论结构工程与地质工程如何有机结合

李福成

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　　摘要：结构工程为主要研究高层与大跨结构设计理论和方法、建筑项目施工管理与工程监理、结构抗风行为、结构安全性与耐久性的一门学科;地质工程为主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程的一门学科。按照传统思维，结构工程与地质工程为两类不同专业，无法有机结合在一起，且研究对象、研究目的、研究方法及社会应用价值都大相径庭。本文首先介绍结构工程专业，其次介绍地质工程专业，然后就结构工程与地质工程专业结合提出思路与看法，最后得出相关结论。 
　　关键词：结构工程;地质工程;专业研究;地质灾害;防灾措施 
　　一、结构工程概述 
　　结构工程为主要研究高层与大跨结构设计理论和方法、建筑项目施工管理与工程监理、结构抗风行为、结构安全性与耐久性的一门学科。结构工程主要包括有工业与民用建筑工程、桥梁与隧道工程、轨道交通工程、特殊专业塔式工程等。广义的结构工程研究对象是指地球表面或浅表地壳内的一切人工构筑物。狭义的结构工程则主要包括工业与民用建筑。结构工程主要包括： 
　　1）砌筑工程：砌筑工程是指普通黏土砖、硅酸盐类砖、石块和各种砌块的施工。砌筑工程是一个综合的施工过程，它包括砂浆制备、材料运输、脚手架搭设和墙体砌筑等。 
　　2）钢筋混凝土工程：钢筋混凝土结构工程是土水建筑工程施工占主导地位的施工内容，无论是在人力、物力消耗方面，还是对工期的影响上都有非常重要的作用。钢筋混凝土结构工程包括现浇混凝土结构施工，和预制装配式混凝土构件的工厂化施工两个方面。现浇混凝土结构的整体性好，抗震能力强。钢材消耗少，特别是近些年来一些新型工具式模板和施工机械的出现，使混凝土结构工程现浇施工得到迅速发展。尤其是我国的高层建筑大多数为现浇混凝土结构，高层建筑的发展也促进了钢筋混凝土施工技术的提高。钢筋混凝土结构工程施工包括钢筋、模板和混凝土等主要分项工程。 
　　3）结构吊装工程：结构吊装工程就是用起重机械将在现场（或预制厂）制作的钢构件或混凝土构件，按照设计图的要求，安装成一幢建筑物或构筑物。装配式结构施工中，结构吊装工程是主要工序，它苴接影响整个工程的施工进度、劳动生产率、工程质量、施工安全和工程成本。 
　　二、地质工程概述 
　　地质工程领域是以自然科学和地球科学为理论基础，以地质调查、矿产资源的普查与勘探、重大工程的地质结构与地质背景涉及的工程问题为主要对象，以地质学、地球物理和地球化学技术、数学地质方法、遥感技术、测试技术、计算机技术等为手段，为国民经济建设服务的先导性工程领域。地质工程为主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程的一门学科。地质灾害主要包括有山体滑坡、泥石流、崩塌、碎屑流、堰塞湖、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等;岩土工程及岩体工程主要包括有路基、建筑边坡、桥台边坡、隧道工程、水利水电工程等。地质工程领域适用的行业包括：地质调查，油气及固体矿产资源的普查勘探与评价，大型工矿企业和水利水电建设，公路和铁道建设，工程地质，水文地质，地质环境及地质灾害的调查，勘察及监测等。地质工程领域覆盖的范围包括：地质调查技术和方法与矿产资源勘查与评价，区域矿产基地及矿产远景区预测与评价，矿区与矿床的勘探、开发与评价，地质工程领域建设、勘查评价项目可行性研究与决策，地质勘探的新技术与新方法，水文地质、工程地质、环境地质、地质灾害的预测、评价、监测与保护，地质结构、地质环境、地质过程及地质灾害研究中的计算机应用，地质工程实施过程中的质量检测及新方法、新技术的设计、开发、应用，地质资源与地质工程行业的工程管理。随着地质工程行业竞争的不断加剧，大型地质工程企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内优秀的地质工程生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的地质工程品牌迅速崛起，逐渐成为地质工程行业中的翘楚。现阶段中国地质工程具有以下几个发展趋势： 
　　1）从广度和深度拓宽地质工程领域，进一步发展和完善其学科体系; 
　　2）在积极引进吸收和推广应用世界工程地质学及相关学科先进理论的同时，紧密结合经济建设实际，大力加强理论研究，不断提高理论水平; 
　　3）在地质工程理论和应用研究中，以定性研究为基础，加强定量研究，把定性研究与定量研究有机地结合起来; 
　　4）加强工程地质勘察方法手段和规范规程的研究，努力实现工程地质勘察的标准化和现代化; 
　　5）与有关学科相互渗透和联合发展，多学科、多专业、多手段综合研究和联合攻关，开展国内外科技交流与合作。 
　　三、结构工程与地质工程有机结合 
　　由于结构工程主要研究高层与大跨结构设计理论和方法、建筑项目施工管理与工程监理、结构抗风行为、结构安全性与耐久性。按照传统思维;地质工程主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程，结构工程与地质工程为两类不同专业，无法有机结合在一起，且研究对象、研究目的、研究方法及社会应用价值都大相径庭。然而笔者认为结构工程与地质工程能够有机地结合在一起，且掌握好结构工程专业后，利用岩土工程学所学知识将结构工程专业应用于地质工程专业中，大有用武之地。现就结构工程与地质工程有机结合的观点提出如下三点思路： 

　　1）如前所述，地质工程为主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程的一门学科。在地质灾害防治与保护工程中，需采用各种不同的或结合采用各种复合型地质灾害防治或治理措施，如常见的抗滑桩、挡土墙、预应力锚索体系、格构锚固、抗滑键、导流槽、拦截坝、防护网、预应力锚杆、土钉墙等，上述地质灾害防治或治理措施均可简化为某种特殊类型的结构，如抗滑桩可简化为作用在地基上的弹性地基梁以进行结构受力计算分析，又如预应力框架式格构锚固可简化为作用在边坡上的连续梁以进行结构受力计算分析，再如防止落石、坠石所使用的柔性防护网可简化为网壳结构进行结构受力计算分析。 
　　2）在结构工程的地基与基础工程中，如房屋建筑工程中的独立基础、筏板基础，桥梁工程中的桩基础、沉井基础等，基础与地基相互作用，其本质即为结构与岩土之间的相互作用效应问题，即又可归结至地质工程专业中来，以地质工程中的岩土工程与岩体工程来进行研究计算。 
　　3）无论结构工程还是地质工程，都会涉及到岩质、土质等自然或工程材料，以及钢筋、混凝土、预应力等工程材料，其材料共性在于，材料在受力较小时发生线性变化，在受力较大时发生非线性变化、甚至可能发生开裂、屈服、破坏、失稳等现象。 
　　四、结语 
　　结构工程与地质工程专业能够有机结合在一起，重点应解决结构与岩土体之间的相互作用、荷载简化、结构计算模型简化、结构荷载简化等问题，对地质灾害防治措施结构的受力计算分析可利用解析计算分析、数值模拟计算分析、室内物理模拟试验等方法予以解決。应综合采取上述三种方法验证计算分析结果，并做相应调整修正，最终得出最为理想、可靠的计算分析结果。 
　　参考文献： 
　　[1]李强. 浅析高层建筑结构施工特点和施工技术[J]. 环球市场，2016（16）：252-252. 
　　[2]袁向荣. 结构工程施工虚实结合技术研究的依据和意义[J]. 广州建筑，2014（6）：3-10.