林添勛
廣東省水利水電第三工程局有限公司,廣東 東莞 523710
近年來,水利堤防建設數量逐漸增加,為保證堤防工程完工后可長時間正常運用,需做好地基處置工作,避免地基出現喪失平穩(wěn)現象,充分保障堤防的穩(wěn)定性。軟土地基存在一定特殊性,在水利堤防項目施工中需注重此類地基處理作業(yè)質量,保證此類地基處理后可符合規(guī)定要求,進而確保堤防項目工程施工效果,延長應用周期。
水利堤防項目作業(yè)場地常處于特殊地理環(huán)境中,多數施工場所土質是比較軟同時濕度較高的黏性土質,以淤泥土質為主。淤泥土質中軟黏土質量不佳,孔隙率常在1.5%及以上,屬于黏性土質,給水利堤防建設過程中地基施工作業(yè)帶來了一定難度,故孔隙率常在1.5%及以上的淤泥土質常不被用作堤防工程地基。
水利堤防項目地基常選擇孔隙率在1.0%~1.5%的淤泥黏土類土質,此類土質存在優(yōu)勢與不足。此類土質孔隙比較大,土壤水分含量比較多,土壤壓縮性能較高。因此,若未針對地基實行處理而用于水利堤防建設,容易引發(fā)堤防工程發(fā)生下沉下降表現,且易于出現分層式非均勻性下沉下降現象,導致堤防出現裂縫及受損,無法確保工程項目建設質量。軟土具有較多水分,且透水情況較差,導致地基穩(wěn)定及牢固程度受損,而抵抗剪切力強度較弱同樣會導致堤防工程施工質量受到干擾。但是淤泥黏土類土質具有較高的靈敏性,即用于水利堤防項目工程建設地基中的此類土質沒有被損害之前,存在良好的抵抗剪切力強度,但在被破壞之后,其抵抗剪切力強度明顯降低,可采取靈敏性進行表示。一般狀況下,軟土層的靈敏性處于3~4,或具有更高的靈敏性。因此,針對水利堤防建設項目中的軟土地基需進行有效處理,且作業(yè)時不可損害地基底處的軟底層,做好保護工程,進而維持水利項目施工作業(yè)質量,維持堤防建設工程穩(wěn)固性。
軟土地基容易喪失穩(wěn)定性,因此針對水利堤防項目建設質量需加強重視,做好工程質量檢驗工作,避免堤防建設出現質量明顯受損現象,規(guī)避地基發(fā)生滑動受損喪失穩(wěn)定性現象。地基發(fā)生滑動受損的重要影響因素是某層面抵抗剪切力強度被損害,致使地基構成所擔負的力度大于之前抵抗剪切力強度的要求數據范圍,從而引發(fā)滑動失穩(wěn)表現。
淤泥質地黏土在地基內抵抗剪切力相對較低,可能導致水利堤防項目工程投入使用后,因為外部壓力帶來的影響而導致堤防穩(wěn)固性受到干擾。加上堤防大壩水位時刻會發(fā)生變化,在水位上升及下降、水體流動時,均會對會水利堤防結構形成一定程度的壓力影響。在外界壓力影響下,同樣會對堤防工程地基帶來干擾。另外,地震、下雨等外部因素也有可能干擾水利項目質量。對于水利堤防項目,常需研究其穩(wěn)固性,多依據堤防穩(wěn)定性安全系數指數分析。若堤防穩(wěn)定性安全系數指數大于1,則代表土體相對穩(wěn)定牢固;若堤防穩(wěn)定性安全系數指數小于1,則代表土體非常容易發(fā)生滑動失穩(wěn)表現。因此,為規(guī)避堤防工程項目發(fā)生嚴重質量安全問題,需做好堤防穩(wěn)定性安全系數指數及時監(jiān)測及統(tǒng)計分析。另外,需注意的是,水利堤防項目工程等級不同時,堤防穩(wěn)定性安全系數指數也不同,一般要求堤防穩(wěn)定性安全系數指數處于1.05~1.30。為保證堤防穩(wěn)定性安全系數指數符合有關規(guī)定要求,需做好有效控制干預,例如積極控制地基孔隙內水分含量,增加抵抗剪切力強度值;或是盡量降低堤防結構橫斷面積大小,有效規(guī)避堤防項目地基被外部環(huán)境所影響等。
拋入塊石擠出淤泥優(yōu)化措施是將一些粒徑適當的塊石拋入堤防建設中的淤泥土質地基內,實施有效處置,使淤泥土擠出,促使堤防結構地基穩(wěn)定及牢固性明顯增加。采用拋入塊石擠出淤泥方法施工作業(yè)時,需做好以下工作:(1)選擇不容易受到風化作用的石料,采取拋入充填方式置入地基內,需注意維持拋入充填方向符合規(guī)定需要,應參考軟土下處結構橫坡部位情況實施操作,若橫坡部位相對較平,應分別實行拋入充填及擴展操作;若橫坡位置相對較陡,自高處往低處實行拋入充填作業(yè)。(2)在地基上處鋪放反濾層,提升地基穩(wěn)固性。拋入塊石擠出淤泥優(yōu)化措施并不復雜,操作成本花費不多,在堤防項目地基處置中較為常用。
增加堤身自重擠出淤泥優(yōu)化措施是通過處理地基,提升堤身重量,促使堤身地基中淤泥維持流塑表現,或是使淤泥往外擠壓。在增加堤身重量的基礎上,消除淤泥或是淤泥黏土內水分,然后提升總體有效應力,進而改善地基抵抗剪切力強度。但是運用增加堤身自重擠出淤泥方式時存在一定限制,并非全部水利堤防項目建設工程均可運用此處理方法。這種處理手段主要使用在水利堤防施工進程不緊張的建設項目,也可使用在地基中土質維持流塑現象或是淤泥土質表現的堤防項目工程。同時,采取這種優(yōu)化方式實行擠出淤泥處置時,需使堤坡對應坡度值相對較緩,降低堤身填筑速率。此類處理方式有助于降低資金投入,但是消耗時間比較長。
針對水利堤防項目軟土類地基實施施工作業(yè)時,為減少穩(wěn)定性喪失情況及下沉下降表現,還可采取排水加壓穩(wěn)固優(yōu)化措施,可獲得較佳加固效果。實行地基排水加壓穩(wěn)固優(yōu)化時,需做好排水操作及加壓處理。常采取的排水設施包括塑料管類排水裝置、沙井類排水裝置,安裝及操作均較簡便。采取排水加壓穩(wěn)固優(yōu)化方式針對地基實施處置時,通過排水體系和加壓體系之間的有效協(xié)調,改善排水效果,增加荷載性能,提高地基穩(wěn)定程度。經過自地基砂層往雙側排水,提高基底位置承載能力。在完成砂墊層處理后,可采用塑料排水板實施操作,檢測后明確需要處置的范圍大小,詳細標識各個排水板對應部分,對插板機實行調整,使排水板在鉆頭位置安裝好,采用打樁機對鉆桿實行錘擊操作,割斷地表上面塑料排水板,且留出部分長度,在塑料排水板周圍進行填砂操作,進而完成排水加壓穩(wěn)固作業(yè)。排水加壓穩(wěn)固優(yōu)化方式主要是依據排水體系透水性優(yōu)勢,進而增加堤防建設穩(wěn)固性,在水利堤防建設項目地基施工處理過程中逐漸被推廣使用。
回填墊層優(yōu)化措施涉及處理作業(yè)工藝比較簡便,在接近堤防建設結構根基位置,針對不符合規(guī)范的軟土,需要對其進行挖掉清除,之后開展人工回填墊層操作。所采用的回填材料常是強度比較大的碎石、砂、石渣等,有助于提升基層支撐力量,增加地基強度,改善透水性能,增強壓實效果等?;靥顗|層優(yōu)化措施采用的材料購入較便捷,花費較少,能夠在作業(yè)場所收集獲取,且施工操作較為便捷,常使用在軟土埋入深度并不深的堤防建設項目,或是使用在土層開挖量相對較少的水利工程。
旋噴機噴射優(yōu)化措施是依據旋噴機設備開展噴射,針對地基實行有效處置,有助于改善地基所承載能力大小。但是此類旋噴機噴射優(yōu)化處置方法存在一定限制,部分水利堤防建設作業(yè)過程中,軟土類地基組成成分以有機質為主,但對含此類組分的地基并不適合采取此類處理方法。同時,針對含有泥炭土、塘泥土等有機組分較多的軟土類地基也不可采取這種優(yōu)化處理方式。
強力碾壓夯實優(yōu)化措施是采取一些設施協(xié)助完成地基處理,常采用重量適當的碾壓儀器完成地基夯實作業(yè)。實施夯實時由于碾壓儀器自身重量,能夠擠壓土壤中縫隙,降低縫隙值至要求范圍,提高地基穩(wěn)定度。采取碾壓儀器對地基實施碾壓夯實時需操作多次,通過增加穩(wěn)固程度,減少水利堤防項目投入使用后產生縫隙的情況。采用強力碾壓夯實手段實行地基處理時,操作較為方便且快捷,具有比較高的施工效率,有助于明顯增加地基穩(wěn)定程度。開展碾壓夯實后,可保持軟土類地基維持相對均勻,并增加排水操作,能夠減少土質中所含水分。同時,應注意做好碾壓儀器及時檢測維護工作,盡量維持碾壓設備正常運轉,規(guī)避由于設施出現運行故障而干擾項目施工進程。
綜上所述,水利堤防建設工程中軟土地基具有一定特征表現,例如水分含量較多、透水性能較差、抵抗剪切力強度較小、靈敏性較高等。此類地基容易喪失穩(wěn)定性,因此需做好地基有效處理,通過拋入塊石擠出淤泥、增加堤身自重擠出淤泥、排水加壓穩(wěn)固、回填墊層、旋噴機噴射、強力碾壓夯實等優(yōu)化改進措施,從而確保地基施工質量滿足規(guī)范要求,提升堤防結構穩(wěn)定程度,改進水利堤防整體施工質量。