張俊琪
(山西省三門峽庫區(qū)建設(shè)工程局,山西 運(yùn)城044000)
地基是水利工程建設(shè)施工中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),地基施工質(zhì)量直接決定著整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量。在水利工程設(shè)計(jì)時(shí),相關(guān)的工程人員就會(huì)針對(duì)地基建設(shè)作出充分的準(zhǔn)備,到現(xiàn)場實(shí)地勘測,根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)地貌確定最優(yōu)地基施工方案。
軟土低強(qiáng)度、高壓縮性、大孔隙和高含水量的特點(diǎn),使得軟土地基在施工中存在大量的技術(shù)難點(diǎn),所以在水利工程建設(shè)中解決了軟土問題,工程質(zhì)量就得到了保障。軟土的這些特征決定了對(duì)軟土地基的施工措施,要采取增強(qiáng)土的強(qiáng)度,降低土層的含水量,從而改變軟土的結(jié)構(gòu),從根本上對(duì)地基中的軟土問題進(jìn)行解決。
軟土地基的解決對(duì)于整個(gè)的工程建設(shè)具有重要意義,可以降低水利建設(shè)中間的安全事故發(fā)生率,保證整個(gè)建筑的安全使用。
軟土地基是可壓縮量較高、強(qiáng)度較低的軟弱土層,軟土地基的軟弱土層中通常含水量較高,土層中間的空隙較大,承受壓力能力小,往往承受超出范圍的壓力后,就會(huì)出現(xiàn)土層變形等現(xiàn)象。軟土地基是水利施工建設(shè)中間嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和安全使用的一個(gè)重要因素,工程施工中一旦遇到軟土地基,工程的施工進(jìn)度將變緩慢,工程的施工難度必然增加,軟土地基中的水分還會(huì)在強(qiáng)烈的陽光照耀下逐漸蒸發(fā),最終導(dǎo)致土質(zhì)松軟,抗壓性降低[1]。
軟土地基是一些相對(duì)軟弱的土層結(jié)構(gòu),在沒有采取相應(yīng)的穩(wěn)固措施的情況下,建立在軟土地基之上的水利工程就會(huì)因?yàn)榈鼗惺懿蛔毫?,出現(xiàn)建筑失衡情況,這種狀況下,水利建設(shè)的安全性將大大降低。經(jīng)過專家長期的實(shí)踐探索得出了以下結(jié)論:軟土地基中間的水分會(huì)隨著天氣的變化發(fā)生較大變化,導(dǎo)致土層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,最終導(dǎo)致土層承壓能力變化。
排水砂墊層主要是在地基的地表鋪一層砂石,這樣做可以將土層中的水分進(jìn)行很好的控制,不會(huì)使水量發(fā)生重大變化,保證土層的良好排水,影響土質(zhì)結(jié)構(gòu),同時(shí)鋪設(shè)一層砂石可以增加軟土層的承載力。在鋪設(shè)砂石層時(shí),砂石層的厚度以0.6 ~1.0 m為宜,在進(jìn)行軟土地基的排水改造的同時(shí)還要進(jìn)行地基兩側(cè)的排水系統(tǒng)的修建,保證良好的外部排水,同時(shí)確保砂石層滲透的水及時(shí)排除,使地基穩(wěn)定[2]。
加筋法主要是將具有抗拉能力的材料置入土層中間,在軟土地基的土壤顆粒和置入材料產(chǎn)生摩擦力,將整個(gè)的軟土層和抗拉力材料形成一個(gè)整體,增加整個(gè)軟化土層的穩(wěn)定性。例如:在福建省的圍墾工程中間,就是采用的朔料排水板,加強(qiáng)土層中水分的排除,將剩下的土壤固結(jié)成可以承受高強(qiáng)度的土層,同時(shí)還在其中放置土工織物,將整個(gè)拉力均勻的分布在基地中,這樣可以使得基地均勻承受力,同時(shí)增加軟土地基的穩(wěn)定性[2]。
預(yù)壓砂井法是利用壓力系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的相互結(jié)合,在軟土地基中,將空隙中的水分排除來,同時(shí)將剩下的土壤進(jìn)行加壓,增加土層的承壓能力。在這種兩種方法相結(jié)合的系統(tǒng)中,常用的排水系統(tǒng)是水平的排水墊層或者利用排水溝將水排除,還采用豎直方向的排水砂井和排水板;在加壓系統(tǒng)中,常用的方法是推載預(yù)壓、真空預(yù)壓和降低低下水位等等。當(dāng)在清除加固范圍內(nèi)的植被和土壤后將上面鋪上砂層,再插入垂直的排水板,在砂層中放置橫向的排水管,最后在砂墊層封膜,將膜內(nèi)的空氣抽出,這種方法我們稱為真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法。但是這種方法的作用范圍有限,適用于工期較寬泛的工程。
旋噴法是將帶有噴嘴的機(jī)械作用到預(yù)訂的土層深度后,從噴嘴中噴射出水泥,通過高速的旋轉(zhuǎn)將土壤和水泥混合到一起,最后整個(gè)固結(jié)硬化成樁,這樣的方法可以將整個(gè)的地基變成土壤和水泥混合硬化而成的樁,最后可以達(dá)到提高地基承載力的效果。這種方法對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量較多的土層作用很小,在塘泥等土層中要慎用。
換土法是軟土地基處理技術(shù)中比較常用的一種方法,這種方法簡單有效,在實(shí)施過程中,通過對(duì)軟土本質(zhì)的改變,改變土質(zhì)特性,達(dá)到水利地基建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。例如:在水利施工中遇到軟土地基問題,可以用水泥、灰土等替換軟土,使土壤的承載力達(dá)到水利施工的標(biāo)準(zhǔn)。換土法可以直接的有效的提高土壤的承載力,但是這種簡單直接的方法卻很容易收到地理位置的制約,影響這種方法的使用,在比較偏遠(yuǎn)的位置,交通運(yùn)輸不便的情況下,這種方法就會(huì)加大工程的成本,因此,在采用換土法的同時(shí),也要充分考慮到當(dāng)?shù)氐膶?shí)際,在交通便利的情況下采用這種方法。
排水固結(jié)法是采用排水板將土壤中間的水分排出,然后提高土壤的穩(wěn)定性,增加土壤的承載力。
振動(dòng)水沖法是將軟土地基打孔,然后將水泥等原料填充到其中,在采用分層夯實(shí)的方法,加固地基,一般在采用這種方法之前不要利用排水系統(tǒng)進(jìn)行排水。
硅化加固法是將氯化鈣和氧化鈉等溶液通過兩側(cè)有洞的管注入到地基中間,通過這些化學(xué)溶液融入到土壤中間,在和土壤產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),在土壤之間生成一種膠狀物,將土壤凝結(jié)在一起,從而增加土壤的承載力。在使用這一技術(shù)的過程中間,采用電化的方式可以加大硅化的范圍,這種方法叫電動(dòng)硅化法。
人工材料加筋法是采用人工合成材料覆蓋在地基表層,這一工作要在工程施工之前完成,這樣做主要是為了將整個(gè)建筑物的重量均勻的分布在地基的各個(gè)地方,不會(huì)出現(xiàn)某些地方承載的壓力大,有的地方承載的壓力小的情況,另外,這種方法可以有效的增加建筑物和地基之間的摩擦力,防止建筑物出現(xiàn)傾斜的現(xiàn)象。
樁基法在面對(duì)含水量大,軟土地基層后等水利工程的建設(shè)中間使用的較多,將鋼筋混凝土樁置入到軟土地基中,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂石樁。
綜上所述,在水利工程施工中應(yīng)對(duì)軟土地基的技術(shù)有很多種,但是并不是每一種技術(shù)都是萬能的,在實(shí)際的應(yīng)用中間,還要根據(jù)實(shí)際情況,采用合適的方法,從而達(dá)到對(duì)軟土地基的最有處理效果。
[1]柴克慶,戚英. 公路軟土地基處理技術(shù)研究[J]. 科技致富向?qū)В?010(29):34.
[2]許偉坤. 基于袋裝砂井預(yù)壓法的海邊軟土地基處理技術(shù)研究[J]. 科技資訊,2009(02):78.