上世纪80年代在国内工程勘察行业中推行的岩土工程体制,使我国基于苏联体制建立的"工程勘察行业"获得了显著的发展,实现了与国际同行的初步对接,工程勘察工作者为社会提供了更加广泛、深入的专业技术服务。进入21世纪以来,以科学发展观为指导的城乡建设和产业发展对勘察设计行业提出了新的需求和更高的要求,工程设计领域已经在"绿色建筑"和低碳结构工程体系方面开始初步探索,相比之下,在不可或缺的岩土工程领域如何建立适合我国国情的可持续发展管理体系目前基本上是空白。本文基于对国际同行的发展轨迹和国内外相关研究与实践的综合分析,对在我国社会可持续发展中建立、健全一个"可持续岩土工程"系统和重要使命提出分析和初步建议。
1我国传统“工程勘察行业”的发展轨迹
“岩土工程”(geotechnicalengineering)是上世纪70年代以来首先在西方国家发展起来的土木工程的一个重要分支。我国原国家建委建工总局于1980年以建工设字363号文转发《关于改革现行工程地质勘察体制为岩土工程体制的建议》，开始推行岩土工程体制。30余年来，传统的工程勘察行业在取得明显的业务发展和技术进步的同时，创造了辉煌的工程业绩。截至目前，全国各类工程勘察单位约4000家，其中具有资质的独立工程勘察单位约1700家，从业人员14万人，合同收入近400亿元，具有注册土木工程师(岩土)近9000人，并于2009年起开始正式实施执业。值得注意的行业服务能力发展及存在的问题如下。
1.1以岩土工程为导向的“工程勘察行业”为社会提供了更加广泛的服务
在国际通行的概念上，狭义的“工程勘察”是岩土工程的一项基础性工作，岩土工程则是土木工程的一个重要分支。在实施岩土工程体制之前，工程勘察工作基本上局限于“钻探—试验—提供资料”，即所谓的“只看病，不开方”［1］。上世纪80年代，在对欧美发达国家工作体系进行调研的基础上，由原建设部主导，按照“一业为主、两头延伸”的发展路线，在基于苏联体制建立的“工程勘察行业”内推行“岩土工程体制”，使我国的工程勘察行业获得了显著的发展，实现了与国际同行的基本对接。如今，我国的工程勘察工作者为社会提供了更加广泛、深入的专业技术服务，从单一的工程地质、水文地质资料的提供者转变成为智力服务的提供者、建造方案的实施者和建设项目专业的质量管理者等，服务延伸到建设工程的多个环节，包括工程设计与地基施工方案的决策、专项问题的技术顾问、地下工程的质量检验监测和基础工程建造等，在公共安全和投资效益等方面为社会创造了十分可观的新价值。
1.2科技进步使我国工程勘察在解决复杂岩土工程问题方面达到了国际高水平
改革开放30年来，通过行业骨干单位的持续科技研发和技术引进、消化和集成，我国工程勘察行业在勘测试验装备方面获得了积极的发展，面向复杂岩土工程问题的数值分析方法和基于GIS平台、数据库技术的信息化建设也取得了长足的进步，在上世纪90年代中期就明确提出了CAGE(计算机辅助岩土工程，Computer-AidedGeotechnicalEngineering)的理念［2］。
以我国建设工程的快速增长为平台，以行业科技进步为支撑，我国工程勘察工作者扎扎实实地深入解决了大量复杂岩土工程难题，确保了举世瞩目的一批重大建设项目的成功［3］，其中很多均达到了国际领先或国际先进的技术水平，为中国的岩土工程界树立了良好的国际品牌形象，赢得了国际同行的高度尊重。
事实证明，在我国推行岩土工程体制的过程中仍存在着一些问题和认识上的误区，例如:一是在审批单位市场资质相关人员资格条件时，明文规定将岩土工程专业排除在地质勘查资质的相关专业之外，这种为局部利益制造的人为障碍与20年前台湾地区注册土木工程师与注册地质工程师的工程勘察权之争十分相似，在国际业界是不可思议的，负面影响很大;二是将“做岩土工程”狭义地表达甚至宣传为地基处理、基坑支护等建造活动，明显偏离了以专业智力服务为中心的岩土工程理念。
2岩土工程领域近十余年在节能减排方面的探索与问题
在过去的十几年中，我国有关专业科技人员在岩土工程领域做出了积极和有益的新探索，取得了一定的成绩，也存在一些问题，主要表现为以下三个方面。
2.1清洁可再生能源开发利用
因建设部关于发展“节能省地型住宅和公用建筑”及相关政府部门的政策导向，地源热泵产业发展迅速，业内预计2011年地源热泵市场规模将同比2010年增长将近1倍，销售达到60亿元人民币，2011年至2015年国内中央空调行业整体销售额将保持每年20%～30%的增长率，其中地源热泵产品的总销售额年增长率将有望保持在40%～50%的水平，步入持续增长的“黄金五年”。随着产业的发展，部分本土化的技术标准开始陆续出台，如关于地源热泵供热空调和系统工程设计验收标准(国家标准、四川省与天津市等地方标准)，相关的专项工程勘察技术标准正在编制中。
工程场地的水文地质特性和岩土的热物性等具有很强的地域性，已有单位对这些条件及其变化等开展了扎实的基础研究，其成果在确保系统技术、经济质量方面发挥了或即将发挥十分关键的作用［4］，地源热泵系统涉及资源勘查评价、地下换热、建筑物内供热制冷系统、自动控制、热泵系统集成等诸方面的配套技术，是多学科紧密联系、协调配合的应用技术，因此，勘察、设计、系统施工和运行管理都成为影响地源热泵技术应用质量和水平的重要环节。
在这一领域的发展中，目前还存在一些问题，应该加以足够的重视:
(1)产业发展在以设备供应商为主导或先导推动后，对系统质量至关重要的水文地质、岩土工程专业作用仍未得到有效的重视;
(2)有些工程的专项勘察和测试分析不到位或不充分，对土水参数的把握存在偏差，造成系统设计出现问题，直接影响系统效率和使用寿命;(3)地源热泵技术的适用性与地区气候环境、岩土条件、地下水资源规划管理和具体用地条件等密切相关，对这些条件的考虑并不都是全面地依靠多专业专家团队决策的;
(4)部分建筑开发商为降低成本进行压价，重施工(占造价比重大)、轻勘测设计，系统安装承包商“被迫”采用减少地埋管数量等方式，降低工程造价，势必对系统的质量和耐久性构成直接的危害，人为折减系统的使用寿命;
(5)不适用技术仍在使用，如单孔抽灌技术，不能保证系统的高效可持续性。低水平、低质量的施工技术不能保证抽水—回灌井的质量，不能保证100%回灌。
此外，作为一个需要多专业协作配合的新兴专业工作，目前在行政许可上简单地通过现行的暖通设计资质进行管理，并不能有效保证质量控制，对实施也造成了不便。
2.2环境岩土工程
在西方发达国家，环境岩土工程起源于岩土工程，是岩土工程专业充分发挥核心专长、补充相关专业人员知识结构基础上蓬勃发展起来的一个重要学科分支。美国土木工程师学会从1983年1月起将相关的专业刊物《土力学及基础工程学报》更名为《岩土工程学报》，于1997年1月再次更名为《岩土工程及环境岩土工程学报》，明确了服务更加宽广的岩土工程方向，肯定了环境岩土工程的专业分支地位。第一届国际环境岩土工程学术会议于1986年在美国宾夕法尼亚召开。自第4届开始，该学术会议的名称变更为“国际环境岩土工程与全球可持续发展学术会议”，进一步明确并强调了环境岩土工程这一岩土工程的学科分支与全球可持续发展之间的紧密关系。
由于社会发展对解决与岩土环境相关问题的新需求增长很快、涉及问题十分庞杂，“环境岩土工程”在国际上尚无完全统一的定义，甚至存在着研究和工作范畴基本相同、在区域和国际会议上同时使用几个不同的术语，如geoenvironmentalengineering、environmentalgeotechnics和environmentalgeotechnology等。我国著名岩土工程专家、浙江大学教授龚晓南院士在其《21世纪岩土工程发展展望》一文中指出，“环境岩土工程是岩土工程与环境科学密切结合的一门新学科。它主要应用岩土工程的观点、技术和方法为治理和保护环境服务”［5］，是对其特性、服务目的和基本方法的一个简明界定。在这一基本理念的基础上，在我国工程勘察行业和岩土工程领域陆续开展了一些研究和技术服务工作，代表性的有垃圾填埋场的选址勘察评价、场区环境土水污染情况监测，垃圾堆填体压缩变形特性研究，采用岩土工程治理方法处理污染渗漏，以及采用岩土工程的地下水控制方法解决垃圾堆填体高水位失稳问题［6］等。这个领域目前面对的情况是:一是工作对象和问题复杂(如固体废弃物等各种垃圾与天然形成的岩土体差别很大);二是技术法规和标准存在很大的空白，但已开展一些基础性的工作，如国标《垃圾处理场工程地质勘察规程》编制已进入最后阶段，北京开展了“北京市非正规垃圾填埋场勘察和风险评价项目”［7］对非正规垃圾填埋场的垃圾污染物对地下水污染及其运移规律进行了研究，并首次提出了涉及该类设施治理成本的量化风险评价标准;三是目前国家政策推动力度不够大。此外，为发掘新的城市建设用地，部分工程勘察单位近年开展“棕色场区”(Brownfield，即城市关停、废弃的工厂或商业设施污染场地)再利用的土壤和地下水修复技术研究，并参与到相关的修复工程中［8］。
2.3地下水等自然资源的保护
在从生命安全角度保护地质环境、防治潜在地质灾害的同时，部分工程勘察单位和地方政府在地下水资源及其环境保护方面开展了积极的探索。如在上海国际环球金融中心的建设中，针对地层组合和基坑围护的特点，采用“按需降水”的理念对地下水的施工控制进行指导，既科学减少了地下水环境的变化和建造成本，又降低了地下水变化对建成环境产生的风险［9］。为保护北京地区的地下水环境和地下水资源，北京市于2007年发布《北京市建设工程施工降水管理办法》，对施工降水方案进行管理控制。其后，基于北京市规划委员会、北勘公司专项研究的《北京地区城市建设工程地下水控制技术导则》于2010年出台，该导则根据北京市内不同地区的水文地质等环境条件，对地下水控制原则和具体技术方案选择进行了科学细化［10］。这方面的工作目前所面临的最主要问题是强制性法规尚未完全配套到位，因此建设单位为降低成本，想方设法要求岩土工程施工承包单位采取成本较低的管井抽排方案，未自觉地将资源、环境的保护置于重要的位置。
3“可持续岩土工程”的新使命及其实现问题
如前所述，我国传统“工程勘察”行业向“岩土工程”模式转化不仅为我国的社会发展做出了重要的贡献，而且大大促进了“工程勘察行业”的科技进步和市场服务拓展。从专业服务种类和智力服务特性看，以狭义的“工程勘察”冠名的这个“行业”显然已经不合时宜，取而代之的应该是一个为社会可持续发展提供全过程的综合智力服务的岩土工程行业。从专业核心特长和国际同行的实践与贡献看，基于核心专长、能够在环境岩土工程领域提供丰富服务并不断深化和提升核心技术能力的岩土工程专业板块的发展，无疑是合乎社会的科学发展需要的。
在国际上，岩土工程在社会可持续发展中的服务和面对的问题已受到日益广泛的关注和高度的重视。2008年美国土木工程学会主办的岩土工程大会的主题即为“岩土环境中的可持续性挑战”(TheChallengeofSustainabilityintheGeoenvironment)，会议创造了Geosustainability一词，用于会议论文集的书名［11］。2010年11月，由国际土力学及岩土工程学会主办的第6届环境岩土工程国际会议的主题为“致力于可持续发展的环境岩土工程”(EnvironmentalGeotechnicsforSustainableDevelopment)，该届大会交流研讨设置的8个专题可视为当今环境岩土工程服务所覆盖的主要工作对象，也就是岩土工程在可持续发展中的新使命所在:(1)城市固体废弃物与有害废弃物垃圾填埋场;(2)泥浆池;(3)受污染土地、地下水和废弃的垃圾填埋场;(4)土工复合材料与新材料;(5)可持续性、专业实践与相关教育;(6)地质灾害、灾害防治与管理;(7)检测、监测与实施成效评估;(8)物理与数值模拟研究［12］。
因此，与我国社会科学发展的新需求相比，与先行了近20多年的国际同行们所做的科学研究工作和工程实践相比，我们仍旧存在着一定的差距，主要体现在:(1)点上的工作多，基础性的体系(包括法规、标准)研究和建设工作相对滞后;(2)对照社会科学发展的新需求，存在着认识差距和工作空白;(3)受到条块分割的管理制约。然而，岩土工程作为土木工程的一个重要分支，对其可持续性方面评价中的不确定因素比以人造建材为主的结构工程专业更多、所需考虑的因素更为复杂。这主要是受复杂的工程地质条件、水文地质条件及其随地区、时间等动态变化(例如地下水条件)的影响，因此岩土工程领域的可持续性分析与评价有其特殊性。尽管如此，从基本理念、现状问题到体系建立上进行梳理和思考，对行业、专业加快全面满足社会科学发展的新需求是十分迫切和非常重要的。
3.1岩土工程在可持续发展中若干重点任务和问题
围绕可持续发展的概念已出现许多评价工程可持续性的方法，一般都是基于1994年英国JohnElkington提出的“三支柱模型”(ThreePillarModel，见图1)，或称为“三底线模型”(TripleBottomLineModel)。该模型最初应用于经济领域评价企业的可持续性发展，以后在各领域被拓展、具体化，成为各个能够直接应用于工程评价的工具。为了强调自然资源的重要性，在后来提出的很多评价模型中，都将自然资源从“环境”要素中独立出来，使评估指标分为经济、环境、社会、资源共4个部分，其主要原因是，自然资源的消耗可看作一种影响可持续性的原因，而对环境影响则是使用自然资源可能产生的结果。
在未来5～10年的岩土工程领域，结合我国特点和国际经验，以下几方面的发展将是十分重要的，整个工程勘察设计行业和相关政府、学会对相关工作和问题应给予高度的关注:
(1)地下资源的综合利用将成为可持续岩土工程的重要任务。国内目前绝大多数的岩土工程专业产品和服务还停留在“满足最基本的公共安全前提下努力确保经济性”的层面高度，虽与可持续发展三支柱中的“经济”支柱相关，但相对还是孤立的，这当然与现行法规和技术标准密切相关。鉴于岩土工程专业工作对象的特殊性(其主要体现在大部分地下资源的不可再生性)，着眼于21世纪我国建设工程的发展方向(高密度复杂建成环境和地下空间开发利用项目难以承受的巨大的恢复、重建成本和岩土环境失衡可能引发的严重次生灾害)，地下资源要素应加快成为评价可持续岩土工程工作质量的重要评价标准之一，并被纳入政府关于建设项目的审批内容。岩土工程工作者所提供的专业解决方案应在确保岩土环境安全的前提下，不断提高对地下空间、地下水、地温能的科学利用以及本地岩土材料和既有地下工程结构等资源的科学开发和重复利用问题的综合考虑水平(见图2，该图在文献［13］基础上进一步考虑了既有地下结构等资源)。
(2)低碳化发展和自然环境与资源保护对岩土工程提出了更高的新要求。首先从前瞻的角度，毫无疑问，应当对岩土工程治理(如边坡支护和地基处理)和工程勘察过程中的泥浆排放以及所需建材、设备运输过程中的能源消耗和对地下水、空气的污染逐步细化控制，但同样重要甚至更为重要和具有挑战性的任务有:
1)通过深入研究，创新性地提出更加低碳的地基基础、岩土工程治理方案———这样的技术方案能够更少地消耗相关建材从生产到建造安装甚至使用期的隐含能(embodiedenergy)［14］，从而为实现减少碳排放和不合理消耗自然资源做出贡献(见图3)。在这个方面，国内外均有过一些积极的尝试，如:国内采用建筑垃圾的夯扩桩(载体桩)作为一种地基方案［15］;国内外尝试使用废旧轮胎(片状碎块尺寸10～50mm)替代碎石、砂砾等材料作排水桩，来抑制地层的液化变形［16］。
2)从城市规划到项目设计，都应注意避免新建工程引发的岩土环境污染问题，相关工作应与区域性的工程地质、水文地质条件和地下水的动态变化规律等关键性背景资料紧密结合，以做出科学的决策［17］。
3)应将既有建筑(工程)地基、基础的重复利用作为低碳建设工程方案的一个有机组成部分加以考虑和研究，如既有建筑经压密的地基承载能力的深入发掘和基础结构的再利用。在此方面，欧洲(如英国、德国)已经给予高度的重视，如德国建于20世纪60年代的威斯巴登前黑森州议会大厅改建新楼，在详细勘测、检验、分析的基础上，利用了既有81根桩中的64根，新施工基桩73根，已有基础的再利用率达到了47%，节省了大量的原材料［18］。
其次，应立足现实、着眼长远，针对国内市场现状问题和发展要求，深化管理和研究，进一步发掘和创造地基基础工程的低碳价值:
1)应大力提高工程勘察的质量、水平、职业道德和市场管控效能，加强方案的专业把关，以减少地基方案建议错误导致的高隐含能地基基础方案。很显然，低水平、低质量和缺乏职业道德的工程勘察成果至少在两个方面导致了相对高碳方案的实施:一是设计单位不放心勘察质量(包括劳务分包造假)，盲目地加大地基基础设计中的安全系数(从概念讲并非加大安全系数就能够规避不安全问题);二是出于后期承接岩土工程治理以“挣大钱”为目的，将良好的地基条件“改为”差的地基条件并建议不合理的地基处理方案。
应继续深入开展专项研究，发展针对新问题的工程分析技术，尽快满足日益复杂的城市地上—地下建成环境中的新建、改扩建工程与岩土环境的相互影响问题的分析需要，提供创新解决方案，保证城市的安全运营、规避人为和自然灾害。在建筑地基基础工程方面，在确保安全的前提下，应尽可能地采用天然地基方案、变形协调的布桩方案，以减少不合理的地基基础方案对混凝土、钢材等建材的消耗，从而减少相关的隐含能耗(需求)。
3)应积极鼓励和多方支持深入开展非饱和土、垃圾堆填体等的专项试验研究和监测技术研究开发，其成果可提高岩土结构承载性能、深入把握MSW变形和污染迁移规律，为减少建造活动的隐含能、提高垃圾填埋容量和提高垃圾填埋设施设计水平等做出显著的贡献。
(3)地温能系统的科学设计和安装质量应列为当前节能减排必须解决的关键问题之一。作为可循环再生的清洁能源，地温能技术应当获得进一步的显著发展。然而，采用地温能的空调系统的实际寿命能否确保达到甚至超过设计寿命，首先在很大程度上取决于对地域和区域地质环境条件及热物性变化规律的认知和把握，其次还决定于区域性资源(主要是地下水)的平衡保护。从这个高度和角度看，既需要政府的科学管理，还需要继续踏踏实实地深入开展相关的基础研究。从确保项目质量的高度，应尽快研究确定相应的个人专项资质。
(4)与工程利用紧密结合的污染场地修复应在项目规划、设计中给予充分的重视。污染场地及地下水的修复工作将会越来越多。然而，为赶工期、出政绩，一律采用相对造价较高的异位法进行污染土壤处理“为处理而处理”、不考虑处理后作为地基再利用所需的治理成本等情况并不鲜见。为此，应该在规划、设计阶段就全盘综合考虑，特别是应有岩土工程专家从前期工作阶段就参与方案的研究和制定。
3.2加快建立可持续岩土工程的标准体系和评价体系
通过上述回顾和展望，毫无疑问，可持续的岩土工程应该并且已经成为可持续土木工程的一个重要的基础和组成部分(见图4)，我国社会可持续发展对岩土工程专业提供新的相关服务的需求目前超过了专业及其分支的发展(见图5)。
与欧美国家从国家和地方法规层面推动的较良好法制环境和我国初步建立的绿色建筑体系相比，我国在环境岩土工程或可持续岩土工程领域的法规和技术标准体系建设方面还基本上是空白，需要政府和行业给予高度重视，及早组织研究、制定相关的工作计划，以确保整个工程勘察设计行业在可持续发展上的同步协调。
在这方面，国外同行近10年来已经开始了积极的探索并付诸工程实践，例如以岩土工程和环境岩土工程设计咨询服务为主的高达国际矿业集团(GolderAssociates)采用三支柱模型提出了工程可持续评价工具GoldSET［20］并在国际上得到广泛应用。在该评估方法中，环境、社会、经济分别构成了三角形的三个轴线，对某一个项目的具体评分分别画在三个轴线上，所形成的三角形面积最大时说明其最符合可持续性要求，最接近等边三角形，表明在上述三个方面最为均衡。工程设计顾问公司ARUP公司2001年提出了“项目可持续性评审程序”(SPeAR［21］:SustainableProjectAppraisalRoutine)，在SPeAR中可持续性评价指标被分为经济、环境、社会、资源共4个部分。英国伯明翰大学课题组在可持续的岩土工程领域进行了系列的研究工作［22～23］，并提出了适用于岩土工程的GeoSPeAR。通过对上述国际上一些研究的总结表明，在岩土工程的可持续评价中，应考虑到岩土工程的以下特点(但不限于此):
(1)岩土工程涉及大量的土方开挖与回填，需要消耗大量的自然资源(如骨料)和人造材料(水泥)。在这中间，要消耗大量的石化资源。岩土工程师的一些工作，如改变地形地貌和土壤环境、污染治理以及参与对社会和经济有重大影响的大型基建项目的选址等，会对自然环境和水资源产生重大影响。
(2)岩土工程方案的比选和评价受工程地质条件、水文地质条件的影响，其中的某些条件(例如地下水位的升降)甚至是动态变化的，而这些条件又具有一定的不确定性，因此岩土工程方案的可持续性评价影响因素更多、更为复杂。
(3)岩土工程属于隐蔽工程，主要针对或涉及地下部分(如地基、基础方案、地下水的控制、污染场地的修复治理、地下空间开发等)，一旦方案不合理或产生环境、质量问题，具有不可修复性或修复所付出的代价巨大。
由此可见，岩土工程设计与施工方案虽然要考虑多方面的复杂因素，但在可持续社会发展的总体要求下，需要明确岩土工程领域可持续发展的重要意义，并开展相关研究，使岩土工程在满足安全、经济的要求下，同时符合可持续的发展要求。
4结语
(1)中央政府日益突出强调的社会科学发展，要求岩土工程专业工作者提供更深、更广的专业技术服务。可持续的岩土工程(专业)既肩负着责无旁贷的历史使命，又面对着新阶段发展的难得机遇和严峻的新挑战。
(2)研究并建立、健全可持续岩土工程特别是环境岩土工程领域涉及的技术标准体系和项目评价体系的工作，应及早列入政府有关部门的持续性工作计划之中。环境岩土工程方面的法律法规应排上政府的议事日程。对于地温能系统的设计，应尽快出台符合实际、利于质量保证的个人资质管理办法。
(3)业界单位，特别是骨干企业和研究机构应积极开展低碳解决方案和低能耗工艺、设备和工法的研究，政府应对这一领域的科技研发工作给予高度的重视和有力的支持。
(4)环境岩土工程面对大量新的复杂问题，要解决这些问题已经不是一个单位、一个专业能够做到的，必将需要多学科、跨专业的工作协作和联合研究攻关，需要行政管理以国家利益为重，加快打破条块分割，在解决世界性难题的同时，使我国达到国际领先的地位。
(5)我国工程勘察(岩土工程)方面的相关技术标准体系及其编制原则、方式的改革应列为战略性的重大任务。目前我国在工程勘察(岩土工程)方面的现行标准一是明显缺乏体系性的层次，重复、交叉情况比较多;二是对工程分析方法和数据的规定过于具体、繁冗，束缚了岩土工程师的创造性，制约了针对具体工程问题的技术创新，造成地基方案、岩土治理方案浪费，不符合可持续性、低碳的发展方向，与此同时，也不合理地减轻了个人执业的法定责任。
参考文献
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