蘭黃家
(廣西右江水利開發有限責任公司 廣西百色 533000)
近年來,我國的水利水電工程事業在不斷向前發展,同時在一些方面也取得了不小的成就。但是在發展的過程中難免遇到一些問題,在我們解決問題時尤其要特別注意的就是地基方面的問題。地基是一個工程最基本也是最重要的部分,大多建筑工程的重點都在地基處理上。如果地基的施工處理得比較完善,那么其他的問題也將會迎刃而解。因此,如今地基處理技術也在不斷地更新,以更好地保證施工的效率,從而使工程整體的質量大幅度地提升。
在水利水電工程中施工現場的地基中一般都是較為松軟的土質,含水量比較大,可大幅度壓縮,但承載力卻不高,這就會對其穩定性造成很大的影響,也不利于施工的順利開展。地基自身的特質導致了周圍環境相對來說潮濕許多,更加不利于水的排出。因此,研究地基處理技術對于施工的正常開展和后續的工程建設是非常有必要的。另外,對于我國復雜的地形來說,水利水電的建設是值得引起廣泛重視的。我國水資源的分布特點是南方多雨較潮濕,而北方雨水較少,易干旱。這種復雜的地理環境就更加凸顯了水利水電工程的重要性,而在其中對于地基展開研究則是重中之重。因此,需要利用廣泛的地基處理技術方法對現有地基進行改造,從而提高地基的整體質量。
在地基施工開展之前,首先我們要對整個施工基地的情況有一個全面的了解。在地基工程開始之前,前期的準備工作要全面:對于施工期間要機械要通過的道路和橋梁要進行詳細檢查測量,根據實際情況進行調整,防止施工過程中事故的發生;對于施工過程中所需要用到的點、線等做到詳細測量,檢查是否與計劃保持一致,并且要反復進行測量,以免發生錯誤。另外,施工過程中的全面監測也是必不可少的,質量監測更是重中之重,地基工程的質量就直接影響了整個工程的質量。另外,對于施工的時間、步驟以及相關技術人員的水平的監測也是必不可少的。因此在工程前期,一定要做好對監測的準備與計劃。
在開展地基施工過程中,為了預防地質結構的破壞,可以初步確定一條基本的施工線,再根據施工要求并結合地基的地質特點向外一步步擴展施工所需的范圍。地基對于整個工程的作用至關重要,它要承載整個建筑物的載荷,因此,對于地基的持久性、耐腐蝕以及防水性能都有很大的要求。并且為了維持建筑物的穩定性,地基的受力面積更要得到保證。
地基處理這項工程技術有很長的歷史。對地基處理的要求伴隨著當今建筑事業的發展日益增高,并且一直在不斷開發和應用一些新的地基處理技術。研究和推廣地基處理技術已是土木工程一項重要的課題。現以施工技術在地基處理方面最常見的幾種進行分類如下:
地基處理技術的應用主要是為了保持穩定性,防止建筑物出現傾斜、下陷、坍塌等情況的發生。由于地基土質的松軟特質,換土和打擊夯實的方法較為常見。在換土技術中,主要是通過置換的方法實現的,用穩定性較大的優質土來替換穩定性較差的軟土,從而使軟土產生的不利影響大大降低,而且使地基的穩定性大幅度提高。而強夯法則主要是通過強力敲擊和壓實土壤,使土壤中多出的水分被排除,從而實現土壤空隙率明顯降低。另外,對于換土技術和強夯技術的應用,則主要是看工程建設對地基土壤的要求程度,若對土壤的穩定性要求較高,則要兩種技術同時使用才可達到明顯的效果;若要求不高,則僅僅使用強夯技術就可達到目標。
此種技術主要是通過旋噴柱來提高地基穩定性的。用高強度的壓力來發射水泥凝固液,使其與土質充分粘合,慢慢地凝固,變硬,形成強度較大、壓縮性較小的柱狀結構,能大大提高地基穩定性。這種技術主要適用于土壤中無機成分較高的情況,例如,細沙土,軟黏土等情況。
在水利水電地基工程中,加筋技術是最為普遍使用的一種地基處理技術,主要是通過土工材料來實現的。一般來說,為了大幅度提高地基的負載能力,鋪設地基都是使用土工材料來增加負荷。另外在地基內埋入土工材料也是一個提高地基穩定性有效手段,在地基內的材料通過不斷的摩擦逐漸與地基相融合,有效加固土層。
此種技術應用范圍廣泛,在黏土、沙土、粉土、雜填土等土質中效果都很明顯。此種技術的施工方式主要有長螺旋鉆孔、振動沉管等,前者主要適用于地下水位以上的黏土、粉土、雜填土、中等密實以上的樁土;而后者主要應用于粉土、黏土以及雜填土地基工程。通過對地基的強壓作用,使土壤孔隙率大大降低,從而大幅度提升地基緊密型,增強整個地基的負荷極限。在此技術中的主要成分是水泥、粉煤灰,對水的滲透作用較好,具有較大的排水能力,同時也能夠保證地基的穩定性和強度。另外,這種技術對于抗震的效果也是很顯著的,通過對地基緊密度的提升,使土壤的抗液化水平被強化,極大地減小了震動帶來的影響。此外,由于這種技術較小的壓縮性,碎石樁的樁體分擔了一部分地基的受力,因此,地基的穩定性和負載能力都有了大步的提升。

圖1 管樁樁頂與承臺間連接鋼筋示意圖
預應力管樁技術是地基處理技術中較為快捷、方便、效果也更加顯著的一種技術手段。這種技術所需準備比較少,速度較快,而且單樁的符合程度較高,這主要是由于樁體本身是由混凝土所制,并且可向快速充入緊密砂層,被強力擠壓過的緊密砂層使得管樁兩端的負荷力大幅度提高。另外,預應力管樁的型號多樣,長短、大小不一。在一個地基中,可以自由選擇不同型號的管樁根據需要進行搭配,使其發揮最大的效果。從造價成本來看,預應力管樁雖然單位長度內造價成本較高,但其單樁較大的負荷力使得每噸負載力的造價相對較低。從運輸裝卸上來說,方便迅速,管樁長度一般不超過13m,本身具有的預應力使其很容易被吊起。從安裝方面來看,用電焊即可接樁,并不受外力的影響。預應力管樁技術在地基處理技術中最為經濟實用的一種。
在地基建設工程中,土層液化的現象也時常發生,極大地破壞了地基的穩定性,對于工程的安全問題有很大影響。這種土層的穩定性不好,抗剪強度低,危害性比較高。對于這種土層的處理技術,必須遵循科學合理,首先,可以在土層周圍建立由混凝土材料制成的墻,防止其向外擴散;另外也可以選擇將地基中這種土層清除出去,用其他優質的土層來替換,類似于上文提到的"換土技術"。在水利水電工程中如果遇到這種土層還要根據當時施工的具體情況來解決,保證施工的順利進行。
如今,在人們的生產生活中,水利水電工程有著不可忽略的作用,這也正是它引起社會廣泛關注的原因。而且,隨著中國現代化的不斷發展,大量建筑物也在不斷興起。而地基正是建筑工程的基礎,因此研究地基處理技術的重要性也就不言而喻。現在許多建筑工程對地基質量的要求也在不斷提高,許多原有的地基處理技術已經不適用現在建筑工程的發展。因此,大量新的地基處理技術被研發,技術水平也在不斷提高,這對于水利水電建筑工程的開展有著重要意義。
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