論結(jié)構(gòu)工程與地質(zhì)工程如何有機結(jié)合

路泉 趙影 楊延欣 邵楠楠

摘要：結(jié)構(gòu)工程為主要研究高層與大跨結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和方法、建筑項目施工管理與工程監(jiān)理、結(jié)構(gòu)抗風(fēng)行為、結(jié)構(gòu)安全性與耐久性的一門學(xué)科;地質(zhì)工程為主要研究地質(zhì)災(zāi)害防治與保護、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、特種巖土工程、巖體力學(xué)及巖體工程的一門學(xué)科。按照傳統(tǒng)思維，結(jié)構(gòu)工程與地質(zhì)工程為兩類不同專業(yè)，無法有機結(jié)合在一起，且研究對象、研究目的、研究方法及社會應(yīng)用價值都大相徑庭。本文首先介紹結(jié)構(gòu)工程專業(yè)，其次介紹地質(zhì)工程專業(yè)，然后就結(jié)構(gòu)工程與地質(zhì)工程專業(yè)結(jié)合提出思路與看法，最后得出相關(guān)結(jié)論。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)工程;地質(zhì)工程;專業(yè)研究;地質(zhì)災(zāi)害;防災(zāi)措施

一、結(jié)構(gòu)工程概述

結(jié)構(gòu)工程為主要研究高層與大跨結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和方法、建筑項目施工管理與工程監(jiān)理、結(jié)構(gòu)抗風(fēng)行為、結(jié)構(gòu)安全性與耐久性的一門學(xué)科。結(jié)構(gòu)工程主要包括有工業(yè)與民用建筑工程、橋梁與隧道工程、軌道交通工程、特殊專業(yè)塔式工程等。廣義的結(jié)構(gòu)工程研究對象是指地球表面或淺表地殼內(nèi)的一切人工構(gòu)筑物。狹義的結(jié)構(gòu)工程則主要包括工業(yè)與民用建筑。結(jié)構(gòu)工程主要包括：

1）砌筑工程：砌筑工程是指普通黏土磚、硅酸鹽類磚、石塊和各種砌塊的施工。砌筑工程是一個綜合的施工過程，它包括砂漿制備、材料運輸、腳手架搭設(shè)和墻體砌筑等。

2）鋼筋混凝土工程：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程是土水建筑工程施工占主導(dǎo)地位的施工內(nèi)容，無論是在人力、物力消耗方面，還是對工期的影響上都有非常重要的作用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程包括現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工，和預(yù)制裝配式混凝土構(gòu)件的工廠化施工兩個方面。現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好，抗震能力強。鋼材消耗少，特別是近些年來一些新型工具式模板和施工機械的出現(xiàn)，使混凝土結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆施工得到迅速發(fā)展。尤其是我國的高層建筑大多數(shù)為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，高層建筑的發(fā)展也促進了鋼筋混凝土施工技術(shù)的提高。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程施工包括鋼筋、模板和混凝土等主要分項工程。

3）結(jié)構(gòu)吊裝工程：結(jié)構(gòu)吊裝工程就是用起重機械將在現(xiàn)場（或預(yù)制廠）制作的鋼構(gòu)件或混凝土構(gòu)件，按照設(shè)計圖的要求，安裝成一幢建筑物或構(gòu)筑物。裝配式結(jié)構(gòu)施工中，結(jié)構(gòu)吊裝工程是主要工序，它苴接影響整個工程的施工進度、勞動生產(chǎn)率、工程質(zhì)量、施工安全和工程成本。

二、地質(zhì)工程概述

地質(zhì)工程領(lǐng)域是以自然科學(xué)和地球科學(xué)為理論基礎(chǔ)，以地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源的普查與勘探、重大工程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地質(zhì)背景涉及的工程問題為主要對象，以地質(zhì)學(xué)、地球物理和地球化學(xué)技術(shù)、數(shù)學(xué)地質(zhì)方法、遙感技術(shù)、測試技術(shù)、計算機技術(shù)等為手段，為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的先導(dǎo)性工程領(lǐng)域。地質(zhì)工程為主要研究地質(zhì)災(zāi)害防治與保護、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、特種巖土工程、巖體力學(xué)及巖體工程的一門學(xué)科。地質(zhì)災(zāi)害主要包括有山體滑坡、泥石流、崩塌、碎屑流、堰塞湖、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等;巖土工程及巖體工程主要包括有路基、建筑邊坡、橋臺邊坡、隧道工程、水利水電工程等。地質(zhì)工程領(lǐng)域適用的行業(yè)包括：地質(zhì)調(diào)查，油氣及固體礦產(chǎn)資源的普查勘探與評價，大型工礦企業(yè)和水利水電建設(shè)，公路和鐵道建設(shè)，工程地質(zhì)，水文地質(zhì)，地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查，勘察及監(jiān)測等。地質(zhì)工程領(lǐng)域覆蓋的范圍包括：地質(zhì)調(diào)查技術(shù)和方法與礦產(chǎn)資源勘查與評價，區(qū)域礦產(chǎn)基地及礦產(chǎn)遠景區(qū)預(yù)測與評價，礦區(qū)與礦床的勘探、開發(fā)與評價，地質(zhì)工程領(lǐng)域建設(shè)、勘查評價項目可行性研究與決策，地質(zhì)勘探的新技術(shù)與新方法，水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測、評價、監(jiān)測與保護，地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)過程及地質(zhì)災(zāi)害研究中的計算機應(yīng)用，地質(zhì)工程實施過程中的質(zhì)量檢測及新方法、新技術(shù)的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用，地質(zhì)資源與地質(zhì)工程行業(yè)的工程管理。隨著地質(zhì)工程行業(yè)競爭的不斷加劇，大型地質(zhì)工程企業(yè)間并購整合與資本運作日趨頻繁，國內(nèi)優(yōu)秀的地質(zhì)工程生產(chǎn)企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的研究，特別是對企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此，一大批國內(nèi)優(yōu)秀的地質(zhì)工程品牌迅速崛起，逐漸成為地質(zhì)工程行業(yè)中的翹楚。現(xiàn)階段中國地質(zhì)工程具有以下幾個發(fā)展趨勢：

1）從廣度和深度拓寬地質(zhì)工程領(lǐng)域，進一步發(fā)展和完善其學(xué)科體系;

2）在積極引進吸收和推廣應(yīng)用世界工程地質(zhì)學(xué)及相關(guān)學(xué)科先進理論的同時，緊密結(jié)合經(jīng)濟建設(shè)實際，大力加強理論研究，不斷提高理論水平;

3）在地質(zhì)工程理論和應(yīng)用研究中，以定性研究為基礎(chǔ)，加強定量研究，把定性研究與定量研究有機地結(jié)合起來;

4）加強工程地質(zhì)勘察方法手段和規(guī)范規(guī)程的研究，努力實現(xiàn)工程地質(zhì)勘察的標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化;

5）與有關(guān)學(xué)科相互滲透和聯(lián)合發(fā)展，多學(xué)科、多專業(yè)、多手段綜合研究和聯(lián)合攻關(guān)，開展國內(nèi)外科技交流與合作。

三、結(jié)構(gòu)工程與地質(zhì)工程有機結(jié)合

由于結(jié)構(gòu)工程主要研究高層與大跨結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和方法、建筑項目施工管理與工程監(jiān)理、結(jié)構(gòu)抗風(fēng)行為、結(jié)構(gòu)安全性與耐久性。按照傳統(tǒng)思維;地質(zhì)工程主要研究地質(zhì)災(zāi)害防治與保護、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、特種巖土工程、巖體力學(xué)及巖體工程，結(jié)構(gòu)工程與地質(zhì)工程為兩類不同專業(yè)，無法有機結(jié)合在一起，且研究對象、研究目的、研究方法及社會應(yīng)用價值都大相徑庭。然而筆者認為結(jié)構(gòu)工程與地質(zhì)工程能夠有機地結(jié)合在一起，且掌握好結(jié)構(gòu)工程專業(yè)后，利用巖土工程學(xué)所學(xué)知識將結(jié)構(gòu)工程專業(yè)應(yīng)用于地質(zhì)工程專業(yè)中，大有用武之地。現(xiàn)就結(jié)構(gòu)工程與地質(zhì)工程有機結(jié)合的觀點提出如下三點思路：

1）如前所述，地質(zhì)工程為主要研究地質(zhì)災(zāi)害防治與保護、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、特種巖土工程、巖體力學(xué)及巖體工程的一門學(xué)科。在地質(zhì)災(zāi)害防治與保護工程中，需采用各種不同的或結(jié)合采用各種復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害防治或治理措施，如常見的抗滑樁、擋土墻、預(yù)應(yīng)力錨索體系、格構(gòu)錨固、抗滑鍵、導(dǎo)流槽、攔截壩、防護網(wǎng)、預(yù)應(yīng)力錨桿、土釘墻等，上述地質(zhì)災(zāi)害防治或治理措施均可簡化為某種特殊類型的結(jié)構(gòu)，如抗滑樁可簡化為作用在地基上的彈性地基梁以進行結(jié)構(gòu)受力計算分析，又如預(yù)應(yīng)力框架式格構(gòu)錨固可簡化為作用在邊坡上的連續(xù)梁以進行結(jié)構(gòu)受力計算分析，再如防止落石、墜石所使用的柔性防護網(wǎng)可簡化為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)受力計算分析。

2）在結(jié)構(gòu)工程的地基與基礎(chǔ)工程中，如房屋建筑工程中的獨立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)，橋梁工程中的樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等，基礎(chǔ)與地基相互作用，其本質(zhì)即為結(jié)構(gòu)與巖土之間的相互作用效應(yīng)問題，即又可歸結(jié)至地質(zhì)工程專業(yè)中來，以地質(zhì)工程中的巖土工程與巖體工程來進行研究計算。

3）無論結(jié)構(gòu)工程還是地質(zhì)工程，都會涉及到巖質(zhì)、土質(zhì)等自然或工程材料，以及鋼筋、混凝土、預(yù)應(yīng)力等工程材料，其材料共性在于，材料在受力較小時發(fā)生線性變化，在受力較大時發(fā)生非線性變化、甚至可能發(fā)生開裂、屈服、破壞、失穩(wěn)等現(xiàn)象。

四、結(jié)語

結(jié)構(gòu)工程與地質(zhì)工程專業(yè)能夠有機結(jié)合在一起，重點應(yīng)解決結(jié)構(gòu)與巖土體之間的相互作用、荷載簡化、結(jié)構(gòu)計算模型簡化、結(jié)構(gòu)荷載簡化等問題，對地質(zhì)災(zāi)害防治措施結(jié)構(gòu)的受力計算分析可利用解析計算分析、數(shù)值模擬計算分析、室內(nèi)物理模擬試驗等方法予以解決。應(yīng)綜合采取上述三種方法驗證計算分析結(jié)果，并做相應(yīng)調(diào)整修正，最終得出最為理想、可靠的計算分析結(jié)果。

參考文獻：

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