換填墊層法在水利工程淺層軟基處理中的應(yīng)用探討

張攀飛 王進(jìn)

【摘要】水利工程在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有著重要意義。然而，在有的水利工程建設(shè)中，受到特殊地質(zhì)條件的影響，其地基承載力往往無法滿足施工與使用要求，而換填墊層法的應(yīng)用則很好的解決了這一問題。鑒于此，本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)換填墊層法在水利工程淺層軟基處理中的應(yīng)用進(jìn)行具體分析，希望能夠從理論層面上支持我國水利事業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】水利工程；淺層軟基；換填墊層法

引言

在水利工程建設(shè)中往往需要對(duì)淺層的軟弱地基進(jìn)行相應(yīng)的處理，而換填墊層法在其中具有較強(qiáng)的適用性。通常情況下，在淺層軟基處理中，換填墊層法的適用性較強(qiáng)，其處理范圍大多為2～3m。將砂墊層換填至飽和軟土上，使地基的承載力得到有效提升，并使沉降量得到控制。從中不難發(fā)現(xiàn)，在水利工程建設(shè)中，換填墊層法具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

一、工程概況

本文以山東省某村龍洞河排灌工程建設(shè)為例展開分析，該工程的集雨面積為3.65km?，河道加權(quán)平均比降0.0158，整個(gè)渠道長(zhǎng)度為2.79km，河道水流方向?yàn)橛晌飨驏|。以樁號(hào)1+480處為起點(diǎn)，順著原廢棄老河道對(duì)龍洞河排灌渠進(jìn)行修建，該工程的主要功能在于洪水向渠道中引導(dǎo)，使汛期的周邊農(nóng)田得到有效保護(hù)。同時(shí)將生態(tài)水保留并下放至數(shù)十年前由于洪水沖毀和河堤后形成的新河道中。在排灌渠邊墻的恢復(fù)與改造中，砌筑采用M7.5漿砌塊，選用M7.5水泥砂漿對(duì)迎水面進(jìn)行勾縫處理，壓頂采用M10水泥砂漿，為了提高渠底防滲性能，采用碎石墊層與C15混凝土。

二、條件分析與材料應(yīng)用

在水利工程建設(shè)中，渠道建設(shè)作為重要內(nèi)容，其地基的承載力與抗?jié)B需求的滿足具有重要意義。如果基地土層具有較強(qiáng)的滲透性，那么一旦受到高水頭差的影響，水流就會(huì)順勢(shì)帶走土中的細(xì)微顆粒，進(jìn)而導(dǎo)致滲漏通道形成，最終造成管涌等險(xiǎn)情，對(duì)建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定性構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。針對(duì)此，在墊層的換填中，選擇材料應(yīng)以透水性較差的材料為主，而透水性材料只允許應(yīng)用在無水頭差的部分。值得一提的是，在材料粒徑的選擇上，不得過大或者過小，尤其是過小就有可能導(dǎo)致地震液化現(xiàn)象出現(xiàn)。

渠道淺層軟基處理，換填材料主要包括粉質(zhì)黏土、灰土、粉煤灰以及水泥土等等。其中選用粉質(zhì)黏土?xí)r應(yīng)對(duì)有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行控制，通常不得超過5%，同時(shí)也不能有相應(yīng)雜物摻雜在其中，例如凍土、膨脹土、碎石以及大塊瓦片等等；而灰土則需要控制石灰與土的體積比，并選擇粒徑不小于5mm的新鮮消石灰，粉質(zhì)黏土粒徑則不能超過15mm，同時(shí)也不能有松軟雜物摻雜其中；對(duì)于粉煤灰而言，可以將粘性土褥墊層設(shè)置在建筑物與其墊層之間，其厚度應(yīng)控制在0.3～0.5的范圍內(nèi)。此外，水泥土的應(yīng)用中需要對(duì)墊層土粒間的凝聚力予以考慮，這是改善墊層性能的有效途徑，而具體操作時(shí)則需要對(duì)水泥的添加量進(jìn)行控制，使其固化劑作用得到發(fā)揮，通常以8%～15%為宜。最后需要注意的是，在水利工程建設(shè)中，還需要結(jié)合實(shí)際情況，在采用換填墊層法時(shí)合理選用材料，使施工成本得到有效降低，并方便施工有序開展，滿足施工進(jìn)度要求?；诖耍疚乃龉こ探ㄔO(shè)采用水泥土作為基礎(chǔ)換填材料。

三、地基分析

根據(jù)本文所述的工程，在地基分析中，首先需要通過荷載來對(duì)基地壓力進(jìn)行計(jì)算，在深度修改只有，如果地基承載力依然小于計(jì)算值，那么就要采取相應(yīng)的加固處理措施。在基礎(chǔ)處理時(shí)，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，具體內(nèi)容包括地層條件、地下水與成本投資等等。對(duì)于渠道軟弱地基處理而言，一般情況下復(fù)合地基與樁基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的適用性，而有的淺層軟基的厚度不超過3m，針對(duì)此，為了有效減少施工成本，換填墊層法成為了重要的施工方法之一。在實(shí)際運(yùn)用中，首先要針對(duì)墊層設(shè)計(jì)對(duì)承載力、變形壓球等予以分析，而基礎(chǔ)下直接承受水利工程建筑物基地壓力的軟弱土層可以通過墊層進(jìn)行直接置換，在墊層的盈利下，荷載得以擴(kuò)張，如此一來就可以提升下臥層的承載力。然而，在墊層底面部分產(chǎn)生作用的土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和應(yīng)比軟弱土層的承載力特征要小。

首先，結(jié)合工程實(shí)際土質(zhì)調(diào)查資料對(duì)墊層厚度進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)工程實(shí)際情況，一層回填土的平均厚度為1.5m，將其至二層圓礫處全部挖除，并將基礎(chǔ)地面下的厚度設(shè)置為1.5m，通過計(jì)算進(jìn)行復(fù)核，滿足實(shí)際需求。在確定了墊層承載力之后，則需要確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，如果建筑物安全等級(jí)為3，并且對(duì)沉降沒有較高要求，如果沒有相關(guān)地質(zhì)資料或者施工經(jīng)驗(yàn)，那么就應(yīng)以壓實(shí)系數(shù)為依據(jù)，對(duì)墊層參數(shù)進(jìn)行合理選擇。

四、換填墊層法施工

首先是基坑開發(fā)施工，在這一過程中對(duì)基地土層的干擾因素應(yīng)盡可能加以控制，渠道換填墊層施工應(yīng)提前采取降水處理，使基坑內(nèi)地下水降至與墊層底高程設(shè)計(jì)值0.5m以下。之后進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，換填材料的試驗(yàn)具有重要意義，這是對(duì)土料含水量的關(guān)鍵優(yōu)化措施，然后就是分層攤鋪，應(yīng)嚴(yán)格控制厚度，通常以0.2m～0.3m為宜，接著進(jìn)行分層碾壓以滿足密實(shí)度要求。由于換填材料有所差異，在施工實(shí)踐中應(yīng)對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行合理確定。在材料使用方面，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)灰土與水泥土加以利用，在使用時(shí)為了保障性能材料，應(yīng)注意控制使用時(shí)間，確保其他因素不會(huì)產(chǎn)生干擾。最后，在換填墊層的養(yǎng)護(hù)中，為了確?；彝凉探Y(jié)強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，待水泥土夯壓密室后，應(yīng)確保其在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)遭受水的浸泡，一般以3天為宜。此外，墊層換填施工后的質(zhì)量驗(yàn)收工作也十分關(guān)鍵，基礎(chǔ)施工與基坑回填應(yīng)在驗(yàn)收合格的情況下進(jìn)行。

綜上所述，在換填墊層法的應(yīng)用之下，水利工程淺層軟基得到有效處理，其承載力能夠有效滿足設(shè)計(jì)要求，有效保證了后續(xù)施工的順利開展。當(dāng)然，在該項(xiàng)技術(shù)的具體應(yīng)用中，現(xiàn)階段依然存在一定的不足，需要我們對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)，以此推動(dòng)技術(shù)發(fā)展，為工程建設(shè)提供強(qiáng)有力的支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓士標(biāo).換填墊層法在水利工程淺層軟基處理中的應(yīng)用探討[J].巖土工程界，2007，（1）：47-48.

[2] 馬寶海，婁川.淺析水利堤防工程墊層法施工技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016，（20）：1990-1990.

[3] 陳霞，劉振軍.天津市水利工程地基處理方法分析[J].山西建筑，2009，35（13）：113-114.