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        探究土木工程建設(shè)中的環(huán)境巖土工程問(wèn)題

        2017-07-19 15:43:05李現(xiàn)柯蔣華琛
        卷宗 2017年11期
        關(guān)鍵詞:土木工程巖土問(wèn)題

        李現(xiàn)柯+蔣華琛

        摘 要:隨著社會(huì)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(wèn)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(duì)以上情況,施工人員要對(duì)整體過(guò)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(duì)主要問(wèn)題進(jìn)行分析。

        關(guān)鍵詞:土木工程;環(huán)境;巖土;問(wèn)題

        近幾年來(lái),我國(guó)土木工程的建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大,隨之而來(lái)的問(wèn)題也漸漸凸顯了出來(lái)。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(wèn)題頻發(fā),自然環(huán)境的影響也給人們的生活帶來(lái)了困擾。因此,土木工程建設(shè)中的環(huán)境巖土問(wèn)題分析刻不容緩。

        1 地基土液化引起的環(huán)境巖土工程問(wèn)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(duì)稱,土地會(huì)由中間到邊緣蔓延,并發(fā)生開(kāi)裂或者下沉情況。如果發(fā)展的速度較快,還會(huì)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(duì)基土表層產(chǎn)生了一定的影響,則說(shuō)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(shuō)明出現(xiàn)了強(qiáng)度地震現(xiàn)象。

        對(duì)于地基土液化的情況,常用的解決方法有包括以下幾個(gè)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(lái)。如果土體外形的變化嚴(yán)重,呈分散狀,則說(shuō)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(shì)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(kāi)挖引起的環(huán)境巖土工程問(wèn)題

        2.1 深基坑開(kāi)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(wèn)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(kāi)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(guò)程中很可能會(huì)出現(xiàn)應(yīng)激力過(guò)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(duì)應(yīng)性不強(qiáng),受周圍環(huán)境的影響,很可能會(huì)使得巖體開(kāi)裂。從沉降的程度來(lái)看,具體原因分為兩種。一種是由于挖掘的區(qū)域過(guò)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(huì)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(shí),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(wèn)題的影響較為深刻。如果沉降位置出現(xiàn)了移動(dòng)情況,則說(shuō)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(wèn)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(wú)法根據(jù)土體的開(kāi)裂程度對(duì)移動(dòng)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(kāi)挖問(wèn)題

        基坑開(kāi)挖后,土地的承重力也會(huì)發(fā)生變化。一方面,對(duì)土體的受壓因素越來(lái)越多,支護(hù)效果已經(jīng)無(wú)法凸顯出來(lái)。如果不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施,整個(gè)地基層都會(huì)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(huì)發(fā)生移動(dòng),從側(cè)面間接向兩端延伸。如果位置移動(dòng)的方向出現(xiàn)偏差或者距離迅速變大,會(huì)導(dǎo)致?lián)鯄Φ撞客蛊?,并受壓變形?;拥倪吰伦冃沃饕袃煞N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(lái)回滑動(dòng)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(kāi)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(kāi)挖時(shí)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(huì)使得深基坑的地板沖毀,底部也出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)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(shí),深基坑土體表面會(huì)出現(xiàn)松弛情況,并導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)相對(duì)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(wèn)題的解決方法如下:將土木工程建設(shè)作為一個(gè)整體,以土地表層運(yùn)動(dòng)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(kāi)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(shí)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(duì)內(nèi)部產(chǎn)生的影響。第三,以“管道”設(shè)計(jì)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(zhǎng)度超出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,則應(yīng)該加大設(shè)計(jì)中的剛體強(qiáng)度。

        3 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,本文主要從兩個(gè)方面對(duì)土木工程巖土環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行分析。第一,對(duì)地基土液化情況進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。第二,以深基坑土層變化為切入點(diǎn),對(duì)三部分突出問(wèn)題予以研究。從而得出:在土木工程建設(shè)中,設(shè)計(jì)人員要根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際情況,加強(qiáng)對(duì)膨脹性巖土、地表沉降等問(wèn)題的把控,通過(guò)參數(shù)的核定來(lái)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。

        參考文獻(xiàn)

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        《巖土力學(xué)》2014年第9 期被EI 收錄論文(40 篇,收錄率100 %)
        《巖土力學(xué)》2014年第7 期被EI 收錄論文(40 篇,收錄率100 %)
        《巖土力學(xué)》2014年第5 期被EI 收錄論文(41 篇,收錄率100%)
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