岩土工程技术创新方法与实践思考

岩土工程技术创新方法与实践思考

摘 要:想要顺利开展岩土工程,岩土工程技术的支持是不可缺少的。在掌握岩土工程技术的同时,工程人员还要不断创新技术,并在应用实践中深入研究并详细分析施工技术。基于此,本论文研究了岩土工程技术创新方法与实践。

关键词:岩土工程;工程技术创新;应用实践

中国的岩土工程技术已经发展了几十年。近年来,城市化速度不断加快,各种工程项目越来越多,例如,地铁工程、海底隧道工程以及跨海桥梁工程等,对岩土工程技术的快速发展起到了一定的推动作用。应用岩土工程技术,往往会对环境造成不同程度的破坏。两者之间的矛盾长期存在,导致岩土工程技术的发展进入瓶颈期。另外,自然环境与资源的短缺,导致技术难以创新,这已经成为当前需要重点解决的问题。

1  岩土工程技术

1.1  勘察技术

在岩土工程施工之前,相关部门要做好勘察工作,获得详细的建筑物资料,并且做好收集整理工作。收集整理的内容包括建筑结构功能的特点、建筑的荷载情况、地基埋置的深度等。相关人员要根据资料的分析结果分阶段勘察,勘察工作的主要内容包括岩土工程可行性勘察、岩土工程初步勘察、岩土工程施工阶段的勘察。相关人员要从施工的实际情况出发,根据建筑物的特点,适当扩展或者合并勘察环节。另外,当需要增加建筑物层数或需要实施保护措施的时候,相关人员想要做好岩土工程勘察工作,就必须熟悉建筑物的结构以及所具备的功能,掌握建筑的形式,还要认识到增加层数所带来的影响。从物理应力层面而言,由于上部建筑物负载发生改变,地下应力的应变状态也会发生改变,因此,相关人员需要详细分析地下应力情况并做好评估工作。

1.2  地基处理技术

中国的地基处理技术发展主要经历了两个阶段:第一个阶段是建国初期,该阶段的各种理论还不成熟,要从国外引进技术;第二个阶段是改革开放时期,在这个阶段,中国的地基处理技术呈现快速发展态势,技术不断创新与完善。地基处理方式的选择主要与上部建筑物的荷载有关,相关人员应根据不同的荷载大小,选择不同的地基处理方式及处理深度,从而达到满足上部荷载的承载力要求。从设计方面来看,基础类型的选择主要与建筑物本身的荷载、上部建筑的结构形式、地基土的承载力有关;地基基础主要是箱筏基础、扩展基础以及桩基础。此外,对于梁板筏基础和平板筏基础,相关人员还要考虑其底板对冲切力有足够的承载力。在地基处理中,常用的处理方法有置换法、真空预压 法。钢筋混凝土疏桩复合地基作为新型的地基基础,在工程中得到了广泛应用,它不仅能够对上部建筑物起到一定的支撑作用,还能够防止建筑物沉降。之所以钢筋混凝土疏桩复合地基的效果如此明显,是因为在设计过程中,桩身和周围土层都有一定的承载力,能够支撑上覆土层,对于建筑物的重量也可以起到重要的支撑作用,从而充分发挥了桩间土的承载力。

1.3  非开挖技术

目前,非开挖技术是一种非常流行的技术,它既不会对日常交通造成影响,也不会对环境产生负面影响,施工的周期比较短,成本非常低,有很高的综合经济效益。管道铺设工程中普遍采用非开挖技术,当进行石油钻探施工时,该技术的作用是巨大的。此外,该技术在路基施工、基础工程施工中也发挥了重要作用。

1.4  边坡加固工程施工技术

岩土边坡加固需要综合使用多种技术,主要包括岩土锚固施工技术和二次灌浆施工技术。前者发展比较早,发展速度也比较快,当前的住宅建设中普遍采用该技术。在进行边坡加固以及深基坑支护施工的时候,充分利用该技术能够有效避免软土基坑周围产生位移,提高软土地基中锚杆的承载力。在应用二次注浆技术时,相关人员应明确预应力值的变化情况,这是该技术中的重要内容。在应用土钉支护技术时,相关人员还要充分利用相关的技术,形成复合土钉支护,以此来保证支护的质量。例如,在应用土钉支护技术时,相关人员还要将微型桩施工技术以及小导管超前注浆施工技术结合起来应用。

2  岩土工程技术所具备的特点

2.1  隐蔽性

岩土工程中需要采用的施工技术多种多样,其中地下施工技术存在隐蔽性。在应用施工技术的过程中,由于施工地点均在地下,具有一定的隐蔽性,各个施工环节以及施工的步骤也都非常隐蔽。

2.2  复杂性

岩土工程施工中涉及的技术工种多、施工人员多。在施工之前,相关人员要做好各项准备工作,为后续施工的顺利开展创造条件。施工环境是非常复杂的,相关人员需要充分了解施工环境情况,例如:管理人员应加强施工现场管理,为技术人员进行调查和操作提供便利条件,以减少工作量;所有仪器设备应便于携带,并且应用灵活。在施工现场,技术人员要做到具体问题具体分析,并且具备处理复杂问题的能力。

2.3  严格性

岩土工程施工中,技术的应用要求较为严格,这也是施工的重要特点。例如,在进行灌注柱施工的过程中,施工人员要严格保证立柱材料的强度,要将立柱结构的偏差控制在设计允许范围内,以提高岩土工程施工的质量。

3  岩土工程技术现状

3.1  现浇混凝土管桩技术

近年来,岩土工程施工技术增添了一种新型的软土地基处理施工技术——现浇混凝土管桩技术。与传统的地基处理方法相比,它的优点是承载力高、质量可靠、经济性高,广泛应用于市政道路中。这项技术中的混凝土管桩、振动沉管桩和振动沉模薄壁防渗墙等技术,有效提高了市政道路建设的适应性。

3.2  桩靴结构技术

沉管灌注桩端有预制桩端和翻板桩端两种形式,其特点是可以重复使用、节约资金、施工操作简单方便。但是,翻板桩靴的分布是三角形,在施工的过程中,三角钢板受力比较集中,虽然活瓣可以关闭,但是关不严,很容易变形,甚至出现卡死的现象当有水或者泥浆漏入桩管中时,翻板桩靴就会产生故障,严重影响成柱质量。另外,连接阀门的时候还要使用引线或草绳。

3.3  碎石桩的抗液化作用

在当前岩土工程建设中,碎石桩技术被广泛应用。碎石桩间隙大、排水快。由于地基在超净孔隙水压力下会受到破坏,碎石桩在发挥抗液化作用的过程中,可以有效减少地震造成的破坏。碎石桩能够抗液化的主要原因是,碎石桩能够横向加密和竖向振实地基土,以及其产生的排水作用和预振动作用能够形成抗液化效应,这是其他地基处理方法无法达到的效果。因此,碎石桩适用于地震多发区、地震高烈度区的可液化场地。

3.4  桥头跳车现象

出现桥头跳车现象,主要有两个方面的原因:①地基土有很大的压缩性,土质的坚硬度不够,缺乏承载力;②如果路堤比较高,那么在填土的过程会产生很大的荷载,从而出现施工沉降的现象。在桥梁工程中,采用桩基础,沉降的概率比较小,能够有效降低桥头跳车的现象。

4  岩土工程技术创新实践

4.1  桩技术创新突破

4.1.1  大直径混凝土空心桩技术

桩基承载力是由桩端阻力以及桩侧磨阻力组成的。将桩侧管以及桩端的面积扩大,桩基础的承载力就会提高,所以应用大面积空心管桩会减少混凝土的用量,提高管桩的承载力。将柔性桩和刚性桩组合成复合桩,充分发挥了这两种桩型的优点,有效弥补了两种桩型的缺陷,从而获得良好的加固效果,降低了沉降的发生概率。从新型复合空心桩基础的构成来看,大直径混凝土空心桩技术包括桩靴、混凝土转向器、模板机、绞车和底盘等。相关人员要根据施工的具体需求不断创新大直径混凝土空心桩技术。在应用环形桩基模板下沉装置时,主要发挥作用的是钢管。由于这些钢管均为大直径钢管,因此必须在板下沉装置的底端安装成型机,包括内侧和外侧也都要进行相应的处理,以减小沉桩的阻力。要把混凝土分流器安装在沉模装置的上端,混凝土浇筑要均匀分层下料。当模板下沉装置下沉到地基的时候,桩靴就会闭合,这样可以避免浑水进入管腔中。当拉起模板下沉装置的时候,就会打开桩靴。

4.1.2  石桩刚性抗液化桩基技术

新型复合空心桩基础主要由混凝土转向器、模板桩沉桩机、模板机、塔架、绞车等组成,相关人员需要科学合理地使用各种技术。环形桩基模板下沉装置有两个大直径钢管,应把模板成型机设置在模板下沉装置的底部、内部和外部,以减少沉桩阻力。把混凝土分流器安装在沉模装置上端,能够确保混凝土均匀地被浇筑在板桩装置内外钢管之间的桩端底部。当模板下沉装置下沉到地基的时候,相关人员必须关闭桩靴,以防止泥水进入管道腔。新桩技术操作简单,并且能够自动化运行。

4.2  桥头跳车装置创新技术

桥头跳车装置既有优点,也有缺点,缺点主要表现为沉降,不能上升。针对这些缺点,相关人员必须控制精度,合理使用桥头跳车装置技术可以有效控制桥面高程,从而有效消除桥头跳车问题,保证行车安全。桥头跳车装置技术与沟槽技术不同,前者是在螺栓底座与隔振垫之间建立有效连接,将隔振垫连接到螺栓上端,并且与固定件连接;凹槽位于固定件的下端,下端的槽与活动螺母上端的槽相对应,此时活动螺母的轨迹形成一个圆形,当设置活动球时,它应该在两个凹槽中的咬合位置。随着这项技术的改进,桥面高程的精度得到了提高。桥面不是固定的,而是可以升降的。桥面高程能够有效适应路基沉降的变化,并且与各种地质环境下的桥梁结构相配合,以达到良好的平衡性,并且具有很好的协调性。

4.3  创新 GPS 定位测量技术

GPS 定位测量技术主要发挥的功能是传输信息,在此过程中,卫星群和地面接收站都发挥了重要的作用,提高了施工效率。在工程施工之前,相关人员要考虑工程施工现场的环境特点,要准备好施工仪器以及设备,并根据具体的工程实践,制订科学有效的施工计划,保证施工过程中所有的设备都处于正常运转状态,确保获得准确的数据。

5  结语

通过以上研究可以明确,在岩土工程实践中,相关人员不仅要注重技术操作,还要注重理论分析,并且采用大量的试验方法并在实践中进行应用。另外,相关人员还要充分利用先进的科学技术,不断加强技术创新,以实现现代化发展目标。笔者基于岩土工程技术概念和岩土工程技术特点,分析了岩土工程技术现状,提出了岩土工程技术创新实践策略。

作者:张刚 单位:甘肃信合工程设计有限公司