探討巖土工程技術(shù)創(chuàng)新方法及實踐分析

華兵

摘要：創(chuàng)新是一個民族的靈魂，巖土工程技術(shù)也需要創(chuàng)新，闡述了巖土工程技術(shù)的特點，根據(jù)其特點分析了巖土工程技術(shù)的現(xiàn)狀，最后從創(chuàng)新技術(shù)的角度進(jìn)行歸納總結(jié)，力求在技術(shù)創(chuàng)新的同時進(jìn)行巖土工程的相關(guān)實踐。

關(guān)鍵詞：巖土工程；技術(shù)創(chuàng)新；實踐方法

前言

我國巖土工程技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了70余年，近些年來，城市化步伐加快，高鐵項目如火如荼，海底隧道終于實現(xiàn)，跨海大橋越來越多，這些都促使了巖土工程技術(shù)的迅速發(fā)展，使其逐漸發(fā)展成人類開天辟地、征服自然的不可或缺的技術(shù)手段。巖土工程的實踐方法主要有理論分析和大量實驗及實踐，先進(jìn)的現(xiàn)代化科學(xué)與技術(shù)為巖土工程創(chuàng)新提供了新的技術(shù)手段，但是無論如何發(fā)展，巖土工程技術(shù)與環(huán)境之間的矛盾永遠(yuǎn)存在，這一矛盾也是巖土技術(shù)的發(fā)展瓶頸，巖土技術(shù)的實施能夠?qū)Νh(huán)境造成影響；除此之外，自然環(huán)境、資源短缺等也會嚴(yán)重影響巖土工程技術(shù)的創(chuàng)新，如何解決這一矛盾，積極尋求可持續(xù)發(fā)展的巖土工程技術(shù)創(chuàng)新之路，尋求巖土工程技術(shù)與自然環(huán)境的平衡，值得我們深深的思考。

1 巖土工程技術(shù)的特點

1.1 施工地點和環(huán)節(jié)隱蔽

巖土工程中有各種各樣的施工技術(shù)，其中地下施工技術(shù)具有隱蔽性，這主要是指地下連續(xù)墻和樁基施工技術(shù)，在這兩種施工技術(shù)中，不僅施工地點完全隱藏于地下，其中的施工環(huán)節(jié)和步驟也都具有隱蔽性。

1.2 施工人員和環(huán)境復(fù)雜

人為因素和環(huán)境因素是影響施工人員施工的主要原因，巖土工程工種比較多、施工人員在工地比較密集、施工前相關(guān)人員的準(zhǔn)備工作量很大。因此，施工人員和施工環(huán)境比較復(fù)雜。例如：在施工現(xiàn)場，為了方便技術(shù)人員勘察、作業(yè)，減輕工作量，所有儀器設(shè)備都要盡量輕便靈活，以便于技術(shù)人員具體分析技術(shù)與樁型的匹配度。

1.3 結(jié)構(gòu)、材料、偏差控制嚴(yán)格

嚴(yán)格性是巖土工程施工中必須體現(xiàn)的特點，以施工灌注柱為例，不僅要嚴(yán)格要求柱身材料強度，還要嚴(yán)格要求柱身結(jié)構(gòu)，細(xì)致要求偏差，體現(xiàn)巖土工程施工的嚴(yán)格性。

2 巖土工程技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1 現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)瓶頸

現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁技術(shù)簡稱（PCC樁）技術(shù)，其是柔性樁技術(shù)，雖然造價低、易普及，但是樁身強度比較低，能夠加固深度受限，施工后不易控制沉降。剛性樁樁身強度雖然高，加固深度也足夠大，但是費用成本高，不易大面積推廣。

2.2 樁靴結(jié)構(gòu)技術(shù)瓶頸

預(yù)制樁尖和活瓣樁尖是沉管灌注樁樁尖的兩種形式，反復(fù)使用性、經(jīng)濟性和施工方便是其主要特點，但活瓣樁靴程三角形分布，在施工中，三角形鋼片應(yīng)力集中，活瓣閉合不嚴(yán)，并且具有容易變形或者卡住、打開不及時等缺點，最后導(dǎo)致水或泥砂泄漏進(jìn)入樁管，造成無法成柱和低質(zhì)量成柱的風(fēng)險。另外，在套管沉入地基之前，一般需要用鉛絲或草繩將活瓣臨時綁扎。預(yù)制樁靴能夠有效地控制開閉問題，但是體積大、施工運輸不便、造價高，不可重復(fù)利用，不宜推廣。

2.3 樁基抗液化排水困境

現(xiàn)在施工技術(shù)采用的碎石樁技術(shù)，通過碎石樁的大空隙實現(xiàn)快速排水，從而減輕或者快速消散地震等因素產(chǎn)生的超凈孔隙水壓力對地基的破壞。碎石樁抗液化效果好，但是本身柔性大，樁基承載力有限，樁體容易變形，對于房屋等上體較大負(fù)荷的建筑而言不適合。房屋建筑普遍采用剛性地基，剛性樁變形小、承載力高幾乎不能排水，無法保護(hù)地基，使地基在收到液化沖擊時受到嚴(yán)重破壞。

2.4 橋頭跳車現(xiàn)象的困局

高速公路橋頭跳車不僅僅是我國巖土工程技術(shù)的難題，也是一個困擾世界的施工難題。造成橋頭跳車的原因有兩點：其一，地基土具有很大的壓縮性、土質(zhì)軟、承載力差；其二，在對較高路堤填土?xí)r，會導(dǎo)致土重度很大。這兩種現(xiàn)象造成的直接后果就是過大的施工后沉降。另外，橋梁由于采用樁基礎(chǔ)，幾乎沒有沉降，橋與路之間不均勻地沉降，造成橋頭跳車的困局。

3 具體實踐巖土工程技術(shù)創(chuàng)新的方法

3.1 樁技術(shù)創(chuàng)新突破

（1）大直徑混凝土空心樁技術(shù)

樁端阻力和側(cè)摩阻力是樁基承載力的主要來源，增加樁基的承載力可以通過增加樁管的側(cè)面積和樁端的面積來實現(xiàn)。因此，創(chuàng)新研制大面積空心管樁，既可以減少混凝土的用量，又可以提高管樁的承載力，通過將柔性樁與剛性樁的優(yōu)勢進(jìn)行互補來克服兩種樁的缺陷，建造加固效果和控制沉降效果好、費用低的新型樁。新型復(fù)合空心樁基由7個部分組成，即混凝土分流器、防水活瓣樁靴、沉模裝置、底盤、成模造漿器、加壓振動頭、塔架和卷揚機。大直徑混凝土空心樁技術(shù)的創(chuàng)新性在于：大膽地用兩個固定同心，即環(huán)形樁基沉模裝置有兩個大直徑鋼管，成模造漿器設(shè)置在沉模裝置底端和內(nèi)側(cè)外側(cè)，目的是減少沉樁阻力?；炷练至髌靼惭b在沉模裝置上端，負(fù)責(zé)均勻澆筑混凝土，活瓣樁裝置內(nèi)外鋼管之間的樁端底部，沉模裝置下沉地基時，樁靴關(guān)閉，防止管腔進(jìn)入泥水，上拔時打開。新型樁技術(shù)便操作，自動化程度高。

（2）石樁剛性抗液化樁基技術(shù)

這種新型樁基技術(shù)既具有碎石樁的抗液化能力，又具有剛性樁承載能力，將強大的排水效果和承載性能合二為一。其的創(chuàng)新思路建立在對剛性樁改進(jìn)的基礎(chǔ)之上，主要目的是讓剛性樁基擁有排水能力，解決辦法是在剛性樁中設(shè)置一條排水通道。排水通道是在剛性樁壁上打造出的一條凹槽，在凹槽內(nèi)放置高性能排水材料，這樣就實現(xiàn)了剛性管柱具有排水抗液化功能的設(shè)想。這種技術(shù)的創(chuàng)新亮點是剛?cè)針痘鶅?yōu)缺點互補，在細(xì)致分析兩種樁型優(yōu)缺點之后，得到復(fù)合型樁基技術(shù)。

3.2 橋頭跳車裝置創(chuàng)新技術(shù)

目前，橋頭跳車裝置存在只能沉降、無法上升、精度難以控制的弊端，橋頭跳車裝置要求提出高精度、全方位的技術(shù)，通過此項技術(shù)可以針對橋面標(biāo)高進(jìn)行準(zhǔn)確的降低或升高，從而消除橋頭跳車的現(xiàn)象。此項技術(shù)創(chuàng)新運用了不同于平常的凹槽技術(shù)，讓螺栓的底座和隔振墊連接，隔振墊又與螺栓上端的固定件連接，凹槽就設(shè)置在固定件下端面上，下端的凹槽與活動螺母上端的凹槽互相對應(yīng)，形成圓圈狀，活動滾珠被設(shè)置在兩個凹槽咬合處。這樣的改進(jìn)設(shè)計明顯增加了橋面標(biāo)高的準(zhǔn)確性，橋面能降能升，可使橋面標(biāo)高適應(yīng)路基沉降的變化，適用于各種地質(zhì)條件下的橋梁結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定的平衡性和協(xié)調(diào)性。

3.3 GPS定位測量技術(shù)創(chuàng)新

GPS定位測量技術(shù)主要是通過衛(wèi)星群與地面接收站來完成信息的傳達(dá)，這樣的技術(shù)能夠有效地提高施工效率。施工前，可以根據(jù)山地特征準(zhǔn)備施工儀器與設(shè)備，制定合理的施工計劃，這項技術(shù)同時能保證施工中所有設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，保證 擁有準(zhǔn)確的勘探結(jié)果。

3.4 計算機技術(shù)新應(yīng)用

CAD軟件能夠通過工程提供的數(shù)據(jù)在計算機上對地質(zhì)和地形進(jìn)行描繪，也能對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理分析，因此這一功能被廣泛采用。

4 結(jié)語

總之，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，巖土工程技術(shù)加大了創(chuàng)新力度，突破樁基技術(shù)難題，改進(jìn)橋頭裝置技術(shù)，加強GPS定位測量技術(shù)的運用，增加計算機軟件在巖土工程中的應(yīng)用。除了這些技術(shù)，還有很多技術(shù)可以創(chuàng)新，本文就不一一列舉了，希望以上建議能對巖土工程技術(shù)創(chuàng)新提供一定的幫助，為巖土工程技術(shù)創(chuàng)新提供有利的條件。