朱巍,宋偉慶
(1.江蘇省工程勘測研究院有限責(zé)任公司,江蘇 揚(yáng)州 225100;2.無錫市惠山區(qū)水利重點(diǎn)工程建設(shè)管理處,江蘇 無錫 214174)
水利工程是我國重要的市政建設(shè)項(xiàng)目之一,可為各領(lǐng)域生產(chǎn)經(jīng)營建設(shè)工作提供充足的水利資源支持。就目前來看,由于城市人口數(shù)量增多,水資源更加緊缺。為從根本上提升水利工程建設(shè)水平,需要細(xì)致分析工程施工期間的地質(zhì)特征,重點(diǎn)關(guān)注軟基基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié),選擇適宜的軟基基礎(chǔ)處理技術(shù),降低工程施工期間質(zhì)量問題與安全事故發(fā)生概率。
通過分析水利工程軟基基礎(chǔ)概念,認(rèn)識(shí)軟基基礎(chǔ)原理,能夠?yàn)檫x擇適宜的軟基基礎(chǔ)施工方式提供重要的理論依據(jù)。
水利工程軟基基礎(chǔ)主要就是在水利工程施工期間,需要將較為松軟的土壤結(jié)構(gòu)作為地基基礎(chǔ)。相較其他土壤,軟土的可塑性較強(qiáng),壓縮性顯著,對(duì)水利工程建設(shè)與安全維護(hù)工作提出了更高要求。為確保水利工程能夠高質(zhì)高效建設(shè)在軟基基礎(chǔ)上,需要相關(guān)施工人員在施工前做好預(yù)先準(zhǔn)備工作,制定出專項(xiàng)可行的軟基基礎(chǔ)施工方案,切實(shí)保障水利工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及承載力。
隨著城市用地規(guī)模日漸緊張,水利工程軟基基礎(chǔ)施工已經(jīng)成為一項(xiàng)必然研究課題。由于軟土地基結(jié)構(gòu)自身承載能力有限,需要進(jìn)行專項(xiàng)的處理工作。如果水利工程施工階段對(duì)建筑荷載預(yù)估不到位的情況下,建筑荷載力超過軟土地基承載力,將會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的安全事故問題。
就目前來看,水利工程軟土地基處理工作更加完善。但受技術(shù)及經(jīng)濟(jì)水平等因素影響,軟土路基處理水平與預(yù)期目標(biāo)存在一定差距,地基結(jié)構(gòu)承載力出現(xiàn)明顯變化,需要結(jié)合工程實(shí)際建設(shè)要求,不斷優(yōu)化水利工程軟基基礎(chǔ)施工方案。
相較水利工程其他地基結(jié)構(gòu)而言,軟基基礎(chǔ)主要具備高壓縮性、高空隙比、低透水性、高敏感度等特征,實(shí)際施工期間的難度更大。在水利工程軟基基礎(chǔ)實(shí)際施工期間,需要結(jié)合工程具體施工要求,制定出專項(xiàng)可行的軟基基礎(chǔ)處理方案,從根本上提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力與穩(wěn)定性。
軟土地基高孔隙比主要就是指在不同重塑土中,高孔隙比存在明顯差異。在外部環(huán)境條件相同的情況下,軟土結(jié)構(gòu)的高孔隙比更加顯著。在軟土地基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)下沉的情況下,極易出現(xiàn)膠結(jié)問題,使后期壓實(shí)難度進(jìn)一步提升。
軟土地基透水性會(huì)嚴(yán)重影響到地基排水情況,導(dǎo)致地基出現(xiàn)凝固現(xiàn)象。如在軟基基礎(chǔ)上部建設(shè)水利工程建筑時(shí),沒有采用適宜的基礎(chǔ)處理工作,會(huì)引發(fā)建筑下沉?xí)r間進(jìn)一步增加。
水利工程軟基基礎(chǔ)也存在較為顯著的高敏感度特征。在建筑受到明顯震動(dòng)作用后,土質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化情況。相較于原有土質(zhì)結(jié)構(gòu)而言,軟基基礎(chǔ)自身質(zhì)量以及稀釋度將會(huì)發(fā)生明顯變化。因此在軟基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中,需要采用合理措施避免基礎(chǔ)滑動(dòng)情況出現(xiàn),導(dǎo)致水利工程建筑全壽命周期被縮短。
水利工程軟基基礎(chǔ)處理工作具備專業(yè)性強(qiáng)、復(fù)雜程度高等特征,軟基基礎(chǔ)處理水平可直接影響到水利工程建設(shè)期間的全生命周期。在軟基基礎(chǔ)施工過程中,要求工作人員結(jié)合工程具體建設(shè)要求,不斷優(yōu)化軟基基礎(chǔ)處理方案,選擇更加適宜的基礎(chǔ)處理技術(shù)手段。
現(xiàn)階段,國內(nèi)水利工程軟基基礎(chǔ)處理工作需要嚴(yán)格遵循以下原則:
(1)因地制宜原則。依照不同種類水利工程建設(shè)特征,設(shè)置更加適宜的軟基基礎(chǔ)沉降值,從根本上保障軟基基礎(chǔ)處理水平,切實(shí)增強(qiáng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力及穩(wěn)定性。
(2)合理管控原則。對(duì)水利工程軟基基礎(chǔ)處理時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格管控。處理時(shí)間控制水平可直接影響地基結(jié)構(gòu)力學(xué)性能。因此,在制定水利工程軟基基礎(chǔ)處理方案過程中,需要結(jié)合工程實(shí)際建設(shè)要求,不斷優(yōu)化軟基基礎(chǔ)處理方案,明確實(shí)際處理期間的技術(shù)參數(shù),保障軟基基礎(chǔ)處理工作高質(zhì)高效開展。
在水利工程軟基基礎(chǔ)施工期間,水泥攪拌樁是常見的施工技術(shù)之一,可以通過深層攪拌的方式,將軟土與固化劑結(jié)合在一起,確保軟土結(jié)構(gòu)能夠凝結(jié)成同一整體,具備更加顯著的整體性、水穩(wěn)性,因此更加適用于軟土地基主要為淤泥、粉土土質(zhì)的情況。
水泥攪拌樁在實(shí)際施工期間不會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)及噪聲,施工后不必進(jìn)行建筑垃圾的外運(yùn)。水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)既可以獨(dú)立,又可以搭接在一起。水泥攪拌樁自身的滲透性較小,在實(shí)際應(yīng)用期間可以有效改善軟土地基各項(xiàng)力學(xué)性質(zhì),從根本上提升軟土地基結(jié)構(gòu)的承載力。
值得注意的是,在水泥攪拌樁施工過程中,要設(shè)置卡管、噴漿堵塞等問題處理對(duì)策,針對(duì)這些問題制定出相應(yīng)的運(yùn)維方案,施工前做好設(shè)備的檢修處理,確保水泥攪拌樁能夠在軟土基礎(chǔ)施工過程中發(fā)揮出重要作用。
同時(shí),在水利工程建設(shè)過程中,也需要注重使用鋼筋混凝土預(yù)制樁。由于軟基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)土層較厚,僅采用普通處理方式難以從根本上提升軟基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力。在使用鋼筋混凝土預(yù)制樁過程中,還應(yīng)當(dāng)配合機(jī)械成孔方式,在孔中注入混凝土,從根本上提升軟基土壤結(jié)構(gòu)的承載力,有效地緩解地基結(jié)構(gòu)下沉問題出現(xiàn)。
由于水利工程軟基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)部含水量較大,為避免軟土地質(zhì)條件對(duì)工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不利影響,還可以將軟土換填為強(qiáng)度高、穩(wěn)定性更強(qiáng)的材料,配合專業(yè)施工設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)夯處理。
具體來說,水利工程具體施工要求存在一定差異,需要在實(shí)際施工前期充分了解地基狀況。在軟基淤泥層較薄的情況下,可以通過換土墊層的方式,從根本上提高軟土基礎(chǔ)的緊密性以及軟基基礎(chǔ)的抗壓能力。在使用換填法前,需要對(duì)軟基基礎(chǔ)材料進(jìn)行細(xì)致檢查,及時(shí)挖除帶有腐蝕性的材料,換填如砂石、卵石等土壤結(jié)構(gòu),從根本上提升晚期基礎(chǔ)的密實(shí)度。
在換填技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中,會(huì)出現(xiàn)數(shù)量較多的施工廢土,導(dǎo)致施工期間的現(xiàn)場管理成本進(jìn)一步增長。為從根本上提高換填技術(shù)的應(yīng)用可靠性,相關(guān)工作人員需要嚴(yán)格遵照施工方案開展施工流程,降低因人為操作不當(dāng)導(dǎo)致的軟土基礎(chǔ)施工穩(wěn)定性下降問題。配合地基結(jié)構(gòu)勘探與檢查工作,發(fā)現(xiàn)換填及換填后地基基礎(chǔ)存在的各類問題,結(jié)合這些問題制定出專項(xiàng)可行的維護(hù)方案。
在拋石擠淤施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中,需要在軟土基礎(chǔ)底部中心到兩側(cè)設(shè)置一定數(shù)量的碎石,切實(shí)控制軟土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)部含水率,切實(shí)保障軟土基礎(chǔ)施工期間的施工強(qiáng)度。
應(yīng)用在拋石擠淤技術(shù)中的碎石尺寸不應(yīng)超過0.3。相較其他軟土基礎(chǔ)處理技術(shù),拋石擠淤施工方法更簡便,主要被應(yīng)用在積水量較大的洼地、排水困難、淤泥較多的軟土地質(zhì)條件。
要求在使用拋石擠淤施工技術(shù)過程中,相關(guān)工作人員還應(yīng)細(xì)致分析施工場地的地質(zhì)與水文條件,如因?yàn)榻?jīng)過長期雨季而出現(xiàn)大規(guī)模上層滯水的情況下,需要進(jìn)行事先的排放處理。
水利工程軟基基礎(chǔ)真空預(yù)壓施工技術(shù)主要就是在地基表面鋪設(shè)密封膜,借助真空設(shè)施,將密封膜與地基表面抽成真空狀態(tài)。由于密封膜下部砂墊層與土體結(jié)構(gòu)中的垂直排水通道形成負(fù)壓力,使孔隙水排放速度進(jìn)一步提升,軟土基礎(chǔ)固結(jié)度有效增長。
同時(shí),水利工程軟基基礎(chǔ)還可使用加載預(yù)壓技術(shù),借助加壓天然軟土地基、壓實(shí)地基的方式,從根本上提高地基結(jié)構(gòu)承載力,控制軟基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)變化問題發(fā)生概率。在確保加載預(yù)壓技術(shù)能夠在水利工程軟件基礎(chǔ)處理過程中發(fā)揮重要作用。
如在處理天然軟土地基期間出現(xiàn)滲漏問題,則需要通過縮短排水間距的方式,從根本上提高軟土地基承載力,切實(shí)保障水利工程施工質(zhì)量及效率。
總而言之,水利工程軟基基礎(chǔ)處理水平可直接影響工程建設(shè)質(zhì)量效率。為確保軟基基礎(chǔ)處理效果與其目標(biāo)相符,還需要結(jié)合工程具體建設(shè)要求,制定出專項(xiàng)可行的軟基基礎(chǔ)處理方案。由于水利工程建設(shè)環(huán)境極為復(fù)雜,需要配合使用多種軟基基礎(chǔ)處理技術(shù),設(shè)置更加合理的軟基基礎(chǔ)處理參數(shù),從根本上提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力及穩(wěn)定性。