巖土工程施工技術(shù)特點及應(yīng)用
關(guān)鍵詞:巖土工程；施工技術(shù)；探討
1巖土工程施工技術(shù)的特點
1.1不確定性
首先,由巖土工程勘察報告中的很少的場地數(shù)據(jù)很難對場地巖土的全部性能都了解清楚;其次,某些巖土的結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)又容易隨環(huán)境條件而改變,而施工時又常改變了巖土的環(huán)境條件;第三,改變了的巖土結(jié)構(gòu)及性能反過來對施工過程又施加一定的影響,不可能在事先把這一切了解得非常清楚,所以施工是在對巖土性質(zhì)及其變化不是全部了解清楚的情況下進(jìn)行的。這種不確定性的影響,輕則需調(diào)整施工工藝參數(shù),重則甚至改變工法,這是無法回避的事實。根據(jù)原位測試和現(xiàn)場監(jiān)測得到施工過程中的各種信息進(jìn)行反分析,根據(jù)反分析結(jié)果修改設(shè)計、指導(dǎo)施工,這種信息化施工方法將是解決這個問題的重要手段。
1.2區(qū)域性
各地區(qū)的自然條件不同,巖土性質(zhì)存在很大差異。不同土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系不一樣,壓縮性指標(biāo)和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、工程處理目的、設(shè)計參數(shù),施工的方法都不相同。例如,在施工技術(shù)的選用上,上海注重軟土的;重慶注重山區(qū)巖石的;太原則注重能夠解決濕陷性黃土問題的。
1.3隱蔽性
地基處理、樁基、地下連續(xù)墻、錨桿等都是在巖土中隱蔽施工,工程完成后的運行也是在隱蔽條件下進(jìn)行的,不易發(fā)現(xiàn)問題,出現(xiàn)問題后的判斷和處理難度也較大,而且是否解決了問題須有一定的時間來驗證。在巖土工程施工中、工后采用了各種有針對性的檢測、監(jiān)測方法,檢測、監(jiān)測成為解決這類隱蔽性工程可能出現(xiàn)問題的重要技術(shù)手段。
1.4依賴性
眾多巖土工程施工技術(shù),不但取決于所需解決的巖土工程問題,更依賴于相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。隨著高壓射流切割技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了高壓噴射注漿法;射流泵及真空泵技術(shù)孕育出來真空預(yù)壓法;液壓技術(shù)的發(fā)展,使大噸位的靜壓樁變?yōu)楝F(xiàn)實;超聲波技術(shù)的發(fā)展,使巖土工程施工技術(shù)的質(zhì)量檢驗上了一個新臺階,其與相關(guān)的巖土工程施工技術(shù)配套,使信息化施工成為可能。
1.5前導(dǎo)性
各種施工技術(shù)都是先研究施工效果,后研究計算理論和設(shè)計方法,如復(fù)合地基、擴(kuò)底樁、夯擴(kuò)樁、夯實水泥土樁等迅速發(fā)展完善及大范圍的應(yīng)用,但其相應(yīng)的設(shè)計計算理論還在“蹣跚而行”。
2我國巖土工程施工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1地基處理技術(shù)
�。�1）世界上各種成熟的地基處理方法在我國都得到了廣泛的研究和應(yīng)用。有些工法,如真空預(yù)壓法達(dá)到了世界領(lǐng)先水平;
�。�2）自主開發(fā)了一系列有本國特色的地基處理技術(shù),如二灰樁復(fù)合地基;鋼渣樁復(fù)合地基;渣土樁復(fù)合地基等。這些成果的開發(fā)應(yīng)用,不僅節(jié)約大量資源,降低工程費用,改善環(huán)境、減少城市污染,而且使形成的復(fù)合地基樁土應(yīng)力比更趨合理;
�。�3）研究開發(fā)了介于樁基與復(fù)合地基之間的新型地基基礎(chǔ)形式——鋼筋混凝土疏樁復(fù)合地基,使樁間土的承載作用得到充分發(fā)揮,樁、土共同承受上部結(jié)構(gòu)荷載,從而有效控制建筑物沉降;
�。�4）托換技術(shù)在手段和工藝上有了顯著進(jìn)展,完成了許多高難度的托換工程。我國建筑物整體平移技術(shù)居世界領(lǐng)先地位,從20世紀(jì)60年代到目前為止,全國已有40座大樓被整“搬家”,超過國外大樓平移的總和;
�。�5）我國在建筑物糾偏技術(shù)中采用了水沖法、應(yīng)力釋放法、反向掏芯抽降法等,將大量條形基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)的傾斜建筑物糾正。
2.2基礎(chǔ)工程施工技術(shù)
�。�1）各種先進(jìn)的、落后的,技術(shù)含量高的、技術(shù)含量低的大直徑鉆、沖、挖孔樁技術(shù)在全國各地得到廣泛的使用;
�。�2）研究開發(fā)了后壓漿樁技術(shù)。在灌注樁成樁后對樁底和樁身表面實施壓力灌漿,改善樁端和樁周土性,提高樁基承載力,減少樁基沉降量,效果顯著;
�。�3）注重施工中的環(huán)境效應(yīng),采用預(yù)鉆孔、靜壓等措施,擴(kuò)大了鋼筋混凝土預(yù)制樁的應(yīng)用范圍,而且由于其質(zhì)量相對穩(wěn)定可靠,故在城市郊區(qū)或場地寬闊的工程以及不宜用其他樁型的場合仍采用;
�。�4）沉管灌注樁已在數(shù)億平方米的工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用,在中小城市,因其低廉的造價,使用極其廣泛。
2.3邊坡加固工程施工技術(shù)
（1）我國巖土錨固的應(yīng)用在20紀(jì)80年代后進(jìn)入飛速發(fā)展時期,在邊坡穩(wěn)定、深基坑支護(hù)等許多水利、電力和城市建設(shè)重大工程中得到應(yīng)用。施工設(shè)備、機(jī)具、材料完全自力更生;
�。�2）采用二次灌漿技術(shù),大幅度提高了軟土中錨桿的承載力;基本上掌握了軟土中錨桿蠕變變形和預(yù)應(yīng)力值變化的規(guī)律;在實踐中,找到了控制軟土基坑周邊位移的若干有效方法,我國的軟土錨固技術(shù)接近世界先進(jìn)水平;
�。�3）土釘支護(hù)技術(shù)在我國發(fā)展很快,如土釘支護(hù)與其他的止水設(shè)施或支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合使用,形成的復(fù)合土釘支護(hù);土釘支護(hù)與深層攪拌樁、高壓旋噴樁相結(jié)合構(gòu)成的止水型土釘支護(hù);土釘與預(yù)應(yīng)力錨桿相結(jié)合構(gòu)成的加強(qiáng)型土釘支護(hù);土釘與微型樁、超前注漿、超前豎向土釘相結(jié)合的超前加固型土釘支護(hù)等,拓寬了土釘支護(hù)的應(yīng)用領(lǐng)域,我國的土釘支護(hù)技術(shù)已躋身于世界先進(jìn)行列;
�。�4）采用各種排樁支護(hù)結(jié)構(gòu),輔以深層攪拌樁等隔水措施來代替槽式地下連續(xù)墻,經(jīng)濟(jì)實用的SMW支護(hù)結(jié)構(gòu)也在我國研制成功;
�。�5）對基坑開挖過程重新審視,按時空效應(yīng)原理開挖基坑,是基坑工程中的重大技術(shù)創(chuàng)新和變革,其原理為解決其他巖土工程問題開辟了一個新的途徑。
2.4非開挖技術(shù)
非開挖技術(shù)是指在不開挖地表的條件下探測、檢查、修復(fù)、更換和鋪設(shè)各種地下管線的技術(shù),是近30年來發(fā)達(dá)國家發(fā)展起來的一項非社會效益與經(jīng)濟(jì)效益極為良好的高新技術(shù)。我國引進(jìn)這類技術(shù)不到10年,尚處于消化、吸收階段。
3巖土工程施工技術(shù)的選用和發(fā)展
3.1巖土工程施工技術(shù)的選用原則
�。�1）經(jīng)濟(jì)性原則。由于施工技術(shù)的“不確定性”,每類巖土工程問題往往要準(zhǔn)備幾套技術(shù)或方案,而每種技術(shù)方法有可能應(yīng)用于幾類巖土工程問題,需要通過經(jīng)濟(jì)、工期、技術(shù)、安全等方面對比才能選定。但無論如何,技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性占第一位，這也符合國情。
（2）適用性原則。實施任何一項技術(shù)都涉及到人與物、空間與時間、天時與地利、工藝與設(shè)備、使用與維修、專業(yè)與協(xié)作、供應(yīng)與消耗等各種矛盾,不僅要滿足工程的總體要求,而且還要考慮各部分之間的互動影響,此外還要考慮施工技術(shù)的“隱蔽性”,所以在巖土工程上沒有絕對好或不好的技術(shù),亦即不能以某種技術(shù)的某個/幾種指標(biāo)來評定它是絕對好或差的技術(shù)。不一定使用最好的,但一定使用最合適的施工技術(shù)。
�。�3）實踐性原則。由于巖土工程施工技術(shù)的“不確定性”、“依賴性”和“前導(dǎo)性”,所以某種技術(shù)是否可行決不能僅依靠理論分析、計算來判斷,更重要的是實踐,因為技術(shù)方法、方案的選定并不是一成不變的,施工工藝的改進(jìn),新機(jī)具、設(shè)備的出現(xiàn)和不斷改善,使得相同的設(shè)計采用了與以往不同的技術(shù)方法來完成,它與長期不變的結(jié)構(gòu)設(shè)計是不同的。
(4)綠色性原則。巖土工程施工中的環(huán)境效應(yīng),各種施工方法對環(huán)境的影響程度,將成為選用與否的重要參考。可以預(yù)計,隨著各地日益嚴(yán)格的環(huán)保要求,許多公害較大的巖土工程施工技術(shù)若不改進(jìn),將逐漸退出歷史舞臺,更多的綠色施工技術(shù)將成為“主角”。
3.2巖土工程施工技術(shù)的發(fā)展方向
（1）我國現(xiàn)代土木工程建設(shè)發(fā)展趨勢是人們將不斷拓展新的生存空間,開發(fā)地下空間;向海洋進(jìn)軍,修建跨海大橋、海底隧道和人工島;改造沙漠修建高速公路和高速鐵路等。與之相應(yīng)的技術(shù)方法也將不斷的出現(xiàn)、完善、更新;
�。�2）對已有的技術(shù)方法進(jìn)行“反思”,不斷拓寬其適用的條件。隨著相關(guān)學(xué)科技術(shù)日新月異的發(fā)展,可能規(guī)范公布之日,就是其中的某些技術(shù)原則、參數(shù)“落伍之時”。通過“反思”,振沖法應(yīng)用地層由砂性土拓寬到粘性土,深層攪拌法由軟土拓寬到濕陷性黃土,所以“反思”是十分必要的;
（3）對眾多的施工方法進(jìn)行“梳理”,大力發(fā)展和推廣綠色施工方法。引進(jìn)開發(fā)了發(fā)達(dá)國家的技術(shù)、設(shè)備,應(yīng)該盡快地本土化;
�。�4）每一項巖土工程施工技術(shù)都體現(xiàn)了眾多學(xué)科的研究成果,所以對機(jī)械、材料、冶金、電子、計算機(jī)、化工、化學(xué)、流體力學(xué)、巖土力學(xué)等學(xué)科的前沿實用理論、技術(shù)進(jìn)行不斷地追蹤、了解和掌握是巖土工程施工技術(shù)創(chuàng)新之源。
4結(jié)語
�。�1）通過分析、研究,揭示了巖土工程施工技術(shù)中的規(guī)律性特點及其產(chǎn)生的原因;
�。�2）提出的在巖土工程施工中“不一定使用最好的,但一定使用最合適的”原則為未來一段時間內(nèi)的首選;
�。�3）在國際競爭中引進(jìn)技術(shù)的國產(chǎn)化是立足之本;追蹤相關(guān)學(xué)科理論、技術(shù)的發(fā)展是創(chuàng)新之源。
