水工建筑物液化砂土地基处理方法浅析

罗文兴

摘要：在我国建筑行业中容易出现地基问题，尤其在水工建筑物方面会出现液化砂土地基问题，对于水工建筑物的稳定性会有着很大的负面影响，产生相关的地基稳定性问题。针对液化砂土地基进行处理要结合具体的情况进行具体分析，才能选择出适当的地基处理方法以达到良好的处理效果。在不同的案例中，对于不同方法的选择可以对于液化砂土地基有着更好的处理效果，所以本文主要是对工程概况进行分析，来探究选择地基处理方法的原理，根据地基处理方法进行相应的计算，最后要进行施工后的检测，从这几个方面去保证处理方法，可以很好地保证液化砂土地基稳定性，保证水工建筑物的稳定性。

关键词：水工建筑物;液化砂土地基;处理方法

在液化砂土地基处理方面经常使用的技术方法有换填法、振冲法、强夯法。通过这三种方法针对不同情况的合理分析与使用，可以使大面积的液化砂土地基得以良好的改善性能，对于地基的稳定性有所提升。首先要说振冲法是通过振冲器来进行工作，结合高压水进行辅助作用，来提高水土之间的结构性质，形成复合地基。利用强夯法可以产生巨大的冲击，能使地基结构更加稳定化，通过压缩性能的提升，来减少沉降现象的出现。换填法则是对于土层部分进行更换，改变原有的土层结构，实现性能方面的提高。

1 案例分析

在某地区工程地段处于河床两侧的漫滩，其地下地基受到河水的冲刷而形成液化砂土现象，这样的地基很难以其为基础持力层建设水工建筑物。并且根据实验结果可以知道该地区的液化指数大于4.9小于11.8，液化等级为中等。并且对于抗震性能也进行了测试，以地震加速度为0.15g，对该场地进行数据分析，可以得到周期为0.35s的特征反应谱。以此为基准来对该工程进行建设，要选择合理的方法进行液化砂土地基的改善，实现水工建筑物的稳定性建设，通常要通过对于各種方法进行试验，选择性能最佳的方法进行施工，在保证工程质量基础上，尽量减少经济成本，达到高效建设的目的。

2 改进方式选择

根据基础地层勘察结果来进行分析，对于其中的规律性进行总结，可以很好地对当地的地貌单元进行控制，通过对于不同时间的堆积产物进行分析，可以对地下土层进行更多的了解，根据调节闸船闸工程以及橡胶坝处理等多种方案进行考虑，结合地下液化土层的深度和液化砂层底标高以及不同的数据，来判断工程的具体情况[1]。根据不同地区的数据要选择不同的方案进行建设，可以达到高效的建设效果。因为不同的建设方案针对不同的深度和标高来说，有着不同的处理效果，因此要对资料和勘察结果进行结合分析与处理，经过全方位的考虑来提高地基的承载能力，解决地基液化问题。

2.1 船闸区

可以根据船闸区的具体地层液化的标高的数据以及标准处理标高进行对比来得到需要处理的深度。因为船闸区域较为狭长，所以说在该部分区域内没有民用建筑，可以利用强夯法进行处理，来提高土层结构紧密性，解决地基问题。在强夯过程中可同时采用CFG桩进行处理，来提高地基承载能力，降低地震液化效果。也可以采用换填方法，对于土层进行更换，采用碎石来置换液化砂土层，达到良好的防沉降效果，使船闸区域的地基处理更加高效化，来保证地基承载力能够达到一定的要求。在最后要对于改造后的地基进行检测，保证地基承载力大于300Kpa，才能够更好地达到承载力要求，完成各方面的工艺建设。但是在进行工作的过程中，利用强夯法可能会造成极大的噪音[2]。此外，利用换填法可能会造成工程时间较长，成本较高，造成经济方面的压力。另外还可以利用振冲法来进行处理，可以保证施工的高效化和完善性。

2.2 调节闸区

一般情况下调节闸区的液化深度是较深的，相对于船闸来说，因为调节闸区主要位于主河槽内，所以对于地下水的承受能力更多，受到地下水的干扰和影响也是较多的，所以地基液化程度会更大。在现场使用过程中，如果利用换填法会导致投资较大，因为其深度较大，所以对于土层的更换面积较多，造成高成本的消耗，利用强夯法则会产生巨大的噪音，并且在试验过程中可能会造成安全问题，耗时较长，也不方便运用在调节闸区[3]。运用振冲法进行处理是较为完善的方法，利用振冲碎石桩方案可以对于液化现象有着很好的消除效果，通过振冲碎石桩方案可以使土层内部结构进行加密，基于对土层内部结构进行填充，使其结构更加紧密化，防止液化现象的进一步扩展，同时对于其中的液化砂土也可以进行挤压，使其对于土层的影响减少，这样就可以对于调节闸区进行地基的处理，保障调节闸区水工建筑的稳定性。

2.3 振冲桩计算

在进行振冲方法的运用过程中，要对振冲碎石桩间距进行考虑，要综合考虑砂土的密实程度，砂土的挤压，侧向挤压作用以及内部孔隙的大小，干湿程度和摩擦力等多方面数据，要结合这方面的数据进行考虑，通过合理的计算来得到相应的桩间距大小。例如采用75kw振冲器重装时要要求碎石桩的直径要在0.7～1m之间。通过对于碎石桩材料进行控制，要求其含泥量不得大于5%。同时要根据天然孔隙比，处理以后的孔隙比和直径进行计算，得到相应的桩间距，还可以得到每一段桩体中应该填充的填料量，要结合桩的横截面积和长度以及孔隙数量来进行综合考虑，可以达到这方面的要求。最后要要求砂层相对密实度应该在0.8以上，才能够达到相应的建设要求，并且其承载力也要大于256Kpa。

3 施工与验收

3.1 施工

在施工过程中，首先要进行试验性施工，对振冲器进行不同功率的调整，防止对于周围的建筑物造成影响，使其产生振动或造成振动现象。要对填料量，电流和留振时间进行控制，使这三者相互结合，并且这三者可以互相保证，互相联系，在振冲施工过程中，可以使砂土完全液化，使其颗粒进行重新排列，使孔隙比减小，这样就能对于内部结构的紧密性进行控制，使其产生挤压能力，对密实度进行提高，来达到巩固建设的效果。

3.2 验收

利用不同的检验方法，可以对于施工的桩体承载力，地基的密实程度和土层密度以及土层结构进行检验，使其结果与标准结果进行对比，查看是否满足建设效果，一旦发现问题应及时上报，在最后的工作过程中要进行修正与修改，对施工达到保障效果[4]。要聘请专业的验收人员对整个工程进行验收，使其状态可以满足建设效果，然后加强对各方面数据的控制能力，提高桩身填料方面的技术，才能对最后施工质量有着一定的保障作用，可以使整个填料处在中密状态。

4 结语

结合上文分析，对于水工建筑物来说其地基建设是十分重要的，地基决定着水工建筑物的稳定性。通过案例分析可以知道该河床地区的水工建筑物的地基已经存在着液化现象，因此要对液化地基进行处理，在该案例中选择的最适当方式应该是使用振冲法进行处理，通过相应的振冲计算，可以对于桩间距以及填料量进行统计，并且对施工和验收工作进行控制，使其质量可以达到建设要求，这样才能够完成对该地区的水工建筑物地基方面的处理，使其地基建设更加稳定化。

参考文献：

[1]郭绍艾， 鲁虎成， 刘晓琪. 夯扩桩技术在引黄入冀补淀工程地基处理中的应用[J]. 水利规划与设计， 2017（3）：36-38.

[2]刘朝阳， 陈晓峰. 砂性土水工建筑物基坑降水型式选用效果分析与研究[J]. 治淮， 2019（5）.

[3]王磊， 杨昌斌， 李亚阁. 南亚强震区液化吹填砂土强夯法地基处理试验研究[J]. 中国水运月刊， 2017（7）：373-374.

[4]章定文， 彭尔兴， 李亭. 降饱和度处理可液化地基振动台模型试验研究[J]. 中国矿业大学学报， 2018（4）.