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水利堤防工程软土地基处理施工技术措施

2014-04-17王香云

技术与市场 2014年12期
关键词:堤防淤泥垫层

王香云

(濮阳市河道管理处,河南 濮阳457000)

1 水利工程软土地基的特性

软黏土中最常见的工程地质性质最差的要数淤泥或淤泥质土,通常工程上把天然孔隙比大于或等于1.5 的亚黏土、黏土称为淤泥,而把孔隙比大于1.0 <1.5 的黏土称为淤泥质黏土。

1)孔隙比和天然含水量大。我国软土的天然孔隙比一般e=l~2 之间,淤泥和淤泥质土的天然含水量w =50%~70%,一般大于液限,高的可达200%。

2)压缩性高。我国淤泥和淤泥质土的压缩系一般都大于O.5 MPa-1,建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降,尤其是沉降的不均性,会造成建筑物的开裂和损坏。

3)透水性弱。软土含水量大,透水性却很小,渗透系数k≤1(mm/d)。由于透水性如此微小,土体受荷载作用后,往往呈现很高的孔隙水压力,影响地基的压密固结。

2 水利工程中软土地基处理的施工技术

2.1 换填处理法

某市北堤防护工程白沙防洪堤的软土加固。2007 年白沙排水闸穿堤涵施工时,开挖基础到设计深度时,发现有约20 m长的基础夹有含水量高、强度低、压缩性大的软黏土层,最大的厚度约3 m。为防止堤基不均匀沉陷,增强堤防的稳定性,对该20 m 作为垫层法换填粗沙加固处理。为了提高基础的防渗能力及进一步提高基础承载力,在防洪堤建成后,对换填的粗沙进行了旋喷法加固处理,布孔沿穿堤涵两侧各布置1 排,间距1.5 m,孔深插入粗沙层下2 m,共28 孔。目前,该处堤防不见有不均匀沉降现象,表明处理效果明显。

1)换填处理法的技术特点。换填处理法指的是把基础地面以下的不太深的范围内的软土层挖走,然后用质地更加坚硬、强度更加高、性能更加稳定、有抗侵蚀能力的碎石、素土、矿渣等逐层填筑,同时以机械或者人工方法进行分层夯、压、振动,让它达到需要的密度,成为一个优质的人工地基。当地基的软弱土层比较薄,并且上面部分的载荷不是很大的时候,也可以用人工或者机械的方法进行一些表层的压、振动等密实处理,一样能够获得换填加固地基的效果。换填法适合浅层地基的处理,包括淤泥质土、杂填土、回填土等的地基处理,还包括暗道、暗沟、暗塘等低洼区域的处理。换填法同样适用于地域性的特殊土的处理。

2)换填处理法的施工要点。为使水利工程建设施工需要得到满足,通常情况下,换填土要有三层,包括砂与砂垫层、素土与灰土垫层、矿渣和碎石垫层。施工单位在对此种方法加以使用之时,应按照需求不同,选择相应的垫层材料,才能确保其起到要求效果。

2.2 排水固结法

1)排水固结法的技术特点。利用这种方法来处理软地基能够排出软地基中所存在水分,从而使得孔隙比以及超静孔隙水压减小,使土体发生固结变形,从而提前完成土体沉降速率,利用提升土体抗剪强度以及有效应力来使得地基承载力得到提升。排水固结法主要包括以下几种:真空预压法、矿井法、电渗排水法以及堆载顶压法。

软黏土地基进行处理时,可以使用堆载顶压法,但是这种方法需要较长时间。在建筑物修建之前,对填土材料以及砂石加载预压,使软黏土地基完成沉降,从而使软黏土地基得到快速稳定固结,将荷载撤除之后,再对建筑物进行修建。

有些软黏土地基透水性比较低,在对其进行处理时可以使用砂井法。这种方法是利用地基成孔的方式来对砂土进行灌注,将砂沟或者是砂层垫在砂井之上铺设,以此来固结排水管,利用对排水速度的提升来使地基比较牢固稳定。砂井法所具有的特点就是用料省、连续性较好,并且其施工也比较方便。

2)排水固结法的施工要点。在运用该种方法时,要注意:①在堆载预压法时,不但要利用建筑物自重来进行加压,同时在施工时也可以采取相应措施来进行预压,利用超载预压方式来排水固结,但具体方式要以估计值以及残余沉降量为依据来进行确定。②若软土地基地下水含量比较小,在对其进行处理时,可以利用降水预压法来进行。

3 软土地基施工建设中的质量管理

软土地基的施工质量直接关系到水利堤防的使用安全。因此,在实际的建设施工中,要严把质量关,从源头上排出水利堤防的安全隐患。

1)了解软土地区的地质情况,对工程地质条件复杂的,还应进行工程地质分区,以便按分区不同再区别地予以处理。在勘察设计时,如地质工作做得不够深,在施工时一旦发现问题,可作些补充勘察及勘探工作,对地质情况作进一步了解。设计方案既要经济又要合理,要切合当地实际,要增强施工过程中的管理力度。

2)在软土工程建设时,工程管理层要加强软土工程的验收。基于软土地基的特殊性,其工程的质量控制非常关键,尤其是工程的验收。软土地基的工程竣工后,相关部门应该合理的组织验收工作,对软土工程进行全面的检查,避免施工中可能存在的缺陷。

4 结语

软土地基工程作为水利堤防建设的关键工程,在其建设的过程,需要采取合理有效的处理方式和管理体制,来保障其在施工过程中的质量。

[1] 吴俊. 水泥搅拌桩技术在水利工程软土地基中的应用[J].建材与装饰,2011(7).

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