淺析水利工程施工中淤泥軟土地基的處理

趙培寬

(呂梁市水利工程建筑總隊(duì),山西 呂梁 033000)

隨著我國水利工程建設(shè)速度的加快，大量的水利工程投入建設(shè)。由于水利工程大多都是在河流、湖泊或者是濱海等地區(qū)進(jìn)行，因此地質(zhì)環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，這給水利工程的地基建設(shè)工作帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，其中淤泥軟土地基在水利工程建設(shè)過程當(dāng)中最為普遍，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行有效的處理，使其能夠滿足水利工程建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為水利工程的建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。文章對(duì)水利工程施工中淤泥軟土地基的處理進(jìn)行了相關(guān)的探討。

1 淤泥軟土特性

在長期的水流浸泡下，形成的淤泥土中往往含有較高的腐殖質(zhì)，外觀呈深灰色或者暗綠色，具有較高的含水量，甚至高達(dá)百分之七十以上。淤泥土具有較高的壓縮性、不容易透水且強(qiáng)度不高。在這種土質(zhì)上建立的地基往往不能夠承受上部建筑帶來的壓力，容易發(fā)生變形，甚至出現(xiàn)不均勻沉降，最終導(dǎo)致上部的水利工程建筑物發(fā)生裂縫。由于淤泥軟土的性質(zhì)，必須對(duì)其采取相應(yīng)的措施來進(jìn)行改造，使其能夠滿足水利工程建設(shè)的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，為水利工程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 淤泥軟土地基的處理

鑒于淤泥軟土地基承載力低，壓縮性大，透水性差，不易滿足水工建筑物地基設(shè)計(jì)要求，故需進(jìn)行處理。

2.1 樁基法

當(dāng)淤土層較厚，難以大面積進(jìn)行深處理時(shí)，可采用打樁的辦法進(jìn)行加固處理。樁基礎(chǔ)技術(shù)多種多樣，早期多采用水泥土攪拌樁、砂石樁、木樁，目前很少使用。一是水泥土攪拌樁水灰比、輸漿量和攪拌次數(shù)等控制管理自動(dòng)化系統(tǒng)未健全，設(shè)備陳舊，技術(shù)落后，存在攪拌均勻性差及成樁質(zhì)量不穩(wěn)定問題；二是砂石樁用以加固較深淤泥軟土地基時(shí)，由于存在工期長、工后變形大等問題，己不再用作對(duì)變形有要求的建筑地基處理；三是民用建筑已禁用木樁基礎(chǔ)。在水利工程中，淤泥土層較厚的地基處理時(shí)可以采用灌注樁，其特點(diǎn)是施工工藝簡單、成本低、平面布置靈活，但整體性較差，在地下水位較高地區(qū)不能單獨(dú)起到擋水作用，采用水下澆筑混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20，水泥常用強(qiáng)度等級(jí)32.5MPa普通硅酸鹽水泥，粗骨料粒徑不應(yīng)大于40mm，鉆孔灌注樁施工時(shí)無振動(dòng)、無擠土、噪聲小，適合在城市建筑密集地區(qū)使用。

2.2 換填法

換填法是淺層處理地基的方法，當(dāng)淤土層厚度較薄、面積較小時(shí)，可采用砂壤土、灰土、粗砂、水泥土、粘土進(jìn)行換填，鑒于換砂不利于防滲，不宜用于水利防護(hù)工程中。而在換填工程量少時(shí)可選用水泥土換填，其特點(diǎn)是易使軟弱地基滿足其承載力范圍，從而達(dá)到強(qiáng)度要求，但施工成本較高，其水泥含量必須達(dá)總量12%以上。采用水泥土換填，其效果較好，但施工時(shí)要注意換填料攤鋪分層厚度均勻，分?jǐn)偸┕r(shí)搭按部分要碾壓密實(shí)，水泥與土之間要攪拌均勻，保證換填料質(zhì)量。

2.3 預(yù)壓砂井法

預(yù)壓法是在排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的相互配合作用下，使地基土中的孔隙水排出。常用的排水系統(tǒng)有水平排水墊層、排水砂溝或其它水平排水體和豎直方向的排水砂井或塑料排水板；加壓系統(tǒng)有堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓或降低地下水位等。當(dāng)堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓聯(lián)合使用時(shí)又稱真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法?；咀龇ㄈ缦拢合葘⒌燃庸谭秶鷥?nèi)的植被和表土清除，上鋪砂墊層；然后垂直下插塑料排水板，砂墊層中橫向布置排水管，用以改善加固地基的排水條件；再在砂墊層上鋪設(shè)密封膜，用真空泵將密土膜以內(nèi)的地基氣壓抽至80kpa以上。該方法往往加固時(shí)間過長，抽真空處理范圍有限，適用于工期要求較寬的淤泥或淤泥質(zhì)土地基處理。

2.4 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問題的有效措施，由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成。排水系統(tǒng)是在地基中設(shè)置排水體，利用地基本身的透水性由排水體集中排水的結(jié)構(gòu)體系。下面介紹效益較高的塑料水板處理淤泥軟基方法。插入軟基排水板，當(dāng)填筑基礎(chǔ)及上部建筑物時(shí)，荷載作用軟基，地下水由于受擠壓和毛細(xì)作用沿塑料排水板上升至砂墊層內(nèi)，由砂層向兩側(cè)排出，從而提高基底承載力，塑料排水板要在砂墊層完成后施工，由測量人員測量出需處理范圍，標(biāo)出每根排水板具體位置，插板機(jī)對(duì)中調(diào)平，把排水板在鉆頭安放好，開動(dòng)打樁機(jī)錘打鉆桿，將地面上塑料排水板截?cái)?，并留有一定富余長度，在塑料排水板四周填砂后即完成本次施工。

2.5 加筋法

加筋土是將抗拉能力很強(qiáng)的土工合成材料埋置于土層中，利用土顆粒位移與拉筋產(chǎn)生摩擦力，使土與加筋材料形成整體，減少整體變形和增強(qiáng)整體穩(wěn)定。湖南省沅陵縣落坪滑坡治理工程采用打設(shè)塑料排水板，以加速淤泥層排水固結(jié)，提高地基強(qiáng)度，又采用砂墊層中鋪設(shè)土工織物，由于水土工織物受拉作用，調(diào)整了基底應(yīng)力分布，地基側(cè)向位移和沉降卻相應(yīng)減少，地基穩(wěn)定性就大大提高。

3 軟土地基施工的質(zhì)量控制

3.1 為了規(guī)范水利工程建設(shè)和施工，國家頒布了一系列的管理?xiàng)l例和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，這要求在水利工程建設(shè)過程當(dāng)中，各個(gè)施工環(huán)節(jié)和施工階段都應(yīng)該嚴(yán)格按照水利相應(yīng)的國家規(guī)定來進(jìn)行，每個(gè)施工階段完成之后應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的檢查，確保該施工環(huán)節(jié)沒有存在相應(yīng)的問題，然后才可以進(jìn)行下一個(gè)施工階段。在淤泥軟土地基的處理過程當(dāng)中應(yīng)該安排專門的技術(shù)人員進(jìn)行相應(yīng)的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)的進(jìn)行處理，防止問題變大。

3.2 在水利工程淤泥軟土地基處理過程當(dāng)中應(yīng)該推行嚴(yán)格的項(xiàng)目法人制度，從而確保地基改造工程的質(zhì)量。在市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律的作用之下，建立與之相適應(yīng)的工程項(xiàng)目法人制度能夠有效地使地基建設(shè)的責(zé)任落實(shí)到實(shí)處，從而確保淤泥軟土地基的改造工程能夠高質(zhì)量的完成。在進(jìn)行招標(biāo)和投標(biāo)的過程當(dāng)中應(yīng)該建立健全相應(yīng)的審核制度，對(duì)施工企業(yè)的資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的審查，只有具備相應(yīng)水利工程施工資格的企業(yè)才能夠進(jìn)入到招標(biāo)過程當(dāng)中，這樣可以初步保證水利工程中軟土地基能夠得到有效的處理，最終確保工程的質(zhì)量。

3.3 建立健全相應(yīng)的質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制，在淤泥軟土地基的改造過程當(dāng)中應(yīng)該做到事前、事中和事后的控制。在進(jìn)行地基改造之前要進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)地考察，了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況，制定專業(yè)的地基改造方案，確定參加施工的工程技術(shù)人員。在施工過程當(dāng)中要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，安排專門的技術(shù)人員進(jìn)行檢查，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，確保施工質(zhì)量。在淤泥軟土地基改造完成之后，要組織專門的技術(shù)人員對(duì)地基進(jìn)行專門的驗(yàn)收，只有符合國家相關(guān)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)之后才能夠通過。只有通過對(duì)水利工程淤泥軟土地基的事前、事中和事后整個(gè)過程進(jìn)行相關(guān)的控制，才能夠確保水利工程地基符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，為水利工程的建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

隨著水利工程建設(shè)速度的加快，在水利工程建設(shè)過程當(dāng)中遇到淤泥軟土地基十分的普遍。水利工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)水利工程實(shí)際的情況選擇相應(yīng)的地基改造方法，確保地基能夠滿足水利工程建設(shè)的相關(guān)的要求，只有做好這個(gè)工作才能夠進(jìn)行水利工程的下個(gè)施工環(huán)節(jié)，否則水利工程建設(shè)就無從談起。廣大設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)和施工的過程中要不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，做好淤泥軟土地基的改造工作。

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