岩土工程技术创新方法与实践

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摘要：创新是一个民族的灵魂，岩土工程技术也需要创新，阐述了岩土工程技术的特点，根据其特点分析了岩土工程技术的现状，最后从创新技术的角度进行归纳总结，力求在技术创新的同时进行岩土工程的相关实践。

关键词：岩土工程；技术创新；实践方法

我国岩土工程技术发展经历了70余年，近些年来，城市化步伐加快，高铁项目如火如荼，海底隧道终于实现，跨海大桥越来越多，这些都促使了岩土工程技术的迅速发展，使其逐渐发展成人类开天辟地、征服自然的不可或缺的技术手段。岩土工程的实践方法主要有理论分析和大量实验及实践，先进的现代化科学与技术为岩土工程创新提供了新的技术手段，但是无论如何发展，岩土工程技术与环境之间的矛盾永远存在，这一矛盾也是岩土技术的发展瓶颈，岩土技术的实施能够对环境造成影响；除此之外，自然环境、资源短缺等也会严重影响岩土工程技术的创新，如何解决这一矛盾，积极寻求可持续发展的岩土工程技术创新之路，寻求岩土工程技术与自然环境的平衡，值得我们深深的思考。

1岩土工程技术的特点

1.1施工地点和环节隐蔽。岩土工程中有各种各样的施工技术，其中地下施工技术具有隐蔽性，这主要是指地下连续墙和桩基施工技术，在这两种施工技术中，不仅施工地点完全隐藏于地下，其中的施工环节和步骤也都具有隐蔽性。1.2施工人员和环境复杂。人为因素和环境因素是影响施工人员施工的主要原因，岩土工程工种比较多、施工人员在工地比较密集、施工前相关人员的准备工作量很大。因此，施工人员和施工环境比较复杂。例如：在施工现场，为了方便技术人员勘察、作业，减轻工作量，所有仪器设备都要尽量轻便灵活，以便于技术人员具体分析技术与桩型的匹配度。1.3结构、材料、偏差控制严格。严格性是岩土工程施工中必须体现的特点，以施工灌注柱为例，不仅要严格要求柱身材料强度，还要严格要求柱身结构，细致要求偏差，体现岩土工程施工的严格性。

2岩土工程技术的现状

2.1现浇混凝土管桩技术瓶颈。现浇混凝土大直径管桩技术简称（PCC桩）技术，其是柔性桩技术，虽然造价低、易普及，但是桩身强度比较低，能够加固深度受限，施工后不易控制沉降。刚性桩桩身强度虽然高，加固深度也足够大，但是费用成本高，不易大面积推广。2.2桩靴结构技术瓶颈。预制桩尖和活瓣桩尖是沉管灌注桩桩尖的两种形式，反复使用性、经济性和施工方便是其主要特点，但活瓣桩靴程三角形分布，在施工中，三角形钢片应力集中，活瓣闭合不严，并且具有容易变形或者卡住、打开不及时等缺点，最后导致水或泥砂泄漏进入桩管，造成无法成柱和低质量成柱的风险。另外，在套管沉入地基之前，一般需要用铅丝或草绳将活瓣临时绑扎。预制桩靴能够有效地控制开闭问题，但是体积大、施工运输不便、造价高，不可重复利用，不宜推广。2.3桩基抗液化排水困境。现在施工技术采用的碎石桩技术，通过碎石桩的大空隙实现快速排水，从而减轻或者快速消散地震等因素产生的超净孔隙水压力对地基的破坏。碎石桩抗液化效果好，但是本身柔性大，桩基承载力有限，桩体容易变形，对于房屋等上体较大负荷的建筑而言不适合。房屋建筑普遍采用刚性地基，刚性桩变形小、承载力高几乎不能排水，无法保护地基，使地基在收到液化冲击时受到严重破坏。2.4桥头跳车现象的困局。高速公路桥头跳车不仅仅是我国岩土工程技术的难题，也是一个困扰世界的施工难题。造成桥头跳车的原因有两点：其一，地基土具有很大的压缩性、土质软、承载力差；其二，在对较高路堤填土时，会导致土重度很大。这两种现象造成的直接后果就是过大的施工后沉降。另外，桥梁由于采用桩基础，几乎没有沉降，桥与路之间不均匀地沉降，造成桥头跳车的困局。

3具体实践岩土工程技术创新的方法

3.1桩技术创新突破3.1.1大直径混凝土空心桩技术。桩端阻力和侧摩阻力是桩基承载力的主要来源，增加桩基的承载力可以通过增加桩管的侧面积和桩端的面积来实现。因此，创新研制大面积空心管桩，既可以减少混凝土的用量，又可以提高管桩的承载力，通过将柔性桩与刚性桩的优势进行互补来克服两种桩的缺陷，建造加固效果和控制沉降效果好、费用低的新型桩。新型复合空心桩基由7个部分组成，即混凝土分流器、防水活瓣桩靴、沉模装置、底盘、成模造浆器、加压振动头、塔架和卷扬机。大直径混凝土空心桩技术的创新性在于：大胆地采用两个固定同心，即环形桩基沉模装置有两个大直径钢管，成模造浆器设置在沉模装置底端和内侧外侧，目的是减少沉桩阻力。混凝土分流器安装在沉模装置上端，负责均匀浇筑混凝土，活瓣桩装置内外钢管之间的桩端底部，沉模装置下沉地基时，桩靴关闭，防止管腔进入泥水，上拔时打开。新型桩技术便操作，自动化程度高。3.1.2石桩刚性抗液化桩基技术。这种新型桩基技术既具有碎石桩的抗液化能力，又具有刚性桩承载能力，将强大的排水效果和高承载性能合二为一。其的创新思路建立在对刚性桩改进的基础之上，主要目的是让刚性桩基拥有排水能力，解决办法是在刚性桩中设置一条排水通道。排水通道是在刚性桩壁上打造出的一条凹槽，在凹槽内放置高性能排水材料，这样就实现了刚性管柱具有排水抗液化功能的设想。这种技术的创新亮点是刚柔桩基优缺点互补，在细致分析两种桩型优缺点之后，得到复合型桩基技术。3.2桥头跳车装置创新技术。目前，桥头跳车装置存在只能沉降、无法上升、精度难以控制的弊端，桥头跳车装置要求提出高精度、全方位的技术，通过此项技术可以针对桥面标高进行准确的降低或升高，从而消除桥头跳车的现象。此项技术创新运用了不同于平常的凹槽技术，让螺栓的底座和隔振垫连接，隔振垫又与螺栓上端的固定件连接，凹槽就设置在固定件下端面上，下端的凹槽与活动螺母上端的凹槽互相对应，形成圆圈状，活动滚珠被设置在两个凹槽咬合处。这样的改进设计明显增加了桥面标高的准确性，桥面能降能升，可使桥面标高适应路基沉降的变化，适用于各种地质条件下的桥梁结构，具有稳定的平衡性和协调性。3.3GPS定位测量技术创新。GPS定位测量技术主要是通过卫星群与地面接收站来完成信息的传达,这样的技术能够有效地提高施工效率。施工前，可以根据山地特征准备施工仪器与设备，制定合理的施工计划，这项技术同时能保证施工中所有设备的正常运转,保证拥有准确的勘探结果。3.4计算机技术新应用。CAD软件能够通过工程提供的数据在计算机上对地质和地形进行描绘，也能对相关数据进行采集、整理分析，因此这一功能被广泛采用。

总之，随着社会经济的发展，岩土工程技术加大了创新力度，突破桩基技术难题，改进桥头装置技术，加强GPS定位测量技术的运用，增加计算机软件在岩土工程中的应用。除了这些技术，还有很多技术可以创新，本文就不一一列举了，希望以上建议能对岩土工程技术创新提供一定的帮助，为岩土工程技术创新提供有利的条件。

作者:张雪峰 杨建利 单位:辽宁省有色地质局一0一队

参考文献

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