黎孔斌
中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司 四川成都 610091
軟基存在著滲透性不強(qiáng)的特點,特別是剪切強(qiáng)度比較低。關(guān)于軟基,軟基的內(nèi)部空隙較大,含水量也相對較高,含水量在30%-70%之間。軟基還存在著高壓縮性和弱滲透性的特點,這些特點給施工帶來了很大的挑戰(zhàn),直接影響路面的承載力。在工程建設(shè)過程中,軟基不僅影響工程整體的進(jìn)展,也對于施工的質(zhì)量有很大的影響[1]。因此,應(yīng)該采取科學(xué)合理的措施,全面解決軟基存在的問題。
通常情況下,軟土含水量比其他土層高,就使得其滲透能力差是不可避免的。在這樣的環(huán)境下施工,必須進(jìn)行軟基的加固工作,不過,在實際的應(yīng)用中,固結(jié)處理也會受到影響。當(dāng)固結(jié)速度比較慢的時候,由于軟基的穩(wěn)定性會受到影響,在水利工程中,如何處理軟基的固結(jié)施工是重要的問題。另外,軟土的組成在一定程度上具有不單一性,土壤里含有機(jī)制,會使得排水管受到堵塞。同時,它還直接影響了在處理過程中的軟土層含水量,有可能會帶來嚴(yán)重的塌方。
軟基的加固技術(shù)也叫做軟土地地基施工技術(shù)。因為含水量高,對路基的加固的固化速度帶來嚴(yán)重的影響。固化速度不夠快,直接的對于水利建設(shè)造成很大的影響。因此,對于技術(shù)人員來說,必須要不斷地提高自身的技術(shù)水平,使得軟基加固的質(zhì)量能夠得到保障,使得工程的質(zhì)量能夠進(jìn)一步的提高。
換填管埋法的應(yīng)用可以有效地提升軟基強(qiáng)度。首先,換填是工程施工中比較常用的一種軟基處理方法,這種方法通常適用于軟土層施工,例如軟土層厚度較小,可以選擇這種方法置換部分軟土層,借用其他強(qiáng)度較大、承載性能強(qiáng)的土壤或者土層材料,通過置換來提升地基穩(wěn)定性和強(qiáng)度。換填管埋法的應(yīng)用,首先,需要開挖換填軟基,在一定工程范圍內(nèi),將軟土層(一般為淤泥軟土)挖除,用天然砂礫置換。軟土挖除用挖掘機(jī)等設(shè)備完成,開挖深度根據(jù)工程需要確定,通常不超過2m。然后用天然砂礫置換,置換施工要分層填筑、逐層壓實,并且按照水利工程施工強(qiáng)度要求逐層檢測壓實度。通過土層置換提升軟基承載力、抗變形和穩(wěn)定性。換填法所選用的置換土壤或其他材料的粒徑、含量、級配要根據(jù)工程施工標(biāo)準(zhǔn)確定,并且事先要做好各種要素的試驗檢測,以免由于無法壓實而造成地基沉降[1]。
(1)墊層。墊層要選用強(qiáng)度較高的土工布,一般選擇1~2層復(fù)合型土工布(主要起到隔離、過濾軟基水層的作用),砂墊層使用中粗砂,厚度控制在2m以下,粗砂含泥量在5%以下,同時有機(jī)質(zhì)含量也要控制在1%以下。
(2)設(shè)置排水板(豎直排水系統(tǒng))。首先豎直方向的排水系統(tǒng)使用新型復(fù)合塑料排水板材,尺寸根據(jù)淤泥厚度確定,板材設(shè)置需要在砂墊層頂面進(jìn)行施工,并且塑料板材必須穿透淤泥層,板材放置按照三角形狀設(shè)置,另外根據(jù)軟基淤泥分布情況,合理控制板材間距,間距通常在1m左右。
(3)水平排水系統(tǒng)。水平排水系統(tǒng)構(gòu)成包括砂墊層、盲溝、集水井三個環(huán)節(jié),盲溝設(shè)置坡度通常大于2%??v橫間距在30-40m,砂墊層選用1-2m,材料為中粗砂。盲溝溝壁必須有隔滲層和反濾層,隔滲層用土工薄膜代替,反濾層用砂礫石或滲水土工織物代替。
(1)高壓旋噴法。這種軟基固結(jié)適合淤泥土質(zhì)、粉土、黃土等,借助氣壓、液壓等技術(shù)原理,首先在軟基中注入固化漿液,然后在閘基中進(jìn)行高壓旋噴灌漿,也能形成水泥土摩擦樁,進(jìn)而提升閘基承載力,有效控制地基沉降[2]。
①技術(shù)工藝。高壓旋噴法施工流程:首先是樁位放樣,之后確定鉆機(jī)位置、引孔到設(shè)計標(biāo)高;然后封堵垂向的噴嘴、攪拌漿液,由下向上高壓旋噴,旋噴作業(yè)直到設(shè)計頂;最后是沖洗、移位。
②適用范圍。高壓旋噴法適合淤泥土質(zhì)、粉土、黃土、流塑、軟塑或者可塑粘性土、素填土等土層,同時如果土層中含有大量的大粒徑塊石、植物根莖或者有機(jī)質(zhì)較多,尤其是對于地下水流速較大的軟基必須事先對工程現(xiàn)場進(jìn)行試驗,根據(jù)實驗結(jié)果確定加固深度(通常在5m以上)。
(2)粉體噴射攪拌法。粉體噴射攪拌法就是在軟基中加入粉柱體等加固材料,讓這些材料和軟基原有土質(zhì)攪拌混合,讓兩種土質(zhì)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),以此來提升土基強(qiáng)度的一種方法。
①施工原理。借助空氣壓縮設(shè)備,將加固材料借助攪拌葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空隙噴出,同時隨著葉片旋轉(zhuǎn)和原有的軟基土層混合,而與加固材料分離后的空氣順著攪拌軸有縫隙排除地面。
②固結(jié)原理。這種化學(xué)固結(jié)法主要借助固化劑來提升土基強(qiáng)度,固化劑的構(gòu)成主要是水泥、石灰、礦渣等,也可以添加粉煤灰。這些材料通過固結(jié)反應(yīng)形成石灰粉體,再將生石灰加入軟基中,生石灰和軟基中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后形成熟石灰,水分被吸收,生石灰固結(jié)。同時該化學(xué)過程還會產(chǎn)生大量熱量,柱體消化后土基體積還會膨脹,加速周圍土體的固結(jié),最終形成的石灰粉體穩(wěn)定性大幅提升[3]。
總的來說,軟基基礎(chǔ)施工一直都是水利工程施工中的難題,也是水利工程施工必須要解決的問題。軟基處理技術(shù)選擇和應(yīng)用必須要結(jié)合具體的工程實際來確定,同時注重軟基處理質(zhì)量控制和處理技術(shù)的優(yōu)化,為水利工程建設(shè)質(zhì)量提升提供可靠技術(shù)保障。