常瑞
安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局設計院 安徽合肥 230071
在水利工程建設過程中,提高軟土地基施工能力是必要的,隨著技術的不斷發(fā)展與完善,如何提高軟土地基施工技術水平是確保水利工程建設質(zhì)量的關鍵?;诖?,本文結(jié)合工作經(jīng)驗,深入對其進行具體討論。
軟土地基,是指土壤成分主要是由軟土組成的地基,因軟土地基具有水分含量大、孔隙較大、土質(zhì)疏松、壓縮性高和抗剪強度低等特點,若在施工時軟土地基未適當處理,必定會造成地面變形,對水利工程整體質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響,所以,對軟土地基處理技術作深入研究非常有必要。軟土地基主要特點概括如下:①不均勻性。②孔隙大。因軟土所含水分高,軟土的孔隙是一般土孔隙的1.3倍左右。③軟土地基的觸變性好,靈敏度強,其受到破壞后,很容易由當初的固態(tài)形狀變成稀釋的狀態(tài)。④透水性弱。在堅直層面來看,軟土的透水性微乎其微,不利于排水固結(jié)施工。⑤沉降速度快。⑥壓縮性非常高。建設在地基上的建筑沉降大小,隨著地基所受壓力的變化而變化,壓縮系數(shù)數(shù)值越大,沉降越明顯。當軟土地基所受壓力達到或超過壓力點0.1MP時,軟土地基就會出現(xiàn)沉降或突然塌陷,影響工程施工[1]。
強夯法應用范圍非常廣泛,不僅適用于水利工程項目,也適用于公路及鐵路的路基,還可以用于工業(yè)、民用建筑項目。由于這種處理方法特別簡單、加固效果好、應用成本較低,被廣泛應用于各類工程項目。方法:使用10-40t重錘,對地面進行不斷沖擊,使地面下降10-40cm。第1次夯實完成后,要整理并平坦施工場合,施工前可以測量夯前錘頂高程,起重機就位,將夯錘放回原位,預先設計一定高度,將夯實錘吊上去,打開脫鉤設備;先放下夯錘,再放下吊鉤,測量一下錘頂高度;如果發(fā)現(xiàn)被夯實坑底處出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象(如歪斜等),及時整平坑底。但必須指出的是,含水量>60%、粒徑>0.005mm的黏粒等占1/3以上的地基不適用此種處理技術。
在進行軟土地基的處理過程中,換填法的運用原理就是對基礎地面之下的軟弱土層進行挖除,之后利用工程材料對其進行分層填充,通過機械方式或人工方式對其進行壓實,以此保證土層的密實度,使其成為一種符合工程建設要求的人工地基。在采用換填法進行軟土地基的處理過程中,需要做好墊層設計工作,避免出現(xiàn)墊層材料側(cè)向擠出的情況[2]。
化學固結(jié)法也是一種常見的軟土地基處理技術,其類型較為多樣,主要包括灌漿法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法三種。三種方法的基本特點如下:灌漿法的作業(yè)機理為氣壓、液壓、電化學等原理,旨在從軟土地基的力學結(jié)構(gòu)方面強化地基的穩(wěn)定程度,對于軟土地基中存在的裂縫及空隙注入可以固化的漿液;深層攪拌法則與深層水泥攪拌樁施工技術類似,以攪拌的方式使得軟土與相關的固化劑混合,有效提高軟土地基的強度與固化程度;高壓噴射注漿則是對于灌漿法的有效優(yōu)化,利用高壓設備提高固化劑注漿的效率。
樁基法應用在軟土范圍較廣,并且無法進行大面積、大范圍清理的區(qū)域。在實際應用過程中,所采取的樁基也產(chǎn)生了明顯的變化,由之前的木樁、砂石樁,已逐漸進化為現(xiàn)在的鋼筋混凝土預制樁,主要的工藝流程為:通過人為的方式,利用機械將軟土地基進行打孔,之后向其中灌入已經(jīng)調(diào)配好的混凝土材料,在混凝土凝固過程中會放熱,此時會與周邊物質(zhì)形成化學反應,改善原有的地基承載效果。這種方法的施工成本較小,施工難度相對較低,在應用時只需要簡單的培訓就可以完成,所以,多數(shù)水利建設團隊都會采取這種方法。
旋噴法應用范圍較小,主要適用于軟黏土、沖填土等的加固,其他軟土地基并不適合。因此,軟土地基處理前要進行細致的分析,充分討論后再決定處理方法。旋噴法主要利用旋噴機形成旋噴樁,以此提高軟土地基的承載力。方法:將帶有特殊噴嘴的注漿管放置于預先設定深度的土層中,噴嘴通過旋轉(zhuǎn)和提升,使噴出的水泥漿液和土體凝固硬化成樁,樁強度越高,壓縮性越低。該方法還適用于地面防滲工作,如噴射成連續(xù)墻或聯(lián)鎖樁施工[3]。
當軟土基中出現(xiàn)淤泥土或粉土時,適用深層水泥攪拌樁施工技術。其主要原理是把水泥當固化劑,把水泥與軟土用攪拌機進行攪拌,通過理化反應形成高強度、高穩(wěn)定的復合地基。可有效增強軟土的硬度,達到工程預設效果。施工時,應注意確保管道暢通,水泥攪拌樁體的垂直度要保持好。
一是水利工程施工階段,首先需要根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù),利用科學的方式進行比對,在有準確數(shù)據(jù)比對的前提下,選擇最佳處理技術。對比數(shù)據(jù)的篩選與獲取都至關重要,一定要嚴格按照實際進行數(shù)據(jù)采集,才能為后續(xù)的技術選擇提供重要的數(shù)據(jù)保障;二是在選擇好相應的處理技術以后,對于軟土地基的處理過程要十分明確,首先,考慮軟土地基的承載力;其次,利用給出的方法,分析可能存在的影響因素,通過數(shù)據(jù)比對的方式,將所有的外界因素排除。其中,需要注意的是軟土地基的水平剪切力和土壤熱化數(shù)據(jù);三是水利工程施工階段所采取的軟土地基處理技術,要事先做好季節(jié)的掌控,根據(jù)不同的攪拌樁要求,合理控制深度,避免因季節(jié)因素而造成無法完成施工問題。
綜上,水利工程的質(zhì)量建設是施工過程中的核心,由于其地基以危害性較大的軟土地基為主,因此在施工過程中必須對于軟土地基的處理技術進行重點突破。施工單位應當始終堅持質(zhì)量第一的原則,把握軟土地基的基本特點,依照技術規(guī)范及現(xiàn)場施工過程中的實際,選擇更加合理的軟土地基處理技術,保障水利工程的穩(wěn)定質(zhì)量,為其充分發(fā)揮社會性職能打下基礎。