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水利工程地基处理技术探究

2015-07-13 202 0

一、地基处理技术的发展
　　地基处理技术近几年发展迅速，其主要方向为在既有的地基处理方法基础上，不断发展新的地基处理方法，特别是将多种地基处理方法进行综合使用，形成了极富特色的复合加固技术。即由单一化的处理方法向多元化综合应用处理方法转变，如单一加固发展为复合加固，单一材料加固体发展为复合加固体，单一静力加固或动力加固发展为二者的结合等。
　　二、水利工程地基基础的处理措施
　　1.水泥粉煤灰碎石桩的应用
　　在水利工程地基改造中使用最多的就是水泥粉煤灰碎石桩，主要材料是水泥、粉煤灰及其碎石，它的特点就是具有很强的粘结度。是用水泥煤粉灰碎石桩、褥垫层和桩间组合而成的复合地基。地基上面的建筑物压力很大，会使地基变形，将压力分给水泥粉煤灰碎石桩和桩间土，使地基受力均匀些。由于水泥煤粉碎石桩的成本低，所以在应用中很广泛。
　　1）对地基上有一定的挤密作用
　　针对散填土、松散粉细砂和粉土，因为振动沉管水泥粉煤灰碎石桩的振动原因和侧向的压力致使桩间的土孔隙变小，其中的水量也有大幅度地减少，增大了土的干密度和内摩擦角，同时也改善了土的物理学性能，直接的提高了桩间土的承受压力的能力。
　　2）桩体的排水作用
　　水泥粉煤灰碎石桩复合地基在成桩前期，由于桩孔内和周边填充了过滤性很好的粗颗粒，形成了渗透性比较好的通道，对于防止振冲产生的超孔隙水压力升高的问题，还能提高地基排水速度，它不仅不会降低桩体强度，还能使土体强度增强。
　　3）桩的预震效应
　　水泥粉煤灰碎石桩复合地基成桩时，振冲器加速激振土体，不仅能提高相对密实度，而且还能有很强的预震作用，有效的增强了砂土的抗液化能力。
　　4）桩的置换作用
　　水泥粉煤灰碎石桩是水泥经过水解和水化反应及其与粉煤灰的凝硬反应，生成了一种不能溶于水的结晶化合物，它不仅增强了桩体的抗剪强度，而且还提高了变形模量，因此，在载荷的作用之下，水泥粉煤灰碎石桩的压缩性要小于桩间土的压缩性。地基的附加应力，跟随地层的变形将其压力集中到了桩体上，而大部分的压力是由桩周和桩端来承载，桩间的应力就减少了，所以，符合地基的承载力有显著的增加。
　　2.预应力管桩
　　预应力混凝土管桩主要分为先张法、后张法预应力管桩。其中，先张法预应管桩是应用的先张法预应力的工艺和离心成型法制作而成的空心筒体细长混凝土预制构件，先张法预应管桩是由圆筒形的桩身、端头板及其钢套箍三个部分。预应力混凝土管桩常用的使用方法是分为捶击法和静压法两种。捶击法沉桩是优点是速度快、质量高，静压管桩施工法是通过压装机的自身重量及配重的重量，经过科学的压梁，用管桩侧面夹子夹住管桩，然后将其压入土中。
　　三、水利工程施工过程中常见不良地基处理
　　我国复杂的地况使得施工人员在水利工程施工过程中会遇到很多恶劣的地质条件，因此有必要探究不良地基处理技术，以保证工程施工的质量。第一种情况，地基土质为厚度较大的饱和软粘土，这种条件下我们采用排水固结法。目前排水固结法发展较快，常见加固方法包括堆载预压法、井点降水法、真空预压法、静动力排水固结法等。注意该方法使用前要进行预压。第二种情况，地基土质由软弱粘土构成。这种条件下我们采用置换法，即通过挖除不良地基，回填较好的土质使得地基上出现良好的持力层，进而加强地基的承载力、抗变形力和稳定性。常见的加固方法有振冲置换法、碎石桩法、石灰桩法等。该方法需要注意的是对排水抗剪强度小于20KPa的软土地基采用碎石桩时需慎重[3]。第三种情况，地基土质为砂性土、粉土和部分粘性土。这种条件下的地基孔隙率较大，强度较弱，因此需要通过振动加密或挤压加密等方法减弱不良影响。主要方法有表层压实法、振动挤密法、砂桩法等。第四种情况，对于由浅层软土或湿陷性黄土构成的地基，我们需要通过施加外力荷载加固地基，从而实现地基受力均匀、不易变形等目的。主要的施工方法有砂垫层法、拌合土垫层法等。第五种情况，当面对深覆盖层地基时，我们加入化学浆液，通过化学反应或机械搅拌的作用，加大土体的承载能力，稳固地基，这就是化学加固法。该方法包括注浆法、深层搅拌法、高压旋喷法等。对由砂性土、粘性土或湿陷性黄土等构成的地基环境也适用。第六种情况，水利工程桥梁建设中主要采用增大接触面法。该方法通过在软土地基上钻孔然后浇筑混凝土桩来加强地基的承载力。
　　四、灌浆技术在水利工程地基处理中的运用
　　水利工程地基处理是整个工程建设中非常关键的环节之一，其对水利工程的能否长期坚固耐用有一定影响。
　　1.水利工程地基冒水
　　水利工程地基冒水对于水利工程建设的影响较大，容易降低水利工程的使用寿命。对此，采取有效的措施予以处理和控制是非常必要的。利用灌浆技术处理水利工程地基裂缝渗水，主要是在地基渗水周边钻孔，埋设孔口管，将渗水引走。再利用高性能的灌浆来封堵裂缝，有效的处理地基裂缝。在保证地基不会渗水的情况下，利用砂浆来处理孔口管。
　　2.水利工程地基吸浆
　　一些水利工程地基处在裂隙层之上，在对水利工程地基进行灌浆处理的过程中，因岩层的结构特点，会使灌浆沿着岩缝流失，致使水利工程地基灌浆效果不佳。对于此种情况的处理主要是：①通过降压或自留方式来降低灌浆的压力，减缓灌浆速度，使部分灌浆在细缝中凝固，进而封堵细缝。再次进行灌浆工艺，提高地基灌浆效果。②加强灌浆浓度，促使灌浆更加粘稠，同时这也能够增加灌浆的吸附性。利用此灌浆来进行水利工程地基灌注，可以大大降低地基吸浆的情况。③在灌浆中添加速凝剂也是解决地基吸浆情况的有效措施。主要是通过速凝剂来提高灌浆的凝固速度。在水利工程地基灌浆过程中能够使灌浆快速凝固，进而大大降低地基吸浆的可能性。
3.水利工程地基大孔径渗水
　　水利工程地基大孔径渗水问题需要有效的控制和处理，若如处理不当很容易导致水利沉降等情况发生。而合理的、有效的利用水利工程可以有效的解决水利工程地基大孔径渗水问题。利用灌浆技术处理水利工程地基大孔径渗水，首要的工作内容是确定地基大孔径渗水部位有无水流。对于无水流的情况，结合水利工程地基的实际情况，在浓浆、水泥砂浆等几种灌浆中选择适合的灌浆，对地基大孔径渗水部分进行灌浆，已达到封堵裂缝的目的，有效的避免地基大孔径渗水的情况发生。
　　4.水利工程地基处于岩溶地段
　　利用灌浆技术来处理岩溶地段的水利工程地基，主要分两种情况，即无填充物的岩溶地段和有填充物的岩溶地段。无填充物的岩溶地段水利工程地基处理，主要应用高流态混凝土直接回填处理即可，这不仅有效的填充了空洞的岩洞地段，还能够增加地基的坚固性。如若需要岩溶地段的空洞过大，可以先在空洞中填入一些碎石，在此基础上进行混凝土回填，就能够有效的处理岩溶地段的空洞。
　　五、软基处理的监控与检验技术
　　软基处理的现场效果检验与检测是软土地基处理技术的重要组成部分。这些年来，这一技术也取得了长足的发展。主要有以下2个方面：
　　1.现场监控方面
　　目前的测量仪器精度已经达到了非常高的水平，而且随着计算机软件的发展，现场监控方面已经研发出了一系列动态可视化的监控系统。即只需要在处理地基中埋入压力，形变等电子测量设备，监控者便可以在电脑上实时得到应力分布与形变的数据。有些软件还可以实现三维可视化的管理，这些监测技术可以给施工人员提供很好的参考价值。
　　2.效果检验分析
　　这需要对处理后的软基进行土工试验，来具体探明土的物理性质变化和化学性质的改变。这些试验主要包括原位测试、十字板剪切试验等等。通过检测数据便可以很好的分析出软基处理效果。以下列出了一些常用的分析指标，这些都是几十年的工程经验和科研数据总结的结果，应该说是已经非常成熟的分析指标。可以得到比较准确的分析数据。这些指标包括：固结度，容重变化，含水率变化，孔隙比变化，十字板强度变化，承载力变化等等。
　　综上所述，进行地基处理的过程中，要不断的引进新的工艺方法，这样才能保证地基处理的合理性，水利工程的质量也能的大更好的保证，能够有效的促进我国水利事业的发展。
　　参考文献：
　　[1]马英娜.水利工程的基础处理技术研究[J].科技创新与应用，2014，10：139.
　　[2]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.
　　[3]毛丽，顾晓琦.浅析灌浆技术在水利工程地基处理中的运用[J].科技致富向导，2013，35：28+35.
　　[4]吴楚权.谈小型水利工程地基处理[J].广东科技，2007，S1：226-227.

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