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        水利工程地基处理问题

        摘要:本文就水利工程地基处理的相关问题进行分析,以珠海市的地质为例,针对地基处理中的软土地基的危害和处理技术进行探讨。

        关键词:水利工程;地基处理;新技术;软土地基

        1水利工程建设中的地基概况

        地基对水利工程的影响主要有三个方面:地质的条件恶劣,本身的防滑能力差,难以承受压力,不能保障地基上的建筑物的稳定;地基出现渗水或砾石的情况,这会使整个水利工程在建设中的水的渗透量超出了基础的标准和承受范围;地基的土质比较软,也就是所说的软土地基,这种土质强度很低,根本不足以维持地基上的建筑物的稳固。地基对水利工程的影响主要表现在这三方面,下面针对软土地基进行详细的分析。软土地基对水利工程带来的危害可以分为三个方面:因为软土的强度较低的土质特征,会使水利工程的地基强度比较低,在施工过程中容易出现地陷、崩裂等突发状况;因为软土地基中有淤泥质粘性土的存在,使地基的渗水性比较低,造成大量的水没法排出,严重影响施工质量;软土土质的强度较低也就会使其具有很强的压缩性,水利工程在这种地基下的施工会增加地基塌陷的可能性,造成安全事故。可以看出软土地基对水利工程造成的危害是极大的,所以在水利工程的建设施工之前可以采用先进的地基处理技术来处理软土地基的问题,增加地基的稳固性和安全性,促使水利工程顺利完成。

        2水利工程地基处理的技术及措施

        2.1水泥粉煤灰碎石桩的应用效果

        水泥粉煤灰碎石桩在水利工程中的应用是非常广泛的,这种施工方法就是把水泥、碎石、粉煤这些主要材料进行科学的配比,使材料具有很高的粘结度。在水利工程建设过程中,地基受力不均会影响到工程的施工质量,因为地基上面的建筑物压力很大,会造成地基变形,水泥粉煤灰碎石桩的应用就是把压力均匀分布,使地基受力均匀,提高其承载能力。另外水泥粉煤灰碎石桩对地基还有一定的挤土作用,这一作用是相对松散的砂质土而言的,这种作用可以使土的孔隙变小,增大了土的摩擦力,提高地基的防滑能力和承受压力的能力。水泥粉煤灰碎石桩是一种复合型地基,即水泥粉煤灰碎石桩、桩间和褥垫层组合而成的,这种地基在桩孔的内部和周边都填有粗颗粒,这种材料的过滤性很好,这样可以提高排水速度,增强土质强度。

        2.2预应力管桩的应用效果

        水利工程中的基础地基处理方法是预应力管桩,预应力管桩可以分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩,其中先张法预应力管桩是先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种预制构件。在我国国内施工过的管桩沉桩方法主要有:锤击法、静压法、射水法、震动法及中掘法等,其中静压法用得是最多的。因为柴油锤打桩时的噪音很大,为了避免对市民的生活造成影响,近几年我国开发了大吨位的静力压桩机,静力压桩机可以分为顶压式和抱压式,抱压式是根据持板的摩擦力大于入土时的阻力的原理工作的,静力压桩机的最大压桩力可以达到5000~6000kN,可以把直径为50~600mm的预应力管桩压到设计所要求的持力层。静压法是利用压装机和配重的综合重量,在管桩两边的夹子夹住管桩后,把它压在土中。锤击法在管桩沉桩中的应用也是比较普遍的,锤击法最大的特点就是速度和质量都比较高,预应力管桩法的使用保障了水利工程的施工质量和安全性。

        2.3软土地基处理技术

        珠海市的地理位置决定了它的土质特征:高含水性、高压缩性、承受能力低,而且珠海市临近河海的水利工程大都是软土土质,这里的软土土质一般是浅海堆积物,厚度比较大,以至于这里的软土含水量比一般软土的含水量高出很多,据调查,软土的含水量为50%~75%,珠海市的软土含水量是50%~150%,而且珠海市的软土天然孔隙的平均值为2.4左右,比一般软土要高很多;珠海市软土的承受力也很低,其地基承受力仅为30.0~60.0kPa。这些数据表明,珠海市的软土指标很差,珠海市的水利工程建设中,必须采取一定的技术和措施对软土地基进行处理。软土地基处理技术是一种高水平、高技术、实用性强的现代化地基改造方法,对解决软土土质有很明显的效果。目前,出现的软土地基的处理技术主要有三种:换填处理技术、旋喷法、化学加固法。(1)换填处理技术。所谓换填处理技术就是通过换用更符合施工的要求的土质代替软土土质,这种方法是处理软土地基最基本也是最常用的方法,一般来说,所替换的土质主要包括粗砂、碎石等土质。具体的实施过程是首先使用大型的机械设备把原来的软土土质全部挖走,然后把符合施工要求的那些土质分层填入,可以把粗砂和碎石放到最下边做垫层,再填入灰土或素土,最后夯实填好的土质,加强其稳定性,进而提高地基的承受能力和渗水能力。珠海市的软土面积较大,采用这种方法可能会耗费很长的时间,在一些软土面积比较小的淤泥质粘土质中可以利用这个方法。(2)旋喷法。旋喷法就是利用旋喷机工作产生的旋喷柱,把浆料和土壤进行混合,增强地基的强度和承受能力,避免软土土质出现的施工问题。旋喷法具有很强的加固功能,这种方法下形成的土质具有很高的强度和比较低的压缩性,与普通的土质加固法相比,旋喷法的可以使土质的稳定性更好。旋喷法在软粘土和细砂土质的土壤加固中的应用比较普遍。旋喷桩的长度应当比防渗钢板桩底部长3m。钻孔桩桩位的偏差不能超过10cm,垂直度不能超过1%。桩孔之间的距离在0.8m左右。成孔后配置不同规格的喷头,与注浆管、导流管和高压胶管相连接,将Φ42mm的注浆管放到注浆孔中,检查有无泄漏的情况,之后实施喷浆。时间2分钟,压力缓慢调节直到符合技术要求。设置正常的试喷压力和流量,然后旋转注浆管,从下往上连续喷射,与河床地面的距离为0.5m。高压旋喷桩注浆参数:高压水的压力为25~26MPa,流量控制在70L/min,压缩空气的压力控制在0.5~0.6MPa,风量控制在每小时50~55m2,浆液的压力为1.5MPa,流量控制在每分钟30~50L。旋喷机的转速调节为10r/min,提升速度为8cm/min,水灰配置比为0.5:1。水泥的类型采用硅酸盐水泥,在搅拌浆液时,搅拌的时间为1.5~2.0min,保障浆液的质量和配比。旋喷桩在初期强度较低,因此在施工上采取跳打的方式,防止对临近桩体的破坏,后期施工中在条件速凝剂。(3)化学加固技术。在水利工程中针对软土地基所用到的化学加固技术主要有人工复合材料加固法、灌浆法、深层搅拌法等。其中人工复合材料加固法是把高强度的人工复合材料填充到软土地基中,以防止软土地基变形;灌浆法是利用气压或电化学原理,把泥浆填充到地基的裂缝或者是孔隙中,对地基进行加固,提高地基的承受能力;深层搅拌法就是向地基中注入各种固化剂,利用深层搅拌机进行搅拌知道凝固位置,以此来加固软土地基。这几种方法的本质就是对软土土质进行加固,以此提高软土地基的承受能力,保障水利工程的施工质量和施工安全。在珠海市的软土土质处理的技术中,化学加固法是比较有效的,比起换填处理技术和旋喷法,这种方法有一定的优势。在水利工程建设中,遇到地质问题是很正常的现象,珠海市的软土土质是比较典型的一个例子,通过珠海市的地基处理技术可以看出,地基问题是保障水利工程安全的首要解决的问题,也是水利工程中影响比较大的重要因素。

        结语

        在水利工程的建设中,往往会面临一系列的地质问题,而对于水利工程而言,地基是水利工程建设中最重要的阶段,只有把地基打好,也就是为以后建设过程中的安全和质量做好了准备工作。为了保障水利工程建筑的稳定性和施工安全,必须利用一定的技术和措施解决施工过程中出现的问题,做好地基的处理工作,促进水利工程的顺利进行。

        参考文献

        [1]唐桂华,张定华,王相乐.浅谈水利工程中软土地基处理技术的应用[J].河南科技,2014,(05):54.

        [2]李剑华.水利工程地基处理技术探析[J].科技创新与应用,2014,(29):189.

        [3]仪丽丽.浅谈水利工程施工中地基处理技术[J].科学中国人,2015,(03):26.

        作者:周宏萍 单位:江苏省水利建设工程有限公司

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