浅谈岩土工程技术的创新应用

　　摘要：几年来, 建筑行业发展势头逐渐放缓, 土木工程人才大浪淘沙, 人们开始重新审视建筑和建筑相关的工程技术, 而对于岩土工程技术发展来说既是艰难的发展瓶颈, 又是极为难得的发展机遇。随着我国建筑事业越渐成熟, 建筑人更多的认识到岩土工程和环境的紧密关系和岩土工程对建筑质量保障的重要作用, 由此也促进了岩土工程技术创新发展。文章即是结合实际工程经验, 探寻岩土工程技术发展的创新方法和实践方式, 希望能给予我国岩土工程技术发展贡献一份力量。

　　关键词：岩土工程; 技术创新; 施工技术; 地基技术;

　　1 岩土工程发展概述

　　顾名思义, 岩土工程主要研究对象即是岩石和土层, 而二者的形成过程本身就极为复杂, 更加之不同地区岩土差异巨大, 其工程受力性质相差极为悬殊。并且其还随着各地质时期各地区的风化环境、搬运、沉积等动力学条件而产生差异性。这些无疑都造成了岩土工程学的复杂性和区域性。

　　而岩土工程学 (又称为“大地工程”、“土力工程”或“土质工程”) 其本身起源于土木工程学, 自上世纪60年代逐渐独立发展成一个单独的学科, 究其根本, 岩土工程即是研究和解决土木工程中岩体与土体问题的学科, 具体可分为地基与基础、边坡、地下工程等方面。就实际的工作内容来说, 岩土工程学所对应的工作有:土地勘察、岩土工程设计、岩土工程治理和岩土工程检测等。对于各类工程项目, 无论是地上建筑, 桥梁建筑, 水库建筑等工程都离不开岩土工程专业, 而同时, 像敷设地铁, 开凿隧洞等建设项目, 土木工程更是其最核心的关键技术。

　　对于我国来说, 岩土工程虽然起步较晚, 但伴随我国建筑事业高速发展, 作为建筑工程的“基石”, 岩土工程技术也得到了极为迅速的发展。

　　2 岩土工程技术应用特点

　　2.1 隐蔽性

　　由于岩土工程技术主要应用对象位于地下, 例如各类桩基, 地下墙, 坑道等, 这些施工工序全部需要在地下进行, 而且大多数施工成果是不可见的或起辅助作用。

　　2.2 复杂性

　　一方面由于土层, 岩石层不可预测的因素过多, 另一方面由于岩土工程的工序相对复杂, 导致岩土工程相较于土木工程中的其它子专业更为复杂。在岩土工程的施工中, 现场会受到各种环境因素的制约, 工种繁多, 施工人员数量大又难以展开施工, 有时即便是同一种桩基在不同的土层条件下都会有多种施工工艺和工序, 这说明岩土工程施工技术的复杂性。

　　2.3 严谨性

　　正如上文所提到的, 由于岩土工程所需处理的问题相对复杂, 而且有很大的不确定性, 所以岩土工程的施工需要更为谨慎小心。并且对于整个建筑工程来说, 岩土工程将直接决定整个工程的成败和最终质量。因此, 岩土工程中的各种施工工序都需要严谨科学, 拿灌桩来说, 除去桩身结构本身外、桩身强度要求严格外, 对灌注其它工序也有很高的要求。

　　3 岩土工程技术的创新应用

　　3.1 岩土工程勘探技术

　　勘测单位作为建筑五大主要单位之一, 其主要依赖的就是岩土工程的勘测技术, 而具体在岩土工程的勘探中, 所需要运用三种核心技术有:物探技术、钻探技术和坑探技术。结合工程实际经验来讲, 岩土工程的这三种技术各具特点, 其技术的创新应用也各不相同。

　　(1) 是物探技术的创新应用

　　对于物探技术的创新, 是依赖于电磁理论和电学理论相互结合式的发展创新, 其最基本的技术应用原理为:在实际工程勘测中, 相关工作人员使用中浅层地震折射波法或者其它多通道瞬态面波法技术等来实现对地质的勘测。对比传统的岩土工程勘探技术来讲, 崭新的电磁勘探技应用能够更为优秀的完成勘测工作, 并将勘测精度提升一个档次。

　　(2) 钻探和坑探的创新技术应用

　　和物探技术创新应用不同的是, 钻探与坑探技术的应用更为直接, 也因此能更直观的了解项目所在地的实际地质情况。对于钻探和坑探技术, 其在项目中的应用应该更为重视环境因素的影响, 并根据经济情况选择最为合理有效的勘测技术, 要求达到最佳的预期效果。

　　3.2 岩土工程测试、绘图、分析技术

　　在工程项目的实地勘探工作完成后, 岩土工程专业人员需要负责的下一项任务为项目的测试、绘图和分析等工作。这些工作中所可能应用到岩土工程技术主要有以下几点:

　　(1) 原位测试技术

　　原位测试技术包含有静力触探与动力触探两种应用方法。首先, 该技术主要是针对于工程施工区域的地质特点而开展的, 是依据项目工程实地的地质情况来实现岩土工程的技术的应用。就目前我国现阶段的原位测试技术来说, 普遍运用的是静力触探技术。可经多次实际工程检验来看, 项目施工中静力触探技术存在有探测分辨率较低、与国际工程标准接轨困难等严重的缺陷, 因此其应用前景并不被业界专业人士所看好, 就目前岩土工程技术发展情况来看, 静力触探技术开始逐渐为动力触探技术所取代。

　　而对于岩土工程技术创新中动力触探的应用, 其主要应用是在探头进入岩土内0.1m到0.3m阶段, 对于所需要的锤击数据实施记录, 从而来确定所探测地点的地质物理学性质指标。动力触探技术包含有地质勘测和测试两方面工作的特点。

　　(2) 工程测试中的实验室压缩技术

　　接上文所谈及的岩土工程测试技术, 在这类技术的创新中, 室内压缩试验的实施是岩土工程测试试验的关键组成部分。该试验的试验原理为压缩实验品的, 并由此来判断项目所在区域的土质受压缩性质。这种测试方法所得到的试验数据得准确得到试验地区的压缩模量和压缩系数等土质变形参数, 从而给项目工程设计和开展提供必要的数据支持。

　　(3) GPS定位技术在工程绘图中的应用

　　在拥有必要的检测和试验数据, 在岩土工程的绘图工作中, 图纸的定位与整体绘制参考向来为岩土工程技术中的难点技术。本文所介绍的绘制方法为在绘图技术创新中应用GPS技术来实现工程绘图的准确定位, 进而去提高岩土工程图纸的绘制精度。这里需要特别提及的是在项目地点地形复杂多变的时候 (如山丘、洼地等地形) , 岩土工程的实践工作中, GPS测量可以更好的发挥其技术特点实现辅助绘图的工作。并不难解释的是, 伴随着GPS技术的发展, 其精度和可应用性都得到了飞跃式的发展, 这使得这一技术可以更好更高效的应用于岩土工程的实际测绘工作, 即明显的提高了岩土工程图绘制的精准度和科学性, 又规避了绘制过程中任务因素的影响, 其可以说是岩土工程技术与目前先进科学技术结合的典范。

　　(4) 计算机辅助在工程测量与设计中的应用

　　从土木工程技术的整体发展情况看, 计算机技术的发展已经成为建筑技术发展的核心推动力, 因此对于岩土工程的技术创新, 也绝对离不开计算机技术的支持。首先, CAD技术本身就已经成为岩土工程技术创新中的重要组成部分。岩土工程的核心数据和资料都可通过计算机来实现整合和整理, 另外其也方便对野外采集数据、土工勘测数据实施分析和解读。再者, BIM技术已经对土木工程中的结构工程, 暖通工程等产生了近乎颠覆性的影响, 软件技术得到了快速的发展和更新, 而BIM技术对于岩土工程的直接影响和间接影响具体在哪些方面还有待于广大专业人员探索和研究。

　　3.3 PPC桩地基技术

　　在岩土工程的实施过程中, 地基处理技术是最能影响工程整体质量的最基础的部分。对此本文所探讨的岩土工程实施技术为PPC桩基技术, 这一技术的应用创新为:首先是可以利用振动沉模技术, 实现对项目基地内的土质自动排出。再者为在排出土质的管桩模具中浇筑混凝土, 从而可以一举两得的浇筑出混凝土柱状地基。而该技术的应用核心要素有:一是在桩基浇筑施工中, 混凝土受到更为严格的规范制约。二是在混凝土灌注进行合理必要的振捣, 使其结构更加优秀稳定。三是在振动沉模过程中, 其挤压作用可以使岩土结构稳定性进一步提高, 从而保证工程整体的稳定性。也因为上述三点技术优势, 使得PPC桩地基技术在岩土工程中得到了广泛的认可和使用。

　　作为土木工程学科的一个重要分支, 凡是在工程项目中涉及岩石、土、地下、水中的部分我们都可以称之为岩土工程。介于其重要的作用和影响力, 岩土工程已经逐渐成为建筑工程实践所需要的核心技术之一, 岩土工程技术不断创新和实践也必将为土木工程发展带来更广阔的发展前景。

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