陳懷珠

天津海濱工程勘察設(shè)計有限公司

1 引言

巖土工程主要對工程中的巖石、地表、地下進(jìn)行施工的項目，是土木工程重要的組成部分。隨著我國經(jīng)濟(jì)高速的發(fā)展，也帶動了科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新。在建筑工程領(lǐng)域，人們在施工的過程中不僅注重經(jīng)濟(jì)效益，也開始關(guān)注社會效益，通過技術(shù)的創(chuàng)新，不斷將綠色的理念應(yīng)用到建筑工程的施工中。而巖土工程是一項系統(tǒng)的復(fù)雜的工程項目，其實施工技術(shù)橫跨多個學(xué)科，如力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、工程學(xué)等，涉及的知識非常多，是一項非常復(fù)雜的工程項目，這就使得巖土工程的施工顯得尤為困難。同時，我國對于巖土工程的質(zhì)量也有著嚴(yán)格的要求，這就需要巖土工程不斷創(chuàng)新技術(shù)，既能滿足巖土工程施工本身的需求，也通過綠色理念的引入滿足社會的需要。因此，研究巖土工程技術(shù)創(chuàng)新是非常有價值的。

2 簡述巖土工程技術(shù)

自從我國改革開放以來，我國大力發(fā)展建筑行業(yè)，而巖土工程技術(shù)在建筑施工中應(yīng)用非常廣泛，如橋梁建設(shè)、山區(qū)隧道施工、地鐵施工、公路和鐵路施工等多個領(lǐng)域。而隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們對巖土工程質(zhì)量和效率都有了更為嚴(yán)格的要求，而想要符合這些標(biāo)準(zhǔn)，就必須不斷提升巖土工程技術(shù)的水平。巖土工程項目施工過程一般是巖土工程的工程人員對整個工程提前進(jìn)行設(shè)計，按照巖土工程的施工要求，進(jìn)行研究和分析，得出相關(guān)的數(shù)據(jù)，之后通過模擬試驗對數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證和校對，最后進(jìn)行實際施工。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動了科技的創(chuàng)新，許多新的材料和設(shè)備被應(yīng)用與巖土工程的施工中。同時在巖土工程施工管理中，人們引入了現(xiàn)代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)，對巖土工程的全部過程進(jìn)行管理和控制，從而提升了巖土工程技術(shù)的水平，保證了工程的質(zhì)量。巖土工程在施工中需要應(yīng)用多個工程學(xué)科知識，技術(shù)人員憑借自己的專業(yè)知識對巖土工程的施工現(xiàn)場進(jìn)行實地勘測，并根據(jù)勘測的結(jié)果對施工內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。巖土工程的施工地質(zhì)環(huán)境極易受到其他因素的影響而發(fā)生變化，技術(shù)人員需要及時對施工現(xiàn)場的巖石和土壤進(jìn)行勘測得出具體的數(shù)據(jù)，特別是在施工前一定進(jìn)行測量，從而保證巖土工程施工的安全。技術(shù)人員在勘測現(xiàn)場地質(zhì)情況中，一般是通過對巖石和土壤的強度、透氣性、抗壓性等項目進(jìn)行測定，得出具體的數(shù)據(jù)，從而指導(dǎo)作業(yè)人員進(jìn)行巖土工程的施工[1]。

3 巖土工程特點

3.1 復(fù)雜和多變

巖土工程本身就是一項涉及多個學(xué)科知識的復(fù)雜系統(tǒng)性工程，而要將這些內(nèi)容整合起來施工是有一定難度的，這也增加了施工的環(huán)節(jié)，從而使得工程的影響因素增加，使得工程中的不確定性提升。如天氣、地質(zhì)變動、工程材料等，這就需要在施工的前期，技術(shù)人員要把這些都考慮進(jìn)去，積極地進(jìn)行實地勘探和調(diào)查，不斷地優(yōu)化施工內(nèi)容[2]。

3.2 嚴(yán)格性

巖土工程有很大一部分作業(yè)是在地下完成的，而在作業(yè)中經(jīng)常會使用危險的爆炸品進(jìn)行施工。而為了保障巖土工程的施工質(zhì)量和安全，就需要作業(yè)人員嚴(yán)格按照施工的流程和要求進(jìn)行操作，從而保證巖土工程的施工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。

4 巖土工程創(chuàng)新實踐

4.1 工程測試創(chuàng)新實踐

在巖土工程的施工中，工程測試占據(jù)重要的施工地位，技術(shù)人員通過測試出的數(shù)據(jù)，從而為工程的設(shè)計人員和現(xiàn)場施工人員提供參考依據(jù)，同時通過嚴(yán)格的測試，也可以為巖土工程的安全生產(chǎn)和工程質(zhì)量提供保障。目前。我國建筑企業(yè)的巖土測試一般是在室內(nèi)完成的，其測試內(nèi)容主要有力學(xué)試驗、監(jiān)測等項目，而在這些測試的過程中需要許多不同的工程技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)作為測試的支撐。當(dāng)前在我國企業(yè)中巖工程測試技術(shù)最常用的分別為坑探技術(shù)和鉆探技術(shù)。坑探技術(shù)常常用于鉆探技術(shù)無法對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集和分析時選用，這就需要技術(shù)人員選用合適的設(shè)備進(jìn)行勘探作業(yè)。當(dāng)前比較領(lǐng)先的技術(shù)有物探技術(shù)、地震折射波、面波等形式進(jìn)行直接勘測。而鉆探技術(shù)，通過鉆頭對地面以下，不同深度的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。在巖土工程測試中，技術(shù)人員可以根據(jù)二者各自適用的特點，根據(jù)實際情況，設(shè)備地運其結(jié)合起來使用，從而使得巖土工程的測試更加全面。

4.2 勘探技術(shù)創(chuàng)新實踐

從上文的巖土工程測試創(chuàng)新我們可以看出，選擇合理的勘探技術(shù)的重要性。適合的勘探技術(shù)選擇能夠保證巖土工程施工的質(zhì)量。技術(shù)人員在實際的工程測試中，根據(jù)巖土施工的環(huán)境，將鉆探和坑探技術(shù)結(jié)合使用，可以更好地獲取完整的地質(zhì)數(shù)據(jù)，便于技術(shù)人員對巖土類型分類和確定。

目前物探技術(shù)的創(chuàng)新實踐主要是基于電氣學(xué)、電磁理論等內(nèi)容，將面波、彈性波、電磁波成像等技術(shù)應(yīng)用進(jìn)來，從而完成對地質(zhì)的探測工作。鉆探技術(shù)和坑探技術(shù)都是間接地對地質(zhì)進(jìn)行采樣，通過后期的檢測間接地進(jìn)行勘探工作，而物探則是直接對地質(zhì)情況進(jìn)行勘探，工作效率更高，針對性更強。在勘探的過程中，工作人員要認(rèn)識到巖土工程的復(fù)雜性，對各種勘探技術(shù)的特點、適用范圍、使用標(biāo)準(zhǔn)、操作流程等進(jìn)行全面認(rèn)真地學(xué)習(xí)，根據(jù)實際的現(xiàn)場情況，綜合性的考慮問題，在勘探中可以通過多種勘探技術(shù)的應(yīng)用，從而降低勘探的難度，提升勘探的質(zhì)量，從而為巖土工程的地質(zhì)數(shù)據(jù)提供可靠、全面的數(shù)據(jù)支持[3]。

4.3 觸探技術(shù)創(chuàng)新實踐

巖土工程在對地質(zhì)勘探中，鉆探和坑探的應(yīng)用都需要將探頭深入巖土之下，這就需要觸探技術(shù)的創(chuàng)新。在巖土工程探頭使用中一般分為靜力觸探和動力觸探。

巖土工程在勘探的過程中，會將探頭深入到巖土地表之下，通過對探頭加壓，將靜力傳導(dǎo)至探頭上，從而推動探頭在巖土層中前進(jìn)，在探頭行進(jìn)的過程中，由于地下土質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，探頭遇到的阻力也不同，根據(jù)這些可以對地下土層的物理性質(zhì)進(jìn)行確定，如承受力、變形情況等特性。當(dāng)工作人員選用靜力觸探的技術(shù)時，就需要按照巖土工程的具體情況和施工環(huán)境合理選擇施工的探頭。在靜力觸探的應(yīng)用中，探頭一般分為孔壓、單橋、雙橋者三種類型。在對探頭加壓時，也有三種方式，分別為人力加壓、液壓加壓、機(jī)械加壓。不同類型的土層和地基地承受力可以通過靜力觸探技術(shù)進(jìn)行確定。然而由于我國和國際的分辨標(biāo)準(zhǔn)有所不同，靜力觸探識別的較低，最終導(dǎo)致很少有建筑企業(yè)在巖土工程中使用該項技術(shù)。

動力觸探可以對地質(zhì)的物理性質(zhì)進(jìn)行確定，這種觸探是利用圓錐來實現(xiàn)的。一般按照重量可分為輕、重、超重這三種類型。在日常的作業(yè)中，由于輕型動力觸探設(shè)備體型小巧，操作簡便，能夠勝任大多數(shù)的勘探作業(yè)，因此使用頻率較高。

4.4 漿固碎石樁創(chuàng)新實踐

巖土工程有也會在公路和橋梁的施工中出現(xiàn)，其一般是對軟土地基進(jìn)行施工，而采用的施工方式一般為復(fù)合式。在復(fù)合式施工中，碎石樁選取的體積都非常小，且樁體相對松散，碎石樁本身的強度很弱，施工人員一般只對碎石樁的樁體進(jìn)行簡單加固，而與樁體接觸的地面則沒有進(jìn)行固化處理。

碎石樁復(fù)合式施工流程少，操作簡單，對技術(shù)要求不高，人員、物力、財力投入相對較少。因此，在公路建設(shè)的過程中被廣泛地應(yīng)用。然而由于碎石樁自身松散的特點，導(dǎo)致其本身強度不大，承載能力弱，當(dāng)對碎石樁上承載其他物資時，地基會承受更多的重力，從而導(dǎo)致下沉。因此，這種施工方式?jīng)Q定了碎石樁復(fù)合式施工不能用于較大的承載施工中。雖然之后可以通過灌漿填補這種技術(shù)的漏洞，但灌漿在剛性樁中最為適宜。

漿固碎石樁技術(shù)根據(jù)碎石樁復(fù)式施工的特點和灌漿技術(shù)進(jìn)行分析，將二者有機(jī)統(tǒng)一起來，提前對碎石樁周圍的土壤預(yù)埋管線，當(dāng)對碎石樁作業(yè)完成后，對地面進(jìn)行灌漿操作，從而實現(xiàn)對地面的加固。通過這種施工的施工方式，碎石樁與地面的巖土層通過灌漿得到了加固，提升了地面的承載能力，避免了地基出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象發(fā)生。同時，碎石樁在施工的過程中，所選用的都是建筑廢棄的石料、鋼材等建筑材料，施工單位通過廢物利用，不僅不需要對花費大量的時間、人力和財力處理建筑廢棄物，還可以通過建筑廢棄物在漿固碎石樁中的應(yīng)用，降低了施工成本，節(jié)約了社會資源，這非常符合巖土工程的綠色理念。

4.5 現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁創(chuàng)新實踐

PCC樁技術(shù)就是現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁技術(shù)。我國在巖土工程的施工中，作業(yè)環(huán)境有很多都是在軟土上進(jìn)行的，這就非常容易發(fā)生地基下沉的現(xiàn)象。巖土工程的技術(shù)人員參考了多方面的學(xué)科知識和環(huán)境情況，分析總結(jié)，尋找解決這種問題的方法。經(jīng)過研究人員的不懈努力和反復(fù)實踐發(fā)現(xiàn)，樁體的受力點主要發(fā)生在樁體的側(cè)面和樁體與地面接觸的部分，產(chǎn)生的力分別為摩擦力和阻力。在試驗中，通過對結(jié)構(gòu)不同的樁體變量進(jìn)行對比，分別制作出空心的樁體和實心的樁體進(jìn)行承載測試，試驗表明，空心的樁體承載能力更強。而現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁技術(shù)就是基于以上的試驗原理，經(jīng)過調(diào)整和創(chuàng)新后，樁體在制作的過程中降低了混凝土的使用，而通過空心的應(yīng)用，提高了樁體的承載力，從而減少地基下沉現(xiàn)象的發(fā)生。

現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁技術(shù)需要的設(shè)備一般包括沉降模、分流器、基座、動力器等。通過兩個固定的鋼管，進(jìn)行加固處理，提高沉模的直徑使得其下半部分和內(nèi)外兩側(cè)的邊緣形成造模漿器樁基阻力得到了降低。同時，在沉模器的送料入口處加裝分流裝置，使得混凝土充分?jǐn)嚢瑁档土耸┕さ碾y度?，F(xiàn)澆混凝土大直徑管樁技術(shù)，通過引入自動化技術(shù)，加強了施工過程中的控制，減少了人工的參與，節(jié)約了大量的人力資源，為建筑企業(yè)的施工降低了生產(chǎn)成本。

4.6 引入衛(wèi)星定位測量

GPS 定位技術(shù)，即衛(wèi)星定位技術(shù)。受到巖土工程施工環(huán)境復(fù)雜的影響，GPS 定位技術(shù)以其方便、高精度等技術(shù)特點，可以完成對復(fù)雜的地理環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，避免了建筑單位采用傳統(tǒng)的勘探方式，費時、費力，節(jié)約了大量的資金投入。建筑單位想要采用GPS進(jìn)行測量，前期就需要做好大量的準(zhǔn)備工作，從而保證測量的順利進(jìn)行和數(shù)據(jù)的有效、完整、真實。例如提前將測量中需要使用的設(shè)備進(jìn)行歸類、整理，測試設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，如定位裝置、通信設(shè)備等。之后選擇在晴天清晨，有利于數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。而GPS 技術(shù)可以和多個自動化設(shè)備連接，提高了測量的效率和準(zhǔn)確性。

5 結(jié)束語

綜上所述，我國巖土工程技術(shù)和國際水平還有巨大的差距，技術(shù)人員應(yīng)該利用好綠色理念和國際的先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合本國和實際施工環(huán)境，進(jìn)行創(chuàng)新，從而推動我國巖土工程技術(shù)的發(fā)展和革新。