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        高性能土壤固化劑在水利工程中的應(yīng)用

        2013-07-05 05:27:52張志國(guó)
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用

        張志國(guó)

        【摘 要】施工企業(yè)通常在接收到一個(gè)工程項(xiàng)目之后對(duì)地質(zhì)進(jìn)行全面的勘測(cè),從而設(shè)計(jì)有效的圖紙,但是在地質(zhì)勘測(cè)過(guò)程中,勘測(cè)員往往會(huì)遇到各種各樣的土質(zhì),有些便于施工,而有些則非常不利于施工。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步以及土木工程的發(fā)展,高性能土壤固化劑是當(dāng)前最為常見(jiàn)的一種對(duì)土體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的建筑材料,它的特點(diǎn)是穩(wěn)定性高、高性價(jià)比、經(jīng)濟(jì)、施工方便等,它正在逐步被土木工程所廣泛使用。尤其是在水利工程當(dāng)中,土壤固化劑的應(yīng)用能夠幫助水利工程達(dá)到防滲、護(hù)坡的效果,從而充分發(fā)揮其作用。本文就高性能土壤固化劑在水利工程中的應(yīng)用做簡(jiǎn)要分析。

        【關(guān)鍵詞】土壤固化劑;水利工程;應(yīng)用

        過(guò)去,我們?cè)趯?duì)水利工程的堤防進(jìn)行加固處理的過(guò)程中,通常會(huì)采用加高或者加寬的方式,以此達(dá)到水利工程的施工設(shè)計(jì)要求。在防滲的處理上,通常會(huì)對(duì)堤基采用相應(yīng)的截滲措施從而達(dá)到工程的設(shè)計(jì)要求。但是通過(guò)這些方法來(lái)對(duì)堤坡或者堤腳進(jìn)行防滲加固處理時(shí),往往會(huì)投入大量的財(cái)力,并且水利工程的位置也很難承受這樣的加固處理。而土壤固化劑就是對(duì)土體結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,而且其具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保、防滲抗壓性能高等特性,根據(jù)其不斷的改善與發(fā)展,相信在日后會(huì)代替混凝土等材料,以作為一種新型的建筑材料才進(jìn)行工程的加固處理。土壤固化劑的使用非常簡(jiǎn)單,也就是根據(jù)土體結(jié)構(gòu)的特性,在其中摻入適量的固化劑,然后將土壤與固化劑和勻并壓實(shí),這樣就可以達(dá)到工程施工的要求。

        1.高性能土壤固化劑的特點(diǎn)

        高性能土壤固化劑由于具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保、施工方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到土木工程當(dāng)中,尤其是在水利工程中,通過(guò)使用固化劑來(lái)改變土壤的結(jié)構(gòu),這樣就可以是工程達(dá)到防滲漏的效果,并且保證了工程的質(zhì)量。土壤固化劑由于具有非常多的優(yōu)點(diǎn)而被土木工程所推崇,并且它也在逐漸替代過(guò)去的石灰、水泥等各種筑路材料,它能夠有效的節(jié)約能源資源,具有經(jīng)濟(jì)成本低、環(huán)境污染少等特點(diǎn)。它是土木工程中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新型技術(shù)之一。與傳統(tǒng)的石灰、水泥相比,這種材料具有高性價(jià)比、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益高等特點(diǎn),并且它能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)材料不能實(shí)現(xiàn)或解決的特殊問(wèn)題,其運(yùn)用范圍非常廣泛。目前已被運(yùn)用在水利工程當(dāng)中,以達(dá)到護(hù)坡、防滲的效果。

        2.土壤固化劑的固化原理

        土壤固化劑也就是根據(jù)土壤結(jié)構(gòu)的特性,摻入適量的固化劑,以改變土壤的結(jié)構(gòu)。它有利于將土壤中多余的水分通過(guò)結(jié)晶的方式固定下來(lái),從而減低土壤表面的電流,增強(qiáng)土壤的電解質(zhì)層的濃度,是土壤中的電解質(zhì)顆粒凝聚起來(lái),然后再填充土壤中的孔隙,最后再通過(guò)壓實(shí),從而使得土壤的密實(shí)度增高,穩(wěn)定性增強(qiáng),進(jìn)而形成另一種土壤結(jié)構(gòu),此時(shí)的土壤就能夠達(dá)到之前土壤達(dá)不到的密度,在工程中起到穩(wěn)定的作用。土壤結(jié)構(gòu)通過(guò)摻入土壤固化劑之后,其剛度、穩(wěn)定性、剪力強(qiáng)度等都得到進(jìn)一步的提高,這種不僅有利于充分發(fā)揮水利工程的質(zhì)量,延長(zhǎng)其使用壽命,還在一定程度上節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本,提高了工程的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。

        3.土壤固化劑的多重優(yōu)勢(shì)

        對(duì)于需加固的土壤,根據(jù)土壤的物理和化學(xué)性質(zhì),只需摻入一定量的固化劑,經(jīng)拌勻、壓實(shí)處理,即可達(dá)到需要的性能指標(biāo)。其特點(diǎn)是路用技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良、工程造價(jià)低、施工方便、縮短工期,尤其是有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。采用土壤固化劑可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、礫石等傳統(tǒng)筑路材料,節(jié)省資源、能源,節(jié)約土地,保護(hù)植被,大幅度減少二氧化碳等溫室氣體的排放量,有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù),經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益特別明顯,是公路工程可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新型交通技術(shù)之一。由于它比傳統(tǒng)的水泥、石灰等土壤固化材料具有更好的性能和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。

        3.1萬(wàn)能兼容

        土壤的分析、實(shí)驗(yàn)是固化劑在應(yīng)用中的繁雜前期,實(shí)驗(yàn)配比時(shí)間長(zhǎng),耽誤工期影響施工,無(wú)論是粘土還是沙土、含高鹽量還是有機(jī)質(zhì)的土壤均能兼容,處理效果十分顯著,是傳統(tǒng)材料不能比的。

        3.2遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)

        經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次專(zhuān)家試驗(yàn)和施工檢測(cè)證明無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、干密度、彎沉等各項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

        3.3高斥水性

        攻克了“防水、防翻漿遂:一固化劑真正的核心技術(shù),這是大多數(shù)固化劑無(wú)法逾越的瓶頸,從而有效解決了基層因水浸泡下沉開(kāi)裂的問(wèn)題。

        3.4節(jié)約工期

        高性能的固化劑使原來(lái)的施工周期輕輕松松縮短到3—7天,有條件的地方碾壓完畢即可正常通車(chē)。

        3.5節(jié)約成本

        節(jié)約大量外來(lái)路料的材料費(fèi)、運(yùn)雜費(fèi)和施工、維護(hù)勞力費(fèi),可降低綜合成本40~50%。

        3.6施工簡(jiǎn)單

        只要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn),應(yīng)用傳統(tǒng)的道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、簡(jiǎn)單的的施工流程、排水方式和施工方法即可。

        3.7防熱抗凍

        優(yōu)良的性能不受熱、霜凍或潮氣影響,抗凍能力極強(qiáng),從而減少路面因低溫縮裂、高溫膨脹而損壞的現(xiàn)象。

        3.8節(jié)能環(huán)保

        傳統(tǒng)筑路材料開(kāi)采破壞植被,污染環(huán)境。尤其是石灰,水泥生產(chǎn)中要消耗大量的煤炭資源并釋放大量的二氧化碳溫室氣體,加劇了全球溫室效應(yīng)。該技術(shù)減少了這些傳統(tǒng)膠結(jié)材料的使用量,有利于節(jié)省資源和能源,有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

        3.9具有廣泛的實(shí)用性

        由于它比傳統(tǒng)的水泥、石灰等土壤膠結(jié)材料具有更好的性能和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益,還能解決水泥、石灰、粉煤灰等膠結(jié)材料在土壤加固時(shí)難以解決的一些特殊問(wèn)題,具有獨(dú)特的土壤固化效果和廣泛的實(shí)用性,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于公路的基層及底基層、建筑地基的處理等領(lǐng)域。

        4.在堤防加固工程中的應(yīng)用方法

        4.1堤面道路

        將土壤固化劑用于道路路基或路面,在國(guó)內(nèi)外已有較為成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。固化堤面不僅可以方便交通和汛期搶險(xiǎn),而且可以防止雨水在堤頂滲透給大堤造成的破壞。

        4.2護(hù)坡

        護(hù)坡的主要作用是防止波浪對(duì)堤身的破壞,造成護(hù)坡破壞的主要原因有(1)護(hù)面材料的重量不足或厚度不夠,不能阻止破碎波射流的沖擊和坡面波動(dòng)水流的沖刷,以及內(nèi)壓力的浮托作用;(2)坡面的保護(hù)范圍不夠,在邊界處土料遭到?jīng)_蝕,以至于損及護(hù)面層本身;(3)堤身壓實(shí)質(zhì)量差,產(chǎn)生不均勻沉陷,引起護(hù)坡面板塌陷傾毀。在波浪較小地區(qū),一般采用干砌石護(hù)坡;在波浪較大地區(qū),多采用漿砌石護(hù)坡或預(yù)制的鋼筋混凝土板鋪砌;在護(hù)坡工程中采用土壤固化劑固化當(dāng)?shù)氐耐寥阑蛱烊簧暗[石料,可以根據(jù)不同工況的需要制作護(hù)坡,從而達(dá)到防沖防浪的目的。制作護(hù)坡前,應(yīng)進(jìn)行坡面壓實(shí),斜坡壓實(shí)可采用斜坡振動(dòng)碾壓實(shí),也可采用電動(dòng)打夯機(jī)夯實(shí)。坡面壓實(shí)前應(yīng)清除原坡面雜草、根系和表面腐植土層,測(cè)定原始干密度、含水量,作為護(hù)坡加固的參考依據(jù)。

        5.總結(jié)

        水利工程總會(huì)受到多種自然條件的影響其中就包括土質(zhì),造成的工作狀態(tài)也復(fù)雜復(fù)雜,因此工程技術(shù)人員應(yīng)有憂患意識(shí),在設(shè)計(jì)和施工等主要環(huán)節(jié),嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)。土壤固化劑作為一種新型的堤防加固材料,尚沒(méi)有形成統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范,土壤固化劑在水利工程施工中應(yīng)用及質(zhì)量檢驗(yàn)和控制方法,目前也沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),因此采用土壤固化劑固化砂卵石料。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]邵仁建,章偉平.土壤固化劑在渠道防滲工程中的應(yīng)用[J].江西水利科技,2002,(02).

        [2]周定榮.新型混凝土修補(bǔ)材料──聚合物乳液在天生橋二級(jí)電站的試驗(yàn)和應(yīng)用[J].水利水電技術(shù),1996,(11).

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