王芝法 (安徽水利開發(fā)股份有限公司,安徽 蚌埠 233000)
一直以來,軟基基礎處理問題都是水利工程建設的難點所在。首先,由于軟土層本身強度、承載力的特殊缺陷,所以在水利工程建設的過程中,必須要考慮軟基處理;其次軟基基礎處理技術的應用也存在一定問題。在具體的施工過程中,水利工程施工質(zhì)量問題以及軟土地基質(zhì)量問題的最主要誘因都出在施工處理技術應用上,所以想要提升水利工程軟基質(zhì)量就必須要求工程施工人員合理地應用軟基處理技術,確保地基穩(wěn)固和安全,為水利施工安全提供保障。
之所以說水利工程軟基處理是工程建設難點,主要原因在于軟基含水量較多,并且透水性較弱,尤其是抗剪強度較低,再加上內(nèi)部空隙較大,相較于其他的土層含水量明顯增高,通常軟基含水量在30%-70%之間。另一方面由于含水量較高,軟基壓縮性也相對較高,再加上透水性和抗剪強度較弱,往往會給水利工程造成一定的困難,嚴重影響上部承載能力,后期勢必影響工程進度和質(zhì)量,所以說水利工程中,軟基基礎處理是工程建設需要解決的關鍵問題。
上面提到,軟基基礎含水量遠高于平常的土層,甚至含水量最高的時候可以達到70%,所以軟基的滲水性必然下降。在這樣的軟基中進行工程建設,必然要考慮軟土加固問題,而滲水性能卻會給軟土固結造成很大的影響。如果軟土固結速度慢,會嚴重影響軟基穩(wěn)定,后期的施工中,軟基固結施工必然成為影響工程進展的難題。另外,軟土構成比較復雜,甚至會存在有機質(zhì)影響排水管排水性能,使得軟土層水分無法得到有效處理,常見的水利工程塌方等現(xiàn)象多數(shù)都是由這種問題引起的。
軟土土基加固也稱作軟土地地基施工,軟土地地基加固施工對于軟基工程至關重要,因為軟基本身含水量較多、透水性較弱、抗剪強度較低等特點,所以會影響路基加固固化速度。如果固化速度太慢,會直接影響水利建設進度和質(zhì)量,所以對于水利工程施工人員來講,必須要通過自身技術水平的提升來保證軟基加固質(zhì)量,保證水利工程整體施工質(zhì)量。
換填管埋法的應用可以有效地提升軟基強度。首先,換填是工程施工中比較常用的一種軟基處理方法,這種方法通常適用于軟土層施工,例如軟土層厚度較小,可以選擇這種方法置換部分軟土層,借用其他強度較大、承載性能強的土壤或者土層材料,通過置換來提升地基穩(wěn)定性和強度。
換填管埋法的應用,首先,需要開挖換填軟基,在一定工程范圍內(nèi),將軟土層(一般為淤泥軟土)挖除,用天然砂礫置換。軟土挖除用挖掘機等設備完成,開挖深度根據(jù)工程需要確定,通常不超過2m。然后用天然砂礫置換,置換施工要分層填筑、逐層壓實,并且按照水利工程施工強度要求逐層檢測壓實度。通過土層置換提升軟基承載力、抗變形和穩(wěn)定性。換填法所選用的置換土壤或其他材料的粒徑、含量、級配要根據(jù)工程施工標準確定,并且事先要做好各種要素的試驗檢測,以免由于無法壓實而造成地基沉降。
因為軟基土層含水量較高,并且30%含水量以上的都可以算作淤泥土層,所以這種土層施工必須要將軟基中的多余水分排出,提升軟基強度。排水預壓法就是對施工現(xiàn)場進行預壓,使得地基土體產(chǎn)生一定強度的壓縮和固結,地基本身產(chǎn)生預先沉降,以此提升土體強度。
排水預壓固結法首先需要改善軟基排水條件,具體的應用涉及到以下幾個技術步驟。
2.2.1 墊層
墊層要選用強度較高的土工布,一般選擇1~2層復合型土工布(主要起到隔離、過濾軟基水層的作用),砂墊層使用中粗砂,厚度控制在2m以下,粗砂含泥量在5%以下,同時有機質(zhì)含量也要控制在1%以下。
2.2.2 設置排水板(豎直排水系統(tǒng))
首先豎直方向的排水系統(tǒng)使用新型復合塑料排水板材,尺寸根據(jù)淤泥厚度確定,板材設置需要在砂墊層頂面進行施工,并且塑料板材必須穿透淤泥層,板材放置按照三角形狀設置,另外根據(jù)軟基淤泥分布情況,合理控制板材間距,間距通常在1m左右。
2.2.3 水平排水系統(tǒng)
水平排水系統(tǒng)構成包括砂墊層、盲溝、集水井三個環(huán)節(jié),盲溝設置坡度通常大于2%??v橫間距在30~40m,砂墊層選用1~2m,材料為中粗砂。盲溝溝壁必須有隔滲層和反濾層,隔滲層用土工薄膜代替,反濾層用砂礫石或滲水土工織物代替。
4.人才不夠。各試點省份稅務系統(tǒng)公職律師人員普遍不多,且分布不均,一些地市稅務系統(tǒng)仍舊沒有合格的公職律師人選。此外,部分具備法律專業(yè)背景的干部缺乏法律服務工作經(jīng)驗,法律服務的技能和水平還有待提高。
2.2.4 堆載預壓時間
堆載預壓時間需根據(jù)工程確定,通常堆載高度要高于墊層高度,即2~3m,預壓時間要大于180天,之后方可卸載。
排水預壓固結法可以有效的壓縮軟基中的多余水分,提升土層實際抗壓性能,有效控制軟基變形性和壓縮性,提升水利工程施工質(zhì)量。
化學固結法就是借助化學溶液、膠結劑等化學材料,通過壓力灌注或者攪拌混合的方法,將軟基土粒膠結在一起的一種地基處理技術。例如常用的高壓旋噴法、旋轉攪拌法、規(guī)劃加固法、干粉噴射攪拌法都屬于化學加固法,下面介紹幾種常用的固結方法。
2.3.1 高壓旋噴法
這種軟基固結適合淤泥土質(zhì)、粉土、黃土等,借助氣壓、液壓等技術原理,首先在軟基中注入固化漿液,然后在閘基中進行高壓旋噴灌漿,也能形成水泥土摩擦樁,進而提升閘基承載力,有效控制地基沉降。
2.3.1.1 設備選擇
2.3.1.2 技術工藝
高壓旋噴法施工流程:首先是樁位放樣,之后確定鉆機位置、引孔到設計標高;然后封堵垂向的噴嘴、攪拌漿液,由下向上高壓旋噴,旋噴作業(yè)直到設計頂;最后是沖洗、移位。
2.3.1.3 適用范圍
高壓旋噴法適合淤泥土質(zhì)、粉土、黃土、流塑、軟塑或者可塑粘性土、素填土等土層,同時如果土層中含有大量的大粒徑塊石、植物根莖或者有機質(zhì)較多,尤其是對于地下水流速較大的軟基必須事先對工程現(xiàn)場進行試驗,根據(jù)實驗結果確定加固深度(通常在5m以上)。
2.3.2 粉體噴射攪拌法
粉體噴射攪拌法就是在軟基中加入粉柱體等加固材料,讓這些材料和軟基原有土質(zhì)攪拌混合,讓兩種土質(zhì)材料發(fā)生化學反應,以此來提升土基強度的一種方法。
2.3.2.1 施工原理
借助空氣壓縮設備,將加固材料借助攪拌葉片旋轉產(chǎn)生的空隙噴出,同時隨著葉片旋轉和原有的軟基土層混合,而與加固材料分離后的空氣順著攪拌軸有縫隙排除地面。
2.3.2.2 固結原理
這種化學固結法主要借助固化劑來提升土基強度,固化劑的構成主要是水泥、石灰、礦渣等,也可以添加粉煤灰。這些材料通過固結反應形成石灰粉體,再將生石灰加入軟基中,生石灰和軟基中的水分發(fā)生化學反應后形成熟石灰,水分被吸收,生石灰固結。同時該化學過程還會產(chǎn)生大量熱量,柱體消化后土基體積還會膨脹,加速周圍土體的固結,最終形成的石灰粉體穩(wěn)定性大幅提升。
總的來說,軟基基礎施工一直都是水利工程施工中的難題,也是水利工程施工必須要解決的問題。軟基處理技術選擇和應用必須要結合具體的工程實際來確定,同時注重軟基處理質(zhì)量控制和處理技術的優(yōu)化,為水利工程建設質(zhì)量提升提供可靠技術保障。