常瑞
安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局設(shè)計(jì)院 安徽合肥 230071
在水利工程建設(shè)過程中,提高軟土地基施工能力是必要的,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與完善,如何提高軟土地基施工技術(shù)水平是確保水利工程建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵?;诖?,本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn),深入對其進(jìn)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(qiáng)度低等特點(diǎn),若在施工時(shí)軟土地基未適當(dāng)處理,必定會(huì)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(shù)作深入研究非常有必要。軟土地基主要特點(diǎn)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(qiáng),其受到破壞后,很容易由當(dāng)初的固態(tài)形狀變成稀釋的狀態(tài)。④透水性弱。在堅(jiān)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(shè)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(dāng)軟土地基所受壓力達(dá)到或超過壓力點(diǎn)0.1MP時(shí),軟土地基就會(huì)出現(xiàn)沉降或突然塌陷,影響工程施工[1]。
強(qiáng)夯法應(yīng)用范圍非常廣泛,不僅適用于水利工程項(xiàng)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(xiàng)目。由于這種處理方法特別簡單、加固效果好、應(yīng)用成本較低,被廣泛應(yīng)用于各類工程項(xiàng)目。方法:使用10-40t重錘,對地面進(jìn)行不斷沖擊,使地面下降10-40cm。第1次夯實(shí)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(jī)就位,將夯錘放回原位,預(yù)先設(shè)計(jì)一定高度,將夯實(shí)錘吊上去,打開脫鉤設(shè)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(shí)坑底處出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象(如歪斜等),及時(shí)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(shù)。
在進(jìn)行軟土地基的處理過程中,換填法的運(yùn)用原理就是對基礎(chǔ)地面之下的軟弱土層進(jìn)行挖除,之后利用工程材料對其進(jìn)行分層填充,通過機(jī)械方式或人工方式對其進(jìn)行壓實(shí),以此保證土層的密實(shí)度,使其成為一種符合工程建設(shè)要求的人工地基。在采用換填法進(jìn)行軟土地基的處理過程中,需要做好墊層設(shè)計(jì)工作,避免出現(xiàn)墊層材料側(cè)向擠出的情況[2]。
化學(xué)固結(jié)法也是一種常見的軟土地基處理技術(shù),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(diǎn)如下:灌漿法的作業(yè)機(jī)理為氣壓、液壓、電化學(xué)等原理,旨在從軟土地基的力學(xué)結(jié)構(gòu)方面強(qiáng)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(shù)類似,以攪拌的方式使得軟土與相關(guān)的固化劑混合,有效提高軟土地基的強(qiáng)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(shè)備提高固化劑注漿的效率。
樁基法應(yīng)用在軟土范圍較廣,并且無法進(jìn)行大面積、大范圍清理的區(qū)域。在實(shí)際應(yīng)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(jìn)化為現(xiàn)在的鋼筋混凝土預(yù)制樁,主要的工藝流程為:通過人為的方式,利用機(jī)械將軟土地基進(jìn)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(huì)放熱,此時(shí)會(huì)與周邊物質(zhì)形成化學(xué)反應(yīng),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(yīng)用時(shí)只需要簡單的培訓(xùn)就可以完成,所以,多數(shù)水利建設(shè)團(tuán)隊(duì)都會(huì)采取這種方法。
旋噴法應(yīng)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(jìn)行細(xì)致的分析,充分討論后再?zèng)Q定處理方法。旋噴法主要利用旋噴機(jī)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(yù)先設(shè)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(qiáng)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(dāng)軟土基中出現(xiàn)淤泥土或粉土?xí)r,適用深層水泥攪拌樁施工技術(shù)。其主要原理是把水泥當(dāng)固化劑,把水泥與軟土用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,通過理化反應(yīng)形成高強(qiáng)度、高穩(wěn)定的復(fù)合地基。可有效增強(qiáng)軟土的硬度,達(dá)到工程預(yù)設(shè)效果。施工時(shí),應(yīng)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(xué)的方式進(jìn)行比對,在有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)比對的前提下,選擇最佳處理技術(shù)。對比數(shù)據(jù)的篩選與獲取都至關(guān)重要,一定要嚴(yán)格按照實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,才能為后續(xù)的技術(shù)選擇提供重要的數(shù)據(jù)保障;二是在選擇好相應(yīng)的處理技術(shù)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(shù),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(shè)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(shù)進(jìn)行重點(diǎn)突破。施工單位應(yīng)當(dāng)始終堅(jiān)持質(zhì)量第一的原則,把握軟土地基的基本特點(diǎn),依照技術(shù)規(guī)范及現(xiàn)場施工過程中的實(shí)際,選擇更加合理的軟土地基處理技術(shù),保障水利工程的穩(wěn)定質(zhì)量,為其充分發(fā)揮社會(huì)性職能打下基礎(chǔ)。