分析巖土工程與工程地質的關系

孫鵬

摘要：巖土工程( Geotechnical Engineering) 是在工程地質基礎上和土木建筑工程結合發展起來的一門新興邊緣學科，它廣泛應用于城市建設的各項工程實踐中. 關于它的內涵，不同專業技術人員有不同的見解，為適應巖土工程教學、科研和生產實踐的需要，正確區分巖土工程和工程地質的學術界限是有必要的。

關鍵詞：人防工程；施工階段；質量控制

巖土工程是在工程地質基礎上和土木建筑工程結合發展起來的一門新興邊緣學科，它廣泛應用于城市建設的各項工程實踐中。關于它的內涵，不同專業技術人員有不同的見解。為適應巖土工程教學、科研和生產實踐的需要，正確區分巖土工程和工程地質的學術界限是有必要的。

1巖土工程的定義

巖土工程是一門把巖土體作為建設環境、建筑材料和建筑物組成部分而合理利用、整治和改造的科學技術。它是一項古老的工程技術，又是一門新興的應用學科。在國際上被認為是土木工程的一個分支，已有40 多年的發展歷史，在我國則只有20 年的歷史，并且主要是由工程地質界提出的。按我國國頒標準《巖土工程勘察規范》的定義：巖土工程即以土力學、巖石力學、工程地質學和地基基礎工程學為理論基礎，以解決和處理在建設過程中出現的所有與巖土體有關的工程技術問題的一門地質和工程緊密結合的新專業學科，屬于土木建筑工程的范疇。巖土工程的工作內容涉及到工程建設的全過程，包括場地調查、巖土勘測、綜合評價、分析論證、設計運算、施工治理、改造處理、原型監測、環境監控及信息反饋等，主要有如下幾個方面：

1.1巖土工程勘察

按有關技術規范、規程的要求，結合巖土工程技術和實際經驗，通過各種勘測技術和現代電子計算技術及數值分析等方法準確反映場地的工程地質條件及其對巖土體性狀的影響，結合工程設計、施工條件以及施工、開挖、支護、降排水等工程要求，進行技術論證，提出巖土工程問題及解決問題的決策性具體意見，并提出基礎及邊坡等工程的設計準則和巖土工程施工的指導性意見。

1.2巖土工程設計

主要包括地基加固處理設計、樁基礎設計、基坑支護或降排水設計、邊破或岸坡的支護、支擋設計、滑坡整治設計、地下工程的加固或防滲設計以及環境巖土工程問題治理的設計等。

1.3巖土工程治理

主要包括地基加固處理工程，基坑、邊坡或岸坡的支護、支擋工程、滑坡整治工程、地下工程的加固或防滲工程以及環境巖土工程問題治理。

1.4巖土工程監測

主要包括基坑開挖地基回彈觀測、土壓力及孔隙水壓力監測、深層位移、支撐軸力監測、基坑開挖沉降及位移監測、建筑物沉降、變形觀測，邊坡及滑坡體的位移觀測、地面變形觀測，巖土工程治理質量和效果監測及根據工程的專門要求而進行的監測等等。

1.5巖土工程監理

主要包括對巖土工程勘察、設計及施工的某個環節或全部從技術經濟、進度等方面進行檢查、監督控制工程質量，及時解決出現的問題，保證巖土工程經濟、合理、快速實施。

在土建工程中，巖土工程的地位非常重要. 以建筑工程為例，巖土工程在總造價和總工期中均占1/3 左右，巖土問題、地基基礎問題往往是影響投資和制約工期的主要因素，如果處理不當，有時會帶來災難性的后果. 自我國實行巖土工程體制以來，加強了勘察、設計、施工之間的協作配合，給國家建設帶來十分可觀的經濟效益。

巖土工程的研究對象巖體和土體既作為土木工程的建筑材料，也作為建筑環境和建（構）筑物的組成部分. 巖土體在其形成和存在的整個地質歷史過程中，經歷了各種復雜的地質作用，工程性質通常是各向異性和非均質的，復雜而多變. 要想弄清巖土體這種材料和結構的內涵，沒有工程地質的知識是不行的，要處理好巖土工程和建（構）筑物的關系，沒有土木工程的知識也是不行的。

2工程地質的定義

關于工程地質學，國內外早有公認一致的看法。工程地質學是研究和解決在工程地質體中出現的與各類工程建設有關的地質問題特別是不良地質問題的科學，是地質學的分支學科。這里所指的“工程地質體”就是指工程所及的巖土體和所在或鄰接的地質環境，必須同時研究在自然和人為因素作用下、在地質歷史時期和工程建設時期對巖土體性狀的影響。這一“巖土體加地質環境構成工程地質主體”的學術觀點，不僅在國內外工程地質界的相關研究和論著中得到不同深度和廣度的闡述和解釋，而且為工程實踐所證實。“工程地質問題”是指工程地質條件與工程建筑之間存在的矛盾。不同類型、不同結構、不同規模的工程建筑物，由于工作方式和對地質體的負荷不同，工程地質問題是復雜多樣的。工程地質工作是通過工程勘察來實現的，具體就是查明工程地質條件，解決（論證）工程地質問題，選擇場地，預測工程興建后對地質環境的影響，提出防護措施和建筑物設計、施工的建議。

3巖土工程與工程地質的關系

關于巖土工程與工程地質之間關系的論述，國內各家已有諸多見解，大致歸納起來有以下四種：（1）巖土工程是工程地質的分支；（2）巖土工程是巖土力學在巖體工程和土體工程上的應用；（3）巖土工程是把巖土體既作為建筑材料也作為地基、介質或環境的結構工程，更確切地說是基礎工程（下部結構）和地下結構工程；（4）即前述我國國頒標準《巖土工程勘察規范》對巖土工程的定義. 不難看出，前三種見解分別出自工程地質專業人員、巖土力學專業人員和結構工程專業人員。盡管上述見解不無道理，但非全面，而且給人一種“專業偏見”的感覺，因為這樣定義巖土工程并不完全符合迄今為止國內外眾多巖土工程實例的客觀反映。后一見解明顯不同的是強調了工程地質、巖土力學、結構工程之間的關系是既有區別又相互緊密結合的關系，而不是從屬的關系；明確指出巖土工程的學科范疇是包括多種學科、技術和方法的土木建筑工程，即巖土工程是多種技術和方法相結合的綜合技術方法，巖土工程學科是多學科相互滲透且結合的邊緣學科，它不可能由某單一學科主宰。

在前述《巖土工程勘察規范》定義的基礎上，試給出巖土工程的補充解釋如下：巖土工程是為某項專門目的工程服務所做的工程地質勘察、基礎和地下結構的方案選擇與設計、基礎和地下結構施工三位一體的工程。專門目的的工程是指與國民經濟建設有關的建筑工程（狹義上指工業與民用建筑工程和市政工程）、水電工程、鐵道工程和礦山工程等。基礎是指上述專門工程涉及的下部結構，即建筑基礎、大壩基礎、道橋基礎等。

相應巖土工程的學科組合或學科群稱為巖土工程學，它主要由工程地質學科、巖土力學學科和結構學科組成. 從這一定義可見，工程地質學是巖土工程學的地質理論基礎，與巖土力學和結構學（鋼筋混凝土結構及砌體結構、鋼結構等）既相區別又緊密結合。因此，巖土工程學是上述三門學科的邊緣學科，不能籠統地稱為工程地質學分支。巖土體既是工程地質學又是巖土工程學研究的對象，并且是巖土力學賴以存在的物質基礎。

巖土力學的特點是：研究對象——巖土體的特殊性；地質環境因素和人為因素的不確定性；巖土工程設計的綜合性。而工程力學的特點是：研究對象的單一性（各向同性、連續、均勻）；計算答案的唯一性。因此巖土力學與其它力學是有明顯學術區別的，該學科不能直接引用工程力學，如彈性力學、理論力學、材料力學、結構力學、流體力學等的公式和結論，而要按照學科自身的特點，結合工程地質調查、模擬試驗和計算有選擇地利用這些相關力學的公式和結論。因此，嚴格地說，巖土力學是地學學科與工程力學學科相結合的邊緣學科，這也是該學科與工程力學學科本質區別所在。“萬丈高樓平地起”是巖土工程地基、基礎、上部結構即各類建筑物或構筑物之間有機聯系的一種通俗而生動的寫照.顯然，地基與結構物是不同的，巖土工程不等于結構工程也就不言自明了。

4巖土工程所要求的基礎理論知識

巖土工程是一門綜合性很強的學科。在理論和方法上，需要工程地質學、巖石力學、土力學、結構力學、土工測試及工程機械等多學科的相互滲透；在工程實踐中，需要勘察、設計、施工、監測、監理及科研等各方面的密切配合。

5結語

正確區分巖土工程和工程地質的技術和學術界限是巖土工程教學、科研和生產的需要。工程技術人員應重視實踐，不斷完善自身知識結構，以適應巖土工程學科建設和工程實踐不斷發展的需要。

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