复杂地质条件下道路与桥梁基础施工技术研究
夏伟
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

夏伟,. 复杂地质条件下道路与桥梁基础施工技术研究[J]. 地球科学探索,20228. DOI:10.12721/ccn.2022.157091.
摘要: 复杂地质条件对道路与桥梁基础施工带来诸多挑战。本研究探讨了在此类环境下的施工技术,重点分析了地质勘察、基础处理及施工方法,通过案例分析和技术比较提出了适应不同地质条件的施工策略,研究表明精确的地质勘察、合理的基础处理方案以及创新的施工技术对确保工程质量和安全至关重要,文中的研究成果可为复杂地质条件下的道路桥梁工程提供技术参考和实践指导。
关键词: 复杂地质条件;道路桥梁;基础施工;地质勘察;施工技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157091
基金资助:

复杂地质条件下的道路与桥梁基础施工面临诸多挑战,如地基不均匀沉降、岩溶塌陷、滑坡等地质灾害风险,这些问题直接影响工程质量和安全,增加了施工难度和成本,因此深入研究适应复杂地质条件的基础施工技术具有重要的理论意义和实践价值,本研究旨在系统分析复杂地质条件下的施工技术,探讨有效的施工方法和策略,为类似工程提供技术支持。

一、复杂地质条件下的地质勘察技术

(一)高精度地球物理探测技术

在复杂地质条件下高精度地球物理探测技术发挥着关键作用,地震反射法、电阻率层析成像和地质雷达等先进方法能够精确揭示地下地质结构和岩性分布,地震反射法通过分析地震波在不同地层间的反射特征,绘制地下构造剖面图,识别断层、岩溶等地质异常。电阻率层析成像利用地下介质电阻率差异,生成二维或三维地下电阻率分布图像,有效探测地下水分布和岩溶发育情况,地质雷达则采用高频电磁波探测浅层地质结构,特别适用于karst地区岩溶洞穴和地下管线探测,这些技术的综合应用显著提高了地质勘察的精度和效率,为后续工程设计和施工提供了可靠的地质信息支持。

(二)先进钻探与取样技术

面对复杂地质条件,先进的钻探与取样技术是获取准确地质数据的重要手段,定向钻探技术能够在预定轨迹上进行钻探,适用于复杂地形和受限空间的勘察工作,连续取芯技术通过改进钻头和钻杆设计,实现了高质量、高回收率的岩芯采集,为地层划分和岩性分析提供了可靠样本。原位测试技术如标准贯入试验(SPT)和静力触探试验(CPT),可直接在钻孔中进行,获取地层强度和变形特性等关键参数,新型取样器如Shelby管和Denison取样器的应用,大大提高了软土和风化岩等特殊地层的取样质量,这些先进技术的应用,极大地提升了地质勘察的准确性和全面性,为复杂地质条件下的工程设计和施工决策提供了坚实的数据基础[1]。

二、复杂地质条件下的基础处理技术

(一)软土地基处理技术

软土地基处理是复杂地质条件下基础施工的重要环节,针对软土地基承载力低、压缩性高的特点,常采用多种技术相结合的综合处理方案。真空预压联合堆载预压技术通过在地面设置密封膜,利用真空泵抽气,结合堆载荷重,加速软土固结排水,有效提高地基承载力,深层搅拌法则通过将水泥、石灰等固化剂注入软土层并进行机械搅拌,形成刚度较高的复合地基,显著改善地基强度和变形性能,高压喷射注浆技术利用高压水泥浆切割软土并与之混合,形成桩柱状加固体,不仅增强地基承载力还能有效控制沉降。对于深厚软土层,常采用CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)复合地基技术,通过桩体的刚度和桩间土的协同作用实现荷载的均匀传递和沉降控制,在处理过程中,采用动力触探、静力触探等原位测试方法,结合室内试验,对处理效果进行实时监测和评估,确保处理质量满足设计要求,这些技术的合理应用和优化组合,能够有效解决软土地基工程难题,为上部结构提供安全可靠的基础支撑。

(二)岩溶地区基础加固技术

岩溶地区基础加固面临地下溶洞、土洞等复杂地质条件的挑战,需采用针对性的加固技术。高压旋喷桩技术是岩溶地区常用的加固方法之一,通过高压喷射水泥浆液切割并置换软弱土体形成高强度的桩体,不仅能够填充小型溶洞还能有效改善周围土体性质,对于大型溶洞,常采用溶洞回填技术,使用混凝土、碎石等材料进行分层回填并辅以压实处理,实现溶洞的稳定化处理,地下水丰富的岩溶区域,常结合采用帷幕灌浆和固结灌浆技术,帷幕灌浆在基础周围形成防渗屏障,控制地下水流动,而固结灌浆则通过向岩溶裂隙和土洞中注入浆液,增强地基整体性和承载能力。针对潜在的岩溶塌陷风险,采用桩基础技术如钻孔灌注桩或预制桩,将荷载传递至稳定的基岩层,确保结构安全,在加固过程中综合运用微重力、地质雷达等探测技术进行实时监测,及时发现和处理潜在问题,采用三维数值模拟技术对加固方案进行优化设计,预测加固效果,提高施工的精确性和效率,这些加固技术的科学应用,能够有效克服岩溶地区的地质难题,为工程建设提供可靠的地基基础支撑[2]。

三、复杂地质条件下的施工方法创新

(一)深基坑支护新技术

复杂地质条件下的深基坑支护面临诸多挑战,新技术的应用为解决这些问题提供了有效途径,智能化锚杆支护系统结合了传统锚杆技术与现代传感器和数据分析技术,实现了对锚杆受力状态的实时监测和预警,该系统通过在锚杆上安装应变片和位移传感器,将采集的数据传输至中央控制系统,进行实时分析和评估,有效预防支护结构失效。另一项创新是复合土钉墙技术,该技术将传统土钉墙与喷射混凝土、钢筋网和预应力锚索相结合,形成一个整体性更强、适应性更好的支护结构,在软土地层中常采用超深层搅拌墙技术,通过特制的搅拌设备在地下形成连续的水泥土墙体既作为挡土结构,又能有效控制周边土体变形,对于水文地质条件复杂的地区,冷冻法支护技术展现出独特优势。该技术通过在土体中埋设冷冻管,将周围土体冻结成具有一定强度的冻土墙,在开挖过程中起到支护和防水作用,在施工过程中应用三维激光扫描和BIM技术进行实时监测和模拟分析,优化施工方案,提高施工精度和效率,这些新技术的综合应用,大大提高了深基坑支护的安全性和可靠性,为复杂地质条件下的地下工程建设提供了有力保障。

(二)桥梁基础施工新工艺

面对复杂地质条件,桥梁基础施工新工艺的开发和应用显得尤为重要,预制装配式基础技术是近年来备受关注的创新工艺,该技术将桥梁基础分为若干预制构件在工厂生产,然后在现场进行快速组装,这种方法不仅大大缩短了现场施工时间还能有效控制施工质量,特别适用于跨河、跨海等水文地质条件复杂的区域,对于软土地基,新型复合桩基础技术展现出显著优势。该技术将不同类型的桩基(如钢管桩、CFG桩、PHC桩)进行优化组合,充分发挥各类桩基的特点,实现承载力和沉降控制的最优化,在岩溶地区采用大直径钻孔灌注桩配合智能成桩监控系统,能够精确控制桩基成型质量,有效应对复杂地层条件,智能成桩监控系统通过实时监测泥浆性能、灌注压力、混凝土流量等参数,确保桩基施工的每个环节都在最佳状态,针对深水基础,水下智能机器人辅助施工技术正在逐步应用。这种技术利用远程控制的水下机器人进行基坑开挖、清理和检查,大大提高了深水作业的安全性和效率,在施工过程中应用三维激光扫描和水下声呐探测技术进行实时地形测绘和质量检测,确保施工精度和质量,这些新工艺的应用,不仅提高了桥梁基础施工的效率和质量,还为解决复杂地质条件下的施工难题提供了新的思路和方法[3]。

结束语:

复杂地质条件下的道路与桥梁基础施工技术研究对工程建设具有重要意义,通过采用先进的地质勘察技术实施有效的基础处理方案,创新施工方法,可以有效应对复杂地质环境带来的挑战,未来研究应进一步探索新材料、新工艺在复杂地质条件下的应用,提高施工效率和质量,加强施工过程监测和风险管理,确保工程安全和长期稳定性。

参考文献

[1]安航.贵州山区复杂地质条件下高速公路的桥梁基础施工[J].交通世界,2018,(14):90-91.

[2]包雪巍,张帆.强涌水复杂地质条件下大型桥梁基础施工技术[J].水运工程,2008,(03):110-113+119.

[3]张帆.强涌水复杂地质条件下大型桥梁基础施工技术[J].中国港湾建设,2006,(01):46-48+69.