河道淤泥軟基礎(chǔ)處理施工的技術(shù)探究

傅春露

(樂清水利局，浙江樂清325600)

河道淤泥軟基礎(chǔ)處理施工的技術(shù)探究

傅春露

(樂清水利局，浙江樂清325600)

改革開放以來，城市發(fā)展日新月異，城市河流的作用也正在慢慢發(fā)生變化，這對治理城市河道而言顯得十分關(guān)鍵。浙江地區(qū)河道普遍淤積嚴(yán)重，疏浚與淤積尚未達(dá)到平衡。河道疏浚所遇到的難題除了資金投入不足，主要是淤泥的利用和處置比較困難，為此，文章結(jié)合工作實(shí)踐分析了河道整治中軟基處理的作用及原理，并探究河道整治工程當(dāng)中軟基處理策略和方法。

河道;淤泥;軟基礎(chǔ);施工;技術(shù)探究

1 河道淤泥軟基礎(chǔ)施工工程

軟基具有以下6大特性:

1)通常軟基有刺激性氣味，顏色為暗綠色或灰色。

2)在淤泥內(nèi)有大量有機(jī)物腐殖質(zhì)與細(xì)小顆粒，其中，在干燥環(huán)境下，有機(jī)物腐殖質(zhì)的硬度會(huì)增加。

3)壓縮性強(qiáng)大，在許多區(qū)域淤泥的含水量可達(dá)60%。

4)軟基內(nèi)含大量水分與孔隙，然而其沒有太大的容量，因此在通常情況下其天然含水量只有40%～70%。

5)軟基具有很小的滲透性，因此要想其結(jié)實(shí)程度增加的話就必須耗費(fèi)大量時(shí)間。

6)軟基的承載力小、強(qiáng)度低、但靈敏度很高。因此，在軟基土層內(nèi)部開展施工的過程中，軟基很容易影響到地基施工，極易沉降進(jìn)而造成在外力影響下建筑物倒塌的情況，故要先處理地基。

2 河道整治中軟基處理的作用和原理

2.1 改善軟土地基的滲透性

對河道工程而言，一旦地下水開始運(yùn)動(dòng)，就會(huì)造成堤壩等水利工程發(fā)生局部區(qū)域滲水的情況。抑或是因?yàn)榛娱_挖的緣故讓土層出現(xiàn)管涌或流砂等現(xiàn)象，導(dǎo)致地基的承載力甚至是邊坡的穩(wěn)定性受到影響。但是，不管是管涌，還是流砂、滲漏等均與土體的滲透性緊密相關(guān)聯(lián)。因此，使軟土滲透性降低能夠在一定程度上增強(qiáng)土體的抗剪強(qiáng)度，有效確保水利工程地基的穩(wěn)定性。

2.2 提升土地基的密實(shí)性

因地基處理未達(dá)到指標(biāo)規(guī)定，因此在振動(dòng)抑或是外界壓力的作用下，地基的部分區(qū)域會(huì)出現(xiàn)沉降，影響水利工程的功能的正常發(fā)揮。因此，在處理軟土地基的過程中，務(wù)必要關(guān)注強(qiáng)化地基密實(shí)性，從而才能降低外界對地基的影響力度。

2.3 提升土質(zhì)抗剪強(qiáng)度

在荷載作用下地基會(huì)形成剪應(yīng)力，造成土體被剪切。若地基內(nèi)某點(diǎn)的剪應(yīng)力為極限值，此點(diǎn)的土體會(huì)順著剪應(yīng)力的方向滑移，給地基強(qiáng)度造成一定的影響。若外界的荷載效果在持續(xù)提升，則地基內(nèi)受損的點(diǎn)的數(shù)量就會(huì)愈來愈多，進(jìn)而造成工程地基的整體穩(wěn)定性喪失以出現(xiàn)滑動(dòng)破壞。這就需要強(qiáng)化土地基的穩(wěn)固程度，以確保人工自然邊坡與河道地基承載力的穩(wěn)定性。

3 河道淤泥軟基礎(chǔ)處理施工的技術(shù)策略

3.1 樁基法

當(dāng)遇到有著很厚的淤土層且進(jìn)行大范圍深處理難度大的河道時(shí)，可采取打樁手段實(shí)施加固處理。然而樁基礎(chǔ)技術(shù)有很多種，以前大部分是采取砂石樁、水泥土攪拌樁、木樁，但是現(xiàn)在使用頻率小:①砂石樁主要用于加固較深淤泥軟土地基，但因有工后強(qiáng)烈變形、工期長等問題故不被用于對變形有要求的建筑地基處理;②目前尚未完善水泥土攪拌樁輸漿量、水灰比、攪拌次數(shù)等控制管理系統(tǒng)，加之技術(shù)水平不高、設(shè)備老化，因此易出現(xiàn)成樁質(zhì)量不穩(wěn)定、攪拌不夠均勻的問題;③民用建筑嚴(yán)格禁止使用木樁基礎(chǔ)。如今因?yàn)殇摻罨炷令A(yù)制樁具備承載力較強(qiáng)、節(jié)約投資、質(zhì)量可靠、施工速度迅速等優(yōu)勢，因此運(yùn)用較為廣泛。遇到淤土層厚的地基處理也可選用灌注樁，將其打至硬土層作承載臺(tái)。然而，灌注樁包括沖鉆孔灌注樁與沉管灌注樁兩種，但不管是哪種均有技術(shù)上的難題，即:前者有泥漿污染、樁底沉渣清理樁身混凝土灌注質(zhì)量、持力層判斷監(jiān)控難度大等問題，而后者則存在樁身完整性問題［1］。

3.2 墊層法

假使建筑物底部的持力層無法滿足設(shè)計(jì)當(dāng)中淤泥、軟黏土等軟弱的土層的相關(guān)要求，加之其厚度≤2 m，那么即可挖出淤泥、軟黏土等比較軟弱的土質(zhì)以將建筑物地基建于此硬土層上方。但是，若建筑物底部的持力層內(nèi)的軟土層的厚度符合設(shè)計(jì)要求，那么就得想另外一種辦法進(jìn)行處理。這是因?yàn)槠錈o法將淤泥以及軟黏土等挖出來，要挖出來也與實(shí)際相違背。

筆者將就墊層法的施工方案進(jìn)行詳細(xì)的介紹、研究與討論。將一層厚度大約處在0.5～1.2 m的范圍內(nèi)的墊層鋪設(shè)于軟基之上，在針對墊層開展施工的過程中務(wù)必要確保墊層在鋪設(shè)過程中的均勻程度，與此同時(shí)還需嚴(yán)禁產(chǎn)生較大的且集中的載荷。選用碎石加以墊層，不僅僅能依靠碎石層愈加均勻地、有效地?cái)U(kuò)散建筑物的荷載，從而減少軟土層獲取到的應(yīng)力，進(jìn)而嚴(yán)防坍塌情況產(chǎn)生，當(dāng)然還能處理好建筑物基礎(chǔ)不太深的情況。除此之外，它還可防止由于地基內(nèi)應(yīng)力較為集中而造成深層滑動(dòng)現(xiàn)象的情況出現(xiàn)，這是由于碎石墊層與軟基底部間具備較大摩擦力，因此碎石層能使得其穩(wěn)定性增大。而對塊石而言，由于其是主骨料，因此需多使用填隙料從而促使其穩(wěn)定性與密實(shí)度增強(qiáng)。該結(jié)構(gòu)形式多用于部分缺水區(qū)域與石塊資源豐富的地區(qū)，此類處理手段也需會(huì)因碾壓、振動(dòng)產(chǎn)生噪音，而別的人工作業(yè)根本不會(huì)產(chǎn)生噪音，滿足城市建設(shè)要求。

3.3 加筋法及其他處理技術(shù)

當(dāng)前，像土工格柵加筋軟基處理技術(shù)這樣的加筋法已轉(zhuǎn)變成一類新型處理技術(shù)。而其成本因素在內(nèi)河航道的處理過程中是不是很合理且該新型技術(shù)的理論憑證等均具備極高的探討價(jià)值。本文筆者以實(shí)驗(yàn)的形式對該新型技術(shù)展開了探索與討論。

表1 土工格柵加筋土的壓縮特性指標(biāo)

圖1 e-p壓縮曲線圖

觀察圖1可知:①一層土工格柵有著相當(dāng)顯著的加筋效果，且二層與一層的土工格柵的加筋效果差異并不大;②加進(jìn)土工格柵后，會(huì)大大降低其壓縮系數(shù)，提升壓縮模量，同時(shí)還會(huì)大幅提升其承載能力與抵抗變形的能力;③不加筋和加筋間的孔隙比所產(chǎn)生的差值主要取決于荷載，荷載增大，其差值也隨之增大。

表2 土工格柵加筋土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

表2是筆者嚴(yán)格按照抗剪強(qiáng)度的特征所做的試驗(yàn)，由于孔網(wǎng)、土工格柵等使土顆粒緊密相連，促使土工格柵和土層間的土層凝成一個(gè)緊固而又結(jié)實(shí)的整體，這無疑會(huì)增加土顆粒間的接觸范圍與連接強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而促使其抗剪強(qiáng)度大幅提升。對比土工格柵技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)，不難發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)有許多弊端，而土工格柵技術(shù)的關(guān)注度愈來愈高，然而，由于理論依據(jù)匱乏其尚處在起步階段。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明土工格柵技術(shù)能促使地基的抗變形能力及地基的承載能力顯著提升。

［1］黎榮，趙新華，從月賓，等.城市水體沉積物的疏浚及處置［J］. 中國給水排水，2006，22(04):13-17.

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2014-01-09

傅春露(1977-)，女，浙江樂清人，工程師。