探究土木工程建設(shè)中的環(huán)境巖土工程問題

李現(xiàn)柯+蔣華琛

摘 要：隨著社會的不斷發(fā)展，土木工程建設(shè)逐漸受到了人們的重視。但傳統(tǒng)的施工方式中存在著一些問題，主要表現(xiàn)為巖土的外部結(jié)構(gòu)不牢固、深基坑挖掘方法不得當(dāng)、地表沉降而導(dǎo)致的土體下陷等等。針對以上情況，施工人員要對整體過程進(jìn)行嚴(yán)格把控，從環(huán)境巖土的制約條件入手，分析其內(nèi)部影響。因此，本文以巖土環(huán)境作為切入點(diǎn)，對主要問題進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：土木工程；環(huán)境；巖土；問題

近幾年來，我國土木工程的建設(shè)規(guī)模越來越大，隨之而來的問題也漸漸凸顯了出來。尤其是以外部環(huán)境為主導(dǎo)的巖土沉降、土壤退化、水土流失等更阻礙了工程技術(shù)的實(shí)施。通常情況下，手段的不得當(dāng)使得建筑問題頻發(fā)，自然環(huán)境的影響也給人們的生活帶來了困擾。因此，土木工程建設(shè)中的環(huán)境巖土問題分析刻不容緩。

1 地基土液化引起的環(huán)境巖土工程問題

地基土液化主要是指在自然環(huán)境突變的情況下，地表層迅速沉降并發(fā)生地震，土體從內(nèi)部滲出，并出現(xiàn)液化的現(xiàn)象。另外，由于路基牽引線的軸位不對稱，土地會由中間到邊緣蔓延，并發(fā)生開裂或者下沉情況。如果發(fā)展的速度較快，還會降低邊坡的質(zhì)量，使四周山體坍塌。根據(jù)破壞程度的不同，出現(xiàn)的原因也不盡相同。如果只是對基土表層產(chǎn)生了一定的影響，則說明是由于填料的性質(zhì)變化所導(dǎo)致的。而如果影響了周邊的水文地質(zhì)，則說明出現(xiàn)了強(qiáng)度地震現(xiàn)象。

對于地基土液化的情況，常用的解決方法有包括以下幾個方面：第一，技術(shù)人員要到當(dāng)?shù)剡M(jìn)行考察，從土層的受破壞程度出發(fā)，將下陷深度、液化狀態(tài)、填埋厚度逐一列舉出來。如果土體外形的變化嚴(yán)重，呈分散狀，則說明內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)了異常，要利用相應(yīng)的材料進(jìn)行夯實(shí)，并在密度性差的地區(qū)打樁。從實(shí)際情況出發(fā)，填換法和夯實(shí)法能夠加強(qiáng)土層內(nèi)部的密度，并改善地基的性質(zhì)，避免較壞影響的發(fā)生。另外，它以液化的狀態(tài)為控制基點(diǎn)，將層次不分明的區(qū)域進(jìn)行二次規(guī)劃，使得水循環(huán)的態(tài)勢良好。另一方面，在砂層較厚的區(qū)位進(jìn)行柱樁也可以解決土壤分散不均勻的現(xiàn)象，將高、低兩部分堤位進(jìn)行調(diào)整，提升土木工程的適用性。

2 基坑開挖引起的環(huán)境巖土工程問題

2.1 深基坑開挖引起的地表沉降

地表沉降是巖土工程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題之一，它主要表現(xiàn)在地鐵的建設(shè)當(dāng)中。一方面，基坑開挖通常是在地下深度較為明顯的區(qū)域。由于地下的不確定因素較多，土地在設(shè)備不斷摩擦的過程中很可能會出現(xiàn)應(yīng)激力過大的情況，使得挖掘的方向出現(xiàn)變化，在旋轉(zhuǎn)階段降低圍欄的使用效率。另一方面，土層中各點(diǎn)的對應(yīng)性不強(qiáng)，受周圍環(huán)境的影響，很可能會使得巖體開裂。從沉降的程度來看，具體原因分為兩種。一種是由于挖掘的區(qū)域過于集中，地下水出現(xiàn)了疏干現(xiàn)象。不同位置下的地表面積則會發(fā)生變化，出現(xiàn)間接性差異。另一種是由于沉降范圍擴(kuò)大，引起兩端的維護(hù)坡面?zhèn)冉前l(fā)生變形。第一種情況主要發(fā)生在工程量較大的深基坑挖掘上，第二種則通常出現(xiàn)在局部區(qū)域。但總體而言，二者都是水位下降的具體表現(xiàn)。同時，也是在連續(xù)性作業(yè)的條件下圍欄結(jié)構(gòu)變化所導(dǎo)致的。這類問題的影響較為深刻。如果沉降位置出現(xiàn)了移動情況，則說明地基土層之間的分布呈現(xiàn)出不均勻的特點(diǎn)。另外，在問題的解決上，也有著一些具體的阻礙。例如：基坑兩端的壁壘面積不確定、支護(hù)范圍不精確等等。因此，技術(shù)人員無法根據(jù)土體的開裂程度對移動方向和距離進(jìn)行分析，間接的使得沉降現(xiàn)象加劇。

2.2 深基坑工程中的邊坡開挖問題

基坑開挖后，土地的承重力也會發(fā)生變化。一方面，對土體的受壓因素越來越多，支護(hù)效果已經(jīng)無法凸顯出來。如果不能夠及時發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，整個地基層都會由高處向低處沉降。另一方面，由于邊坡的穩(wěn)定性不強(qiáng)，支護(hù)系統(tǒng)的位置也會發(fā)生移動，從側(cè)面間接向兩端延伸。如果位置移動的方向出現(xiàn)偏差或者距離迅速變大，會導(dǎo)致?lián)鯄Φ撞客蛊穑⑹軌鹤冃?。基坑的邊坡變形主要有兩種形式，一種是坡角的前后差異較大，影響基坑底部的密度，出現(xiàn)內(nèi)部來回滑動的情況。另一種是支護(hù)結(jié)構(gòu)坍塌所導(dǎo)致的，使地基的中心點(diǎn)形成較大的空面。

2.3 深基坑開挖引起基坑突出

基坑突出的表現(xiàn)形式主要是內(nèi)部隆起變形。由于基坑在開挖時的承壓力是一定的，如果地表中的水壓全部加注到土層當(dāng)中，而又因壓力減少而撤銷，則會使得深基坑的地板沖毀，底部也出現(xiàn)嚴(yán)重開裂現(xiàn)象。引起深基坑隆起的原因有以下幾種：第一，土地的自重力與承壓性不能夠得到平衡，使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，底部的土層向上彈回，并出現(xiàn)基坑粘連現(xiàn)象。第二，當(dāng)位移的速度不斷加快、彈性不斷增強(qiáng)時，深基坑土體表面會出現(xiàn)松弛情況，并導(dǎo)致運(yùn)動相對劇烈，結(jié)構(gòu)的起伏性較為明顯。第三，深基坑的底部下沉，上方支護(hù)紐帶失效，令坑內(nèi)結(jié)構(gòu)混亂。

以上問題的解決方法如下：將土木工程建設(shè)作為一個整體，以土地表層運(yùn)動不規(guī)律的一方為控制基點(diǎn)，采取分段、分區(qū)域的形式進(jìn)行開挖。為了能夠提升深基坑內(nèi)部的承受力，還可以設(shè)定剛性強(qiáng)度較大的施工外延，利用內(nèi)部注漿方式進(jìn)行墻外帷幕的完善。第二，要盡量縮短基坑施工的時間，在地下深度30米以上的區(qū)域設(shè)置回灌保護(hù)系統(tǒng)，以避免降水對內(nèi)部產(chǎn)生的影響。第三，以“管道”設(shè)計為中心，分析線路的走向，算出圍欄內(nèi)部的最大承受力，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行材料的選擇。如果管線的長度超出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，則應(yīng)該加大設(shè)計中的剛體強(qiáng)度。

3 結(jié)語

綜上所述，本文主要從兩個方面對土木工程巖土環(huán)境問題進(jìn)行分析。第一，對地基土液化情況進(jìn)行簡要闡述。第二，以深基坑土層變化為切入點(diǎn)，對三部分突出問題予以研究。從而得出：在土木工程建設(shè)中，設(shè)計人員要根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際情況，加強(qiáng)對膨脹性巖土、地表沉降等問題的把控，通過參數(shù)的核定來進(jìn)行防控，以達(dá)到治理的效果，為土木工程的發(fā)展創(chuàng)造條件。

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