巖土工程技術創(chuàng)新方法與實踐

羅升華，彭均陽，羅 勇

（江西省勘察設計研究院，江西 南昌 330095）

巖土施工是一項復雜的系統(tǒng)工程，其涉及到工程地質(zhì)學與建筑學等多門學科，而且還對施工單位的施工技術水平提出了較高的要求。而我國巖土工程技術研究起步較晚，相關的理論研究與實踐經(jīng)驗均較發(fā)達國家有較大差距，這嚴重阻礙了資源開發(fā)利用的效率。尤其是作為礦區(qū)的基礎和支護工程，更是對后續(xù)礦區(qū)建設有著直接的影響?？梢?，針對目前業(yè)界在巖土工程技術方面的薄弱環(huán)節(jié)，提出行之有效的創(chuàng)新改善方法就十分重要了。

1 巖土工程的特征

（1）巖石的裂隙性。由于我國的礦產(chǎn)資源分布較為廣泛，也使得巖土工程必須適應在各種地質(zhì)條件下的力學性能。而巖層結構本身就多種多樣形態(tài)不一，其內(nèi)部均會出現(xiàn)寬窄不一的裂縫。部分裂紋只存在于表面，不對整體施工質(zhì)量造成影響。但也有部分裂紋問題在巖土工程落實后，受到自重應力和工程結構施加的應力，使裂縫逐漸變寬向四周蔓延。這樣一來，就可能導致巖土工程質(zhì)量大打折扣，滋生各種的安全事故。而且沉積巖在沉積成巖過程中也有著層理差異，部分結構的收縮不均勻。

（2）土體的孔隙性。土體的內(nèi)部實際上屬于散體結構，而巖土工程周邊土體的飽和度不同，也會令其呈現(xiàn)出固液氣三種形態(tài)。如此一來，土體內(nèi)部的含水量以及孔隙分布情況，就對施工技術的落實有著更加苛刻的要求。因此，在立項設計階段應該加強對現(xiàn)場的勘查，從而給施工方案的優(yōu)化提供可靠的依據(jù)。此外，土體孔隙內(nèi)還能夠吸附大量空氣，從而對基質(zhì)產(chǎn)生一個吸力。在具體項目的施工中，就需要技術人員及時處理好這些問題，避免在建成投產(chǎn)后出現(xiàn)突發(fā)情況。

2 當前巖土工程技術存在的不足

（1）勘查技術較落后。通常而言，巖土工程的前期勘查都會采用分條塊的方式進行。這種方式確實能夠方便勘查，使工作效率得到了顯著的提高。但也因此造成勘查與設計脫節(jié)，后期的數(shù)據(jù)整理就需要花費較大的精力。若是勘查數(shù)據(jù)與樣本不對應，那么甚至會誤導巖土工程施工的決策。而且在勘查數(shù)據(jù)的記錄儲存中也多采用地質(zhì)化，設計人員不理解相應的內(nèi)涵，因此也就容易出現(xiàn)設計效率低下的問題。這不僅給工程圖紙的設計造成了困擾，進一步增加設計費用；而且還會影響到后續(xù)施工落實的質(zhì)量。其次，礦區(qū)巖土施工還十分依賴于取樣與原味測試相結合的辦法，才能夠確保最終數(shù)據(jù)的合理性。

（2）樁基施工不規(guī)范。樁基施工在土木工程領域有著較長的實踐經(jīng)驗，技術防范近幾年也是相繼涌現(xiàn)。而在應用過程中，由于項目管理人員對礦區(qū)的建設要求和成本之間的關系未能協(xié)調(diào)好，也容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。比如部分項目采用現(xiàn)澆混凝土的方式作為樁柱，但其樁基深度和選點位置不合理，也容易導致不均勻沉降的問題，使巖土工程的穩(wěn)定性受到影響。而在樁靴設計方面，為了使樁柱的力學結構更加出色通常會采用△的形狀。但是這種方案使得負荷應力過于集中，投產(chǎn)使用后樁靴就會迅速出現(xiàn)變形。雖然部分礦區(qū)建設中擬用預制樁的方法來避免這一問題，但最終也未能實現(xiàn)普及推廣[1]。

（3）施工落實不嚴謹。施工環(huán)節(jié)直接影響著巖土技術落實的質(zhì)量，也是當前業(yè)界問題多發(fā)的重災區(qū)。作為充分競爭的市場主體，部分礦產(chǎn)企業(yè)和施工單位為了實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化，往往犧牲了巖土工程的質(zhì)量。

這不僅會對礦區(qū)的正常運營造成干擾，嚴重的甚至會造成安全事故。而在機械設備方面，部分建設單位缺乏安全防范意識，未能及時做好保護措施。抑或是設備運行存在故障問題，在勘查以及施工過程中的數(shù)據(jù)與實際值存在較大的偏差，這樣也會影響到工程的質(zhì)量。此外，在樁基施工作為巖土工程的關鍵環(huán)節(jié)，也需要嚴格按照技術標準落實。

3 巖土工程施工技術的創(chuàng)新手段

（1）豐富勘查方法。要確保礦區(qū)巖土工程的質(zhì)量，首先就要做好勘查探測工作。其不僅能夠全面反饋出礦區(qū)巖層的力學結構以及可能存在的地質(zhì)災害問題，而且還給支護工程的完善形成了有效的指導。筆者建議，技術人員應該將原位測試法和鉆探技術有機結合，使最終的結果更加準確可靠。首先利用鉆頭貫入巖層內(nèi)部，通過顯示器中實時的阻力值變化情況，則可以充分了解到試點處巖層的特性和分布情況。然后再利用鉆探取樣的方式，直接抽取巖層進行化驗。

鉆樣的選擇應該垂直于巖層，才能真正契合礦區(qū)的地質(zhì)情況。不過這兩種技術在落實過程中也可能出現(xiàn)代表性不強的問題，最終的數(shù)據(jù)難以作為整體工程的參考。那么技術人員就應該多處選點，通過多次測量和取樣的方式計算出平均值，從而既方便了勘查工作的方便，也使結果價值更高。

（2）完善樁基技術。近年來業(yè)界出現(xiàn)了空心樁與石樁等新技術，從礦區(qū)運營效果來看的確有著立竿見影的效果。比如在空心樁建設中，以往由于體積大導致阻力也十分突出，因此在普及推廣過程中未能受到市場的認可。針對這一問題，施工人員可以根據(jù)實際情況適當減少混凝土用量。這樣既不對項目整體的質(zhì)量造成影響，而且還兼顧了經(jīng)濟性指標。而在部分孔隙性較強的礦區(qū)，地下水分多容易出現(xiàn)滲水問題。那么施工單位就可以選擇使用抗液化的樁柱，這種樁身具有較強的承載力，而且完善的排水系統(tǒng)也能夠避免工程的質(zhì)量受到影響。此外，還可以使用PCC樁柱，直接在現(xiàn)場澆筑成樁。根據(jù)大量項目反饋，這種技術能夠至少減少五成的混凝土和能源消耗，極大的控制了建設成本[2,3]。

4 結語

綜上所述，巖土工程對于礦區(qū)建設而言有著至關重要的作用。但由于目前施工技術較為薄弱，在勘查、施工以過程中均有著較為突出的問題。筆者建議，礦區(qū)承建單位應該不斷優(yōu)化勘查手段，并通過對樁基項目施工方法的靈活運用，提高項目質(zhì)量的同時也減少成本損耗。