岩土工程检查和监测

岩土工程检测和监测的主要任务有两个:一是控制岩土工程的施工质量；二是了解土工施工的效果，为进一步利用岩土体提供依据。岩土工程勘察阶段的岩土工程测试与试验测试既有相似之处，又有明显的区别。相似之处在于两者都需要通过实验测试来定量了解工程岩土的工程特性；不同的是，前者的试验对象是处理加固前的岩土，旨在为岩土工程设计提供依据，而后者的试验对象是处理加固后的岩土，旨在控制岩土工程施工质量，检验施工处理效果。从二者的相似性可以知道，岩土工程检测中的许多试验方法与岩土工程勘察中的试验方法是相同的。例如，岩土体原位静载试验不仅是岩土工程勘察中检验地基土层承载力的重要试验方法之一，也是岩土工程检测中检验和处理加筋复合地基和桩基的重要手段。但是，处理加固后的工程岩土与处理加固前的岩土相比，会发生很大的变化。经过处理和加固后，往往会在原有的天然岩土基质中加入一些人工材料和功能成分。例如，在洞室围岩支护中，可以采用锚索加固围岩，也可以采用混凝土衬砌进行支护。此时岩土工程检测要检测锚索对围岩的锚固力是否能满足设计要求，还要检测混凝土衬砌质量是否能满足设计要求。再比如，当由于地基土不能满足上部结构对地基变形或承载力的要求而采用桩基时，必须在岩土工程检测中对桩基的承载力和完整性进行检测，以确保桩基能达到设计功能。可见，岩土工程检测中的试验往往需要延伸到工程岩土体之外。

除岩土工程勘察中的常规试验外，岩土工程勘察中经常进行的监测试验工作主要有桩基检测、地基变形观测、边坡变形监测和地下洞室围岩观测。

一、桩基检测

随着城市建设规模的日益扩大，利用桩基础来提高地基土的承载力已成为一种常见的工程方案。桩基检测的主要内容包括两个方面:桩的承载力和桩的完整性。护坡桩和抗滑桩的水平阻力测试是必须的，有时还需要测试桩的抗拔力。但是，大量的试验主要是作为桩基在上部结构荷载作用下的竖向承载力进行的。

桩基检测的主要方法有钻孔取芯、静载试验、高应变动力试验、低应变动力试验和声波透射试验。静载试验是工程地质检测中的常规手段之一，也是检测桩基承载力最直接、最可靠的方法。但载荷试验法费用高，耗时长，且只能进行少量取样。虽然近年来出现了新的奥斯特伯格试桩法，但仍然受到成本的限制，难以达到理想的检出率。因此，便捷的桩基动测技术在工程检测中得到了推广应用。现代桩基动测技术是在波动理论的基础上发展起来的。20世纪30年代，D.V.Isaacs首先提出了一维波动方程来描述桩顶受到桩锤冲击后的波沿桩的传播。1960年，E.N.Smith发表了著名论文《打桩分析的波动方程法》，使波动方程分析法进入实用阶段。1972年，湖南大学周广龙教授提出了桩基动测的动力参数法，推动了我国桩基动测方法的研究。动测法不仅可以检测桩基的承载力，还可以检测桩身的完整性，克服了载荷试验只能检测桩基承载力的局限性。在高应变动力测试中，用自由落锤(锤重应大于单桩极限承载力的1%)冲击桩顶，在桩内产生沿桩长方向传播的应力波。通过加速度传感器和力传感器测量桩顶附近桩截面上的质点振动加速度和应力，然后通过波动方程分析和拟合得到桩各截面的轴力和桩侧摩阻力。在低应变动力测试中，使用便携式手锤在桩头激发波动，根据布置在桩顶的传感器测得的桩基振动和波动信号，计算桩基的承载力，判断桩身的完整性。声波透射法是检测大直径桩基质量的常用方法。声波测试前，根据桩截面尺寸对称埋设2 ~ 6根钢管，并保证钢管相互平行。测试时，发射探头在管内一定深度处发射超声波，接收探头接收对称钢管内相同深度处的穿透波信号，从而测得桩材的声速。根据声速的大小和变化，可以判断桩的质量。

二、地基变形和边坡变形观测

变形观测的主要任务是定期对设置在测量目标上的观测点进行反复观测，以获得观测点的点位或高程随时间的变化情况，为评价岩土工程的施工质量、了解地基和边坡的稳定性以及设计参数的合理性提供技术依据。

地基变形观测主要包括基坑回弹观测、基坑侧向变形和开挖对邻近建筑物影响的观测、建筑物沉降和位移观测、场地沉降观测。地基变形的观测主要有以下意义:一是估算地基可能的再压缩变形，以改进地基设计；二是估算基坑开挖卸荷对邻近建筑物的影响，以便及时采取保护措施；三是检验支护结构的稳定性，确保工程施工安全；第四，通过地基变形观测积累工程经验，为地基长期变形的反分析提供依据。

边坡变形观测包括地表变形监测、钻孔变形监测和边坡岩土声发射监测。其中，钻孔变形的监测项目主要有沉降、倾斜、偏斜、地下水位或渗压等。边坡变形观测的主要目的是及时掌握边坡的稳定状态，为预测边坡稳定性的发展趋势和制定边坡岩土体的处理方案提供依据。

三。地下洞室围岩观测

地下洞室开挖前，岩体处于应力平衡状态。洞室的开挖破坏了原有的应力平衡状态，随着围岩变形的发展，应力重新分布。实践表明，利用地下洞室围岩观测提供的信息，及时调整施工方案和加固措施，预测险情，是一种有效的方法和途径，也是所谓新奥法的特点。近年来，基于信息和计算机技术的发展，有人提出了智能岩土工程的新思路，应该说是NATM的进一步发展。地下洞室围岩观测主要包括地下洞室围岩收敛观测、钻孔岩体轴向位移和侧向位移观测、锚杆应力观测、岩体锚杆荷载观测和地下水渗压观测。