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摘要:作为—种挡水建筑设施,堤防坝体工程是用来抵御洪水潮浪,保护居民生产与生活的重要水利工程。堤防坝体工程的稳固程度,特别是堤防坝体工程地基的强度性能,对于河道海岸周围居民的生命财产安全影响重大,本文针对软土性堤防坝体工程地基加固处理技术进行了简要分析和阐述。
关键词:堤防坝体 软土地基 加固处理 技术措施
相对来说,洪水海潮等自然现象是影响人类生活与生产的重要灾害,堤防坝体通常是在河道、海岸以及湖泊低洼库区地带边缘修筑的用来泄洪防潮的挡水工程设施。作为一种建筑工程,地基是修建堤防坝体工程的关键环节和要素,地基强度对于堤防坝体整体稳固性有着尤为重要的影响,由于堤防工程通常蜿蜒绵长,其地基地质结构复杂多变,软土性地基是堤防坝体施工中较为常见的不良地质工况,探索软土性地基的加固处理技術,是强化堤防坝体稳固性的重要措施。
1、软土地基特性分析
软土是指滨海、湖沼、河滩等天然含水量高,孔隙比大,压缩性高的细粒土质,软土通常呈软塑或流塑状态,在外部荷载作用下抗剪性能较差。软土地基主要是指地下水位较高,由细微颗粒含量多的松软土、有机质土或散沙等土层构成的地基。软土地基通常具有孔隙比和天然含水量大,压缩性较高,透水性弱差,固结系数小,抗剪强度低,扰动灵敏度高的特性,土层分布相当复杂,土层结构之间物理力学性质差异较大。由于含水量大,渗透系数微小,软土土体受荷载作用后往往会呈现很高的孔隙水压力,从而影响工程地基的压密固结程度。软土地基如果处理不好,通常容易导致相关建筑物发生开裂损坏、沉降失稳现象。
2、软土地基堤坝的破坏机理及其危害
堤防坝体工程通常是在河道、海岸以及湖泊低洼洪区地带边缘修筑的用来泄洪防潮的挡水建筑工程设施。由于堤防坝体工程通常是沿着河道流向或者围绕湖泊海岸修建的,占地绵延狭长,其工程地基的地质构造相对较为复杂多变,特别是很多处于松软性淤泥沙土底层结构之上的堤防坝体工程,往往在其自身荷载作用下,会形成不同程度的变形、开裂、滑坡或沉降等损坏性病害,导致堤防坝体工程强度稳定性能降低,甚至出现严重的安全隐患。
引起软土地基上方堤防坝体破坏的根本原因,在于软土地基中软弱部位工程的剪应力超过其抗剪强度,造成堤防坝体稳定性在遭到破坏后失去平衡。由于剪应力的增加,很多堤防坝体在其地基施工后往往需要在其地基上部采用相关土质进行回填,随着填土荷重的不断增加,软土地基本身的孔隙水应力升高,造成抗剪强度逐渐减小。另外,水位降落产生的渗流力,气候变化产生的干裂、冻融现象,粘土夹层因被雨水浸渗而发生软化导致粘性土的蠕变等,都会导致堤防坝体工程的整体稳固强度性能发生破坏。软土地基堤防坝体在设计施工过程中如果因地质勘测不精确,未按规定分层填筑,回填碾压质量控制不严,往往会造成地基强度不足导致路堤失稳现象,甚至发生堤防坝体滑坡崩塌,以至于影响整个堤防坝体工程的正常功能发挥。
3.常见性软土地基堤坝加固处理技术
软土路基处理就是针对其稳定性和承载能力进行强化和加固,当前技术条件下,加固软土性地基堤防坝体工程,通常采用如下口水鸡措施进行处理:
3.1 预压挤密技术:堤坝自身具有一定的重量,对于地基会产生一定的压应力,通过减缓堤坡和填筑速度,逐步加高堤防坝体的高度和体积,依靠坝体自身重量或堆积相关重量物体将处于流塑状态的地基淤泥或软性土挤出或压密,充分消散其孔隙水应力,从而提高堤坝地基的整体抗剪强度,避免不均匀沉陷产生。
3.2 抛石挤淤技术:堤防坝体地基施工前,针对软性地基的承载强度性能,利用置换原理将相当粒径以重量的的碎石块抛散在需要进行加固处理的软性地基或者淤泥地基中,挤出堤坝基础部位的淤泥或软性土,抛填时应根据软土地层下的地层横坡而确定抛散数量和方向,从而实现地基承载强度的提高。
3.3 预压砂井技术:采用竖向排水砂井以及水平排水垫层或砂沟技术,结合降低地下水位、堆载预压或真空预压等技术相互配合作用,清除加固范围内的植被和表土,上铺砂垫层,为改善堤坝地基排水条件应在排水砂垫层中合理布置排水管再铺设密封膜,真空稳定地基气压,排出地基土中孔隙水,增强地基强度。
3.4 垫层换填技术:对于堤防坝体地基部位的软土底层结构厚度较大时,通常根据堤坝工程施工的实际需求,挖除靠近堤防坝体地基底部的软土,并人工回填相关强度较大的土质或其它稳定性能好、无侵蚀性的高强度、压缩性低、透水性好、易压实的砂石、石渣等材料作为持力层,增加堤坝地基强度性能。
3.5 桩体加固技术:根据堤坝地基的工程地质环境工况,利用适合性能的振冲机械,利用振动和冲击荷载作用在堤坝地基中钻孔和成孔作业,再在孔内分别填入碎石砂料或者灌人生石灰形成体,并分层振压夯实,通过生石灰吸水膨胀挤密桩周土体,增加地基承载强度和抗剪应力性能,
3.6 高压旋喷技术:对于软粘土和粉细砂地基堤坝加固,通常利用旋喷机械将注浆管置于软土地质土层设计深度后高速旋转,借助高压喷射水泥浆液与土体混合固化形成高强度水泥旋喷桩体,或者定向喷射形成连续墙实施联锁桩体以提高软土堤坝地基的承载能力,加强堤坝地基防渗性能。
3.7 地基强夯技术:针对河流冲积层,滨海沉积层黄土、粉土、泥炭、杂填土等各种软性地基,利用起吊机械将一定重量的夯锤起吊到一定高度并自由下落,对堤坝地基土质进行局部夯实以减小土体孔隙,同时挤压孔隙水以固结软性土体,从而提高土体整体性承载强度,增加第八工程整体稳固性。
3.8 加筋稳固技术:为有效减小堤坝地基出现的塑性剪切破坏程度,采用相关土工合成材料,平铺于堤防坝体地基表面以分散堤防坝体的荷载,阻止破坏面形成或减少破坏发展范围,同时,利用相关土工合成材料与地基土间的相互磨擦限制地基土侧向变形,从而提高地基承载力,增加堤防坝体地基的稳定性。
结束语:
总之,当前技术条件下,堤防坝体是用来防洪挡水的重要水利建筑工程,其安全稳固性对于周边沿岸居民生活生产的正常进行影响较大,深化安全防护意识,加强堤坝安全管理,采用科学合理的加固技术针对软土地基的堤防坝体进行处理,预防和避免堤坝出现滑坡、塌陷甚至沉降变形等安全隐患,有益于保障堤防坝体防洪泄洪功能的正常发挥。
关键词:堤防坝体 软土地基 加固处理 技术措施
相对来说,洪水海潮等自然现象是影响人类生活与生产的重要灾害,堤防坝体通常是在河道、海岸以及湖泊低洼库区地带边缘修筑的用来泄洪防潮的挡水工程设施。作为一种建筑工程,地基是修建堤防坝体工程的关键环节和要素,地基强度对于堤防坝体整体稳固性有着尤为重要的影响,由于堤防工程通常蜿蜒绵长,其地基地质结构复杂多变,软土性地基是堤防坝体施工中较为常见的不良地质工况,探索软土性地基的加固处理技術,是强化堤防坝体稳固性的重要措施。
1、软土地基特性分析
软土是指滨海、湖沼、河滩等天然含水量高,孔隙比大,压缩性高的细粒土质,软土通常呈软塑或流塑状态,在外部荷载作用下抗剪性能较差。软土地基主要是指地下水位较高,由细微颗粒含量多的松软土、有机质土或散沙等土层构成的地基。软土地基通常具有孔隙比和天然含水量大,压缩性较高,透水性弱差,固结系数小,抗剪强度低,扰动灵敏度高的特性,土层分布相当复杂,土层结构之间物理力学性质差异较大。由于含水量大,渗透系数微小,软土土体受荷载作用后往往会呈现很高的孔隙水压力,从而影响工程地基的压密固结程度。软土地基如果处理不好,通常容易导致相关建筑物发生开裂损坏、沉降失稳现象。
2、软土地基堤坝的破坏机理及其危害
堤防坝体工程通常是在河道、海岸以及湖泊低洼洪区地带边缘修筑的用来泄洪防潮的挡水建筑工程设施。由于堤防坝体工程通常是沿着河道流向或者围绕湖泊海岸修建的,占地绵延狭长,其工程地基的地质构造相对较为复杂多变,特别是很多处于松软性淤泥沙土底层结构之上的堤防坝体工程,往往在其自身荷载作用下,会形成不同程度的变形、开裂、滑坡或沉降等损坏性病害,导致堤防坝体工程强度稳定性能降低,甚至出现严重的安全隐患。
引起软土地基上方堤防坝体破坏的根本原因,在于软土地基中软弱部位工程的剪应力超过其抗剪强度,造成堤防坝体稳定性在遭到破坏后失去平衡。由于剪应力的增加,很多堤防坝体在其地基施工后往往需要在其地基上部采用相关土质进行回填,随着填土荷重的不断增加,软土地基本身的孔隙水应力升高,造成抗剪强度逐渐减小。另外,水位降落产生的渗流力,气候变化产生的干裂、冻融现象,粘土夹层因被雨水浸渗而发生软化导致粘性土的蠕变等,都会导致堤防坝体工程的整体稳固强度性能发生破坏。软土地基堤防坝体在设计施工过程中如果因地质勘测不精确,未按规定分层填筑,回填碾压质量控制不严,往往会造成地基强度不足导致路堤失稳现象,甚至发生堤防坝体滑坡崩塌,以至于影响整个堤防坝体工程的正常功能发挥。
3.常见性软土地基堤坝加固处理技术
软土路基处理就是针对其稳定性和承载能力进行强化和加固,当前技术条件下,加固软土性地基堤防坝体工程,通常采用如下口水鸡措施进行处理:
3.1 预压挤密技术:堤坝自身具有一定的重量,对于地基会产生一定的压应力,通过减缓堤坡和填筑速度,逐步加高堤防坝体的高度和体积,依靠坝体自身重量或堆积相关重量物体将处于流塑状态的地基淤泥或软性土挤出或压密,充分消散其孔隙水应力,从而提高堤坝地基的整体抗剪强度,避免不均匀沉陷产生。
3.2 抛石挤淤技术:堤防坝体地基施工前,针对软性地基的承载强度性能,利用置换原理将相当粒径以重量的的碎石块抛散在需要进行加固处理的软性地基或者淤泥地基中,挤出堤坝基础部位的淤泥或软性土,抛填时应根据软土地层下的地层横坡而确定抛散数量和方向,从而实现地基承载强度的提高。
3.3 预压砂井技术:采用竖向排水砂井以及水平排水垫层或砂沟技术,结合降低地下水位、堆载预压或真空预压等技术相互配合作用,清除加固范围内的植被和表土,上铺砂垫层,为改善堤坝地基排水条件应在排水砂垫层中合理布置排水管再铺设密封膜,真空稳定地基气压,排出地基土中孔隙水,增强地基强度。
3.4 垫层换填技术:对于堤防坝体地基部位的软土底层结构厚度较大时,通常根据堤坝工程施工的实际需求,挖除靠近堤防坝体地基底部的软土,并人工回填相关强度较大的土质或其它稳定性能好、无侵蚀性的高强度、压缩性低、透水性好、易压实的砂石、石渣等材料作为持力层,增加堤坝地基强度性能。
3.5 桩体加固技术:根据堤坝地基的工程地质环境工况,利用适合性能的振冲机械,利用振动和冲击荷载作用在堤坝地基中钻孔和成孔作业,再在孔内分别填入碎石砂料或者灌人生石灰形成体,并分层振压夯实,通过生石灰吸水膨胀挤密桩周土体,增加地基承载强度和抗剪应力性能,
3.6 高压旋喷技术:对于软粘土和粉细砂地基堤坝加固,通常利用旋喷机械将注浆管置于软土地质土层设计深度后高速旋转,借助高压喷射水泥浆液与土体混合固化形成高强度水泥旋喷桩体,或者定向喷射形成连续墙实施联锁桩体以提高软土堤坝地基的承载能力,加强堤坝地基防渗性能。
3.7 地基强夯技术:针对河流冲积层,滨海沉积层黄土、粉土、泥炭、杂填土等各种软性地基,利用起吊机械将一定重量的夯锤起吊到一定高度并自由下落,对堤坝地基土质进行局部夯实以减小土体孔隙,同时挤压孔隙水以固结软性土体,从而提高土体整体性承载强度,增加第八工程整体稳固性。
3.8 加筋稳固技术:为有效减小堤坝地基出现的塑性剪切破坏程度,采用相关土工合成材料,平铺于堤防坝体地基表面以分散堤防坝体的荷载,阻止破坏面形成或减少破坏发展范围,同时,利用相关土工合成材料与地基土间的相互磨擦限制地基土侧向变形,从而提高地基承载力,增加堤防坝体地基的稳定性。
结束语:
总之,当前技术条件下,堤防坝体是用来防洪挡水的重要水利建筑工程,其安全稳固性对于周边沿岸居民生活生产的正常进行影响较大,深化安全防护意识,加强堤坝安全管理,采用科学合理的加固技术针对软土地基的堤防坝体进行处理,预防和避免堤坝出现滑坡、塌陷甚至沉降变形等安全隐患,有益于保障堤防坝体防洪泄洪功能的正常发挥。