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摘 要:想要順利開展巖土工程,巖土工程技術的支持是不可缺少的。在掌握巖土工程技術的同時,工程人員還要不斷創新技術,并在應用實踐中深入研究并詳細分析施工技術?;诖?,本論文研究了巖土工程技術創新方法與實踐。
關鍵詞:巖土工程;工程技術創新;應用實踐
中國的巖土工程技術已經發展了幾十年。近年來,城市化速度不斷加快,各種工程項目越來越多,例如,地鐵工程、海底隧道工程以及跨海橋梁工程等,對巖土工程技術的快速發展起到了一定的推動作用。應用巖土工程技術,往往會對環境造成不同程度的破壞。兩者之間的矛盾長期存在,導致巖土工程技術的發展進入瓶頸期。另外,自然環境與資源的短缺,導致技術難以創新,這已經成為當前需要重點解決的問題。
1 巖土工程技術
1.1 勘察技術
在巖土工程施工之前,相關部門要做好勘察工作,獲得詳細的建筑物資料,并且做好收集整理工作。收集整理的內容包括建筑結構功能的特點、建筑的荷載情況、地基埋置的深度等。相關人員要根據資料的分析結果分階段勘察,勘察工作的主要內容包括巖土工程可行性勘察、巖土工程初步勘察、巖土工程施工階段的勘察。相關人員要從施工的實際情況出發,根據建筑物的特點,適當擴展或者合并勘察環節。另外,當需要增加建筑物層數或需要實施保護措施的時候,相關人員想要做好巖土工程勘察工作,就必須熟悉建筑物的結構以及所具備的功能,掌握建筑的形式,還要認識到增加層數所帶來的影響。從物理應力層面而言,由于上部建筑物負載發生改變,地下應力的應變狀態也會發生改變,因此,相關人員需要詳細分析地下應力情況并做好評估工作。
1.2 地基處理技術
中國的地基處理技術發展主要經歷了兩個階段:第一個階段是建國初期,該階段的各種理論還不成熟,要從國外引進技術;第二個階段是改革開放時期,在這個階段,中國的地基處理技術呈現快速發展態勢,技術不斷創新與完善。地基處理方式的選擇主要與上部建筑物的荷載有關,相關人員應根據不同的荷載大小,選擇不同的地基處理方式及處理深度,從而達到滿足上部荷載的承載力要求。從設計方面來看,基礎類型的選擇主要與建筑物本身的荷載、上部建筑的結構形式、地基土的承載力有關;地基基礎主要是箱筏基礎、擴展基礎以及樁基礎。此外,對于梁板筏基礎和平板筏基礎,相關人員還要考慮其底板對沖切力有足夠的承載力。在地基處理中,常用的處理方法有置換法、真空預壓 法。鋼筋混凝土疏樁復合地基作為新型的地基基礎,在工程中得到了廣泛應用,它不僅能夠對上部建筑物起到一定的支撐作用,還能夠防止建筑物沉降。之所以鋼筋混凝土疏樁復合地基的效果如此明顯,是因為在設計過程中,樁身和周圍土層都有一定的承載力,能夠支撐上覆土層,對于建筑物的重量也可以起到重要的支撐作用,從而充分發揮了樁間土的承載力。
1.3 非開挖技術
目前,非開挖技術是一種非常流行的技術,它既不會對日常交通造成影響,也不會對環境產生負面影響,施工的周期比較短,成本非常低,有很高的綜合經濟效益。管道鋪設工程中普遍采用非開挖技術,當進行石油鉆探施工時,該技術的作用是巨大的。此外,該技術在路基施工、基礎工程施工中也發揮了重要作用。
1.4 邊坡加固工程施工技術
巖土邊坡加固需要綜合使用多種技術,主要包括巖土錨固施工技術和二次灌漿施工技術。前者發展比較早,發展速度也比較快,當前的住宅建設中普遍采用該技術。在進行邊坡加固以及深基坑支護施工的時候,充分利用該技術能夠有效避免軟土基坑周圍產生位移,提高軟土地基中錨桿的承載力。在應用二次注漿技術時,相關人員應明確預應力值的變化情況,這是該技術中的重要內容。在應用土釘支護技術時,相關人員還要充分利用相關的技術,形成復合土釘支護,以此來保證支護的質量。例如,在應用土釘支護技術時,相關人員還要將微型樁施工技術以及小導管超前注漿施工技術結合起來應用。
2 巖土工程技術所具備的特點
2.1 隱蔽性
巖土工程中需要采用的施工技術多種多樣,其中地下施工技術存在隱蔽性。在應用施工技術的過程中,由于施工地點均在地下,具有一定的隱蔽性,各個施工環節以及施工的步驟也都非常隱蔽。
2.2 復雜性
巖土工程施工中涉及的技術工種多、施工人員多。在施工之前,相關人員要做好各項準備工作,為后續施工的順利開展創造條件。施工環境是非常復雜的,相關人員需要充分了解施工環境情況,例如:管理人員應加強施工現場管理,為技術人員進行調查和操作提供便利條件,以減少工作量;所有儀器設備應便于攜帶,并且應用靈活。在施工現場,技術人員要做到具體問題具體分析,并且具備處理復雜問題的能力。
2.3 嚴格性
巖土工程施工中,技術的應用要求較為嚴格,這也是施工的重要特點。例如,在進行灌注柱施工的過程中,施工人員要嚴格保證立柱材料的強度,要將立柱結構的偏差控制在設計允許范圍內,以提高巖土工程施工的質量。
3 巖土工程技術現狀
3.1 現澆混凝土管樁技術
近年來,巖土工程施工技術增添了一種新型的軟土地基處理施工技術——現澆混凝土管樁技術。與傳統的地基處理方法相比,它的優點是承載力高、質量可靠、經濟性高,廣泛應用于市政道路中。這項技術中的混凝土管樁、振動沉管樁和振動沉模薄壁防滲墻等技術,有效提高了市政道路建設的適應性。
3.2 樁靴結構技術
沉管灌注樁端有預制樁端和翻板樁端兩種形式,其特點是可以重復使用、節約資金、施工操作簡單方便。但是,翻板樁靴的分布是三角形,在施工的過程中,三角鋼板受力比較集中,雖然活瓣可以關閉,但是關不嚴,很容易變形,甚至出現卡死的現象當有水或者泥漿漏入樁管中時,翻板樁靴就會產生故障,嚴重影響成柱質量。另外,連接閥門的時候還要使用引線或草繩。
3.3 碎石樁的抗液化作用
在當前巖土工程建設中,碎石樁技術被廣泛應用。碎石樁間隙大、排水快。由于地基在超凈孔隙水壓力下會受到破壞,碎石樁在發揮抗液化作用的過程中,可以有效減少地震造成的破壞。碎石樁能夠抗液化的主要原因是,碎石樁能夠橫向加密和豎向振實地基土,以及其產生的排水作用和預振動作用能夠形成抗液化效應,這是其他地基處理方法無法達到的效果。因此,碎石樁適用于地震多發區、地震高烈度區的可液化場地。
3.4 橋頭跳車現象
出現橋頭跳車現象,主要有兩個方面的原因:①地基土有很大的壓縮性,土質的堅硬度不夠,缺乏承載力;②如果路堤比較高,那么在填土的過程會產生很大的荷載,從而出現施工沉降的現象。在橋梁工程中,采用樁基礎,沉降的概率比較小,能夠有效降低橋頭跳車的現象。
4 巖土工程技術創新實踐
4.1 樁技術創新突破
4.1.1 大直徑混凝土空心樁技術
樁基承載力是由樁端阻力以及樁側磨阻力組成的。將樁側管以及樁端的面積擴大,樁基礎的承載力就會提高,所以應用大面積空心管樁會減少混凝土的用量,提高管樁的承載力。將柔性樁和剛性樁組合成復合樁,充分發揮了這兩種樁型的優點,有效彌補了兩種樁型的缺陷,從而獲得良好的加固效果,降低了沉降的發生概率。從新型復合空心樁基礎的構成來看,大直徑混凝土空心樁技術包括樁靴、混凝土轉向器、模板機、絞車和底盤等。相關人員要根據施工的具體需求不斷創新大直徑混凝土空心樁技術。在應用環形樁基模板下沉裝置時,主要發揮作用的是鋼管。由于這些鋼管均為大直徑鋼管,因此必須在板下沉裝置的底端安裝成型機,包括內側和外側也都要進行相應的處理,以減小沉樁的阻力。要把混凝土分流器安裝在沉模裝置的上端,混凝土澆筑要均勻分層下料。當模板下沉裝置下沉到地基的時候,樁靴就會閉合,這樣可以避免渾水進入管腔中。當拉起模板下沉裝置的時候,就會打開樁靴。
4.1.2 石樁剛性抗液化樁基技術
新型復合空心樁基礎主要由混凝土轉向器、模板樁沉樁機、模板機、塔架、絞車等組成,相關人員需要科學合理地使用各種技術。環形樁基模板下沉裝置有兩個大直徑鋼管,應把模板成型機設置在模板下沉裝置的底部、內部和外部,以減少沉樁阻力。把混凝土分流器安裝在沉模裝置上端,能夠確?;炷辆鶆虻乇粷仓诎鍢堆b置內外鋼管之間的樁端底部。當模板下沉裝置下沉到地基的時候,相關人員必須關閉樁靴,以防止泥水進入管道腔。新樁技術操作簡單,并且能夠自動化運行。
4.2 橋頭跳車裝置創新技術
橋頭跳車裝置既有優點,也有缺點,缺點主要表現為沉降,不能上升。針對這些缺點,相關人員必須控制精度,合理使用橋頭跳車裝置技術可以有效控制橋面高程,從而有效消除橋頭跳車問題,保證行車安全。橋頭跳車裝置技術與溝槽技術不同,前者是在螺栓底座與隔振墊之間建立有效連接,將隔振墊連接到螺栓上端,并且與固定件連接;凹槽位于固定件的下端,下端的槽與活動螺母上端的槽相對應,此時活動螺母的軌跡形成一個圓形,當設置活動球時,它應該在兩個凹槽中的咬合位置。隨著這項技術的改進,橋面高程的精度得到了提高。橋面不是固定的,而是可以升降的。橋面高程能夠有效適應路基沉降的變化,并且與各種地質環境下的橋梁結構相配合,以達到良好的平衡性,并且具有很好的協調性。
4.3 創新 GPS 定位測量技術
GPS 定位測量技術主要發揮的功能是傳輸信息,在此過程中,衛星群和地面接收站都發揮了重要的作用,提高了施工效率。在工程施工之前,相關人員要考慮工程施工現場的環境特點,要準備好施工儀器以及設備,并根據具體的工程實踐,制訂科學有效的施工計劃,保證施工過程中所有的設備都處于正常運轉狀態,確保獲得準確的數據。
5 結語
通過以上研究可以明確,在巖土工程實踐中,相關人員不僅要注重技術操作,還要注重理論分析,并且采用大量的試驗方法并在實踐中進行應用。另外,相關人員還要充分利用先進的科學技術,不斷加強技術創新,以實現現代化發展目標。筆者基于巖土工程技術概念和巖土工程技術特點,分析了巖土工程技術現狀,提出了巖土工程技術創新實踐策略。
作者:張剛 單位:甘肅信合工程設計有限公司