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水工建筑物液化砂土地基處理方法淺析

2020-10-12 14:15:42羅文興
關(guān)鍵詞:水工建筑物處理方法

羅文興

摘要:在我國建筑行業(yè)中容易出現(xiàn)地基問題,尤其在水工建筑物方面會出現(xiàn)液化砂土地基問題,對于水工建筑物的穩(wěn)定性會有著很大的負面影響,產(chǎn)生相關(guān)的地基穩(wěn)定性問題。針對液化砂土地基進行處理要結(jié)合具體的情況進行具體分析,才能選擇出適當?shù)牡鼗幚矸椒ㄒ赃_到良好的處理效果。在不同的案例中,對于不同方法的選擇可以對于液化砂土地基有著更好的處理效果,所以本文主要是對工程概況進行分析,來探究選擇地基處理方法的原理,根據(jù)地基處理方法進行相應的計算,最后要進行施工后的檢測,從這幾個方面去保證處理方法,可以很好地保證液化砂土地基穩(wěn)定性,保證水工建筑物的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞:水工建筑物;液化砂土地基;處理方法

在液化砂土地基處理方面經(jīng)常使用的技術(shù)方法有換填法、振沖法、強夯法。通過這三種方法針對不同情況的合理分析與使用,可以使大面積的液化砂土地基得以良好的改善性能,對于地基的穩(wěn)定性有所提升。首先要說振沖法是通過振沖器來進行工作,結(jié)合高壓水進行輔助作用,來提高水土之間的結(jié)構(gòu)性質(zhì),形成復合地基。利用強夯法可以產(chǎn)生巨大的沖擊,能使地基結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定化,通過壓縮性能的提升,來減少沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)。換填法則是對于土層部分進行更換,改變原有的土層結(jié)構(gòu),實現(xiàn)性能方面的提高。

1 案例分析

在某地區(qū)工程地段處于河床兩側(cè)的漫灘,其地下地基受到河水的沖刷而形成液化砂土現(xiàn)象,這樣的地基很難以其為基礎持力層建設水工建筑物。并且根據(jù)實驗結(jié)果可以知道該地區(qū)的液化指數(shù)大于4.9小于11.8,液化等級為中等。并且對于抗震性能也進行了測試,以地震加速度為0.15g,對該場地進行數(shù)據(jù)分析,可以得到周期為0.35s的特征反應譜。以此為基準來對該工程進行建設,要選擇合理的方法進行液化砂土地基的改善,實現(xiàn)水工建筑物的穩(wěn)定性建設,通常要通過對于各種方法進行試驗,選擇性能最佳的方法進行施工,在保證工程質(zhì)量基礎上,盡量減少經(jīng)濟成本,達到高效建設的目的。

2 改進方式選擇

根據(jù)基礎地層勘察結(jié)果來進行分析,對于其中的規(guī)律性進行總結(jié),可以很好地對當?shù)氐牡孛矄卧M行控制,通過對于不同時間的堆積產(chǎn)物進行分析,可以對地下土層進行更多的了解,根據(jù)調(diào)節(jié)閘船閘工程以及橡膠壩處理等多種方案進行考慮,結(jié)合地下液化土層的深度和液化砂層底標高以及不同的數(shù)據(jù),來判斷工程的具體情況[1]。根據(jù)不同地區(qū)的數(shù)據(jù)要選擇不同的方案進行建設,可以達到高效的建設效果。因為不同的建設方案針對不同的深度和標高來說,有著不同的處理效果,因此要對資料和勘察結(jié)果進行結(jié)合分析與處理,經(jīng)過全方位的考慮來提高地基的承載能力,解決地基液化問題。

2.1 船閘區(qū)

可以根據(jù)船閘區(qū)的具體地層液化的標高的數(shù)據(jù)以及標準處理標高進行對比來得到需要處理的深度。因為船閘區(qū)域較為狹長,所以說在該部分區(qū)域內(nèi)沒有民用建筑,可以利用強夯法進行處理,來提高土層結(jié)構(gòu)緊密性,解決地基問題。在強夯過程中可同時采用CFG樁進行處理,來提高地基承載能力,降低地震液化效果。也可以采用換填方法,對于土層進行更換,采用碎石來置換液化砂土層,達到良好的防沉降效果,使船閘區(qū)域的地基處理更加高效化,來保證地基承載力能夠達到一定的要求。在最后要對于改造后的地基進行檢測,保證地基承載力大于300Kpa,才能夠更好地達到承載力要求,完成各方面的工藝建設。但是在進行工作的過程中,利用強夯法可能會造成極大的噪音[2]。此外,利用換填法可能會造成工程時間較長,成本較高,造成經(jīng)濟方面的壓力。另外還可以利用振沖法來進行處理,可以保證施工的高效化和完善性。

2.2 調(diào)節(jié)閘區(qū)

一般情況下調(diào)節(jié)閘區(qū)的液化深度是較深的,相對于船閘來說,因為調(diào)節(jié)閘區(qū)主要位于主河槽內(nèi),所以對于地下水的承受能力更多,受到地下水的干擾和影響也是較多的,所以地基液化程度會更大。在現(xiàn)場使用過程中,如果利用換填法會導致投資較大,因為其深度較大,所以對于土層的更換面積較多,造成高成本的消耗,利用強夯法則會產(chǎn)生巨大的噪音,并且在試驗過程中可能會造成安全問題,耗時較長,也不方便運用在調(diào)節(jié)閘區(qū)[3]。運用振沖法進行處理是較為完善的方法,利用振沖碎石樁方案可以對于液化現(xiàn)象有著很好的消除效果,通過振沖碎石樁方案可以使土層內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行加密,基于對土層內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行填充,使其結(jié)構(gòu)更加緊密化,防止液化現(xiàn)象的進一步擴展,同時對于其中的液化砂土也可以進行擠壓,使其對于土層的影響減少,這樣就可以對于調(diào)節(jié)閘區(qū)進行地基的處理,保障調(diào)節(jié)閘區(qū)水工建筑的穩(wěn)定性。

2.3 振沖樁計算

在進行振沖方法的運用過程中,要對振沖碎石樁間距進行考慮,要綜合考慮砂土的密實程度,砂土的擠壓,側(cè)向擠壓作用以及內(nèi)部孔隙的大小,干濕程度和摩擦力等多方面數(shù)據(jù),要結(jié)合這方面的數(shù)據(jù)進行考慮,通過合理的計算來得到相應的樁間距大小。例如采用75kw振沖器重裝時要要求碎石樁的直徑要在0.7~1m之間。通過對于碎石樁材料進行控制,要求其含泥量不得大于5%。同時要根據(jù)天然孔隙比,處理以后的孔隙比和直徑進行計算,得到相應的樁間距,還可以得到每一段樁體中應該填充的填料量,要結(jié)合樁的橫截面積和長度以及孔隙數(shù)量來進行綜合考慮,可以達到這方面的要求。最后要要求砂層相對密實度應該在0.8以上,才能夠達到相應的建設要求,并且其承載力也要大于256Kpa。

3 施工與驗收

3.1 施工

在施工過程中,首先要進行試驗性施工,對振沖器進行不同功率的調(diào)整,防止對于周圍的建筑物造成影響,使其產(chǎn)生振動或造成振動現(xiàn)象。要對填料量,電流和留振時間進行控制,使這三者相互結(jié)合,并且這三者可以互相保證,互相聯(lián)系,在振沖施工過程中,可以使砂土完全液化,使其顆粒進行重新排列,使孔隙比減小,這樣就能對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的緊密性進行控制,使其產(chǎn)生擠壓能力,對密實度進行提高,來達到鞏固建設的效果。

3.2 驗收

利用不同的檢驗方法,可以對于施工的樁體承載力,地基的密實程度和土層密度以及土層結(jié)構(gòu)進行檢驗,使其結(jié)果與標準結(jié)果進行對比,查看是否滿足建設效果,一旦發(fā)現(xiàn)問題應及時上報,在最后的工作過程中要進行修正與修改,對施工達到保障效果[4]。要聘請專業(yè)的驗收人員對整個工程進行驗收,使其狀態(tài)可以滿足建設效果,然后加強對各方面數(shù)據(jù)的控制能力,提高樁身填料方面的技術(shù),才能對最后施工質(zhì)量有著一定的保障作用,可以使整個填料處在中密狀態(tài)。

4 結(jié)語

結(jié)合上文分析,對于水工建筑物來說其地基建設是十分重要的,地基決定著水工建筑物的穩(wěn)定性。通過案例分析可以知道該河床地區(qū)的水工建筑物的地基已經(jīng)存在著液化現(xiàn)象,因此要對液化地基進行處理,在該案例中選擇的最適當方式應該是使用振沖法進行處理,通過相應的振沖計算,可以對于樁間距以及填料量進行統(tǒng)計,并且對施工和驗收工作進行控制,使其質(zhì)量可以達到建設要求,這樣才能夠完成對該地區(qū)的水工建筑物地基方面的處理,使其地基建設更加穩(wěn)定化。

參考文獻:

[1]郭紹艾, 魯虎成, 劉曉琪. 夯擴樁技術(shù)在引黃入冀補淀工程地基處理中的應用[J]. 水利規(guī)劃與設計, 2017(3):36-38.

[2]劉朝陽, 陳曉峰. 砂性土水工建筑物基坑降水型式選用效果分析與研究[J]. 治淮, 2019(5).

[3]王磊, 楊昌斌, 李亞閣. 南亞強震區(qū)液化吹填砂土強夯法地基處理試驗研究[J]. 中國水運月刊, 2017(7):373-374.

[4]章定文, 彭爾興, 李亭. 降飽和度處理可液化地基振動臺模型試驗研究[J]. 中國礦業(yè)大學學報, 2018(4).

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