岩土工程技术现状及发展展望

赖丽红

摘要：介绍国内岩土工程技术发展及存在的主要问题，提出我省岩土工程技术发展方向和实用技术。

关键词：环境；地基处理；深基坑

1 我国岩土工程技术的发展现状

20 多年来，我国岩土工程技术发展迅猛，特别上海（1986）、烟台（1989）、秦皇岛（1992）广东肇庆（1995）、兰州（2002）、广州（2002）等历届全国性地基处理与深基坑工程学术交流会议的大力推动，使我国在桩基技术、地基处理技术、基坑及边坡支护技术方面，取得了显著成绩和突破性进展，有些技术已达到或接近国际水平，但也存在一些技术配套能力差、工艺落后、污染环境、检测和监测滞后、预测控制能力差等问题。

1. 1 桩基技术方面桩基仍然是我国目前工程建设中常用的一种基础形式，世界上许多先进的桩基技术在我国得到引进、发展和应用，并取得显著的效果，同时也自主开发了一些具有我国特色的施工工艺和技术。在高层、超高层建筑中，桩基技术应用最为广泛。

1. 2 地基处理技术方面我国软土地基处理技术起步较晚，但发展很快，从解决一般工程地基处理向解决各类超软、深厚、高填方等大型地基处理和多种方法联合处理方向发展，现已接近国际先进水平，同时在天然地基的合理利用方面，开发了大量的复合地基新技术。强夯法朝着孔内强夯和强夯置换方向发展及小夯击能、多遍数方向发展；预压法朝着真空联合堆载预压方向发展；排水固结法由真空预压、堆载预压朝着真空、堆载、降水或其联合方向发展；水泥土桩朝着大掺入比和喷射搅拌技术方向发展；碎石桩朝着振动挤密与竖向增强技术联合使用方向发展；

1. 3 深基坑工程及边坡支护技术我国深基坑及边坡支护技术是近20 年来随着高层建筑的大量兴建发展起来的一项新技术，是集岩土工程和结构工程为一体，包括支挡、防水、降水、挖运土、监测和信息化施工的系统工程，具有工程地质复杂多变，区域性和个性强的特点，已成为施工中的热点和难点问题。通过大量研究、实践和总结，目前深基坑挡土支护技术已形成了多种方法，如重力式挡墙、地连墙、桩锚式围护结构、土钉墙及喷锚围护结构、沉井、逆作拱墙以及组合支护结构等，目前基础埋深超过15m 的已很普遍，北京东方广场最大挖深达25m，正在施工的北京国家大剧院工程基坑最深处达41m。同时预应力锚索、喷锚、树根桩、土钉、锚杆以及组合支护、土工加筋支护、土工网格布等边坡支护技术在建筑、市政、公路、水利、库岸等边坡处理中得到推广应用。

1. 4 环境岩土工程方面与环境关联的岩土工程及与岩土有关的环境工程的广义环境岩土工程的概念逐步为学术和工程界所接受。传统的垃圾填埋场、基坑开挖、地下工程、隧道、矿山、边坡工程等已与环境卫生、废弃物污染、考古发掘、地面沉降变形、基坑失稳、打桩振动等成为小环境岩土工程问题。

1. 5 岩土预测与控制方面从采用传统理论力学和计算土力学计算方法发展到采用灰色理论、损伤力学、神经网络技术等人工智能方法和动态滚动预测方向发展；控制技术从单一手段朝着多样、复合的方向发展。

2 我省岩土工程技术存在的主要问题

2. 1 桩基础技术方面

沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题（桩径< 500mm 的沉管桩尤为突出），振动沉管灌注桩在城市建设中存在扰民问题，只能用于公路、水利等工程；冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题，桩身混凝土的灌注质量、桩底沉渣的清理和持力层的判断不易监控，施工因素对桩的承载力影响极大等问题；静压桩施工存在超压力可能在抱压部位产生竖向裂缝以及难以穿越较厚的坚硬土层或桩未能达到设计标高及挤土效应等问题；人工挖孔桩的安全防护和用于地下水位以下土层的开挖对周边环境造成影响等问题；大直径人工挖孔扩底灌注桩存在载荷试验费用高、影响检测数量和效果的问题；旋挖桩技术存在因桩机数量较少，价格过高等问题；复合载体桩、支盘桩存在水下施工质量不稳定及蠕变沉降问题。

2. 2 地基处理技术方面

水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全，设备陈旧、技术落后，存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定等问题；高压旋喷桩存在排泥量过大、水泥浪费严重及桩体下沉量难以控制等问题；振冲加固存在排污问题，在城市建设中已不受欢迎，只能用于公路、水利等工程；对于厚度> 3m 的软土地基处理需要变形控制时已不适用；砂石桩用以加固深厚软土地基时，由于存在工期长、工后变形大等问题，已不再用作对变有要求的建筑地基处理；CFG 桩由于其施工控制及土层变化和地下水等因素形成的桩径、桩顶标高难以控制、施工对周围环境的扰动机理和控制措施尚未完全得到解决、工程施工过程中的质量检验还不够完善、工程效果难以保证等，因此，CFG 桩应用于地下水位高、易流动的粉土、粉砂土地基处理需进一步完善。

2. 3 深基坑工程及边坡支护技术

悬臂支护结构在软土中应用常出现变形过大，对工程桩及周边环境造成影响，如工程桩倾斜、断裂，周边管道破裂、道路开裂及建筑物裂缝和倾斜等；排桩等支护结构由于其截降水尚未被高度重视，在基坑开挖过程中虽然支护结构是安全的且变形很小但由于地下水位的变化或支护处土体的流失，对周边环境造成影响；在深厚软土中采用喷锚、土钉支护或水泥土重力式墙支护，易造成基坑侧壁过大的变形，对坑内桩基及基坑周边环境造成影响，甚至坑壁倒塌；基坑工程降水设计计算薄弱和降水技术及设备落后；不重视基坑工程的設计、安全监控和信息化施工；许多工程存在肢解发包的问题；在边坡加固方面，环境保护问题不够重视，如在加固方案的选择上不重视水土保持，在边坡防护措施上绿化因素考虑得少了一些等等。

2. 4 检测和监测技术

资质、技术管理部门对检测和监测单位行为管理重视不够，尤其检测和监测队伍水平参差不齐，对有价值的数据积累少。如桩基试验多数未能取得极限承载力，打桩和基坑开挖监测项目单一，完整的测试少，多数建筑物的沉降观测的精度不够，可靠性和完整性较差，大多需要变形监测的建筑工程均未按有关规范进行监测。不少单位技术人员不具备岩土工程检测和监测的基本常识，造成方法错误和结论错误。

3 我省岩土工程技术的发展方向

3. 1 桩基技术

预制桩（PC、RC、PHC 桩）应朝着从无到有、品种多样化发展，并不断完善和提高施工工艺水平，保证桩身质量，以满足市场的需求。发展少公害、无公害的先进沉桩工艺，如液压锤打入桩、顶压式静压桩，或者预钻孔式、预搅拌式等新的施工工艺。沉管灌注桩应朝着无公害、少公害方向发展，并采取技术措施，提高混凝土桩身完整性。大直径冲钻孔灌注桩应重点研究解决嵌岩和清渣难题，进一步提高沉桩质量；完善桩端后压浆的适用范围及工艺技术；制定相应控制措施及检验测试技术；冲钻孔灌注桩施工必须配有泥浆处理系统等。

3. 2 地基處理技术

开发推广散装水泥、高压输浆和搅拌均匀的、具有计量装置及施工管理系统的新的环保型水泥土搅拌桩技术。非软土地基或仅夹薄层软土（软土厚度< 3m 的地区）、特殊土地基可以开发挤密桩（如砂、石桩）、低桩身强度桩、CFG 桩（水泥粉煤灰碎石桩）或其它刚性桩、半刚性桩复合地基，多重复合地基技术。

3. 3 基坑及边坡支护技术

对深大基坑，推广应用既能保证支护结构变形小又能保证周边环境安全的支护结构，既要挡土又要截水。推广排桩加止水桩加支撑结构或预应力锚杆（索）结构，或联合复合土钉支护结构。对一般基坑应注重发挥各种支护结构的优点，开发应用组合式支护结构，环保型支护结构、如加筋水泥土桩、微型桩与锚杆组合、H 型钢与水泥土桩的组合等支护结构。止水帷幕大力推广高压喷射搅拌桩技术。在边坡支护方面应注重环境保护，推广锚杆技术、树根桩技术、推广土工合成材料在边坡支护中的应用技术，应在保护环境、恢复生态等方面努力，大力提倡边坡植物防护技术。

3. 4 岩土工程勘察和设计

应努力提高工程勘察成果的精度和水平，为设计、施工提供可靠、合理的技术参数，在设计方面应充分发挥设计人员的技术潜能，合理选择基坑方案，在地基设计及基坑设计中变形是主要因素，以变形控制设计是岩土工程设计工作的重点。积极贯彻考虑地基处理与深基坑工程相互作用的设计思想。强调和发挥国家注册岩土师的资质作用。强调和发挥专家论证与审查的作用。

3. 5 检测与监测技术

对大型工程及小区建设应强调通过现场试验提供设计参数，为提高设计水平提供可靠的数据积累。应加强对建筑物、基坑和边坡变形观测数据以及桩基础、支护结构内力、土压力等综合项目测试数据的积累，并由有资质的专业队伍来完成，保证数据的可靠性和精度。

4总结

加强测试队伍的管理，提高测试技术信息化水平，及时有效地利用其他学科的技术成果推动我省测试技术的发展，如计算机技术、自动化技术、电子测量技术、光学、声波、电磁声测试技术和遥感航测技术等。