水利工程中濕陷性黃土基礎處理方式

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水利工程中濕陷性黃土基礎處理方式

摘要:

本文在研究中以水利工程基礎處理為核心,探究濕陷性黃土基礎處理措施,優化大壩工程水工建筑物施工體系,進而為相關研究人員提供一定的借鑒和幫助。

關鍵詞:

濕陷性;黃土;基礎處理;途徑

隨著社會經濟的發展,水利施工技術也得到了很大的提升,促進了水利工程的進一步完善和優化,同時對濕陷性黃土基礎工程的施工和處理提出了新的要求。黃土類土質呈松散堆積狀態,這種黃土性質較為特殊,在干燥時強度較高,但是遇水后會具有極強的濕陷性,這主要是由黃土內部結構所決定,而在水利工程中,黃土也就呈濕陷性。濕陷性黃土由于自身強度和結構穩定性都較低,在進行水利工程施工,特別是大壩出水塔等水工建筑物施工中,會影響整體工程質量,進而引發施工質量事故問題。對此,在這樣的環境背景下,探究濕陷性黃土基礎處理措施具有非常重要的現實意義。

1濕陷性黃土基礎處理前期范圍確定

1.1明確處理厚度

在進行濕陷性黃土基礎處理的過程中,為了保證處理效果,施工人員要明確地基處理范圍,防止不必要的工程施工,控制施工成本。濕陷性黃土主要是由土質飽和重力而形成的自重濕陷,其濕陷程度與黃土厚度之間存在一定的內在關聯,濕陷變形范圍中涵蓋濕陷性黃土厚度。結合這一理論,明確黃土濕陷變形范圍,黃土地基處理厚度主要包含全部性濕陷范圍與部分性濕陷范圍。針對全部性濕陷范圍而言,通常地基濕陷量會局限于壓縮層內,大量實驗表明,該部分濕陷量為基地1.5倍寬的范圍,集中分布在基地基礎寬的0.5~1.5倍之內。在實際處理過程中,施工人員要將處理厚度確定為2倍基礎寬度為準。針對部分性濕陷范圍,施工人員要從水工建筑物類別、結構特點、基地壓力以及濕陷等級等方面進行綜合分析和評判,明確濕陷性黃土處理厚度,確定處理范圍,進而為接下來的濕陷性黃土基礎處理工作打下堅實的基礎。

1.2明確處理寬度

在進行濕陷性黃土基礎處理的過程中,除了要明確處理厚度之外,還要進一步確定濕陷性黃土基礎的處理寬度,方可確定水工建筑物濕陷性黃土基礎處理范圍。一般而言,水工建筑物濕陷性黃土地基處理寬度要結合黃土濕陷側向變形、濕陷壓力擴散以及防水要求等方面進行綜合分析考慮,在黃土遇水濕陷后,會形成大量黃土的側向變形,其豎向變形占總濕陷范圍的65%,側向變形一般存在于距板0.75倍寬度范圍內。對此,在開展實際處理工作中,為了提高處理效果,施工人員要降低濕陷變形范圍,將側向變形控制在允許的寬度處理范圍內,進而提高水工建筑物濕陷性黃土基礎處理的綜合質量水平。

2水工建筑工程濕陷性黃土基礎處理方式

2.1墊層技術

墊層技術作為濕陷性黃土基礎處理的常用手段,以開挖置換為核心,也稱為換土墊層技術。在實際施工的過程中,施工人員將水工建筑物基底濕陷性黃土挖除,用素土、灰土等土質作為基礎層,分層夯實后形成墊層,消除或者是降低濕陷性黃土量,防止地基的壓縮變形性與滲透性,增強地基承載力,使得地基符合水工建筑工程的施工要求。這種換土墊層技術適用在地下水位以下、濕陷土層厚度為3m內的工程地基處理中。從水工建筑工程地基處理范圍而言,換土墊層技術包括局部墊層與整片墊層兩種手法,結合工程施工要求,明確濕陷性黃土處理范圍,合理選擇局部墊層或是整片墊層,墊層要選擇分層鋪設的方式,保證濕陷性黃土的處理質量。除此之外,為了壓實分層墊層,施工人員可以利用相關機械設備進行碾壓,合理控制碾壓速度,并在施工后進行分層檢查,使得每一層的壓實系數滿足施工要求,提高濕陷性黃土基礎處理效率,促進水工建筑工程經濟效益和社會效益的最大化實現。

2.2夯實技術

在進行濕陷性黃土處理的過程中,夯實技術主要以夯實地基為核心,通過機械重錘做自由落體動作,重擊濕陷性黃土,以達到黃土夯實的目的。在實際應用的過程中,這種處理技術主要包括重夯法與強夯法兩種手段,一般應用在飽和度60%以內的濕陷性黃土中。在施工人員確定濕陷性黃土處理范圍后,若濕陷性土層處理厚度是2m內,則使用重夯法;若濕陷性土層厚度是3~6m以內,則使用強夯法進行濕陷性黃土的處理。這兩種方式無論是方法工藝還是在機械設備使用上都具有較大的相同點,唯一不同的是強夯法夯擊能力要遠高于重夯法,其選擇要結合濕陷性黃土厚度和范圍決定。

2.3擠密樁技術

擠密樁技術一般用于地下水位以上的地基處理中,同時也適用于對濕陷性黃土的局部處理或者整片處理,其適合處理范圍為5~15m。在實際應用的過程中,擠密樁技術先利用機械方式、人為爆破等方式進行地基打孔,添加素土或灰土后進行分層夯實處理,使得地基土質壓實系數高于0.93,以形成土樁,提高水工建筑工程地基承載程度,以達到加固地基的作用。從本質而言,土樁屬于柔性樁,和鋼筋混凝土有著本質上的區別,土樁在進入濕陷性黃土地基后,除了承載自身荷載,其樁間土也會分擔荷載,使得土樁和樁間土之間形成復合地基結構,構建土樁擠密地基,降低黃土地基的濕陷性,進而達到加固地基的作用。

2.4樁基礎技術

樁基礎技術主要是將一定規格的樁設置在濕陷性黃土地基中,分擔濕陷性黃土的承載能力,提高濕陷性黃土地基的自身承載力,進而達到加固地基的目的。這種方式一般應用在基礎荷載大的地基處理中,土層厚度在30m之內。在實際應用的過程中,樁設置在濕陷性黃土后,會對非濕陷性土層起到支撐作用,使得建筑物荷載利用設置在濕陷性黃土中的樁分擔到堅實土層中,實現濕陷性黃土的閑置,避免地基遭受浸濕,進而消除濕陷性黃土的危害和影響。

2.5化學固結技術

化學固結技術主要利用化學材料與濕陷性黃土進行反應,以實現地基排水固結,提高地基穩定性。在實際應用的過程中,主要分為以下幾方面:一是灌漿法。施工人員先進行埋設灌漿嘴處理,封縫后對灌漿盒和灌漿管進行密封檢查,確認無誤后開展漿液配置工作,灌漿后封口結束,在施工結束后,施工人員要檢查灌漿質量,保證灌漿效果和灌漿質量。二是高壓噴射注漿法。利用鉆機進行鉆孔、插管,施工人員開展噴射作業,最后沖洗和清理,并移動機具作業。三是深層攪拌樁法。通過特制的深層攪拌機械,在地基中就地將軟黏土和固化劑強制拌和,使軟黏土硬結成具有整體性、水穩性和足夠強度的地基土,以此來提高地基強度和硬度。其施工流程:定樁位→安裝樁機→制備水泥漿液→預攪下沉→提升噴漿攪拌→重復上下攪拌→清洗→橫(或后)移對位、調平,進入下根樁施工→攪拌樁頂部與上部結構的基礎或承臺接觸部分視情況可增加水泥漿量或增加攪拌一次。在具體的使用過程中,施工單位須嚴格控制水泥與地基之間發生的化學反應,并加強管理,避免施工過程中出現不均勻沉降等問題,保證施工質量。

3結束語

綜上所述,除了濕陷性黃土基礎處理工作之外,施工人員要做好防水措施,在水工建筑物內進行基礎防水工作,設置地面防水、散水、管道敷設等部分,定期檢查防水情況,及時發現漏水問題,嚴格防水,進而保證水工建筑工程的整體質量水平。

作者:吳正榮 單位:甘肅省水利工程建設監理咨詢中心

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