基于地基处理的水利工程论文

2022-04-29

摘要:主要对水利工程不良地基处理技术进行研究,先是阐述软土地基的相关特征,然后在探讨不良地基处理技术意义的同时,对水利工程施工过程中常见的处理技术进行分析。关键词:水利工程;不良地基;处理技术1软土地基的特征①透水性较差。经过大量经验总结分析,软土地基的主要特点就是透水性非常差。下面小编整理了一些《基于地基处理的水利工程论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

基于地基处理的水利工程论文 篇1:

水利工程地基处理技术探究

【摘 要】 近些年来,我国的水利工程事业获得一定程度的进步,而做好地基处理则是其中较为重要的问题,基于此,本文在探讨水利水电工程基本情况的基础之上分析了如何做好水利工程地基处理技术分析。

【关键词】 水利工程;地基处理;技术

引言:

地基处理作为水利工程施工中相对重要的环节,其施工质量关系着整体工程的质量。因此,地基处理工作开展前,需要对施工现场的地形情况进行全面的检测和考察,充分了解地形特征,结合实际情况设计方案和管理措施。软土地基因其低强度、高压缩性与大孔隙、高含水量等特征,使得地基设计和施工都存在很多难点,对施工技术和施工管理提出了很高的要求。对于整个水利工程而言,遇到软土地基,一旦处理不当,由于其承载能力较弱,很可能造成结构变形,桩基断裂等问题,更可能威胁整个工程的安全,严重的可能导致巨大的经济损失。通常,由于天然软土的结构特征比较特殊,无法满足建筑物结构所需要的地基强度标准,因此达不到建筑物的正常使用要求。

1、水利水电工程基地概况

由于现今经济的迅猛发展,我国的水利工程建设有了很大的发展,建立了很多的水利工程。水利工程一般情况下,地质都是比较复杂的,经常遇到不良地基,如地质强度差、压缩性比较高、透水性很小等情况都属于不良地基。如果地基打的不是很好,不能够承重,会导致地基上的建筑物不稳,会使整个水利工程质量出现严重问题。所以水利工程地基建设是非常重要的一部分,地基对工程的影响主要分为三个方面,分别是:地质条件恶劣抗滑能力差,不能承受压力,根本不能使得地基上的建筑物稳固;地基上的土比较软强度低,不能满足地基上建筑物的承重要求,有时候是地基上的土不均匀或者有比较薄的地方,上部建筑物压力又很大,会使建筑物下沉,致使不稳或者内部结构遭到破坏;地基有砾石或者有透水的情况出现,会使这个工程透水、漏水,致使超出了基础渗透量和承受范围。

2、水利工程施工中的地基处理技术

我国水力资源丰富,几条较大的河流都是由西向东流动且具有较大的落差,这种特点决定了它们包含了丰富的水力资源,因此,水利工程的建设是我国一项重要的工程。地基作为任何工程施工的基础,它的稳固直接决定着工程质量的优劣,在水利工程施工建设过程中也不例外。由于我国国土面积较大,因此地质条件复杂多样,在不同的地方建设水利工程也会面临各种复杂的问题。如有些地区的地质条件会使得某些抗滑结构面的强度变低,无法承受巨大的压力,从而无法满足水利工程设计的相关要求;有些地区地基土层较软,强度不够,即对上部建筑物的承载力不足;还有些地区的地质结构具有较强的渗水性,即由松散的砾石层或构造碎带等构成的的地质环境。这些地质状况都对水利工程设计及施工人员提出了很严的要求,尤其是决定性的地基处理技术。

2.1、换填土处理技术

在水利工程中的应用。换填土处理技术是水利工程处理软体地基最常用的技术之一,其工作的原理表现为:用机械设备将不符合地基施工要求的软土土质全部都挖出,将符合要求的土质,例如鹅卵石、粗砂、碎石等土质,代替软土土质,可以用矿砂、碎石等进行垫层,然后填入素土、灰土、砂垫层、等,然后对这些换用的土质进行夯实,以此增强加固地基的可靠性和稳定性,显著的提高软土地基的承载能力与透水能力,以此保证水利工程的其他施工工序能够顺利的进行。该种软土地基处理技术通常在某一地段或者某一点出现软土地基时应用,并不适合在大范围软土地基中采用,即在水利工程施工中起到辅助的作用。

2.2、强夯处理技术

在水利工程中的应用。软土地基通常是由黄土和砂土构成的软土,可以通过采用夯锤对软土进行夯实处理,起到加固地基、提高软土承载能力的作用。以某水利工程为例,该水利工程某渠道地基属于粘砂多层结构,渠道底板主要位于中壤土、重砂壤土、细砂土中,其中细砂土质和重砂壤土不均,重砂壤土具有地震液化潜势,综合考虑各种因素,该工程施工单位决定采用强夯处理技术对软土地基进行处理,该施工单位选择单击夯击能300kN·m夯击四次,前三次夯锤的落距为14m,第四次时满夯的落距降低为5m,经过处理之后,对夯区进行土样室内试验分析,试验结果表明,采用了强夯处理技术之后,有效的消除了地震液化问题,处理质量能够满足水利工程的相关设计要求。

2.3、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。我国目前常用的管桩沉桩的方式主要是:锤击法、静压、震动、预钻孔法等,其中,静压法是被工程上最常采用的方法之一。打桩的时候震动很大、噪音也很大,影响了居民生活,所以目前我国启用了大吨位的静力压装机,静力压桩机分为顶压式和抱压式两种,其中,抱压式是依靠摩擦力大于阻力的原理工作的,一般情况下,静力压桩机的最大压桩力为5000~6000KN,甚至可以将直径50~600mm的预应力管桩压到持力层,推动了预应力管桩在工程上的使用。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。预应力管桩施工结束之后,要检查管桩,工程上常用桩基高应变法和低应变法两种方式对单桩的承载力进行监测,影响预热力管桩承载力的因素有桩端极限阻力和极限侧摩擦力。目前,水利工程中基础处理方法就是预应力管桩,尤其沿海地带应用广泛,保障了水利工程管桩基础处理的质量,还为整体工程的安全性提供可很大的保障。

2.4、水利工程施工中地基处理技术的应用工序

为了充分的保证水利工程施工中地基处理技术在水利工程周边的地基环境应用的作用,要在施工开始前依据水利工程施工现场的实际情况,选取出正确的施工方案。设计好的方案还要进行相应的试验和实践,才能够验证施工方案是否是可以满足施工实际需要。施工方案的核心就是施工工艺的制定,如在施工某项水闸边坡处理项目时,针对水利工程周边的地基环境中水的含量高的因素,采用了干喷法的粉喷桩施工方案,选用了GPP-5型深层粉体喷射搅拌机,保证施工的有序进行。首先,为了保证施工的正常运行,在开始施工之前,要对施工过程中使用到的原材质量进行严格的检测;其次,施工过程中要进行实时的监督管理,保证施工的高质量进行;然后,要为粉喷桩的喷射设置好相应的参考坐标,在后续的施工过程就可以根据坐标的位置进行粉喷桩的注入工作;再者,在地基处理之前,要对进行施工所使用的GPP-5型深层粉体喷射搅拌机进行校验工作,防止在后续的施工过程之中出现问题;最后,当GPP-5型深层粉体喷射搅拌机开动之后,要按照粉喷桩在软土地基中的施工的具体要求,逐步的提升钻头的进入速度,进行钻进工作,当其已经接近喷射区域的时候,就可以实施粉喷桩的喷射施工。

3、结语

由此可见,一定要选择最适合的地基处理方式,只有这样才能保证工程顺利的启动,并且能运行下去,同时保证质量也是非常重要的。不同的工程地基处理措施是不同的,根据自身的优点和局限性,都需要将其特点和自身情况很好的结合,同时选择一个合适的处理措施,这样才能为水利工程建设打下良好的基础。地基处理技术的发展前景还是很美好的,地基处理的新技术和新工艺也将不断的涌现,对我国的水利工程建设起到了一个很好的推动作用。

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]高淑红.水利工程施工中地基处理技术探讨[J].中国新技术新产品,2011,24:59.

作者:孟辉 张辉

基于地基处理的水利工程论文 篇2:

水利施工不良地基的处理技术

摘要:主要对水利工程不良地基处理技术进行研究,先是阐述软土地基的相关特征,然后在探讨不良地基处理技术意义的同时,对水利工程施工过程中常见的处理技术进行分析。

关键词:水利工程;不良地基;处理技术

1软土地基的特征

①透水性较差。经过大量经验总结分析,软土地基的主要特点就是透水性非常差。因此,在水利项目建设施工前,需要积极落实软土地基排水工作,保证排水效果和性能符合要求,以促进软基结构的稳定性提升。此外,还要注意,在排水设计阶段,会投入较多的人力、物力、财力等资源,所以施工周期有所延长。②压缩性高。因为软土地基的柔软性较强,压缩比比较高,强度比较小。水利项目建设中,如果没有合理有效的处理软土地基结构,在外部荷载持续增加的条件下,极易发生坍塌的问题。

2 水利工程施工中不良地基处理技术应用的重要性

2.1 有效解决地基不规则沉降问题

水利工程项目建设施工环节,地面沉降的问题发生率较高,地基如果出现不规则的沉降问题,极易影响工作的质量和效果,威胁总体运行效益。地基沉降不均匀发生的原因,是因为内部结构损坏,结构的抗剪强度无法满足要求而产生的。地基不规则沉降发生后,会造成结构稳定性强度,产生较大的伤害。基于此,在灌溉的施工环节,应该切实做好地基基础结构的处理,选择合适的地基基础处理方式,促进质量和性能的提升,消除不良地基产生的危害和影响,有效的提升工程的质量,缩短项目工期,产生更高的经济效益。

2.2 防止施工地基承载力下降

基础结构的承载力性能对于灌溉工程运行质量水平存在直接的影响,所以加强基础结构的质量管理和控制显得非常的重要。如果承载性能不足容易造成结构系统运行无法正常进行,且存在不规则的沉降问题后,还会给其他建筑结构运行的安全性、质量产生直接的影响。基础结构只有达到承载力要求,才能保证上部结构运行达到稳定性的要求,如果承载力比较差,内部结构的作用力无法达到平衡性要求,不稳定例持续作用到地基结构上,造成受力不均衡,结构出现抗剪强度下降的情况,给结构运行效果和质量水平的提升产生负面影响。

3水利工程施工中软土地基处理技术的应用

3.1换填土技术

从实际情况分析,应用到填垫层技术的软土地基通常来说厚度尺寸为2-3cm。水利工程项目施工建设环节,需要将表层软土清理干净,使用强度、稳定性都符合要求的土体替换,目前应用最广泛的替换材料为鹅卵石、砂岩等材料,这些材料的透水性量好,强度高、密度符合要求,能够有效的促进软土地基结构承载性能的提升,减小地基沉降量,让软土層的排水固结更加顺利的进行。此外,在经过替换之后的地基结构,在霜冻、土壤层膨胀控制中也能够产生较好的效果。经过填垫层的材料更换之后,进行地基压实处理,有效的促进地基承载性能以及耐久性方面的提高,保证结构的稳定性合格,不会引发结构的问题耐压性、稳定性都满足实际应用的要求。如果基础结构选择的填充材料之间间距比较大,渗水性良好,表层水分会直接排放到内部结构上,让软土地基结构的固化效果得到提升,还能够防止发生霜冻的问题。填垫层技术在具体应用中,应该注意下述几个方面:首先,选择符合要求的使用材料,比如砂、砾石、粗砂等材料,且经过人工干预进行填料的选择。选择性能、品质都比较优越的填土材料进行施工,以达到填充效果和质量,消除填料内部存在的枯枝等杂质,确保不会影响总体使用效果。其次,项目开始建设前,要做好残留枝条与杂草处理工作,选择合适的排水技术,基坑内不会存在积水,保证地基结构稳定性。最后,地基处理环节,严格执行技术标准和要求,保证填料施工达到要求,满足性能参数要求。例如,在某水利工程施工中,由于该工程的地基湿陷等级一般为Ⅱ级~Ⅳ级,属于湿陷土质,在具体施工环节采用了换填土的方式进行操作,首先将原始土质挖掘,而后填上硬质材料,这样就提升了基础强度。该项目施工工艺见图1。

3.2化学固结法实践应用

在水利工程项目建设施工中,最为主要的方法是有机化学固结法,让软土地基结构处理效果得到根本性的提升,尤其是当前很多新兴材料和新技术不断应用的条件之下,软土地基结构处理采用化学固结法进行,能够提高软土地基结构的总体性能,保证其应用效果。有机化学固结法应用中,保证软土地基处理效果和质量。在实际处理环节,对于大型水利工程项目来说,联合灌浆法、压力喷射混凝土施工方式,保证其处理效果和质量,达到水利工程地基结构稳定性标准,对于提高工程安全性、稳定性存在直接的关系。比如,在具体的使用中,灌浆施工中,应用液压系统和化学动力源的特点,将形成的固化浆液直接利用自然或者人工方式灌入到裂缝内,让材料在土体内发生性质的变化。从实际情况分析,有机化学固结法应用之后,处理效果好,但是成本较高,需要合理选择使用。

3.3排水固结法实践应用

排水固结法技术应用到软土地基的结构内,就是利用快速排水的方式将软土结构内多余的水分去除掉,减小孔隙率,保证地基结构实现压实处理后固结变形,保证结构的强度性能合格,并且改善固结程度,让原先的软土地基具备较高的承载性能。当前的排水固结法应用到软土地基的处理中,一种是应用排水管或者砂井排水,另外一种是堆载预压排水的方式。这两种的区别就是,水管排水或者砂井排水的方式,主要是通过设置塑料排水管的方式实现排水,或者应用砂井等竖向排水体和水利工程存在直接关系进行必要的加载处理;而堆载预压排水施工方式,在使用到水利工程项目之前,根据设计方案要求进行预加载的方式处理,保证水可以从微孔排出,让地基的局部位置实现连续性固结,地基也会快速的沉降,保证地基结构的强度满足要求。在实际应用中,排水固结法的使用能够消除软土地基不稳定的问题,但是该方式应用到饱和软土层内效果良好,如果土质条件渗水性比较差,则要慎重使用,以免产生不好的作用。除了上述几种处理方式外,还有其他的处理方法,比如电渗排水阀、预压集水井等方式,而每一种方式都有适用条件和局限性,所以要结合具体情况选择最佳处理方式,才能发挥出软土地基处理技术优势,保证水利工程建设施工效果符合要求。

4结论

综上所述,水利工程项目建设施工中,软土地基是比较普遍存在的地基形式,必须进行有效的处理才能满足使用的要求。在水利工程规划与建设的过程中,做好软土地基处理极为重要,对于提高水利工程质量水平有重要价值。因此,在水利施工中,不良地基处理环节,选择最佳的地基处理技术,严格落实施工现场的管理和控制措施,消除各种可能存在的问题,大幅提升水利工程软土地基的施工效果。

参考文献:

[1]张方.水利水电工程建设中不良地基基础处理方法研究[J].中外交流.2019,(19).69.

[2]李刚.水利工程建设中不良地基基础处理方法研究[J].商品与质量.2020,(5).297.

[3]李金鉴.水利工程常见不良地基基础施工方法与处理措施[J].科学与财富.2020,(17).243.

作者:徐海峰 马秀英

基于地基处理的水利工程论文 篇3:

浅谈水利工程湿陷性黄土地基处理措施

摘要:湿陷性黄土地基处理的方法很多,近年来在水利工程领域被广泛使用,并且都取得了良好的效果。本文阐述了湿陷性黄土地基应采取的加固措施,并论述了施工中有可能存在的问题,给以后的类似工程作了警醒。

关键词:湿陷性黄土;地基处理;措施

黄土是干旱或半干旱气候条件下的沉积物,在生成初期,土中水分不断蒸发,土孔隙中的毛细作用,使水分逐渐集聚到较粗颗粒的接触点处。同时,细粉粒、粘粒和一些水溶盐类也不同程度的集聚到粗颗粒的接触点形成胶结。

试验研究表明,粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用,由于在湿陷性黄土中砂粒含量很少,而且大部分砂粒不能直接接触,能直接接触的大多为粗粉粒。细粉粒通常依附在较大颗粒表面,特别是集聚在较大颗粒的接触点处与胶体物质一起作为填充材料。粘粒以及土体中所含的各种化学物质如铝、铁物质和一些无定型的鹽类等,多集聚在较大颗粒的接触点起胶结和半胶结作用,作为黄土骨架的砂粒和粗粉粒,在天然状态下,由于上述胶结物的凝聚结晶作用被牢固的粘结着,故使湿陷性黄土具有较高的强度,而遇水时,水对各种胶结物的软化作用,土的强度突然下降便产生湿陷。

1湿陷性黄土的特点

其最大特点就是湿陷变形,有两个显著特征:1)变形量大,常常超过正常压缩变形的几倍甚至几十倍;2)发生快,一般在浸水1h~3h就开始湿陷。就一般的湿陷事故而言,往往在1d~2d内就可能产生20cm~30cm的变形量,这种量大、速率快而又不均匀的变形往往使水利工程发生严重变形甚至破坏。所以在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害,来选择适宜的地基处理方法,避免或消除因地基的湿陷或少量湿陷所造成的危害。

2影响黄土湿陷性的因素

(1)粒间的组成对湿陷性的影响

试验说明,粘粒含量越少,湿陷性越强。粘粒在黄土的结构中主要起胶结作用,尤其是小于0. 002 mm的细粘粒,它所起的胶结作用更加明显。粘粒含量少时,黄土骨架的胶结形式主要是薄膜式,所以这种胶结强度教低,容易破坏,从而湿陷性强;粘粒含量高时,黄土骨架的胶结形式多为镶嵌式,故这种胶结强度高,不容易破坏,从而湿陷性弱。一般来说,黄土中的粘粒含量超过30%时,湿陷性就会基本消失。

(2)可溶盐含量对湿陷性的影响

可溶盐包括易溶盐,中溶盐和难溶盐三种。由于可溶盐在固态时对土粒起胶结作用,但是,溶解后即呈离子状态时就会与土粒表面吸附的阳离了发生置换,所以影响到黄土的湿陷性。一般认为易溶盐( NaCL、KCL、Na2S03、 Na2CO3)含量高时黄土的湿陷性强;中溶盐(CaSO4)含量多时湿陷性也越大;难溶盐(CaC03)在黄土中既起骨架的作用又起胶结的作用,即难溶盐的含量越多,湿陷性就越弱。

(3)含水率对湿陷性的影响

天然含水率比较低的黄土湿陷性较强,而天然含水率高的黄土湿陷性就比较弱。所以,当天然含水率大于25%时,或者处于地下水位以下时,黄土就没有湿陷性了。

(4)干重度对湿陷性的影响

黄土的干重度越小,孔隙比就越大,湿陷系数也就越大。一般认为当干重度大于15kN/ m3时,黄土的湿陷性基本上就没了。

3湿陷性黄土地基处理的基本思路

当水利工程所选取的地点下是湿陷性黄土,那么一旦降雨,地基和水利工程就有可能会发生危险,那么必须采取相应的措施以消除地基土的湿陷性、降低土的压缩性,提高承载力,增强水稳性和减小变形。我国在解放后对于湿陷性黄土地基处理的实践已有几十年了,具体方法也很多,但归纳起来其基本思路不外乎以下几种:

(1)基本消除基础已有土层的湿陷性;其常用方法有强夯、换土、挤密桩等。这是对于土层较薄(10m以内)时采用的办法。当土层深厚时,常用办法就是预浸水处理。这类办法是通过工程措施,针对湿陷土层本身进行处理,改善其土壤结构和基本特性,以达到消除其湿陷性的目的。这种方法的缺点是对于深厚湿陷性黄土来说,耗时太长,往往影响工期。优点是施工方便,费用较低;

(2)使水利工程基础穿透湿陷性黄土层,传力于湿陷土层以下的持力土层上,达到躲过湿陷性黄土层的目的。常用方法就是桩基,其中包括灰土挤密桩、碎石震冲桩、静压桩、混凝土灌注桩。这种方法避过了湿陷性土层,使基础传力于湿陷土层以下的持力土层上,相对来说比较安全可靠,所以被广泛应用于比较重要的独立水利工程的基础处理;

(3)充分作好水利工程基础的隔水层,使基础湿陷性黄土地基无法浸水,以达到避免地基湿陷的目的。常用的隔水材料有灰土、油毡以及各种PVC和PE膜。这种方法常常用于对基础承载力要求不高的设施,如游泳池、供水管床、渠道等。

4湿陷性黄土处理措施

4.1垫层法

将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度,然后以灰土或素土分层回填夯实。垫层厚度一般为1.0m~3.0m。它消除了垫层范围内的湿陷性,减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷,可以使地基的自重湿陷表现不出来。这种方法施工简易,效果显著,是一种常用的地基浅层处理或部分湿陷性处理方法,经这种方法处理的灰土垫层的地基承载力可达到300kPa(素土垫层可达200kPa)且有良好的均匀性。

4.2强夯法

强夯法亦称动力固结法,通过重锤的自由落下,对土体进行强力夯实,以提高其强度,降低其压缩性,该法设备简单,原理直观,适用广泛,特别是对非饱和土加固效果显著。这种方法加固地基速度快,效果好,投资省,是当前最经济简便的地基加固方法之一。但是由于其过大的噪声及振动,所以在很多城市是禁止使用强夯法的。

4.3灰土桩挤密法

灰土桩挤密法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基,施工时,先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔,然后将备好的灰土在最优含水量下分层填入桩孔内,并分层夯(捣)实至设计标高为止。通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用,使桩间土得以挤密,从而形成复合地基。值得注意的是,不得用粗颗粒的砂、石或其他透水性材料填入桩孔内。灰土挤密桩和土桩地基一般适用于地下水位以上,含水量14%~22%的湿陷性黄土与人工黄土和人工填土,处理深度可达5m~10m。灰土挤密桩是利用锤击打入或振动沉管的方法在土中形成桩孔,然后在桩孔中分层填入素土或灰土等填充料,在成孔和夯实填料的过程中,原来处于桩孔部位的土全部被挤入周围土体,通过这一挤密过程,从而彻底改变土层的湿陷性并提高其承载力。

4.4化学加固法

化学加固法包括硅化加固法和碱液加固法,其加固机理如下:硅化加固湿陷性黄土的物理化学过程,一方面基于浓度不的、粘滞度很小的硅酸钠溶液顺利地渗入黄土孔隙中,另一方面溶液与土的相互凝结,土起着凝结剂的作用。

4.5预浸水法

预浸水法是在修建水利工程前预先对湿陷性黄土场地大面积浸水,使土体在饱和自重应力作用下,发生湿陷产生压密,以消除全部黄土层的自重湿陷性和深部土层的外荷湿陷性。预浸水法一般适用于湿陷性黄土厚度大、湿陷性强烈的自重湿陷性黄土场地。由于浸水时场地周围地表下沉开裂,并容易造成"跑水"穿洞,影响水利工程的安全,所以空旷的新建地区较为适用。

4.6深层搅拌桩法

深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等,一般都采用后者作固化材料。其加固机理是将水泥掺入黏土后,与黏土中的水分发生水解和水化反应,进而与具有一定活性的黏土颗粒反应生成不溶于水的稳定的结晶化合物,这些新生成的化合物在水中或空气中发生凝硬反应,使水泥有一定的强度,从而使地基土达到承载力的要求。

4.7振冲碎石桩法

振冲碎石桩是软弱土地基加固的常用技术,是用高压水流辅助振冲器对地基进行振冲形成桩孔,分批填入碎石等坚硬材料,再振冲密实,循环进行到成桩完毕。碎石桩群与原有地基构成复合地基,提高地基的承载力,减少地基沉降量和差异沉降量。

振冲碎石桩的加固分两种情况:

1)机体贯穿整个软弱层,达到坚硬层,形成复合地基,与原地基相比,复合地基的承载力提高,压缩减少,这就是复合土层中桩体的应力集中作用。

2)在软弱层较厚时,桩体不穿过整个软弱土层,这样,软弱层只有部分厚度转变为复合层,其余部分仍处于天然状态。

4.8孔内深层夯扩桩复合地基

在成孔和夯实过程中,原处于桩孔部位的土全部挤入周围土层中,使距桩周一定距离内的天然土得到挤密,从而消除桩间土的湿陷性并提高承载力。灰土(土)挤密桩地基其上部荷载由桩和桩间土共同承担,挤密后的地基为复合地基,类似垫层一样工作,上部荷载通过它往下传递时应力要扩散,而且比天然地基扩散的更快,在加固深度以下,附加应力将大大减小,灰土(土)挤密桩地基的加固处理效果,不仅与桩距有关,还与所处理的厚度和宽度有关。孔内深层夯扩桩近些年在湿陷性黄土地区也开始进行应用,用螺旋钻孔,孔径一般为40cm。夯锤重量一般为20kN~30kN,孔内填料一般为素土或灰土,或水利工程垃圾和废料。在湿陷性黄土地区建筑地基应用中,成孔后,孔内分层夯填时,对孔周围土体进行挤密,其挤密的影响范围与夯锤的夯击能量有关,在消除孔周围土体湿陷性的同时提高地基土的承载力,在成孔过程中对桩间土的挤密已完成绝大部分,而孔内夯扩桩对桩间土的挤密则在孔内充填土料的过程中完成。其对地基的处理深度较深,可达20m左右,而且无地下水的限制,在对湿陷性黄土地基处理时,一般要求参考灰土(或土)挤密桩地基。

5施工中存在的问题

5.1局限性

在灰土挤密桩施工中由于机械振动危及周围水利工程的现象是很有限的,对于部分旧土坯建筑有时会出现掉皮或墙体开裂现象,影响的因素不单纯与距离有关。

5.2施工前清理场地

场地内外施工机械运行的道路应畅通无阻,施工前应做好场地平整工作,清理地上和地下的障碍物,以利于机械运行,保证施工质量和机械运行安全。

5.3漏孔、错孔现象

灰土挤密成孔施工时应防止漏孔或错孔,在成孔后及时进行其施工质量检查,认真做好记录,當沉管成孔和拔管有困难时,在桩尖与桩管连接处可加设宽5cm,厚1.2cm左右环箍,能减轻沉管和拔管的困难。

5.4严格灰土的配合比

配合比应符合设计要求,在施工现场因为某些人、机因素不能严格按照配合比实施,就有可能影响到成桩质量,无法达到降低土体压缩性的效果,因此,成熟的石灰粉、土都应过筛,灰土应拌和均匀至颜色一致后,及时回填夯实,不宜隔日使用。

5.5桩孔填料的夯实

施工单位、监理单位都一定要认真负责,施工时可通过夯填试验,做好自检和复检的工作,确定合理的分次填料数量和夯击次数,确保夯填质量。

6总结

近年来在坝体建设中湿陷性黄土的地基处理被广泛使用,都取得了良好的效果。随着科学技术的迅速发展,对新型材料的研究使用.对湿陷性黄土地基的处理方法越来越多,也有了一定的施工经验。

作者:何兆敏

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