水利工程中湿陷性黄土基础处理方式

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水利工程中湿陷性黄土基础处理方式

摘要:

本文在研究中以水利工程基础处理为核心,探究湿陷性黄土基础处理措施,优化大坝工程水工建筑物施工体系,进而为相关研究人员提供一定的借鉴和帮助。

关键词:

湿陷性;黄土;基础处理;途径

随着社会经济的发展,水利施工技术也得到了很大的提升,促进了水利工程的进一步完善和优化,同时对湿陷性黄土基础工程的施工和处理提出了新的要求。黄土类土质呈松散堆积状态,这种黄土性质较为特殊,在干燥时强度较高,但是遇水后会具有极强的湿陷性,这主要是由黄土内部结构所决定,而在水利工程中,黄土也就呈湿陷性。湿陷性黄土由于自身强度和结构稳定性都较低,在进行水利工程施工,特别是大坝出水塔等水工建筑物施工中,会影响整体工程质量,进而引发施工质量事故问题。对此,在这样的环境背景下,探究湿陷性黄土基础处理措施具有非常重要的现实意义。

1湿陷性黄土基础处理前期范围确定

1.1明确处理厚度

在进行湿陷性黄土基础处理的过程中,为了保证处理效果,施工人员要明确地基处理范围,防止不必要的工程施工,控制施工成本。湿陷性黄土主要是由土质饱和重力而形成的自重湿陷,其湿陷程度与黄土厚度之间存在一定的内在关联,湿陷变形范围中涵盖湿陷性黄土厚度。结合这一理论,明确黄土湿陷变形范围,黄土地基处理厚度主要包含全部性湿陷范围与部分性湿陷范围。针对全部性湿陷范围而言,通常地基湿陷量会局限于压缩层内,大量实验表明,该部分湿陷量为基地1.5倍宽的范围,集中分布在基地基础宽的0.5~1.5倍之内。在实际处理过程中,施工人员要将处理厚度确定为2倍基础宽度为准。针对部分性湿陷范围,施工人员要从水工建筑物类别、结构特点、基地压力以及湿陷等级等方面进行综合分析和评判,明确湿陷性黄土处理厚度,确定处理范围,进而为接下来的湿陷性黄土基础处理工作打下坚实的基础。

1.2明确处理宽度

在进行湿陷性黄土基础处理的过程中,除了要明确处理厚度之外,还要进一步确定湿陷性黄土基础的处理宽度,方可确定水工建筑物湿陷性黄土基础处理范围。一般而言,水工建筑物湿陷性黄土地基处理宽度要结合黄土湿陷侧向变形、湿陷压力扩散以及防水要求等方面进行综合分析考虑,在黄土遇水湿陷后,会形成大量黄土的侧向变形,其竖向变形占总湿陷范围的65%,侧向变形一般存在于距板0.75倍宽度范围内。对此,在开展实际处理工作中,为了提高处理效果,施工人员要降低湿陷变形范围,将侧向变形控制在允许的宽度处理范围内,进而提高水工建筑物湿陷性黄土基础处理的综合质量水平。

2水工建筑工程湿陷性黄土基础处理方式

2.1垫层技术

垫层技术作为湿陷性黄土基础处理的常用手段,以开挖置换为核心,也称为换土垫层技术。在实际施工的过程中,施工人员将水工建筑物基底湿陷性黄土挖除,用素土、灰土等土质作为基础层,分层夯实后形成垫层,消除或者是降低湿陷性黄土量,防止地基的压缩变形性与渗透性,增强地基承载力,使得地基符合水工建筑工程的施工要求。这种换土垫层技术适用在地下水位以下、湿陷土层厚度为3m内的工程地基处理中。从水工建筑工程地基处理范围而言,换土垫层技术包括局部垫层与整片垫层两种手法,结合工程施工要求,明确湿陷性黄土处理范围,合理选择局部垫层或是整片垫层,垫层要选择分层铺设的方式,保证湿陷性黄土的处理质量。除此之外,为了压实分层垫层,施工人员可以利用相关机械设备进行碾压,合理控制碾压速度,并在施工后进行分层检查,使得每一层的压实系数满足施工要求,提高湿陷性黄土基础处理效率,促进水工建筑工程经济效益和社会效益的最大化实现。

2.2夯实技术

在进行湿陷性黄土处理的过程中,夯实技术主要以夯实地基为核心,通过机械重锤做自由落体动作,重击湿陷性黄土,以达到黄土夯实的目的。在实际应用的过程中,这种处理技术主要包括重夯法与强夯法两种手段,一般应用在饱和度60%以内的湿陷性黄土中。在施工人员确定湿陷性黄土处理范围后,若湿陷性土层处理厚度是2m内,则使用重夯法;若湿陷性土层厚度是3~6m以内,则使用强夯法进行湿陷性黄土的处理。这两种方式无论是方法工艺还是在机械设备使用上都具有较大的相同点,唯一不同的是强夯法夯击能力要远高于重夯法,其选择要结合湿陷性黄土厚度和范围决定。

2.3挤密桩技术

挤密桩技术一般用于地下水位以上的地基处理中,同时也适用于对湿陷性黄土的局部处理或者整片处理,其适合处理范围为5~15m。在实际应用的过程中,挤密桩技术先利用机械方式、人为爆破等方式进行地基打孔,添加素土或灰土后进行分层夯实处理,使得地基土质压实系数高于0.93,以形成土桩,提高水工建筑工程地基承载程度,以达到加固地基的作用。从本质而言,土桩属于柔性桩,和钢筋混凝土有着本质上的区别,土桩在进入湿陷性黄土地基后,除了承载自身荷载,其桩间土也会分担荷载,使得土桩和桩间土之间形成复合地基结构,构建土桩挤密地基,降低黄土地基的湿陷性,进而达到加固地基的作用。

2.4桩基础技术

桩基础技术主要是将一定规格的桩设置在湿陷性黄土地基中,分担湿陷性黄土的承载能力,提高湿陷性黄土地基的自身承载力,进而达到加固地基的目的。这种方式一般应用在基础荷载大的地基处理中,土层厚度在30m之内。在实际应用的过程中,桩设置在湿陷性黄土后,会对非湿陷性土层起到支撑作用,使得建筑物荷载利用设置在湿陷性黄土中的桩分担到坚实土层中,实现湿陷性黄土的闲置,避免地基遭受浸湿,进而消除湿陷性黄土的危害和影响。

2.5化学固结技术

化学固结技术主要利用化学材料与湿陷性黄土进行反应,以实现地基排水固结,提高地基稳定性。在实际应用的过程中,主要分为以下几方面:一是灌浆法。施工人员先进行埋设灌浆嘴处理,封缝后对灌浆盒和灌浆管进行密封检查,确认无误后开展浆液配置工作,灌浆后封口结束,在施工结束后,施工人员要检查灌浆质量,保证灌浆效果和灌浆质量。二是高压喷射注浆法。利用钻机进行钻孔、插管,施工人员开展喷射作业,最后冲洗和清理,并移动机具作业。三是深层搅拌桩法。通过特制的深层搅拌机械,在地基中就地将软黏土和固化剂强制拌和,使软黏土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的地基土,以此来提高地基强度和硬度。其施工流程:定桩位→安装桩机→制备水泥浆液→预搅下沉→提升喷浆搅拌→重复上下搅拌→清洗→横(或后)移对位、调平,进入下根桩施工→搅拌桩顶部与上部结构的基础或承台接触部分视情况可增加水泥浆量或增加搅拌一次。在具体的使用过程中,施工单位须严格控制水泥与地基之间发生的化学反应,并加强管理,避免施工过程中出现不均匀沉降等问题,保证施工质量。

3结束语

综上所述,除了湿陷性黄土基础处理工作之外,施工人员要做好防水措施,在水工建筑物内进行基础防水工作,设置地面防水、散水、管道敷设等部分,定期检查防水情况,及时发现漏水问题,严格防水,进而保证水工建筑工程的整体质量水平。

作者:吴正荣 单位:甘肃省水利工程建设监理咨询中心