岩土工程施工特点与结构工程的关系

张剑

1 岩土工程简述

岩土工程应用具体能追溯至古代，房屋建造、水渠以及修路等很多都要利用岩土工程。目前，由于社会工业化发展，厂房建设、矿山开采、地下水控制、原材料利用以及铁路修建等土木工程中都牵扯到岩土问题。而岩土作为一种重要的地基以及支承体，承载力以及变形问题必须重点考虑。

作为原料的岩土应用。大面积进行填方以及填海造陆时，岩土作为关键性填充材料起到了关键性作用。在其余方面，例如：路堤填筑、水利大坝，岩土就更属于就地取材的关键性原材料。而岩土材料选择以及质量控制属于工程出去变形以及稳定问题以外最需要重视的问题。

岩土地质灾害防治。岩土工程包含，场地挑选以及地基地震效应。其中泥石流、滑坡、崩塌以及岩溶等非常多地质灾害都能够对岩土工程产生严重影响，因此地质灾害防治便显得非常关键，与此同时地质防治必须针对地质条件类型以及地质演化的不同规律进行不同的施工设计。要清楚场地与地基地震效应属于岩土工程中的一部分。

上面所提到的各种工程，包括天然岩土与人工土，另外包含天然土的改良加固，通过注浆、加筋以及增强体设置等多种手段，可以提高岩土体的渗透与变形性能。总的来说，岩土工程涉及层次与范围是非常广的。岩土的改良、加固属于目前新兴的岩土工程技术，也属于岩土工程中的关键组成。

2 关于岩土工程的性质以及特点

岩土工程特点主要为，土的孔隙性以及岩石裂隙性。以下通过两个方面针对这两种特点进行论述。

2.1 岩石裂隙性

通常岩石都有长短不同、稀密程度以及宽窄不同的裂隙存在，这就是岩石与其余建材的不同的特点之一。裂隙的形成因素有很多，如岩浆收缩凝固而成的一种原生节理，沉积间断产生的一种层理，以及构造应力产生的一种构造节理，还有因为变质作用产生的一种劈理，这些因素使得岩石中形成了复杂多样的裂隙系统。并且这些裂隙的特点不同，有的光滑有的粗糙，有的弯曲有的平直，有些为产状规则，有些找不出任何规律。

其次，从物质力学角度来说，岩体力学参数、结构面力学参数以及岩石力学参数之间存在很大的不同。对于岩土工程勘察设计来说，其中的重难点就是搞明白结构面分布、产状与参数。地下水种类包含脉状的裂隙水，网状的裂隙水，层状的裂隙水以及洞穴水，而且岩体地下水是顺岩体裂隙以及洞穴进行流动。

2.2 土的孔隙性

借助土力学知识进行解释，土具备散体结构材料特点，其内部有孔隙存在。液固两相的被称作饱和土。而液固气三相被称作非饱和土。所以就出现了孔隙压力以及有效压力两种不同的压力。而孔隙压力还包含着孔隙的气压力以及孔隙的水压力。饱和土中孔隙的水压力发生增长和消散之时，一定条件下加荷速率的不同会产生不同的地基承载力，造成基础沉降速率不同的主要因素：由于渗透系数以及地层组合不同。超静水压力能产生挤土效应，桩就会被挤断，且逐渐上浮。地震之时，超静水压力能够使粉土以及砂土发生液化。非饱和土其孔隙的气压力会形成一定的基质吸力，这种吸力会伴随土含水量的增高而降低，因此极大程度上会被外界因素影响，稳定性很差。总的来说，孔隙压力属于岩土工程中必须严格进行控制的关键要点。

2.3 岩土工程的自然依赖性

岩土工程基于传统力学，属于土木工程中的一个关键分支，而且它是基于传统力学不断发展进步的，设计之时必须要全方位综合地质、地下条件、气象水文条件以及动态变化进行分析，必须要重视对其的调查研究工作。仅仅依靠力学计算满足不了解决现实问题的需求。对于岩土而言，不管是其结构或者是材料，都属于自然形成并没有受到人为的影响，自然也不会受到工程师的控制安排。所以，参数、条件以及信息的不确定性因素使得岩土工程存在自然依赖性。

3 岩土工程与结构工程之间的关系

所有学科都不能够独立存在，都会与其余学科存在交叉联系，岩土工程属于学科中的分支当然不会例外。岩土工程与很多学科都有紧密联系，并没有固有边界。例如：环境工程、地震工程、桥梁道路、隧道项目、水利工程、结构工程以及工程地质等等。以下主要对岩土工程和结构工程之间的关系展开论述。

（1）众多周知，结构工程与岩土工程之间存在非常密切的关系。例如，房屋结构与桥梁结构全都是在地基上进行建设的。地基稳定性与结构质量有直接关系。地基是否会出现严重变形，会对结构使用功能产生很大影响，其中的次生应力很有可能会使得结构超过预期限值。若是地基出现了问题，再想对地基进行补救是非常麻烦复杂的。因此，结构工程能否顺利进行必须要确保地基稳定性。

通常地基设计全都是工程师依照上部结构设计标准来统一完成，当面对复杂程度较高的地基之时，就要求工程师亲自参与设计。岩土工程师必须先掌握好结构形式、刚度、分布以及荷载，与此同时必须清楚地基变形的要求标准，这样才可以在开展地基勘察设计之时，真正设计出实用科学的图形来。

地基与结构属于一个整体，之间存在相互的影响作用。而地基变形就会使结构应力发生变化，结构荷载分布就会使地基出现变形。通常来说，我们可以依靠地基处理使得地基刚度与承载力增高，进而便于满足上部结构要求，同时还可以采取调整结构刚度的手段来满足地基变形要求，目前地基与上部结构之间的协同作用已经变成非常热门的话题。结构工程与岩土工程的总体关系为相互重叠，互相交叉，紧密相关。例如，结构延伸的桩基础便属于结构中最为关键的构成要素，但是桩基承载力和变形主要是由岩土决定的，和岩土之间的关系非常密切。对于结构工程师与岩土工程师来说，虽然有着不同的分工以及不同的侧重点，然而也会有非常多的合作与配合。因此，作为结构工程师必须掌握好岩土知识，作为岩土工程师也必须同时掌握结构知识，而且岩土工程师与结构工程师之间的配合是极为关键的。通常情况下，是以结构工程师为主导，对整体框架负责，岩土工程师任务主要是结构比较复杂以及相对偏重于岩土工程上的任务。

（2）我们都了解，岩土工程本质上属于一项工程技术，进一步说属于一门应用类科学。工程地质学属于地质学中的分支，土木工程需求促进了工程地质学的出现。对于学科领域与实际问题来说，两者的偏重是存在差异。同时两者也存在非常密切的联系。工程地质在一定程度上属于岩土工程的重要基础，而岩土工程在一定程度上属于工程地质的一种延伸。其中岩土材料的结构性能，是历经漫长岁月以及复杂地质作用而自然形成的。很多岩土问题，仅仅能依照地质变化规律进行推测，并不能单纯人为判定。

4 结束语

岩土工程属于多学科渗透交叉的一门学科，而结构工程学科是岩土工程的理论基础。所以准确区分结构工程与岩土工程的技术知识是为满足岩土工程生产施工的具体需求。技术人员必须将实践作为基础，不断地完善自身知识以及体系结构，推动岩土工程建设工作不断发展。必须要积极寻找岩土工程与结构工程之间的关系，从而更好利用岩土工程来为建设工程服务。

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