水利工程地基處理問題

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摘要：本文就水利工程地基處理的相關(guān)問題進(jìn)行分析，以珠海市的地質(zhì)為例，針對(duì)地基處理中的軟土地基的危害和處理技術(shù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：水利工程；地基處理；新技術(shù)；軟土地基

1水利工程建設(shè)中的地基概況

地基對(duì)水利工程的影響主要有三個(gè)方面：地質(zhì)的條件惡劣，本身的防滑能力差，難以承受壓力，不能保障地基上的建筑物的穩(wěn)定；地基出現(xiàn)滲水或礫石的情況，這會(huì)使整個(gè)水利工程在建設(shè)中的水的滲透量超出了基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)和承受范圍；地基的土質(zhì)比較軟，也就是所說的軟土地基，這種土質(zhì)強(qiáng)度很低，根本不足以維持地基上的建筑物的穩(wěn)固。地基對(duì)水利工程的影響主要表現(xiàn)在這三方面，下面針對(duì)軟土地基進(jìn)行詳細(xì)的分析。軟土地基對(duì)水利工程帶來的危害可以分為三個(gè)方面：因?yàn)檐浲恋膹?qiáng)度較低的土質(zhì)特征，會(huì)使水利工程的地基強(qiáng)度比較低，在施工過程中容易出現(xiàn)地陷、崩裂等突發(fā)狀況；因?yàn)檐浲恋鼗杏杏倌噘|(zhì)粘性土的存在，使地基的滲水性比較低，造成大量的水沒法排出，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量；軟土土質(zhì)的強(qiáng)度較低也就會(huì)使其具有很強(qiáng)的壓縮性，水利工程在這種地基下的施工會(huì)增加地基塌陷的可能性，造成安全事故?？梢钥闯鲕浲恋鼗鶎?duì)水利工程造成的危害是極大的，所以在水利工程的建設(shè)施工之前可以采用先進(jìn)的地基處理技術(shù)來處理軟土地基的問題，增加地基的穩(wěn)固性和安全性，促使水利工程順利完成。

2水利工程地基處理的技術(shù)及措施

2.1水泥粉煤灰碎石樁的應(yīng)用效果

水泥粉煤灰碎石樁在水利工程中的應(yīng)用是非常廣泛的，這種施工方法就是把水泥、碎石、粉煤這些主要材料進(jìn)行科學(xué)的配比，使材料具有很高的粘結(jié)度。在水利工程建設(shè)過程中，地基受力不均會(huì)影響到工程的施工質(zhì)量，因?yàn)榈鼗厦娴慕ㄖ飰毫艽?，?huì)造成地基變形，水泥粉煤灰碎石樁的應(yīng)用就是把壓力均勻分布，使地基受力均勻，提高其承載能力。另外水泥粉煤灰碎石樁對(duì)地基還有一定的擠土作用，這一作用是相對(duì)松散的砂質(zhì)土而言的，這種作用可以使土的孔隙變小，增大了土的摩擦力，提高地基的防滑能力和承受壓力的能力。水泥粉煤灰碎石樁是一種復(fù)合型地基，即水泥粉煤灰碎石樁、樁間和褥墊層組合而成的，這種地基在樁孔的內(nèi)部和周邊都填有粗顆粒，這種材料的過濾性很好，這樣可以提高排水速度，增強(qiáng)土質(zhì)強(qiáng)度。

2.2預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用效果

水利工程中的基礎(chǔ)地基處理方法是預(yù)應(yīng)力管樁，預(yù)應(yīng)力管樁可以分為后張法預(yù)應(yīng)力管樁和先張法預(yù)應(yīng)力管樁，其中先張法預(yù)應(yīng)力管樁是先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制成的一種預(yù)制構(gòu)件。在我國(guó)國(guó)內(nèi)施工過的管樁沉樁方法主要有：錘擊法、靜壓法、射水法、震動(dòng)法及中掘法等，其中靜壓法用得是最多的。因?yàn)椴裼湾N打樁時(shí)的噪音很大，為了避免對(duì)市民的生活造成影響，近幾年我國(guó)開發(fā)了大噸位的靜力壓樁機(jī)，靜力壓樁機(jī)可以分為頂壓式和抱壓式，抱壓式是根據(jù)持板的摩擦力大于入土?xí)r的阻力的原理工作的，靜力壓樁機(jī)的最大壓樁力可以達(dá)到5000~6000kN，可以把直徑為50~600mm的預(yù)應(yīng)力管樁壓到設(shè)計(jì)所要求的持力層。靜壓法是利用壓裝機(jī)和配重的綜合重量，在管樁兩邊的夾子夾住管樁后，把它壓在土中。錘擊法在管樁沉樁中的應(yīng)用也是比較普遍的，錘擊法最大的特點(diǎn)就是速度和質(zhì)量都比較高，預(yù)應(yīng)力管樁法的使用保障了水利工程的施工質(zhì)量和安全性。

2.3軟土地基處理技術(shù)

珠海市的地理位置決定了它的土質(zhì)特征：高含水性、高壓縮性、承受能力低，而且珠海市臨近河海的水利工程大都是軟土土質(zhì)，這里的軟土土質(zhì)一般是淺海堆積物，厚度比較大，以至于這里的軟土含水量比一般軟土的含水量高出很多，據(jù)調(diào)查，軟土的含水量為50%~75%，珠海市的軟土含水量是50%~150%，而且珠海市的軟土天然孔隙的平均值為2.4左右，比一般軟土要高很多；珠海市軟土的承受力也很低，其地基承受力僅為30.0~60.0kPa。這些數(shù)據(jù)表明，珠海市的軟土指標(biāo)很差，珠海市的水利工程建設(shè)中，必須采取一定的技術(shù)和措施對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。軟土地基處理技術(shù)是一種高水平、高技術(shù)、實(shí)用性強(qiáng)的現(xiàn)代化地基改造方法，對(duì)解決軟土土質(zhì)有很明顯的效果。目前，出現(xiàn)的軟土地基的處理技術(shù)主要有三種：換填處理技術(shù)、旋噴法、化學(xué)加固法。（1）換填處理技術(shù)。所謂換填處理技術(shù)就是通過換用更符合施工的要求的土質(zhì)代替軟土土質(zhì)，這種方法是處理軟土地基最基本也是最常用的方法，一般來說，所替換的土質(zhì)主要包括粗砂、碎石等土質(zhì)。具體的實(shí)施過程是首先使用大型的機(jī)械設(shè)備把原來的軟土土質(zhì)全部挖走，然后把符合施工要求的那些土質(zhì)分層填入，可以把粗砂和碎石放到最下邊做墊層，再填入灰土或素土，最后夯實(shí)填好的土質(zhì)，加強(qiáng)其穩(wěn)定性，進(jìn)而提高地基的承受能力和滲水能力。珠海市的軟土面積較大，采用這種方法可能會(huì)耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，在一些軟土面積比較小的淤泥質(zhì)粘土質(zhì)中可以利用這個(gè)方法。（2）旋噴法。旋噴法就是利用旋噴機(jī)工作產(chǎn)生的旋噴柱，把漿料和土壤進(jìn)行混合，增強(qiáng)地基的強(qiáng)度和承受能力，避免軟土土質(zhì)出現(xiàn)的施工問題。旋噴法具有很強(qiáng)的加固功能，這種方法下形成的土質(zhì)具有很高的強(qiáng)度和比較低的壓縮性，與普通的土質(zhì)加固法相比，旋噴法的可以使土質(zhì)的穩(wěn)定性更好。旋噴法在軟粘土和細(xì)砂土質(zhì)的土壤加固中的應(yīng)用比較普遍。旋噴樁的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)比防滲鋼板樁底部長(zhǎng)3m。鉆孔樁樁位的偏差不能超過10cm，垂直度不能超過1%。樁孔之間的距離在0.8m左右。成孔后配置不同規(guī)格的噴頭，與注漿管、導(dǎo)流管和高壓膠管相連接，將Φ42mm的注漿管放到注漿孔中，檢查有無泄漏的情況，之后實(shí)施噴漿。時(shí)間2分鐘，壓力緩慢調(diào)節(jié)直到符合技術(shù)要求。設(shè)置正常的試噴壓力和流量，然后旋轉(zhuǎn)注漿管，從下往上連續(xù)噴射，與河床地面的距離為0.5m。高壓旋噴樁注漿參數(shù)：高壓水的壓力為25~26MPa，流量控制在70L/min，壓縮空氣的壓力控制在0.5~0.6MPa，風(fēng)量控制在每小時(shí)50~55m2，漿液的壓力為1.5MPa，流量控制在每分鐘30~50L。旋噴機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為10r/min，提升速度為8cm/min，水灰配置比為0.5:1。水泥的類型采用硅酸鹽水泥，在攪拌漿液時(shí)，攪拌的時(shí)間為1.5~2.0min，保障漿液的質(zhì)量和配比。旋噴樁在初期強(qiáng)度較低，因此在施工上采取跳打的方式，防止對(duì)臨近樁體的破壞，后期施工中在條件速凝劑。（3）化學(xué)加固技術(shù)。在水利工程中針對(duì)軟土地基所用到的化學(xué)加固技術(shù)主要有人工復(fù)合材料加固法、灌漿法、深層攪拌法等。其中人工復(fù)合材料加固法是把高強(qiáng)度的人工復(fù)合材料填充到軟土地基中，以防止軟土地基變形；灌漿法是利用氣壓或電化學(xué)原理，把泥漿填充到地基的裂縫或者是孔隙中，對(duì)地基進(jìn)行加固，提高地基的承受能力；深層攪拌法就是向地基中注入各種固化劑，利用深層攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌知道凝固位置，以此來加固軟土地基。這幾種方法的本質(zhì)就是對(duì)軟土土質(zhì)進(jìn)行加固，以此提高軟土地基的承受能力，保障水利工程的施工質(zhì)量和施工安全。在珠海市的軟土土質(zhì)處理的技術(shù)中，化學(xué)加固法是比較有效的，比起換填處理技術(shù)和旋噴法，這種方法有一定的優(yōu)勢(shì)。在水利工程建設(shè)中，遇到地質(zhì)問題是很正常的現(xiàn)象，珠海市的軟土土質(zhì)是比較典型的一個(gè)例子，通過珠海市的地基處理技術(shù)可以看出，地基問題是保障水利工程安全的首要解決的問題，也是水利工程中影響比較大的重要因素。

結(jié)語

在水利工程的建設(shè)中，往往會(huì)面臨一系列的地質(zhì)問題，而對(duì)于水利工程而言，地基是水利工程建設(shè)中最重要的階段，只有把地基打好，也就是為以后建設(shè)過程中的安全和質(zhì)量做好了準(zhǔn)備工作。為了保障水利工程建筑的穩(wěn)定性和施工安全，必須利用一定的技術(shù)和措施解決施工過程中出現(xiàn)的問題，做好地基的處理工作，促進(jìn)水利工程的順利進(jìn)行。

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作者：周宏萍 單位：江蘇省水利建設(shè)工程有限公司