水利工程不良地基處理技術(shù)探究

羅兵 廣東華迪工程管理有限公司

1.工程概況

某水利工程以水力發(fā)電為主要業(yè)務(wù)，并具有旅游、水產(chǎn)養(yǎng)殖等附加產(chǎn)值。該工程修建區(qū)域河床高度為495m，河面寬度為80m，水深約2～4m。

1.1 地質(zhì)情況

根據(jù)施工現(xiàn)場勘探結(jié)果顯示，該水利工程地基內(nèi)巖質(zhì)屬于第四紀巖及白堊紀泥巖。地基內(nèi)土層為典型松花江漫灘相地貌單元結(jié)構(gòu)，巖土分布較分散，各區(qū)間土質(zhì)差異大，地基表層主要屬于雜填土土質(zhì)，地基上部土質(zhì)組成結(jié)構(gòu)主要為粉細砂，中部巖層富含黏性土，下部基巖主體結(jié)構(gòu)為白堊紀泥巖。

1.2 水文環(huán)境

該水利工程河域徑流主要來源為大氣降水。年徑流變化量與年降雨變化量基本相同，趨于穩(wěn)定，但年徑流量季節(jié)性明顯，其中汛期徑流量約占年徑流量的84.7%，枯水期徑流量僅占年徑流量的15.3%，因此該水利工程河域徑流量具有汛期徑流量大、枯水期徑流量小的明顯特征。根據(jù)勘測結(jié)果顯示，地基河床地下水種類主要為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

1.2.1 第四系松散巖類孔隙潛水

松散巖類孔隙潛水主要分布于地基及河床處，該區(qū)域的巖層性質(zhì)為含礫粉質(zhì)黏土，通常情況下厚度為1～3m，巖層透水性較差，厚度偏薄，富水率低，水分來源為大氣降水、基巖裂隙水補給，有明顯的季節(jié)性和時段性，雨水天氣快速向低洼處排放或補充基巖裂隙水，水質(zhì)通常較好。

1.2.2 基巖裂隙水

基巖裂隙水屬于構(gòu)造裂隙水，該巖層性質(zhì)屬于中元古界雙橋山群變質(zhì)砂巖夾板巖。根據(jù)水文勘測結(jié)果，該工程地基構(gòu)造裂隙水含水量較少。由于該水利工程河床高地高，河谷割切距離深，導致基巖裂隙水會通過降水補給進行循環(huán)排水，通過片流或者管流的形式流動到河谷等低洼位置。

1.3 不良地基

該水利工程不良地基問題主要表現(xiàn)為該水利工程地基壓縮性強，承受過高壓力易產(chǎn)生形變，滲水性差，易導致地面沉降，屬于軟弱黏土地基。

2.不良地基處理技術(shù)探究

由于該水利工程項目施工區(qū)域存在大量不良地基，對項目施工有較大影響。如果不對不良地基進行科學、合理的施工處理，可能會嚴重影響該水利工程的施工進度，無法充分保障該工程項目的質(zhì)量水平。為保證有效處理該水利工程施工區(qū)域的不良地基，本文重點探究不良地基處理技術(shù)。

2.1 強夯施工技術(shù)

強夯施工技術(shù)在水利工程不良地基施工中應(yīng)用廣泛。強夯施工技術(shù)成本低、對不良地基的加固質(zhì)量高、應(yīng)用范圍廣，合理運用強夯施工技術(shù)可以有效加固不良地基。在進行實際操作時，地基強夯施工技術(shù)分為三個階段：第一次單夯，第二次單夯，第三次滿夯。第一次單夯強度控制在2500kN·m左右，第二次單夯強度在2000kN·m左右，第三次滿夯強度為1000kN·m。同時規(guī)定第一、二次單夯間隔為3天。在進行強夯施工前，先確定不良地基中第一次單夯施工位置，并計算出夯錘到夯點的鉛垂線距離，確認夯錘到達指定高度后能自由下落，并對夯點進行夯擊，夯擊結(jié)束后，將夯坑填平，同時注意第二次單夯施工應(yīng)與第一次單夯施工時間間隔三天。在完成三次強夯施工后，將夯坑填平，并構(gòu)建0.3m厚的夯坑保護層，確保地基的穩(wěn)定性。完成夯實施工后，相關(guān)技術(shù)人員須對夯坑中心偏移量進行檢測，若偏移量過大，應(yīng)及時用碎石對夯坑進行換填施工，控制偏移量，以確保施工效果。夯坑中心偏移允許偏差檢測表如表1所示。

表1 夯坑中心偏移允許偏差檢測表

按照該強夯施工技術(shù)，并嚴格控制施工參數(shù)對不良地基進行處理后，技術(shù)人員通過標準貫入法對不良地基承載性能及液化指標進行靜力觸探檢測，通過檢測結(jié)果分析得出，該水利不良地基承載性能已超過250KPa，地基表層土體不存在液化情況，地基中下部土體存在中度液化情況，符合水利工程不良地基處理要求。同時施工單位要嚴格監(jiān)控不良地基的夯實程度，保證不良地基加固質(zhì)量符合施工標準。在對不良地基進行實際施工時，工作人員須結(jié)合地基的實際情況，預(yù)測不良地基的深度和密度，嚴格控制單次夯實強度。在水利工程不良地基處理施工作業(yè)中，施工單位須根據(jù)土壤結(jié)構(gòu)合理選擇夯實方法，增加不良地基土壤密度，以提高水利工程總體質(zhì)量。

2.2 注漿技術(shù)

由于該水利工程不良地基質(zhì)量較差，因此在施工過程中，施工人員向不良地基間隙中注入適量的硬性凝膠質(zhì)漿體，使不良地基結(jié)構(gòu)緊密地凝固在一起，以此增加不良地基的穩(wěn)定性。同時在不良地基的間隙中搭建隔離層，防止不良地基被河流侵蝕，以便增加不良地基的承載性，避免路面沉降、坍塌。在不良地基處理施工過程中，根據(jù)土壤性質(zhì)計算出鉆孔深度為7m，并保證孔徑大小位于60～95mm之間,然后向鉆孔內(nèi)插入射管，需要注意的是射管直徑必須嚴格小于鉆孔直徑，并在射管外包好管套，來保護射管在后續(xù)施工中不被磨損。最后施工人員要嚴格遵照施工要求，按照一定比例配置水泥漿，保證水泥漿能夠通過射管直接注入不良地基間隙，以達到固結(jié)土壤的目的。

2.3 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是不良地基處理施工的常用技術(shù)之一。該項技術(shù)可以有效提高不良地基的穩(wěn)定性，保證水利工程施工的順利進行。技術(shù)人員將塑料排水管道安插在不良地基中，組建出簡易高效的排水系統(tǒng)，通過管道把不良地基中的多余水分排出，有效增加土壤固結(jié)速度。具體施工流程如表2所示。

表2 排水固結(jié)處理技術(shù)施工流程

在水利工程不良地基實際處理施工中，施工人員需要根據(jù)實際情況，合理處理地基表層，制定合適的塑料管道安插方案，通過實地勘察判斷管道安插方向。同時由于不良地基表層的黏土厚度較薄，工作人員通過制作砂墊，加入到不良地基的表層黏土中，以此增加地基厚度，預(yù)防地基沉降，保證地基正常排水。

2.4 預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)

預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)對不良地基有著很好的加固效果。將預(yù)應(yīng)力管樁埋入不良地基中，可以有效解決不良地基的土質(zhì)松軟問題。在進行預(yù)應(yīng)力管樁施工前，須根據(jù)管樁編號及樁位對樁機進行適當調(diào)整，保證鉆頭中部與樁位對齊，并通過水平尺將樁機調(diào)至水平，保證鉆桿位于鉛垂線，在樁機準確定位并確保處于鉛錘狀態(tài)后，啟動鉆頭，旋轉(zhuǎn)鉆進至施工要求深度，并標記清楚鉆孔深度及位置，便于后續(xù)查驗。同時嚴格按照設(shè)計好的水泥漿濃度配合比，控制好水泥、水和外加劑的用量，并充分攪拌漿液，在將漿液裝入儲漿斗前測定水泥漿的濃度，保證水泥漿質(zhì)量符合工程要求，并將標準水泥漿用量精確標記在漿桶內(nèi)壁。保證鉆頭達到設(shè)計要求深度同時鉆具管理通暢后，反轉(zhuǎn)傳送裝置并將其啟動，對鉆孔進行輸漿并攪拌，確保每米噴漿量滿足工程要求，當鉆頭提升至設(shè)計高程時，停止攪拌，再次反轉(zhuǎn)傳送裝置，從停漿面向下進行噴漿攪拌作業(yè)，并插入預(yù)應(yīng)力管樁形成樁體。

3.總結(jié)

本文以某水利工程為例，針對其不良地基結(jié)構(gòu)，具體分析了不良地基施工技術(shù)在水利工程施工建設(shè)方面的應(yīng)用，同時指出應(yīng)針對不良地基的結(jié)構(gòu)特點，選取合適的處理技術(shù)，保證水利工程建設(shè)順利進行。