關于目前巖土工程設計咨詢的淺顯認識

一．巖土工程的“不確定性”

巖土工程涉及到建構筑物的結構、基礎工程的地基土體（巖體）及周圍環境。巖土工程很多因素難以預知，僅僅通過地質堪察了解巖土的結構及其它地質條件，是不可能徹底搞清楚的，但目前的設計階段往往都是基于這些地質勘察資料進行了，因此難免在施工中會遇到不相符的地質情況，如遇到未探明的不良地質（障礙物、流沙、暗涌、溶洞或舊的基礎等）情況。

對某土層或巖體取樣進行試驗測定巖土的參數，是不可能獲得參數的真值或說是確切值；但這些試驗測定值又是僅有的可用于設計具體參考的數據，因此，參數如能真實的反映了地質情況，那么基于此的設計也就如“中彩”般的不用變更了。

巖土工程問題的復雜性以及資料不足，又使得在設計過程中做出某些必要的簡化與假定，以至于在很多情況下分析結果與實際結果不符。

“我們看起來知道的事情也許并不知道！”---面對具有不確定性的巖土工程，工程師最好記住的警言。

總結不確定性，可分為：巖土工程參數不確定性，巖土模型不確定性、人為因素的不確定性。對這幾種不確定性的認識：

（1）參數不確定性，即是輸入參數，如強度或可壓縮性的參數空間變異性和離散性，還有參數的數據缺失等。這些參數具有空間和時間上的變異性。但在巖土設計中恰恰略去了參數的時空變化的因素，因此也就無法確切的得到這些參數的真值。

（2）模型不確定性

模型是原型的簡化，僅反映原型的主要特征，而略去次要特征，但往往是這些簡化是利弊并存的；對各種問題其分析模型并不是唯一的，模型的不確定性由此而來，并在巖土工程實踐中發展起來，因此模型是理論化的結果，但要實踐來檢驗并不斷修正。

（3）人為的不確定性

人作為巖土工程設計的主體，所采用的分析模型是以來與對工程實用性和復雜程度的認識上，這是與人的認識水平和分析能力直接相關的。

巖土工程設計發展趨勢是越來越多的考慮實際結構的特點和性能，這就必然要求巖土工程使用越來越復雜的模型。而對于實際問題，模型本身就是不確定性的主要根源，所以假如沒有找到不確定性的主要根源，再精確的計算都毫無意義。

二．市場經濟推力下的“安全系數”

工程咨詢作為獨立第三方的角色，在市場經濟的環境中日漸成熟。巖土工程設計咨詢的業務范圍也日益寬泛，以設計優化咨詢業務為例，其在當下發展中的問題也著實讓人憂慮。

在巖土工程設計中，安全系數是一個非常重要的概念，而且采用多大的安全系數往往成為問題的關鍵。就兩種不同的設計方法而言，安全系數相同，其安全程度并不相同。而設計優化咨詢單位往往是依據委托方要求對原設計方案的“安全系數”大膽優化，如：隧道襯砌管片由450mm優化到350mm；圍護地墻由800mm優化到600mm；混凝土支撐的斷面由豎長型優化成扁平型……如此優化，依據的是工程經驗、委托方的“節約”要求、設計方案的“過大的”安全系數。誠然每個設計方案都可能存在優化的空間，但是否設計咨詢方大膽裁定就真是“優化”了呢？從市場經濟的合同角度，設計咨詢方為自己的方案負責承擔風險，同時獲得相應的風險利潤，是合理的；但從巖土工程設計的法律責任角度，對設計方案的優化要征得原設計單位的同意，這樣就關乎到“設計優化咨詢”業務能否如此“大膽優化”的開展？

因此，“安全系數優化”是值得深思的問題。

三．動態設計與施工

基于巖土工程的“不確定性”特點，基于設計方案的不唯“安全系數”作定論的現狀，動態的設計與施工使巖土工程具有彈性，使整個巖土工程具有可改變的余地。但動態設計與施工是不同于違法的“邊設計邊施工”思路；巖土工程“動態設計與施工”的咨詢服務也會更能體現其價值。

由于在施工之前的初步設計階段存在各種不確定性，可能在施工過程中發生當初沒有預料到的事情，遇到這種情況必須修改原來的設計與施工方案。實際施工過程中進行現場監測以便估計施工現場的安全性并用判斷是否要修改先期設計。

動態設計與施工本身就是根據不斷獲得的信息來消除設計與施工方面的不確定性。要求巖土設計咨詢的工程師積極發揮工程知識與工程經驗相結合的思路開展咨詢服務。巖土工程師們也一致認識到，要想用唯一的方法處理各種各樣的不確定性是不可能的。

感謝中國巖土網提供的交流平臺，希望與各位巖土人共同成長進步！