巖土工程技術創新方法與實踐

趙鑫 向曉華

摘 要：幾年來，建筑行業發展勢頭逐漸放緩，土木工程人才大浪淘沙，人們開始重新審視建筑和建筑相關的工程技術，而對于巖土工程技術發展來說既是艱難的發展瓶頸，又是極為難得的發展機遇。隨著我國建筑事業越漸成熟，建筑人更多的認識到巖土工程和環境的緊密關系和巖土工程對建筑質量保障的重要作用，由此也促進了巖土工程技術創新發展。文章即是結合實際工程經驗，探尋巖土工程技術發展的創新方法和實踐方式，希望能給予我國巖土工程技術發展貢獻一份力量。

關鍵詞：巖土工程；技術創新；施工技術；地基技術

中圖分類號：TU74 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）28-0042-02

Abstract： Over the past few years， the development of the construction industry has slowed down gradually， and the civil engineering talents have been in great demand， and people have begun to re-examine the construction and construction-related engineering technology， which is not only a difficult bottleneck for the development of geotechnical engineering technology， but also a bottleneck for the development of geotechnical engineering technology. It is also an extremely rare development based on. With the development of architecture in China， more and more people realize the close relationship between geotechnical engineering and environment and the important role of geotechnical engineering in ensuring the quality of buildings， which promotes the innovation and development of geotechnical engineering. Combining with practical engineering experience， this paper explores the innovative methods and practical ways of geotechnical development， and hopes to contribute to the technical development of geotechnical in our country.

Keywords： geotechnical engineering； technical innovation； construction technology； foundation technology

1 巖土工程發展概述

顧名思義，巖土工程主要研究對象即是巖石和土層，而二者的形成過程本身就極為復雜，更加之不同地區巖土差異巨大，其工程受力性質相差極為懸殊。并且其還隨著各地質時期各地區的風化環境、搬運、沉積等動力學條件而產生差異性。這些無疑都造成了巖土工程學的復雜性和區域性。

而巖土工程學（又稱為“大地工程”、“土力工程”或“土質工程”）其本身起源于土木工程學，自上世紀60年代逐漸獨立發展成一個單獨的學科，究其根本，巖土工程即是研究和解決土木工程中巖體與土體問題的學科，具體可分為地基與基礎、邊坡、地下工程等方面。就實際的工作內容來說，巖土工程學所對應的工作有：土地勘察、巖土工程設計、巖土工程治理和巖土工程檢測等。對于各類工程項目，無論是地上建筑，橋梁建筑，水庫建筑等工程都離不開巖土工程專業，而同時，像敷設地鐵，開鑿隧洞等建設項目，土木工程更是其最核心的關鍵技術。

對于我國來說，巖土工程雖然起步較晚，但伴隨我國建筑事業高速發展，作為建筑工程的“基石”，巖土工程技術也得到了極為迅速的發展。

2 巖土工程技術應用特點

2.1 隱蔽性

由于巖土工程技術主要應用對象位于地下，例如各類樁基，地下墻，坑道等，這些施工工序全部需要在地下進行，而且大多數施工成果是不可見的或起輔助作用。

2.2 復雜性

一方面由于土層，巖石層不可預測的因素過多，另一方面由于巖土工程的工序相對復雜，導致巖土工程相較于土木工程中的其它子專業更為復雜。在巖土工程的施工中，現場會受到各種環境因素的制約，工種繁多，施工人員數量大又難以展開施工，有時即便是同一種樁基在不同的土層條件下都會有多種施工工藝和工序，這說明巖土工程施工技術的復雜性。

2.3 嚴謹性

正如上文所提到的，由于巖土工程所需處理的問題相對復雜，而且有很大的不確定性， 所以巖土工程的施工需要更為謹慎小心。并且對于整個建筑工程來說，巖土工程將直接決定整個工程的成敗和最終質量。因此，巖土工程中的各種施工工序都需要嚴謹科學，拿灌樁來說，除去樁身結構本身外、樁身強度要求嚴格外，對灌注其它工序也有很高的要求。

3 巖土工程技術的創新應用

3.1 巖土工程勘探技術

勘測單位作為建筑五大主要單位之一，其主要依賴的就是巖土工程的勘測技術，而具體在巖土工程的勘探中，所需要運用三種核心技術有：物探技術、鉆探技術和坑探技術。結合工程實際經驗來講，巖土工程的這三種技術各具特點，其技術的創新應用也各不相同。

（1）是物探技術的創新應用

對于物探技術的創新，是依賴于電磁理論和電學理論相互結合式的發展創新，其最基本的技術應用原理為：在實際工程勘測中，相關工作人員使用中淺層地震折射波法或者其它多通道瞬態面波法技術等來實現對地質的勘測。對比傳統的巖土工程勘探技術來講，嶄新的電磁勘探技應用能夠更為優秀的完成勘測工作，并將勘測精度提升一個檔次。

（2）鉆探和坑探的創新技術應用

和物探技術創新應用不同的是，鉆探與坑探技術的應用更為直接，也因此能更直觀的了解項目所在地的實際地質情況。對于鉆探和坑探技術，其在項目中的應用應該更為重視環境因素的影響，并根據經濟情況選擇最為合理有效的勘測技術，要求達到最佳的預期效果。

3.2 巖土工程測試、繪圖、分析技術

在工程項目的實地勘探工作完成后，巖土工程專業人員需要負責的下一項任務為項目的測試、繪圖和分析等工作。這些工作中所可能應用到巖土工程技術主要有以下幾點：

（1）原位測試技術

原位測試技術包含有靜力觸探與動力觸探兩種應用方法。首先，該技術主要是針對于工程施工區域的地質特點而開展的，是依據項目工程實地的地質情況來實現巖土工程的技術的應用。就目前我國現階段的原位測試技術來說，普遍運用的是靜力觸探技術。可經多次實際工程檢驗來看，項目施工中靜力觸探技術存在有探測分辨率較低、與國際工程標準接軌困難等嚴重的缺陷，因此其應用前景并不被業界專業人士所看好，就目前巖土工程技術發展情況來看，靜力觸探技術開始逐漸為動力觸探技術所取代。

而對于巖土工程技術創新中動力觸探的應用，其主要應用是在探頭進入巖土內0.1m到0.3m階段，對于所需要的錘擊數據實施記錄，從而來確定所探測地點的地質物理學性質指標。動力觸探技術包含有地質勘測和測試兩方面工作的特點。

（2）工程測試中的實驗室壓縮技術

接上文所談及的巖土工程測試技術，在這類技術的創新中，室內壓縮試驗的實施是巖土工程測試試驗的關鍵組成部分。該試驗的試驗原理為壓縮實驗品的，并由此來判斷項目所在區域的土質受壓縮性質。這種測試方法所得到的試驗數據得準確得到試驗地區的壓縮模量和壓縮系數等土質變形參數，從而給項目工程設計和開展提供必要的數據支持。

（3）GPS定位技術在工程繪圖中的應用

在擁有必要的檢測和試驗數據，在巖土工程的繪圖工作中，圖紙的定位與整體繪制參考向來為巖土工程技術中的難點技術。本文所介紹的繪制方法為在繪圖技術創新中應用GPS技術來實現工程繪圖的準確定位，進而去提高巖土工程圖紙的繪制精度。這里需要特別提及的是在項目地點地形復雜多變的時候（如山丘、洼地等地形），巖土工程的實踐工作中，GPS測量可以更好的發揮其技術特點實現輔助繪圖的工作。并不難解釋的是，伴隨著GPS技術的發展，其精度和可應用性都得到了飛躍式的發展，這使得這一技術可以更好更高效的應用于巖土工程的實際測繪工作，即明顯的提高了巖土工程圖繪制的精準度和科學性，又規避了繪制過程中任務因素的影響，其可以說是巖土工程技術與目前先進科學技術結合的典范。

（4）計算機輔助在工程測量與設計中的應用

從土木工程技術的整體發展情況看，計算機技術的發展已經成為建筑技術發展的核心推動力，因此對于巖土工程的技術創新，也絕對離不開計算機技術的支持。首先，CAD技術本身就已經成為巖土工程技術創新中的重要組成部分。巖土工程的核心數據和資料都可通過計算機來實現整合和整理，另外其也方便對野外采集數據、土工勘測數據實施分析和解讀。再者，BIM技術已經對土木工程中的結構工程，暖通工程等產生了近乎顛覆性的影響，軟件技術得到了快速的發展和更新，而BIM技術對于巖土工程的直接影響和間接影響具體在哪些方面還有待于廣大專業人員探索和研究。

3.3 PPC樁地基技術

在巖土工程的實施過程中，地基處理技術是最能影響工程整體質量的最基礎的部分。對此本文所探討的巖土工程實施技術為PPC樁基技術，這一技術的應用創新為：首先是可以利用振動沉模技術，實現對項目基地內的土質自動排出。再者為在排出土質的管樁模具中澆筑混凝土，從而可以一舉兩得的澆筑出混凝土柱狀地基。而該技術的應用核心要素有：一是在樁基澆筑施工中，混凝土受到更為嚴格的規范制約。二是在混凝土灌注進行合理必要的振搗，使其結構更加優秀穩定。三是在振動沉模過程中，其擠壓作用可以使巖土結構穩定性進一步提高，從而保證工程整體的穩定性。也因為上述三點技術優勢，使得PPC樁地基技術在巖土工程中得到了廣泛的認可和使用。

作為土木工程學科的一個重要分支，凡是在工程項目中涉及巖石、土、地下、水中的部分我們都可以稱之為巖土工程。介于其重要的作用和影響力，巖土工程已經逐漸成為建筑工程實踐所需要的核心技術之一，巖土工程技術不斷創新和實踐也必將為土木工程發展帶來更廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]馮瑩.試析巖土工程技術創新方法與實踐[J].科技資訊，2015，13（4）：84.

[2]鄧浩.巖土工程技術創新方法與實踐應用研究[J].低碳世界，2015（8）：133-134.

[3]劉金津.基于綠色理念下巖土工程技術創新方法與實踐探索[J].中國房地產業，2017（24）.

[4]祁凱.新形勢下的巖土工程技術創新方法與實踐[J].房地產導刊，2015（22）.

[5]施濤.巖土工程勘探技術創新方法與實踐[J].工程技術：文摘版，2016.