　
　　把本組同學自己在鉆探現(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)土的物性指標關系計算出相關的其他物理力學指標，如孔隙比、塑性指數(shù)、液性指數(shù)等常規(guī)指標。對巖石樣品主要做天然濕度單軸抗壓強度及飽和單軸抗壓強度試驗。
　　
　�。ㄋ模┵Y料整理及報告編寫
　　
　　編寫巖土工程勘察成果報告，應按照《巖土工程勘察報告編制標準》執(zhí)行。將勘察現(xiàn)場記錄的地質資料及室內土工試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、歸納和分析，編制成圖件、表格，并對場地工程地質條件和問題作系統(tǒng)的分析和評價，以正確全面地反映場地的工程地質條件和提供地基土物理力學指標�？辈斐晒麍蟾娴闹攸c應包括有：分析評價建筑場地的穩(wěn)定性與適宜性、對建筑場地進行工程地質條件評價、為建筑工程設計提供地基土準確的物理力學指標及有關參數(shù)、確定土巖層的承載力特征值、建議基礎持力層及基礎形式，并提出與建筑工程施工及使用相關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容安排見表1。實驗準備階段安排3天時間，主要進行巖土工程勘察技術的系統(tǒng)學習，綜合性實驗任務交底以及有關的安全生產知識教育，以及介紹勘察施工機械設備及實驗各環(huán)節(jié)的注意事項。有些內容還需要在勘察現(xiàn)場作進一步講解。在整個實驗實施中，班長、學習委員和黨支書、團支書應分工負責整個實驗的組織協(xié)調及安全。野外鉆探地質記錄及室內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記錄，各參加施工記錄2天。每天完成一個鉆孔的鉆探地質記錄，共安排4天時間鉆探4個鉆孔，每個小組都有4個鉆孔的野外地質記錄及巖土樣品。小組成員另外2人在室內做土工試驗。室內試驗可以在鉆探施工當天的稍后跟進，即野外鉆探施工開始取到試樣當即帶回實驗室開展室內土工試驗。野外施工結束后3天完成室內土工試驗。接著進行各自獨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記錄及室內土工試驗原始資料，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。因為野外施工經常會受天氣及機械故障等的影響，所以安排機動時間1天，在各環(huán)節(jié)中視具體情況調整。
　　
　　四學生的實驗成績考核
　　
　　對學生的實驗成績考核必須科學合理，考核成績要有理有據(jù)，全面、準確、客觀地反映學生在整個實驗過程中的真實表現(xiàn)，做到公平公正，才能提高學生實驗積極性和主動性。多數(shù)實驗教學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，認真做實驗與不認真做實驗成績相差不大［1］。特別是目前在學生中電腦已經普及，實驗成果報告都是用電腦完成，在電腦中復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生實驗成績的方法是欠科學的，難以對學生的綜合能力進行準確合理的評價，會直接影響學生實驗積極性［2］�？紤]到實驗是以學生為主體，學生自己管理為主，在實驗成績綜合考核上要認真聽取班、組長對同學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、齊全準確程度，作為實驗過程綜合成績考核的依據(jù)。按實驗內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個階段即實驗準備的綜合知識學習、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。
　　
　　五結語
　　
　　通過巖土工程勘察綜合性實驗，《工程地質學》、《土力學》、《基礎工程學》與《工程測量》等有關的理論知識得到有效提升，并轉化為實用性的從業(yè)技能，培養(yǎng)了同學間的團結協(xié)作精神與吃苦耐勞精神，以及獨立分析問題和解決實際問題的能力、綜合運用能力、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不可比擬的實驗效果，具有在實驗實習經費、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)能力和全面素質的應用型人才的必經之路［3］。
　　
　　參考文獻：
　　
　�。�1］ 蔡國軍，巨能攀，付小梅，等。巖土工程勘察實習教學內容改革探討［J］。 實驗室研究與探索，2012，31（6） www.gymyzhishaji.com。
　　
　　［2］ 羅云菊，王桂林。土木工程專業(yè)工程地質學教學改革探索［J］。高等建筑教育， 2002， 44 （9）。
　　
　�。�3］ 王書敏，丁武泉，于慧。開設綜合性實驗與培養(yǎng)應用型人才的探索［J］。重慶文理學院學報（自然科學版），2009，28（2）。

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