水坠砂技术在沙漠地区地基处理中的应用研究

水坠砂技术在沙漠地区地基处理中的应用研究

罗杰

四川蜀渝石油建筑安装工程有限责任公司，四川成都， 610084

摘要：随着社会经济的不断发展，我国在工程项目施工的使用技术方面获得了跨越式的进步。水坠砂技术是一种满足自然条件的先进技术，对于沙漠地区的建筑地基处理、内外回填等工程具有一定的运用价值。基于此，本文主要分析水坠砂技术的相关概述和优势特点，并针对水坠砂技术在沙漠地区地基处理中的实践应用展开深入探讨。

关键词：水坠砂技术；地基处理；应用

引言：水坠砂技术在地基处理工程中体现出一定的价值作用，通过水坠处理后的地基承载力获得了大幅度的提高，充分满足设计要求和标准，在沙漠区域中是一种简单高效、节约成本消耗的实用性技术，通过对此项技术的不断探究和分析，可以为各项工程项目合理采用水坠砂技术提供更多的的数据参考和科学依据。

一 水坠砂技术基本概述

水坠砂技术也被称为撼砂技术，在地基处理工程中的使用频率相对较高。其主要的运用原理体现于在基坑的内部采取阶段性和层次化的砂土铺设，随后加入水源使其达到饱和状态，再通过装载机对其实施碾压作业，不断加强砂土自身的密实程度和承载能力，达到沙漠地区地基处理的设计方案要求和施工标准。水坠砂地基处理技术通过水对砂子的水坠作用，促使各个位置的砂砾可以按照要求进行组合与合并，构建出紧固、密实的砂土地基，为承载建筑物相互作用力提供更多的密实度和承受能力，这种方法适用范围相当广泛，在实际应用期间通过就地取材便可实现施工效果。

水坠砂技术应用于沙漠地带和沙地等多层、低层建筑地基和构筑物室内外回填、路基处理等方面体现出绝对的优势，是一种满足所处地域自然条件的地基处理技术，其可以充分利用当地现存的材料和相关资源，具有成本低、操作便捷、高效等优点，而且在使用此项技术过程中安全系数相对较高，不会对施工地段周围的生态环境产生污染和破坏，完全符合我国推出的节能环保基本理念。操作人员在实际施工过程中可以在短时间内熟练掌握水坠砂的技术应用方法，而且不会受到天气条件和气温条件的影响等。由此看来，水坠砂是一项实用性较高的地基处理技术。

二 水坠砂技术在沙漠地区地基处理工程中的实践应用

1. 施工前准备工作

施工准备工作是为地基处理工程的整体质量提供保障的基本工作，在沙漠地区的地基处理工程中采用水坠砂技术还需要采用与之配套的施工机械，常用的机械设施主要包括手推车、50型装载机、潜水泵及铁锹等等。在开展施工前要求施工场地需要具备水坠砂技术的施工条件，做好基坑及附近区域的清洁工作，将草根和其他杂物有效清理干净后方可展开施工。

2. 施工方法

结合施工的设计图纸进行基坑开挖作业期间，当开挖的深度达到地基处理的基本标准200-300mm以上的情况下，需要借助人工清底的操作设计开挖的实际深度。根据规范标准进行验槽，针对存在问题和其他隐患的区域需要及时采取相应措施加以处理。开挖后，可以利用振动压路机或装载机对基地展开碾压和夯实。装载机装载土后需要开展铺摊作业，机械操作与人工操作相互配合，铺砂过程中尽可能选用粒度较大的粗砂，砂层的厚度维持在250-300mm左右，最佳理想状态为280mm，工作人员在相距10m位置设定平点，并采取梅花形状加以布置，布置完成后进行拉线找平。

铺砂工作结束后需要开展注水作业，相距500m²左右安放一处灵活性水龙头，并在同一时间打开阀门进行放水，注水过程中工作人员需要认真观察需要保持水面略微高于砂面，使得砂土可以长期维持于饱和状态。注水期间的水源流动量不可过大，防止带走大量砂粒，对后续工作产生不必要的影响。向基坑内部注水阶段中，工作人员需要及时清理铺摊结束后的砂土杂质及其他杂物，使其达到良好的清洁状态。装载机按照竖向五次、横向三次的方式展开碾压作业，碾压期间注意不要出现漏压状况，尽量保持后方车轮压过前车的车轮，整体重叠区域不应少于车轮宽度的一半^[1]。碾压期间，装载机无法作业的区域，需要交由人工进行处理，通过铁锹、钢叉等水坠摇实，铁锹需要深入施工层砂的最底部，整个过程摇动次数要高于8次，每个铁锹之间的距离不大于10cm。

碾压工作完成后，需要等待自由水排放48h左右后及时展开密实度的检测。施工场地密实度的检测措施主要采用密度值检测法。一旦压实实验最终获取的结果没有处于标准范围内，便需要开展二次水坠碾压作业，直至合格后才可以进行下层水坠施工，以此类推，等待施工达到设计图纸的标高下0.5m左右。

地基处理完毕后需要通过标准贯入试验针对处理后的地基承载力进行科学化的检测，如果没有达到设计标准的承载数值，需要在第一时间利用有效措施加以补救，根据相隔0.5m递增20-25Kpa的规范标准连续增加铺砂厚度。结合以上的相关方法进行层次性的水坠，直到符合设计的基准数值，但是需要注意的是，增加的厚度要维持在1.2m以下。等待检测结果符合要求后，工作人员需要清除表面砂层并使其达到原本的设计标高，随后开展下一步施工环节。

3. 施工质量控制

水坠砂在沙漠地区地基处理工程的施工质量控制主要体现在以下几方面。一是砂源的控制。水坠法处理地基过程中需要严格把控材料的含泥量，尽可能更多的采用风积沙，其内部所含泥量≤5%左右。严禁其中掺杂粘土、树根和其他植物杂质，颗粒小于0.075mm的部分砂料要维持在12%范围内。如果砂垫层中存在大量细小颗粒，会严重阻碍水分的渗透性，细小颗粒还会与水源相互作用出现胶结的现象，使得砂层逐渐成为水分无法顺利通过的橡皮土。二是对成品的保护控制。在施工上层水坠砂并清除杂质砂层期间，不可碰触下层砂，避免因砂粒的相互碰撞产生变异。三是对水量的控制。在注水过程中需要对施工区域进行有效处理并控制各放水点在同一时间开始作业，水面以高于砂面50-100mm左右为基准并使砂土直至饱和状态为最佳。四是压铺厚度控制。每一层虚铺砂层的薄厚度需要维持在280mm左右，虚铺的最大限度不大于300mm。五是平整度控制，沙漠地基处理工程中要求砂层表面的平整度允许误差不可超出50mm。六是密实度控制。砂层地基的顶部表面水渗透没有出现明水后可以进行取样检测，利用砂低专用的灌砂桶仪器测量所处区域的密实度，在结合试验场所的风积沙饱水振测验判断其平均干密度计算出精准的压实数值^[2]。需要根据基地的具体面积和涉及范围，相距500m2的位置设定密实度测试点位，以便于可以保证试验点的精准性，最低不可少于五个，最小密实度不得低于0.97。七是渗透性控制。水坠砂技术应用前，需要针对所处区域土壤的渗透性进行测定，并保证地下水位始终低于水坠层底部位置的1.5m以上，只有这样才可以确保充足的压力差，并带动砂土颗粒逐渐下坠更加密实。如果没有按照上述条件展开处理便不会出现足够的压力差，造成水源出现反向渗透的负面影响，造成砂土在短时间内不断上浮。

结论：综上所述，水坠砂技术在沙漠地区的基础工程建设项目中创造了高效的应用价值，虽然水坠砂方法还没有归纳于我国正式的国家规范当中，但是在沙漠地区通过合理的设计和施工质量控制，此项技术可以实现就地取材的经济效益，相关人员需要重点关注水坠砂技术的应用，并采用合理的施工工艺和方法使用水坠砂技术。

参考文献：

[1]李永星,刘院院,王欣国.“振动法水坠砂+碾压”地基处理方法试验[J].陕西煤炭,2020,39(04):19-22.

[2]钟仕林.沙漠地基水坠处理的现场试验研究[J].油气田地面工程,2018,37(04):17-20.