摘 要:淤泥和淤泥質(zhì)地基是因?yàn)I海沉積、湖泊沉積、河灘沉積及沼澤沉積形成的地質(zhì)基礎(chǔ),淺談在小型農(nóng)田水利建設(shè)中對(duì)該類基礎(chǔ)的簡(jiǎn)易處理經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:淤泥;地基;處理
淤泥和淤泥質(zhì)土地基是指由淤泥及淤泥質(zhì)土組成的高壓縮性軟弱地基。淤泥及淤泥質(zhì)土是在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積,并伴有微生物作用的一種結(jié)構(gòu)性土。形成原因有濱海沉積、湖泊沉積、河灘沉積及沼澤沉積四種。它的含水量接近或超過(guò)液限;孔隙比大于1,有的高達(dá)2.5;壓縮系數(shù)大于0.5×10帕,有的超過(guò)2×10帕;滲透系數(shù)為10~10cm/秒;容許承載力一般為30~100千帕。淤泥地基由于變形大、強(qiáng)度低、變形穩(wěn)定歷時(shí)長(zhǎng)等特點(diǎn),使得在上面建設(shè)施工的水工建設(shè)物極易發(fā)生沉陷斷裂、傾倒等事故。在各類建筑施工中遇到淤泥地基需根據(jù)軟基處理的原理進(jìn)行加固處理基礎(chǔ)和對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。
通?h地處云南省中南部,總面積721平方千米。通?h境內(nèi)由湖盆地、中山、河谷三大地貌構(gòu)成,湖盆區(qū)面積占24.7%,山區(qū)和河谷面積分別占77.07%和1.3%。通海縣耕地面積主要集中于湖盆區(qū),占全縣耕地總面積的2/3。湖盆區(qū)地質(zhì)以杞麓湖淤積層為主,部分淤積層厚達(dá)200多米。我們?cè)诤鑵^(qū)這種地質(zhì)條件下進(jìn)行了多年的農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)農(nóng)田水利建設(shè)及管理,從中總結(jié)了許多溝渠、道路淤泥基礎(chǔ)開(kāi)挖及軟基處理的經(jīng)驗(yàn)。
一、建筑結(jié)構(gòu)、材料選擇輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和材料來(lái)適應(yīng)基礎(chǔ)承載
小型農(nóng)田水利建設(shè)中,一般以砌石、混凝土、鋼筋混凝土為主材料進(jìn)行建設(shè)。這些材料的主要特點(diǎn)是堅(jiān)固牢靠,單位體積重量大。地基承載力要求高。在基礎(chǔ)上建設(shè)需要減輕建筑物的重量問(wèn)題,減少地基承載力要求,現(xiàn)在隨著橡膠、PE塑料、玻璃鋼等新型輕質(zhì)高強(qiáng)度材料的運(yùn)用,為我們?cè)跍p輕建筑物重量上提供了許多選擇。我們?cè)谵r(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目建設(shè)中分別于2002年紅旗河中游片區(qū)農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)土地治理項(xiàng)目和2008年螞蝗壩灌區(qū)農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)土地治理項(xiàng)目中采用空心水泥磚加木樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)方式建設(shè)了兩條斷面為1×1.2的排澇溝渠,至今運(yùn)行18~20年,仍運(yùn)行良好。2016年秀山街道辦事處中河片區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目中,對(duì)斷面2×2.5,0.6×0.9的溝渠采用箱式鋼筋混凝土加樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)方式,至今仍運(yùn)行良好。所以面對(duì)軟基礎(chǔ)我們可根據(jù)經(jīng)濟(jì)條件,選擇相應(yīng)的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和材料來(lái)優(yōu)化水工建筑物,達(dá)到減輕建筑物重量,來(lái)適應(yīng)軟基礎(chǔ)的地基要求。
二、淤泥軟基礎(chǔ)的基礎(chǔ)施工處理
農(nóng)田水利建設(shè)中,大多在現(xiàn)狀田塊中選址建設(shè)。在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)、施工中,由于工程較小,工程等級(jí)較低,受投資影響,設(shè)計(jì)時(shí)并不能完全做詳細(xì)的地質(zhì)勘探工作,因此在設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中農(nóng)田水利工程特別是小型農(nóng)田水利工程普遍存在著無(wú)地勘資料,基礎(chǔ)處理不可預(yù)見(jiàn)情況較多等情況。作為基層工程管理技術(shù)人員,面對(duì)這些情況,必須重視農(nóng)田水利工程的施工基礎(chǔ)處理工作,只有做好基礎(chǔ)處理工作,才能確保工程質(zhì)量控制、確保工程投資控制和工期控制。
。ㄒ唬┦┕r(shí)排干基礎(chǔ)內(nèi)積水,檢查開(kāi)挖后的基礎(chǔ)情況,確定是否對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行特殊處理
以溝渠建設(shè)為例,由于是田間施工,受田間灌溉及土層影響,湖盆區(qū)開(kāi)挖后基礎(chǔ)均為泥土且含水量較大,因此我們首先在施工前要阻斷上游來(lái)水,溝(坑)槽外側(cè)設(shè)置不少于0.3m的排水溝,排干溝(坑)槽內(nèi)積水或用小水泵抽干基槽內(nèi)積水。
。ǘ┓治鲕浕A(chǔ)深度及淤泥物質(zhì)組成,采用不同方法處理基礎(chǔ)
通?h湖盆區(qū)由于是湖泊長(zhǎng)久淤積形成,或因人工清淤墊田、圍湖造田形成的,所以整個(gè)湖盆區(qū)均屬軟基區(qū)域,但不同的形成過(guò)程,其基礎(chǔ)軟弱程度又有不同,處理方法也不同。
1.簡(jiǎn)單換土加竹筏承載法。湖盆區(qū)其中歷經(jīng)幾十年上百年的自然淤積區(qū),由于淤積時(shí)間長(zhǎng),軟基層在1m左右的,淤積物為砂礫、化石類(螺螄類為主)物質(zhì)的,其基礎(chǔ)承載力可滿足一般小斷面溝渠的承載要求,但是當(dāng)振動(dòng)荷載(地震、機(jī)械振動(dòng)等)作用時(shí),飽和松散砂土地基則有可能產(chǎn)生液化或大量震陷變形,甚至喪失承載力,我們?cè)诮ㄖ䴗锨容^輕重量水工時(shí),一般以不破壞該層基礎(chǔ)為主,根據(jù)軟基深度進(jìn)行1~0.3m的碎石回填換土,然后鋪以竹筏,再澆筑墊層及水工建筑。
2.打樁加拋石、竹筏承載法。若是泵房等較重建筑物或基槽為泥炭土,淤泥土,淤泥深達(dá)2m以上時(shí),則進(jìn)行拋石擠淤或碎石換填,在換土施工中,回填夯實(shí)時(shí)需注意基礎(chǔ)周圍是否出現(xiàn)土體凸出現(xiàn)象,一旦出現(xiàn)周圍土體凸出,表明回填已打破原有基礎(chǔ)平衡,將使回填量大量增加,且難以解決基礎(chǔ)下沉問(wèn)題,從經(jīng)濟(jì)角度考慮,將減少換填石量,增加打入木樁,通過(guò)打入木樁,木樁與石料、泥料的摩擦形成承載,并輔以竹筏形成一個(gè)系統(tǒng)的承載臺(tái)面,再在上面進(jìn)行水工建筑。
選用木樁及竹筏,而不是水泥樁、鋼管樁等材料,優(yōu)點(diǎn)是木樁及竹筏在當(dāng)?shù)貥O易獲取,價(jià)格便宜,施工簡(jiǎn)單快捷。在基礎(chǔ)下沉期,使用量大且施工分秒必爭(zhēng),不能及時(shí)止住基礎(chǔ)下沉,將使工程周圍地質(zhì)受到下沉、塌陷、基槽塌方等破壞,所以選擇易獲取,易施工,投資少的木樁和竹筏配合使用。在施工選材中,竹筏并非是全為竹子材料,而時(shí)橫排使用直徑不少于10cm的木材,豎排用直徑不少于3cm的竹子,這樣的竹筏保證了其一定的抗折性和承載能力。木樁長(zhǎng)度根據(jù)淤泥深度選擇3~6m長(zhǎng)的木樁,將木樁打到硬土層。若淤泥深度在7m以上,則采用打懸浮樁的辦法,通過(guò)增加木樁密度,輔以碎石或塊石擠密淤土層并靠摩擦承載。
通?h農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目從2001年至2019年18年間的農(nóng)田水利施工中均有軟基處理,均是通過(guò)木樁和竹筏,輔以碎石換填的配合使用,使工程實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)軟基時(shí)能及時(shí)處理,確保了工程安全,且投資少,見(jiàn)效快,工程經(jīng)多年運(yùn)行也沒(méi)有再發(fā)生大的基礎(chǔ)沉降,充分說(shuō)明了木樁及竹筏的配合使用能夠有效承載一般水工建筑物,能夠解決當(dāng)?shù)赜倌嗷A(chǔ)問(wèn)題。
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