基于綠色理念下巖土工程技術創新方法與實踐探索

陳懷珠

天津海濱工程勘察設計有限公司

1 引言

巖土工程主要對工程中的巖石、地表、地下進行施工的項目，是土木工程重要的組成部分。隨著我國經濟高速的發展，也帶動了科學技術的不斷創新。在建筑工程領域，人們在施工的過程中不僅注重經濟效益，也開始關注社會效益，通過技術的創新，不斷將綠色的理念應用到建筑工程的施工中。而巖土工程是一項系統的復雜的工程項目，其實施工技術橫跨多個學科，如力學、地質學、工程學等，涉及的知識非常多，是一項非常復雜的工程項目，這就使得巖土工程的施工顯得尤為困難。同時，我國對于巖土工程的質量也有著嚴格的要求，這就需要巖土工程不斷創新技術，既能滿足巖土工程施工本身的需求，也通過綠色理念的引入滿足社會的需要。因此，研究巖土工程技術創新是非常有價值的。

2 簡述巖土工程技術

自從我國改革開放以來，我國大力發展建筑行業，而巖土工程技術在建筑施工中應用非常廣泛，如橋梁建設、山區隧道施工、地鐵施工、公路和鐵路施工等多個領域。而隨著我國經濟的發展和科技的進步，人們對巖土工程質量和效率都有了更為嚴格的要求，而想要符合這些標準，就必須不斷提升巖土工程技術的水平。巖土工程項目施工過程一般是巖土工程的工程人員對整個工程提前進行設計，按照巖土工程的施工要求，進行研究和分析，得出相關的數據，之后通過模擬試驗對數據進行驗證和校對，最后進行實際施工。

經濟發展推動了科技的創新，許多新的材料和設備被應用與巖土工程的施工中。同時在巖土工程施工管理中，人們引入了現代信息技術、網絡技術、計算機技術，對巖土工程的全部過程進行管理和控制，從而提升了巖土工程技術的水平，保證了工程的質量。巖土工程在施工中需要應用多個工程學科知識，技術人員憑借自己的專業知識對巖土工程的施工現場進行實地勘測，并根據勘測的結果對施工內容進行調整。巖土工程的施工地質環境極易受到其他因素的影響而發生變化，技術人員需要及時對施工現場的巖石和土壤進行勘測得出具體的數據，特別是在施工前一定進行測量，從而保證巖土工程施工的安全。技術人員在勘測現場地質情況中，一般是通過對巖石和土壤的強度、透氣性、抗壓性等項目進行測定，得出具體的數據，從而指導作業人員進行巖土工程的施工[1]。

3 巖土工程特點

3.1 復雜和多變

巖土工程本身就是一項涉及多個學科知識的復雜系統性工程，而要將這些內容整合起來施工是有一定難度的，這也增加了施工的環節，從而使得工程的影響因素增加，使得工程中的不確定性提升。如天氣、地質變動、工程材料等，這就需要在施工的前期，技術人員要把這些都考慮進去，積極地進行實地勘探和調查，不斷地優化施工內容[2]。

3.2 嚴格性

巖土工程有很大一部分作業是在地下完成的，而在作業中經常會使用危險的爆炸品進行施工。而為了保障巖土工程的施工質量和安全，就需要作業人員嚴格按照施工的流程和要求進行操作，從而保證巖土工程的施工質量和生產安全。

4 巖土工程創新實踐

4.1 工程測試創新實踐

在巖土工程的施工中，工程測試占據重要的施工地位，技術人員通過測試出的數據，從而為工程的設計人員和現場施工人員提供參考依據，同時通過嚴格的測試，也可以為巖土工程的安全生產和工程質量提供保障。目前。我國建筑企業的巖土測試一般是在室內完成的，其測試內容主要有力學試驗、監測等項目，而在這些測試的過程中需要許多不同的工程技術和標準作為測試的支撐。當前在我國企業中巖工程測試技術最常用的分別為坑探技術和鉆探技術。坑探技術常常用于鉆探技術無法對地質結構的數據進行有效采集和分析時選用，這就需要技術人員選用合適的設備進行勘探作業。當前比較領先的技術有物探技術、地震折射波、面波等形式進行直接勘測。而鉆探技術，通過鉆頭對地面以下，不同深度的地質結構進行分析。在巖土工程測試中，技術人員可以根據二者各自適用的特點，根據實際情況，設備地運其結合起來使用，從而使得巖土工程的測試更加全面。

4.2 勘探技術創新實踐

從上文的巖土工程測試創新我們可以看出，選擇合理的勘探技術的重要性。適合的勘探技術選擇能夠保證巖土工程施工的質量。技術人員在實際的工程測試中，根據巖土施工的環境，將鉆探和坑探技術結合使用，可以更好地獲取完整的地質數據，便于技術人員對巖土類型分類和確定。

目前物探技術的創新實踐主要是基于電氣學、電磁理論等內容，將面波、彈性波、電磁波成像等技術應用進來，從而完成對地質的探測工作。鉆探技術和坑探技術都是間接地對地質進行采樣，通過后期的檢測間接地進行勘探工作，而物探則是直接對地質情況進行勘探，工作效率更高，針對性更強。在勘探的過程中，工作人員要認識到巖土工程的復雜性，對各種勘探技術的特點、適用范圍、使用標準、操作流程等進行全面認真地學習，根據實際的現場情況，綜合性的考慮問題，在勘探中可以通過多種勘探技術的應用，從而降低勘探的難度，提升勘探的質量，從而為巖土工程的地質數據提供可靠、全面的數據支持[3]。

4.3 觸探技術創新實踐

巖土工程在對地質勘探中，鉆探和坑探的應用都需要將探頭深入巖土之下，這就需要觸探技術的創新。在巖土工程探頭使用中一般分為靜力觸探和動力觸探。

巖土工程在勘探的過程中，會將探頭深入到巖土地表之下，通過對探頭加壓，將靜力傳導至探頭上，從而推動探頭在巖土層中前進，在探頭行進的過程中，由于地下土質結構的不同，探頭遇到的阻力也不同，根據這些可以對地下土層的物理性質進行確定，如承受力、變形情況等特性。當工作人員選用靜力觸探的技術時，就需要按照巖土工程的具體情況和施工環境合理選擇施工的探頭。在靜力觸探的應用中，探頭一般分為孔壓、單橋、雙橋者三種類型。在對探頭加壓時，也有三種方式，分別為人力加壓、液壓加壓、機械加壓。不同類型的土層和地基地承受力可以通過靜力觸探技術進行確定。然而由于我國和國際的分辨標準有所不同，靜力觸探識別的較低，最終導致很少有建筑企業在巖土工程中使用該項技術。

動力觸探可以對地質的物理性質進行確定，這種觸探是利用圓錐來實現的。一般按照重量可分為輕、重、超重這三種類型。在日常的作業中，由于輕型動力觸探設備體型小巧，操作簡便，能夠勝任大多數的勘探作業，因此使用頻率較高。

4.4 漿固碎石樁創新實踐

巖土工程有也會在公路和橋梁的施工中出現，其一般是對軟土地基進行施工，而采用的施工方式一般為復合式。在復合式施工中，碎石樁選取的體積都非常小，且樁體相對松散，碎石樁本身的強度很弱，施工人員一般只對碎石樁的樁體進行簡單加固，而與樁體接觸的地面則沒有進行固化處理。

碎石樁復合式施工流程少，操作簡單，對技術要求不高，人員、物力、財力投入相對較少。因此，在公路建設的過程中被廣泛地應用。然而由于碎石樁自身松散的特點，導致其本身強度不大，承載能力弱，當對碎石樁上承載其他物資時，地基會承受更多的重力，從而導致下沉。因此，這種施工方式決定了碎石樁復合式施工不能用于較大的承載施工中。雖然之后可以通過灌漿填補這種技術的漏洞，但灌漿在剛性樁中最為適宜。

漿固碎石樁技術根據碎石樁復式施工的特點和灌漿技術進行分析，將二者有機統一起來，提前對碎石樁周圍的土壤預埋管線，當對碎石樁作業完成后，對地面進行灌漿操作，從而實現對地面的加固。通過這種施工的施工方式，碎石樁與地面的巖土層通過灌漿得到了加固，提升了地面的承載能力，避免了地基出現下沉的現象發生。同時，碎石樁在施工的過程中，所選用的都是建筑廢棄的石料、鋼材等建筑材料，施工單位通過廢物利用，不僅不需要對花費大量的時間、人力和財力處理建筑廢棄物，還可以通過建筑廢棄物在漿固碎石樁中的應用，降低了施工成本，節約了社會資源，這非常符合巖土工程的綠色理念。

4.5 現澆混凝土大直徑管樁創新實踐

PCC樁技術就是現澆混凝土大直徑管樁技術。我國在巖土工程的施工中，作業環境有很多都是在軟土上進行的，這就非常容易發生地基下沉的現象。巖土工程的技術人員參考了多方面的學科知識和環境情況，分析總結，尋找解決這種問題的方法。經過研究人員的不懈努力和反復實踐發現，樁體的受力點主要發生在樁體的側面和樁體與地面接觸的部分，產生的力分別為摩擦力和阻力。在試驗中，通過對結構不同的樁體變量進行對比，分別制作出空心的樁體和實心的樁體進行承載測試，試驗表明，空心的樁體承載能力更強。而現澆混凝土大直徑管樁技術就是基于以上的試驗原理，經過調整和創新后，樁體在制作的過程中降低了混凝土的使用，而通過空心的應用，提高了樁體的承載力，從而減少地基下沉現象的發生。

現澆混凝土大直徑管樁技術需要的設備一般包括沉降模、分流器、基座、動力器等。通過兩個固定的鋼管，進行加固處理，提高沉模的直徑使得其下半部分和內外兩側的邊緣形成造模漿器樁基阻力得到了降低。同時，在沉模器的送料入口處加裝分流裝置，使得混凝土充分攪拌，降低了施工的難度。現澆混凝土大直徑管樁技術，通過引入自動化技術，加強了施工過程中的控制，減少了人工的參與，節約了大量的人力資源，為建筑企業的施工降低了生產成本。

4.6 引入衛星定位測量

GPS 定位技術，即衛星定位技術。受到巖土工程施工環境復雜的影響，GPS 定位技術以其方便、高精度等技術特點，可以完成對復雜的地理環境進行數據的采集，避免了建筑單位采用傳統的勘探方式，費時、費力，節約了大量的資金投入。建筑單位想要采用GPS進行測量，前期就需要做好大量的準備工作，從而保證測量的順利進行和數據的有效、完整、真實。例如提前將測量中需要使用的設備進行歸類、整理，測試設備的運轉情況，如定位裝置、通信設備等。之后選擇在晴天清晨，有利于數據采集的準確性。而GPS 技術可以和多個自動化設備連接，提高了測量的效率和準確性。

5 結束語

綜上所述，我國巖土工程技術和國際水平還有巨大的差距，技術人員應該利用好綠色理念和國際的先進技術，結合本國和實際施工環境，進行創新，從而推動我國巖土工程技術的發展和革新。