土层特点

土层特点（通用7篇）

土层特点 篇1

前言

预应力高强混凝土管桩 (以下简称管桩) 的施工方法一般有静压式和锤击式两种。静压式施工的穿透能力一般比锤击式差, 对于大直径的桩显的尤为突出。因此, 在有较厚硬土层中, 采用静压式施工时, 桩长往往满足不了设计的最小有效桩长或者桩端持力层达不到设计要求的土层。

通过工程实例, 对此问题作初步分析。

1 工程概况及地质条件

该工程为五幢地上33层、地下2层的商住楼。主体结构型式为部分框支抗震墙结构, 地基基础设计等级为甲级, 基础采有500管桩, 壁厚125mm, 桩身混凝土强度等级为C80, 桩数有2880根。设计要求最小有效桩长为15.0米, 桩端持力层要求为强风化花岗岩。单桩竖向承载力特征值为2300KN。

根据地质勘察报告, 从地面开始各土层分布情况如:a.人工填土, 主要成分为粘性土, 含25%左右的石英质粗砾砂及少量花岗岩碎石, 砖块等硬杂质, 结构松散, 密实程度很不均匀, 尚未完成自重固结, 层厚1.2~6.0m;b.第四系冲洪积层, 由砾砂和粘土组成, 呈饱和稍密及硬塑状态, 层厚4.9~12.9m;c.第四系花岗岩残积砾质粘性土, 由花岗岩地风化而成, 呈饱和, 硬塑状态, 层厚1.70~17.6m, 在该层中存有局部强风化花岗岩夹层, 夹层厚度3.0m左右, 分布范围随机性较大;d.燕山期花岗岩, 主要矿物成分为石英, 长石及黑去母等矿物, 中粗粒结构, 块状构造。按其风化程度的不同, 可分为全风化, 强风化花岗岩两带。且部分钻孔反映从砾质粘性土层开始至强风化岩层存在有石英脉, 层厚浅处有0.5~1.4m, 层厚处有7.5m左右。

各土层主要物理力学指标和推荐的承载力取值见表1。

2 主要问题

根据该地块地质条件分析, 若采用正常静压式施工, 管桩将无法穿透砾质粘性土、全风化花岗岩硬土层而达到强风化花岗岩。实际在试桩过程中也证实了这一点。且由于强风化岩层起伏较大, 有效桩长也难以满足。因此决定采用先进行引孔施工, 而后再进行静压管桩施工。三条试验桩施工方法具体如下:

a.采用Φ480钻头进行引孔, 引孔深度一根定为进入强风化2.0m (以下简称A桩) ;一根定为引至强风化表面 (以下简称为B桩) ;一根为不进行引孔而直接静压管桩 (以下简称C桩) 。

b.管桩单桩承载力特征值为2300KN, 压桩终压值应为4600KN, 但由于存在有两层地下室, 需送桩7.0m左右, 故需扣除此部分桩侧摩阻力, 经计算该部分承载力损失为150KN左右, 所以将静压桩终压值调态为4900KN。

以上三条试验桩施工完后桩长, 持力层土层, 桩基终压值如表2。

从表2中发现如下问题:

A桩由于引孔进入强风化层2.0m, 待压桩过程中孔壁有塌孔现象, 致使桩底有沉渣出现, 虽静压桩终压值达到4900KN, 但由于其桩底土未完成固结, 其实际承载力能否达到设计要求值得怀疑。

B桩引孔至强风化表面, 而后静压桩从桩入土尺寸上分析进入强风化层0.5m。但在施工中引到强风化表面的判定标准为引孔钻进入土层速度明显降低, 而且要参考地质报告, 这种判断方法的准确性, 实用性还需判定。

C桩未进行引孔, 其持力层根据地质报告判断应为全风化表面, 虽满足最小有效桩长及终压值, 但其持力层未过到强风化层。

故为了明确这三根桩的实际承载力, 从而为进一步确定该地块桩基施工方法, 为今后大面积施工辅平道路, 对这三根桩进行了静载试验, 试验荷载取4600KN。

3 试验结果及处措施

单载静载试验采用快速维持荷载法, 每级加载为预定最大试验荷载 (即4600KN) 的十分之一。第一级按2倍分级荷载加载, 在每一级荷载作用下, 经一小时加下一级荷载, 试验结果见表3。

A桩在试验荷载加至4140KN并完成本级试验时, 压力稳定, 桩顶沉降量累积29.07mm。当试验荷载加至下一级4600KN后, 沉降是不断增大, 压力无法稳定, 在连续补压的情况下, 165分钟后, 桩顶沉降量累积为60.28mm, 沉降量超出规范允许范围, 结束试验, 该桩坚向抗压极限承载力为4140KN。

B桩在最大试验荷载4600作用下, 压力稳定, 桩顶总沉降量为24.86mm, 沉降量在规范允许范围, 此桩单桩坚向抗压极限承载力为4600KN。

C桩由上表可看出, 其情况同A桩类似, 该桩坚向抗压极限承载力4140KN。

根据以上静载试验结果, 将该地块施工方法决定如下:

a.先进行引孔, 且引孔深度只能达到强风岩层表面。

b.引孔深度判定依据为参照地质勘察报告以引孔钻机进入土层速度明显降低为标准。

c.静压桩深度必须大于或等于引孔深度。

d.设计单位根据单桩静载试验结果进行设计复核, 对局部位置进行了补桩处理。

结束语

对于在较厚硬土层中用静压式施工管桩, 其单桩极限承载力不能简单以静压管桩终压值能否达到设计要求为判定标准, 它与桩底持力位置和入土深度等因素有关, 通过本文的分析和讨论, 可得出如下结论:

a.在硬土层中, 采用静压式施工时, 桩长往往达不到设计所要求的持力层深度, 此时极限承载力就可能小于施工终压力。b.若采用引孔办法施工, 其引孔深度不能进入强风化岩层, 而只能引至强风化岩层表面, 施工中较简单, 实用的判定标准为依据地质勘察报告以引孔钻机进入土层速度显著降低为妥。c.引孔后静压桩深度必须大于或等于引孔深度。

摘要：针对在较厚硬土层中的静压预应力高强混凝土管桩的施工方法及承载力特点展开论述。

关键词：较厚硬土层,静压预应力,高强混凝土

土层锚杆施工工艺探究 篇2

锚固支护结构的土层锚杆通常由锚头、锚头垫座、支护结构、钻孔、防护套管、拉索、锚固体、锚底板等部分组成,其长度通常需要考虑锚固长度、非锚固长度、锚固段长度等因素。根据其构造一般分为一般灌浆锚杆、高压灌浆锚杆、预应力锚杆、拉孔锚杆能类。另外,还有重复灌浆锚杆、可回收锚筋锚杆等类型。

2 锚杆设计

锚杆设计一般分为以下几个步骤:①分析其必要因子。一般需考虑锚杆使用的所限、锚固体横截面积及长度、锚杆钢筋级别及大小、水泥砂浆强度等方面的要素。②锚杆的布置是一个重要过程,需要考虑锚杆层数、锚杆间距、锚杆倾角等因素。③锚杆围护结构的安全确定是一个必要过程,一般按照相关土层锚杆设计与施工规范进行操作。④锚杆长度的确定。锚杆长度由锚固长度、非锚固长度、锚固段长度组成,在其构造中已作阐述。⑤锚杆杆件计算一般包括钢绞线、粗钢筋这两方面的计算。⑥安全性是一个工程设计施工的重要环节,锚杆设计的安全性通过锚杆围护的稳定性来检验,一般情况下要进行锚杆围护结构整体稳定性检验和深部破裂面稳定性检验两种。

3 土层锚杆施工

土层锚杆施工主要包括钻孔、安放拉杆、灌浆和超索体张拉这四个步骤。在正式开工之前还需讲行必要的准备工作。

3.1 钻孔

(1)钻孔机械选择。土层锚杆钻孔用的钻孔机械,按工作原理分,有旋转式钻孔机、冲击式钻孔机和旋转冲击式钻孔机三类。主要根据土质、钻孔深度和地下水情况进行选择。

(2)钻孔方法。土层锚杆的钻孔工艺直接影响土层锚杆的承载能力、施工效率和整个支护工程的成本。因此,根据不同土质正确选择钻孔方法对保证土层锚杆的质量和降低工程成本至关重要。现钻孔方法可分为干作业法与湿作业法(压水钻进法)。

①干作业法。当土层锚杆处于地下水位以上时,可选用干作业法。该法适用于粘土、粉质粘土和密实性、稳定性较好的砂土等土层。该方法采用钻机直接钻孔,钻孔时应注意钻进速度,防止卡钻,并应将孔内土充分取出后再拔出钻杆,以减小拔钻阻力,并可减少孔内虚土。

②湿作业法。湿作业法即压水钻进成孔法。它将在成孔时将压力水从钻杆中心注入孔底,压力水携带钻削下的土渣从钻杆与孔壁间的空隙处排出,使钻进、出渣、清孔等工序一次完成。由于孔内有压力水存在,故可防止塌孔,减少沉渣及虚土。其缺点是排出泥浆较多,需搞好排水系统,否则施工现场污染会很严重。

(3)扩孔。由于有的土质不好或密实度不高,容易造成锚杆孔壁开裂、掉块,甚至坍塌。因此在有必要的情况下,要对锚杆孔进行扩孔形成大头土层锚杆的承载能力会有所提高。扩孔的方法有四种:机械扩孔、爆炸扩孔、水力扩孔及压浆扩孔。

(4)土层锚杆钻孔的特点及应达到的要求。由于土层锚杆的钻孔多数有一定的倾角,因此孔壁的稳定性较差;且土层锚杆的长细比很大,孔洞很长,保证钻孔的准确方向和直线性较困难,易偏斜和弯曲,因此施工时应该注意:孔壁要求平直,以便安放钢拉杆和灌注水泥浆;孔壁不得坍陷和松动,否则影响钢拉杆安放和土层锚杆的承载能力;钻孔时不得使用膨润土循环泥浆护壁,以免在孔壁上形成泥皮,降低锚固体与土壁间的摩阻力。

3.2 安放拉杆

土层锚杆用的拉杆,常用的有钢管、粗钢筋、钢丝束和钢绞线。主要根据土质、土层锚杆的承载能力和现有材料的情况来选择。所受承载能力较小时,多用粗钢筋;所受承载能力较大时,多用钢绞线。

(1)钢筋拉杆。钢筋拉杆由一根或数根粗钢筋组合而成,如为数根粗钢筋则需用绑扎或电焊连接成一整体。土层锚杆的长度一般都在10m以上,有的达30m甚至更长,为了将拉杆安置在钻孔的中心,防止自由段产生过大的挠度和插入钻孔时不搅动土壁,对锚固段,还为了增加拉杆与锚固体的握裹力,在拉杆表面需设置定位器(或撑筋环)。钢筋拉杆的定位器用细钢筋制作,在钢筋拉杆轴心按120°夹角布置,间距一般为2～2.5m。定位器的外径宜小于钻孔直径10mm。

(2)钢丝束拉杆。钢丝束拉杆可以制成通长一根,它的柔性较好,往钻孔中沉放较方便。但施工时应将灌浆管与钢丝束绑扎在一起同时沉放,否则放置灌浆管有困难。

钢丝束拉杆的锚固段亦需用定位器,该定位器为撑筋环,如图1所示。钢丝束的钢丝分为内外两层,外层钢丝绑扎在撑筋环上,撑筋环的间距为0.5～1.0m,这样锚固段就形成一连串的菱形,使钢丝束与锚固体砂浆的接触面积增大,增强了黏结力,内层钢丝则从撑筋环的中间穿过。

钢丝束拉杆的锚头要能保证各根钢丝受力均匀,常用者有镦头锚具等,可按预应力结构锚具选用。沉放钢丝束时要对准钻孔中心,如有偏斜易将钢丝束端部插入孔壁内,既破坏了孔壁,引起坍孔,又可能堵塞灌浆管。为此,可用长25cm的小竹筒将钢丝束下端套起来。

(3)钢绞线拉杆。钢绞线拉杆的柔性更好,向钻孔中沉放更容易,因此在国内外应用得比较多,用于承载能力大的土层锚杆。要仔细清除锚固段的钢绞线表面的油脂,以保证与锚固体砂浆有良好的黏结。自由段的钢绞线要套以聚丙烯防护套等进行防腐处理。钢绞线拉杆需用特制的定位架。

安放锚杆体时,应防止杆体扭曲、压弯,注浆管宜随锚杆一同放入孔内,管端距孔底为50～100mm,杆体放入角度与钻孔倾角保持一致,安好后使杆体始终处于钻孔中心;若发现孔壁坍塌,应重新透孔、清孔,直至能顺利送入锚杆为止。

3.3 灌浆

灌浆是土层锚杆施工中的一个重要工序。施工时,应将有关数据记录下来,以备将来查用。灌浆的作用是:形成锚固段,将锚杆锚固在土层中;防止钢拉杆腐蚀;充填土层中的孔隙和裂缝。灌浆方法有一次灌浆法和二次灌浆法两种。

灌浆材料应根据设计要求确定,一般宜选用水泥:砂=1:1～1:2,水灰比0.38-0.45的水泥砂浆或水灰比0.40～0.45的纯水泥浆,必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。浆液应搅拌均匀,过筛,随搅随用,浆液应在初凝前用完,注浆管路应经常保持畅通。

灌浆时应遵循以下步骤:常压灌浆采用砂浆泵将浆液经压浆管输送至孔底,再由孔底返出孔口,待孔口溢出浆液或排气管停止排气时,可停止灌浆;浆液硬化后不能充满锚固体时,应进行补浆,注浆量不得小于计算量,其充盈系数为1.1～1.3;灌浆时,宜边灌注边拔出注浆管;拔出套管,拔管时应注意钢筋有无被带出的情况,否则应再压进去直至不带出为止,再继续拔管;灌浆完毕应将外露的钢筋清洗干净,并保护好。

3.4 张拉锚固

土层锚杆灌浆后,待锚固体强度达到80%设计强度以上,便可对锚杆进行张拉。张拉前先在支护结构上装围檩。张拉所用设备与预应力结构张拉所用设备相同。预加应力的锚杆,要正确估算预应力损失。由于土层锚杆与一般预应力结构不同,预应力损失的因素除了通常发生的外,还包括相邻锚杆施工引起的预应力损失、支护结构变形引起的预应力损失、以及土体蠕变引起的预应力损失。锚杆锁定后,若发现有明显预应力损失时,应进行补偿张拉。

4 实例探析

4.1 工程概况

某工程地上15层,地下2层,基坑面积为3500m2。该工程东、西、南三侧均临近建筑物,相邻的建筑最近的为3.5m,周边建筑的基本情况如下:西侧建筑为钢筋混凝土框架结构,基础埋深为2m;东侧建筑为6层砖混结构,混凝土条形基础,埋置深度为1.5m,由于建造时间较早,损坏比较严重;南侧为一幢四层楼房,同样为混凝土条形基础,埋置深度为1.5m。该工程基坑支护工程设计为东、西、南三侧采用地下连续墙加一排土层锚杆,基坑北侧采用联锁钻孔灌柱桩。其中东、西、南三边的支护结构共建造地下连续墙3000m2,完成土层锚杆86根。锚杆长度为18～25m,拉杆为2～3根7Φ5钢绞线。

该工程在地质方面原来为一个大坑,其深度在2.2～2.7m之间,地下水位随季节有所变化,一般静止水位为0.7～2.9m之间。

4.2 锚杆设计

(1)基坑支护方案确定。基坑支护必须保证开挖能顺利进行,并不影响邻近建筑的正常使用。由于该工程基坑距周围建筑较近,为支护和降水带来了很大的困难,在支护工程设计时,考虑地下连续墙具有挡土、抗渗和承载三位一体,加一层锚杆支护控制连续墙水平位移,最后确定了地下连续墙加锚杆支护方案。该工程连续墙采用抓斗成墙,其斗宽为80cm,抓斗张开后齿距为2.25m,因此墙厚定为80cm,槽段定为2.25m。连续墙轴线为204.75m,共分成91个槽段,槽段间平接,内设钢筋笼。锚杆安设在距地表2m处,每个槽段设置一根锚杆,锚杆间距为2.25m。

(2)锚杆设计计算。

①设计参数确定。锚杆与水平夹角a=30°;锚固体直径D=150mm;土层参数K0=0.5～0.7,r=20kN/m3,ψ=20°,c=14kN/m2。

②锚杆拉力确定。按简支梁法计算锚杆拉力,连续墙支点分别设在土锚作用点(A)和基坑开挖最深点(B),计算简图如图2所示。经过计算,锚杆拉力T为204kN。

③锚固体长度Lm计算。根据土层物理力学性能指标,经计算锚固体长度Lm为:

④锚杆组成。拉杆总长18～25m,由2～3根7Φ5钢绞线经编制而成,锚固体长度10～15m,每隔1m放一个定位架。外锚具采用QM锚,钢绞线强度大于1470N/mm2。

4.3 锚杆施工

(1)成孔。上层锚杆成孔多采用取管钻进,选种方法适用于土层较好,可保证成孔质量,有较高的成孔率。根据该工程地基土层含水量大、细颗粒多的特点,成孔选用只有外套管无内套管的方法,外套管直径为Φ127mm,钻头为中空型.并直接安装在外套管上,钻头外径为Φ140mm。成孔结束后经严格检验,验证套内无残留土芯,保证拉杆束体能顺利地放人孔中。注浆后,用钻机自备卷扬设备,将套管从土中拔出。该工程采用的钻机为SG2-Ⅲ液压地质钻机。

采用上述成孔工艺,两台钻机每日可钻20～25m深的孔2～3个,最多时可达4个孔,满足了施工进度的要求。此工程共成孔91个,实测孔轴线与水平面夹角最大为31.5°,最小为25°,平均为28.9°。

(2)安放拉杆。拉杆的材质为题所述:2～3根7Φ5钢绞线。安放时设置特制的定位架,防止钻入时搅动土壁;钢绞线表面除油除锈,杆体自由段套以聚丙烯防护套等进行防腐处理,与锚固体连接处用铅丝绑扎。

(3)注浆。锚固体采用早强、高强水泥浆体,水泥为525号普通硅酸盐水泥,水灰比为0.4。浆体3d强度达到30MPa以上。制备的水泥浆体,严格控制浆体密度和流动度两项指标,用挤压泵向孔内注浆,注浆压力在0.6～0.9MPa之间,每孔注浆量在300～710L范围。

(4)张拉。锚杆注浆7d后,对锚杆施加预应力。通过油泵压力表读数控制各级施加荷载大小,同时记录锚杆伸长值。为减少预应力损失,采用重复张拉措施,第一次张拉到160kN,等1～2d后,再张拉到设计荷载进行锁定。通过观测,锚杆的变形均在弹性范围内,并且由于采取重复张拉手段,锚杆轴向拉力在15d内基本稳定锁定荷载,明显减少了预应力损失。

5 结语

通过土层锚杆基本知识的介绍,从构造了解,到锚杆设计,以及施工实例分析,让我们对土层锚杆有了一个完整的认识。其具体工程方面,从锚杆设计到锚杆施工应该根据具体情况进行选择分析,以保证施工的质量及效率。

摘要：土层锚杆是一种受拉杆件,它是一端与支护结构连接,另一端锚固在土体中,将支护结构和其它结构所承受的荷载通过拉杆传递到处于稳定土层中的锚固体上,再四锚固体将传来的荷载分散到周围稳定的土层中去。土层锚杆不仅用于临时支护结构,而且在永久性建筑工程中也得到广泛的应用,是基坑支护工程的一种重要形式。土层锚杆施工的前提需要了解土层锚杆的构造,在此基础上根据具体工程情况及相关因素进行土层锚杆设计,一个准确、完整的土层锚杆设计才能促使土层锚杆施工的顺利进行。文章在介绍锚杆构造及设计知识的基础上通过实例对土层锚杆施工工艺进行探析。

关键词：基坑,支护,土层锚杆,受拉杆件,施工工艺

参考文献

[1]CECS22:90,土层锚杆设计与施工规范[S].

[2]谢春华.土层锚杆施工简介[J].中外公路,2002,(5).

[4]郭继武.建筑地基基础设计及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[5]王珊.基坑工程新技术手册[M].北京:中国现代工程技术出版社,2009.

浅谈土层灌浆锚杆的施工工艺 篇3

土层灌浆锚杆的操作步骤及方法, 如图1。

一、施工准备

锚杆施工工艺的准备工作做得充分, 对之后的施工会起到事半功倍的效果。准备工作包括锚杆方案的选定、成孔方法、锚杆施工机械选定、材料准备、测量放线等。

1. 编制施工方案

根据地质勘测资料编制锚杆施工方案, 对边坡进行稳定性计算和支护结构受力分析。设计锚杆支护结构, 确定成孔方法。

2. 选择好施工机械

锚杆钻孔一般是水平向下倾斜15°, 而且往往需要通过松软的覆盖层才能达到稳定的土层和岩层。在复杂的地质条件如在涌水的松散层中钻孔时, 一般采用旋转式钻孔并需用套管保护。如遇有卵石、孤石等情况, 应采用冲击旋转式钻机, 此方法效率较高。

锚杆钻孔机械有许多不同的类型, 各种类型有不同的施工工艺和特点。现将常见的几类土层锚杆常用机械介绍, 以方便不同土质的选择。

(1) 回转式钻机

回转式旋转钻机适用于粘性土及砂性土地基。如将XJ-100、XU-600等工程地质钻机改装成水平的锚杆钻机。钻机同样需要固定在可移动的框架上, 便于对孔位和移动。在地下水位以下, 对土质松散的粉质粘土、粉细砂、砂卵石以及软粘土等地层应用套管保护孔壁。根据钻进土层软硬不同, 选用不同的钻头, 旋转钻在粉质粘土层的速度应是4 m/h以上。成孔后, 及时插入拉杆钢筋并灌浆和退出套管。

(2) 螺旋钻

利用回转的螺旋钻杆, 在一定的钻压和钻速下, 一面向土体钻进, 同时将切削下来的松动土体顺螺叶排出孔外。螺旋钻进法适宜在无地下水条件下的粘土、粉质粘土及较密实的砂层中成孔。根据不同的土质, 需选用不同的回转速度和扭矩。为了施工方便螺旋钻杆不宜太长, 一般以4~5 m一节为宜。目前常见的螺旋钻型机械有日本产的TK式钻机、北京建工局螺纹钻等。

(3) 旋转冲击钻

这种机械大多属于全自动油压装置, 这种类型钻机能用于砾石或砂层。钻杆能迅速装卸, 钻进速度较快。

3. 材料准备, 并按设计图纸进行施工测量放线, 标好锚杆钻孔位置。

4. 拉杆钢材及组装

(1) 拉杆材料, 常用Ⅲ-20锰硅钢筋变形钢筋, 锚杆直径为18~40 mm, 锚杆杆体3.3 m。锚杆外端要有丝扣或焊接带有丝扣的接长拉杆, 焊口强度要大于杆体的抗拉强度。

(2) 拉杆组装

插入钻孔的拉杆要求顺直, 并应除锈。如采用的拉杆在2根以上, 应按需要长度的拉杆点焊成束, 间隔2~3 m点焊一点。为了使拉杆钢筋能放置在钻孔的中心便于插入, 宜在钢筋下部焊船形支架 (或其它形状) , 每隔1.5~2.0 m焊一个。在孔口附近的拉杆处应事先涂一层防锈漆, 并用两层沥青玻璃面包扎做好防锈层, 以便灌浆锚固时砂浆能封住防锈层端部。

(3) 焊接

钢筋长度不够设计要求时, 拉杆焊接可采用对焊、电焊在工地帮焊焊接。帮焊时, 可采用T-55电焊条。帮焊长度按钢筋混凝土工程施工及验收规范的要求。

二、钻孔

施工机械按施工测量放线的孔位进行就位, 并按施工方案要求进行钻孔。

钻孔工艺流程:移机就位→校正孔位调正角度钻孔→接螺旋钻杆继续钻孔到预定深度→退螺旋杆成孔并检查→插入注浆管→灌浆。

1. 锚杆机就位后, 必须使锚杆机导杆垂直于挡土桩墙。

然后调正锚杆角度, 使之符合设计要求, 锚头对准锚位的偏差<0.5°。

2. 启动水泵, 注水钻进, 根据地质条件控制钻进速度。

每节钻杆钻进后, 在接钻杆前一定要反复冲洗外套管内泥砂, 直至清水溢出。

3. 在钻进过程中, 随时注意速度压力及钻杆的平直。

钻进至离设计要求深度达20~30 cm时, 用水反复冲洗管中泥砂, 直到外管管内溢出清水, 然后退出内钻杆。退出内钻杆后, 用塑料管测量钻孔深度等, 并作记录。

三、灌浆工艺

1.准备灌浆设备, 如搅拌机、压浆泵、磅秤等。

2.配制砂浆

为了使砂浆能在灌浆管中流通, 并使砂浆的强度达到设计要求, 宜用灰砂比1:1或者1:0.5 (重量比) , 水灰比0.4~0.5。水泥宜采用425普通硅酸盐水泥, 砂宜选用中砂并要过筛。水泥、砂、水按配合比在搅拌机中拌合均匀。为避免大块材料厂堵塞压浆泵, 砂浆需经过滤网倒入压浆泵。小孔径锚杆在必要时, 可使用纯水泥浆灌注。

3.灌浆

一般采用1根Ф30 mm左右的钢管 (或胶皮管) 作导管, 一端与压浆泵连接, 另一端与锚杆钢筋同是送入钻孔内, 距孔底应预留约0.5 m的空隙。灌浆管如采用胶管, 使用时应先用清水洗净内外管, 开动压浆泵将搅拌好的砂浆注入钻孔底部, 自孔底向外灌注。随着砂浆的灌入, 应逐步地将灌浆管向外拔出直至管口。这样灌注可将孔内的水和空气挤出孔外, 以保证灌浆质量。用压缩空气灌浆时, 压力不宜过大, 以免吹散砂浆。灌浆完成后, 应将灌浆管、压浆泵、搅拌机等用清水洗衣净。

灌浆应注意如下几点:

(1) 搅拌过的浆液需按其配合比, 直接均匀地填充到锚固段;

(2) 必须保证锚固体保持连续密实;

(3) 在浆液硬化之前, 不能承受外力或由外力引起的锚体移动, 如图2所示。

灌浆锚杆原则上要加压。在通常钻孔中会使用注浆塞, 即在压力灌浆时将帆布塞膨胀起来, 这样在锚杆体内的浆溢不出来, 保证了浆液的压力。特别在涌水地基中, 能使锚杆保证施工质量。另外, 没有采用二次灌浆的方法。在灌浆的锚固体内留有一根灌浆管, 在初凝24 h后, 再灌一次浆液。使原先的锚固体在压力灌浆下产生裂缝, 并用浆液充填以提高灌浆的质量。

四、张拉锁定

在灌浆完成后, 应对锚杆养护7~8天。当砂浆的最终强度达到70%~80%时, 用千斤顶进行张拉固定。初期张拉的力度取决于张拉力的可能松弛度以及锚杆所需的有效张拉力。为避免张拉对邻近锚杆的影响, 应尽量采用跳张法 (隔一或隔二张拉) 。锚杆张拉需定时分级加荷载, 张拉中应由专人进行操作、观测和记录, 并画出锚杆荷载的变位曲线图。当拉杆预应力变化不明显时, 即可锁定锚杆, 张拉锁定的有效应力要与设计值相符。当锁定锚杆之后, 如果预应力没有明显的损失, 则需要进行补偿张拉。

五、结语

随着城市化进程的加快及城市空间实现最大化的利用, 高层建筑地下部分逐渐向更深、更广的方向加快速发展, 这就要求深基坑支护施工必须跟上施工难度的要求。即降低造价、降低地下污染、减少施工工程对附近环境的影响、确保周边道路管线安全、确保施工工程附近建筑物及环境安全、确保高层建筑地下室施工安全、确保建筑自身结构安全等。将锚杆施工技术用于深基坑施工中, 其意义在于提高了基坑支挡结构的稳定性, 最大程度规避了深基坑变形, 最终实现了我国工程整体施工质量的提高。

参考文献

[1]林在贯.高大钊等.岩土工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1995.

透水土层中基坑围护结构的选型 篇4

往往在轮廓不规则、开挖深度不大、面积较小的基坑工程中,考虑到施工的方便性、灵活性以及造价等因素,钻冲孔桩+内支撑的型式比较多用,但是随着越来越多的基坑工程实践结果表明,虽然灵活性、造价等是影响基坑工程的重要因素,但是基坑开挖深度范围内所处的土层以及基坑底、围护结构底所处的土层才是决定围护结构型式的关键所在,如果在围护结构选型问题上没有认清本质,即使选用了灵活性高、造价低的围护结构,反而会造成工期延误、总造价提高。下面结合实例针对透水土层中的围护结构选型,重点讨论一下针对地下连续墙与钻冲孔桩在透水土层中的取舍。

1 工程概况

某市政用提升泵站,拟建场地原为池塘、农地及空地,周边环境空旷,场地范围内地质构造简单,无断裂发育。

提升泵站基坑采用明挖法施工,基坑深约10.2～11.5 m,围护结构外包尺寸约为16.8 m×27.24 m,所处土层从上到下依次为人工填土层<1>、粉质粘土<2-4>、淤泥质土<2-1B>、粉质粘土<2-4>、砾砂<3-21>、残积层<5-2>、岩石全风化层<6>,其中基底以上砂层较厚,本基坑基底处于砾砂层中。

由于拟建场地周边环境较开阔,该工程又地处偏远乡镇,工程机械种类比较简单,结合施工工期影响以及施工的灵活性,基坑支护方案采用了钻孔灌注桩+混凝土内支撑的支护形式,桩间设旋喷桩止水。

采用理正基坑软件,对基坑围护结构进行计算分析,在满足整体稳定、抗管涌等条件下,围护结构各参数如下:围护桩采用1 000 mm@1 200 mm钻孔灌注桩,围护桩顶部设置1 000 mm×1 000 mm的冠梁,采用内支撑系统,设置一道钢筋混凝土支撑,截面为600 mm×1 000 mm,支撑在冠梁上。见图1～图2。

基坑开挖过程中拟采用基坑内降水,采用降水方法降低地下水位后,在抽水影响半径范围内土体会产生新的固结,从而引起地面沉降,但降水是必不可免的工程措施,所以设计要求,围护桩底需穿透砾砂层进入到相对不透水层,桩间止水的旋喷桩同时亦进入相对不透水层,与围护桩同长,这样可以通过既将基坑与外界的水源切断联系,又可以通过基坑内降水将开挖范围内的地表潜水排出基坑,保证基坑顺利到底,保证主体结构安全施作环境。

2 工程中出现的问题与解决方案

2.1 周边环境改变

由于施工筹划、施工工期等原因,原本基坑周围较开阔的场地,在围护结构施作完成后,基坑开挖前已经施作完成了地面配套用房,最近的配套用房距离基坑最近仅5 m。

另外,距离基坑大约50 m外的农用灌溉渠正值农忙期,在蓄水灌溉,导致基坑所处位置地下水位升高。

2.2 围护结构止水的效果不佳,降水引起周边地面沉降

在基坑开挖过程中为了保证正常的施工,施工过程中随着基坑开挖,在基坑内进行了降、排水,虽然基坑周边已经存在配套用房、周边水位已升高,考虑到围护结构桩间采用了旋喷桩止水,降排水仅针对基坑范围内的土层潜水,开挖初期认为对周边环境影响不大。

在逐渐开挖过程中发现,桩间止水在砂层中的成桩效果不佳,个别桩间存在渗漏点,针对渗漏情况,按照设计中明确的应急方案,施工方对桩间的渗漏点进行了引流和封堵处理,但是随着基坑深度不断加深,渗漏点不断出现,且水压逐渐增大,应急措施已经不能保证正常的施工安全,而且原有渗漏点处开始由清水转为涌砂的情况,基底残积土遇水后亦开始软化,基坑周边的地面也出现了局部裂缝,虽然周边房屋没有出现沉降,但是此种情况持续的话,可能会出严重的后果,故开挖暂停,并对基坑回灌,保证周边地层中的地下水和砂不继续涌入基坑,从而暂时保证周边建筑物安全和基坑的安全。

现场桩间漏水情况如图3。

针对上述的情况,设计及时增加止水措施方案,在渗漏点的围护结构外侧增加局部密排旋喷桩止水,旋喷桩自冠梁底至相对不透水层,同时施工方在施作过程中改良旋喷桩工艺,止水措施完成后,继续开挖,在开挖至基底时,局部桩间又出现渗漏,但渗漏点数量较少,继续采用增加旋喷桩的措施对局部桩间止水,最终基坑安全开挖到底,并再无渗漏点出现。

3 由工程中的实际问题引发的对围护结构选型的思考

在上述的实际案例中,对钻冲孔桩与旋喷桩配合的围护结构在砂层中的止水效果有了一个直观的认识,其中出现的问题主要是围护结构的止水效果不佳,导致施工暂时停滞,并根据实际情况增加了止水措施。

结合广东地区的工程经验,上述的围护结构形式也有很多一次开挖到底的成功案例,甚至在卵石层中,采用上述措施,也可以基本做到无渗漏点,但是成功的案例往往都存在着围护结构桩外侧成功的止水措施。

只是本文的案例是在渗漏无法控制的情况下增设止水措施,而很多成功的案例是外围密排或多排旋喷桩在开挖前一次施作到位。从工程投资上讲,本文案例中第一次开挖之前的投资是最节省的,仅采用了桩间止水,后续开挖过程中逐渐增加止水措施,见缝插针的止水措施仍然是在间接的控制成本,同时也起到了止水的效果,但是最终开挖到底后统计结果,止水措施的数量仍然很大,总的投资基本与其他成功案例中采用的密排止水数量相当,工期上也停滞了不少时间。

上述不论成功案例还是本文所述的后续增加止水措施的案例,都说明了一个问题,在透水地层中如果采用了围护结构桩支护,那么一定就要在外围设置止水措施,而止水措施的成功与否又和止水措施的数量与施工工艺有关,同时又牵扯到是否存在特殊的外部环境、是否有娴熟的施工技术,根本上取决于止水措施的施工工艺在多变的环境中能否适应、并成功施作止水措施。

透水地层中采用上述围护结构形式到底是不是最具有技术与经济合理性?从技术合理性方面考虑,为了有针对性止水,会采用逐渐增加止水措施的方法,这样可能会造成如果一旦止水不及时基坑的安全受到威胁,而有时为了一次止水到位,又会一次性投入大量的措施;从经济角度上讲,无论是成功案例还是施工过程中需要不断增加止水措施的案例都反映出止水措施的投入较多。基本可以认为,在仅靠桩间止水不能满足基坑止水又需要额外增加止水措施的情况下,这种围护桩+止水措施的形式并不是最优的选择。

4 地下连续墙与钻冲孔桩的对比及引申

围护结构采用桩的形式,从灵活性、适用性的角度看,当然不失为一种经济的选择,但是地质条件和施工技术不能满足一次性止水成功的条件下,需要不断的增加止水或一次性大量投入止水措施,对工程进度及投资都有不同程度的影响,这就要从选型阶段再来分析围护结构的其他形式是否适用,本文挑选了止水效果好的地下连续墙与钻冲孔桩进行对比。基本的对比如表1。

从表1不难看出,在技术角度上,地下连续墙无论从止水效果、结构受力都优于钻冲孔桩,而选择桩做围护结构,主要是考虑桩比连续墙工艺简单、施工进度快、单桩造价低,而且不需要大型的高要求机械。

但是桩间的止水措施,往往没有被当做重要的考虑因素,而桩间的止水效果不佳,恰恰又将桩的造价低以及施工进度快的优点给抹杀,甚至在某些条件下对工程造成制约。

这样比较下来,其实地下连续墙仅仅与钻冲孔桩相差在了机械要求高这一点上,但是地下连续墙的止水效果和对基坑安全的保证又是钻冲孔桩不能相比的,结合本文实例,基坑围护结构选择钻冲孔桩+止水措施,最终造价约200万元,而选择地下连续墙做围护结构造价估计约为220万元,费用主要多在了大型机械进场上,而像本文所述的案例,可能在其他的条件下,止水措施还会增加,最终投资很有可能超过220万元。

当然,不同的工程会面临很多不同的条件,通过简单的对比并不能将所有的工程涵盖,本文所述的内容,只是从止水措施一方面引申出的对比,而目前存在的多种多样的围护结构形式,随着社会发展,施工技术不断提高,各种围护结构形式的优缺点会越来越多的体现出来。

5 结束语

随着近年来地下工程的飞速发展,地铁车站、地下商业街等大型地下工程的不断涌现,同时更多的小型基坑工程也在不断增多,围护结构选型在工程领域中显得越来越重要,不同的外部条件决定了不同的应对措施,需要工程建设者们在实际工作中不断总结与思考,针对不同的条件提出最优的围护结构方案。

参考文献

[1]建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)

高原冻土层的通信光缆埋设 篇5

1引言

高海拔地区气候寒冷缺氧, 俗称“一年无四季但一天有四季”, 多变化是高原气象特征;高原群山连绵, 雪山冰川沼泽密布, 植被种类稀少, 生态脆弱是高原的地貌特征。海拔4000米以上地区北坡或无阳光照射的地段气温相差9摄氏度, 昼夜温大, 海拔4500米以上地区常年冻土层在60厘米以上。自然灾害有暴雪、冰雹、大风、雷电、暴雨、泥石流, 干滑坡、鼠害等, 无疑给埋设光缆造成极大的安全隐患。为解决西藏通信传输大通道问题, 藏区通信工作者于上世纪90年代中期开始建设拉萨至日喀则地区 (沿岗底斯山脉) 二级干线埋设光缆工程的实验工作, 经历2年多的建设运行实验积累了大量的设计、施工和维护实践的安全理论数据, 为国家一级干线网光缆建设翻越青藏高原唐古拉山口奠定了基础。兰州—西宁—拉萨光缆通信传输一级干线于上世纪90年代末期建成开通, 从此西藏结束了信息闭塞的历史, 迎来藏区各条SDH光环路保护传输网的建成, 为服务西藏经济社会的发展发挥了重大作用。笔者小结藏区高原冻土层光缆建设实践之体会, 希望予同行以参考。

2高原埋设光缆设计

2.1勘察路由选择

路由选择地势相对平坦的南面或阳光照射时较长的被阴地段, 沿公路或山边作为首选路由, 埋设深度根据当地气象资料冻土层下, 避免冻土层冬季结冰地隆凸, 夏季解冻地下凹, 给光缆带来损坏。避开山顶防止雷击损害, 受地形所限可在公路边沟底部作为己路由选择。冻土层相对较浅, 可大大节约建设成本, 更能保障光缆安全。

2.2穿越公路

埋设光缆穿越公路时应尽量选择公路涵洞加保护钢管穿越, 受条件限制需破路穿越应在冻土层下加钢管保护套埋设。

2.3穿越河流

尽量选择桥梁上眉加保护套穿越, 无桥梁条件时选择河道较平坦段河床坚固基底下开槽50-60厘米加钢管保护套埋设并用混凝土浇筑。

2.4穿越泥石流地段

在地形受限无法避开的情况下, 选择上方泥石流末端相对较稳定地质作为埋设路由, 采用钢管保护套深埋处理, 并用混凝土包封保护, 避免滑坡造成光缆损害。

2.5穿越干滑坡地段

干滑坡其地质结构由冰雪融化岩石裸露, 受大雨风暴雪影响风化形成碎石或碎片石脱落, 顺山谷夹带少许泥砂自然堆积的山体, 自然缓慢下滑, 受风力、雨雪或震动滑坡速度聚增造成灾害, 埋设路由应选择距干滑坡堆积物下方基础端, 平行间距1.5米处选择埋设路由埋深1.2米以上较为安全, 采用钢管保护套敷设, 同时用凝土全包封加固处理。

2.6光缆外护套材料选择添加防鼠咬成分物质制成的光缆埋设, 避免鼠害影响。

3高原埋设光缆工程施工

高原施工严格按照埋设光缆施工规范作业外, 应特别注意以下几个重要环节。

3.1施工前现场复勘是确保光缆线路安全运行的首要条件。一般设计勘测工作在夏秋季节进行, 施工多数时间春夏之交开工秋冬季之交结束。经过冬季风雪冰冻浸袭后部分地貌已发生改变, 因此进行现场复勘交底, 必须对在一年四季内发生地貌动态变化的埋设路由段, 提请设计修正, 指导施工, 才能在竣工后运行安全可靠。

3.2施工前走访当地气象部门, 索取工程全线不同海拔冻土层深度地质资料, 确保工程全线埋设光缆在冻土层下30厘米才是光缆的安全开沟深度, 调整设计沟深及剖面以指导施工。

3.3开挖埋设光沟时应当保护施工段面生态环境, 高原地区高寒缺氧生态脆弱, 植被损坏需要几十年或上百年时间才能恢复, 有的物种槽破坏是不可逆的, 如草原上开沟表皮层草垫5-10厘米厚经历几百年时间才行成, 一但破坏这条光缆沟将无法再现青草地, 经雨雪冲刷很可能形成水沟, 对光缆安全受到雪威胁。因此施工中必需注意保护好, 开挖时按开沟宽度将草垫切块起出放在安全地带, 再挖沟, 埋缆回填后再将草垫还原盖在缆沟上面, 几年后就能与草原连接成一体, 既能保护生态环境同时也保护了光缆。

3.4穿越公路时尽可能选择公路涵洞顶部加钢管保护套固定穿越, 降低洪水夹带泥沙石块碰撞光缆, 提高安全性。受地形条件限制需破路穿越时公路管理部门联系现场指导, 在特定气象条件内限时完成切割开挖到冻土层下30厘米处预埋钢管, 快速回填压实。切记表层土不能回填到冻土层中, 避免夏季冻土溶化形成烂泥坑 (翻浆路面) , 既损坏道路交通又对光缆安全带来隐患。有的地段受地形条件所限, 当设计在公路边沟下方敷设光缆时, 可在公路边沟底部下方开挖50-60厘米深埋设。一般这种地段为岩石冻土层相对较浅, 不易被滑落巨石压断光缆, 可大大节约建设成本, 更能保障光缆安全。

3.5穿越河道选择桥梁下游外则桥壁加钢管保护套固定桥壁敷设, 以防飞石击打或外损坏光缆。在无桥粱的河道穿越时应选择相对平坦河床作路由, 开工前做好预案选择时机, 避开复季丰水期施工。开挖至河床坚硬基础下40厘米埋设钢管保护套, 采用混凝土浇筑至河床坚硬基础平行为止, 切勿过高形成慢水坡会遭洪峰巨石撞击浇筑物体损坏光缆, 甚至因它阻碍石块下泻引发河床改道给光缆线路造更大危害。敷设光缆时在河道两岸做光缆盘留埋设, 防止因气象温差和洪水冲刷河床移位引障碍。在河提两岸开挖S形缆沟敷设, 防止光缆受应力断裂。

3.6穿越渗水地段, 这种地貌不易被勘察时发现。在夏秋节施工发现有少量地下水渗透地面路线段, 提请设计单修正光缆敷设路线绕道处理。渗水地貌因挖沟破坏了冬季地水下降经地下网管渗透流动的路经, 冬季时地下水会沿光缆沟渗透结冰隆凸逐增高形成冰土堆, 受上隆应力影响将光缆顶断, 夏季到时冰堆融化水量增加带走泥土形成渗水坑, 周而复始对光缆为害较大。

3.7穿越经常发生泥石流地段, 在地形受限无法避开的前题下, 选择在泥石流上坡段, 泥石流末端相对较稳定地形路线用档板支撑开挖1.2米缆沟深, 采用钢管保护套敷设, 用混凝土全包封保护, 浇筑混凝土护坡坎, 避免滑坡造成光缆损害。

3.8穿越干滑坡地段, 干滑坡其地质结构由冰雪融化岩石裸露, 受大雨风暴雪强对流气象影响而形成风化, 脱落碎石子或碎片石顺山谷夹带泥砂自然堆积的山坡体, 呈自然缓慢下滑运动, 受风力、雨雪或震动滑坡速度聚增造成滑坡灾害。当埋设路线无条件避开时, 应当选择距干滑坡堆积物下方基层端平行间距1.5米处, 先支撑好护坡档板才能开挖缆沟, 随开挖深产增加随时调整加固支撑档板高度, 循序渐进开挖, 防止山体滑坡造成不可逆的自然灾害。当缆沟深度达到1.2米时, 采用钢管保护敷设光缆, 同时用凝土全包封加固至沟面, 再浇筑混泥土护坡上端越山体30厘米, 下端与缆沟混凝土包裹连接成一体, 让山体滑坡物体通过光缆沟混凝土全包封顶端下卸到山谷, 确保光缆安全。

3.9做好埋设光缆线路穿越雷暴区地段的防雷措施

(1) 光缆敷设前采取的防雷措施

光缆线路应尽量敷设在雷击活动相对较少的平原地区或整体土壤电阻率较低的地域, 如必须经过山地, 应力求避免敷设在山顶上。

在雷电灾害频繁的地区, 根据具体情况, 可安装防直击雷效果较好的架空避雷线, 也可采用非金属加强芯或超厚PE外护层光缆。

(2) 针对光缆金属构件的防雷措施

为了防止光缆接头处产生电弧放电, 宜对其接头处金属构件采用前后断开的方式, 不作电气连接和接地处理, 但应在其接头处将缆内金属物件短接为一体, 以均衡电位。

为避免一次雷击通过金属构件传输而造成多处雷击故障, 可在光缆接头处将缆内金属构件作电气连通, 并在接头处均做集中接地处理。

3.10高原光缆光纤接续应注意的几个问题

(1) 接续中注意的问题

1) 接头环境尽量避免灰尘过多的场合, 以免造成切割好的光纤断面污染。

2) 待光纤热塑保护管完全冷凝后再往接头托盘上的接头卡槽中放置。

3) 当光纤接续完毕后, 应安置好接头盒中的光纤, 不能出现光纤曲率半径过小的现象, 以免加大弯曲损耗。

4) 光纤的每个接头损耗衰减保证不大于0.1d B, 利用光时域反射仪进行接续的监测和系统测试, 并将测试曲线的数据打印出来, 测得的曲线应看不到明显的接头阶段。

5) 注意光缆接头盒的防水处理, 外缠防水胶带, 以免雨水进入接头盒。

(2) 高原光缆接续存在的问题

1) 高原气候变化无常, 一天内经历春夏秋冬四季。

2) 风沙、雨水、冰雹、大雪、尘土等污染重。

3) 气温低熔接机无法能正常工作。

4) 接续损耗衰减值不达标。

(3) 解决高原光缆接续方案

1) 光缆接头尽量选择靠近公路或地势相对平坦地段处接头, 方便施工和维护, 接头处光缆盘留长度足够移位接续所需要求的长度。

2) 选择较宜接续的气象日进行。

3) 准备厢式工程车或帐篷, 用以克服恶劣的自然环境, 在车厢或帐篷内进行光缆接续作业, 以起到保温和防尘污染的作用。

4) 使用小型发电机提供热源为光缆接续作业提升室内温度, 确保接续损耗衰减达标。

建设占用耕地表土层的再利用 篇6

土地作为经济建设的承载体,在经济发展中发挥着极其重要的作用,土地资源的不可再生性,决定了“保障科学发展、保护耕地红线”的总体目标和要求,新形式下如何充分利用有限的土地资源解决“既要建设、又要吃饭”的问题,是土地资源管理者学习和实践科学发展观的重要体现。

贵州省位于我国西南,土地总面积17.62万km2,处于云贵高原向东部低山丘陵过渡的斜坡地带,为四川盆地和广西盆地之间的一个强烈岩溶化的高原山区。耕地面积490万hm2,占全省土地总面积的27.84%。城镇化水平仅为17.21%。由于城镇化建设、地质灾害点搬迁及企业项目建设等在使用土地时,大都只注重土地的承载作用,而忽视了耕地表土层的利用价值,直接将耕地表土层用于场地平整,导致大量精耕细作的表土层,特别是珍贵的水稻土表土层资源被破坏。在山地多平地少的地貌条件下,不可避免地占用了部分土地平整、土地肥力较好的村镇周边土地,人地矛盾日益突出。因此本文从集约、节约利用土地资源角度,浅谈建设占用耕地表土层的再利用。

2 贵州省耕地现状

2.1 土地资源稀缺,供需矛盾尖锐

贵州省土地资源以山地、丘陵为主,平坝地较少。山地面积为10万km2,占全省土地总面积的61.7%,丘陵面积为54197km2,占全省土地总面积的30.89%;山间平坝区面积为1.3万km2,仅占全省土地总面积的7.5%。人均占有量仅0.5hm2,低于0.78hm2的全国人均水平。人均耕地0.138hm2,仅是世界人均耕地0.25hm2的55%。除去现有耕地中不宜作耕地部分,人均耕地实际上仅0.11hm2。全省现有耕地中83.5%为中低产田土,90%以上位于山区丘陵地区,耕地总体质量差、生产力低。贵州省人口每年以50万的速度增长,而耕地却以每年0.7万hm2的速度减少,人地矛盾、吃饭和建设的矛盾日益突出。

2.2 建设用地增加,后被资源不足

2007～2009年贵州省人民政府批准建设用地面积分别为1598hm2、1634hm2和2816hm2,建设用地以24.83%年平均速度增长。贵州省271.33万hm2未利用土地中,荒草地面积为55.51万hm2,仅占未利用土地面积的20.46%,其余多为裸岩石砾地和田土坎。荒草地多分布在交通闭塞、远离村寨的陡峭山坡,土层浅薄,农业开发利用所需投入较多,难度较大。此外全省耕地后备资源公8.08万hm2,且分布零散,开发潜力有限。

2.3 陡坡耕地多,水土流失严重

贵州省现有耕地面积中,15°以上的坡耕地约占耕地总面积的49.82%,25°以上的徒坡耕地占19.48%,贵州省不少地区(如六盘水市、毕节地区)陡坡垦殖尤为严重,坡耕地中的82.1%未梯化。贵州省水土流失总面积为7.3万km2,占土地总面积的41.54%,其中强度流失8016 km2,占4.55%;极强度流失1322.4km2,占0.75%。全省年土壤流失量2.5亿t,年均土壤侵蚀模数1432t/km2·a。

2.4 建设占用耕地,表土层利用粗放

受建设占用耕地实施表土层剥离再利用管理成本投入大、项目工期延长、近期效益不明显等因素影响,贵州省90%以上建设占用耕地表土层都没有进行剥离再利用,按2009年省人民政府批准耕地1644hm2为参照,以此比例推算,没有进行耕地表土再利用处理的耕地约有1479hm2。此外建设占用耕地表土层利用比较粗放,用地方取得合法用地批文,土地征收交付后,挖土机进场直接将耕地表土层用于场地平整,大量有机质含量高、土壤肥力好的表土层被破坏,造成了表土资源的浪费。

3 建设占用耕地表土层再利用的实施

3.1 提高认识,积极倡导

《中华人民共和国土地管理法》第三十二条明确规定:“县级以上地方人民政府可以要求占用耕地的单位将所占用耕地耕作层的土壤用于新开垦耕地、劣质地或者其他耕地的土壤改良”,对建设占用耕地表土的再利用,是严格执行土地管理法律法规,加强土地资源节约、集约利用的根本出发点。应从保护节约土地资源,坚持土地基本国策的高度,积极倡导建设占用耕地表土的再利用,实现耕地表土剥离再利用工作从理论向实际运用转变。

3.2 健全制度,严格要求

从土地资源可持续利用的角度出发,应将建设占用耕地表土层再利用工作制度化,严格加以要求,按照“谁占用、谁负责、谁剥离”的原则,制定法律法规明确土地管理部门和用地单位的责任,向占用耕地单位增收耕地表土剥离保证金,督促用地单位严格实施。

3.3 加强资金管理,保障实施

建立建设占用耕地表土剥离和优质耕作层保护利用专项资金,开设表土剥离专项资金专户,实行专项资金“收支两条线”管理。表土剥离专项资金纳入财政预算管理,国土资源管理部门根据耕地表土剥离情况,在年末编制下一年度资金使用计划,财政部门根据国土资源管理部门上报的年度资金使用计划,经审核后,安排财政专项资金预算。

3.4 表土剥离再利用的工序

建设占用耕地表土层从剥离到覆土利用,根据耕地表土层再利用的自身特点,结合土地开发整理复垦项目工作程序,大致流程如下图1。

同时在实施表土剥离工序时应遵循以下原则。

(1)表土剥离不宜过深,以免造成人、财、物的浪费。根据贵州省土壤实际,剥离耕地表土层一般选取20～30cm。按照土壤剖面结构和土壤熟化程度,根据表土层有机质含量随厚度增加而减少的规律,水稻土表土层剥离不超过40cm,并将表土层10cm的耕作层和10cm以下的表土层分开,以达到表土层利用效益的最大化。

(2)覆土表土坡度不宜过大,避免局部聚水。覆土由于是外来客土,在实施覆土时应充分考虑到表土的沉降量,形成的地表坡度不超过2°为宜,以保证大气降水均匀的分布,不破坏客土的透气和保水性能。

(3)存储剥离表土不能堆放过高,并且应分层堆放。按照耕作层、犁底层和心土层自上而下分层堆放,条件允许的可分层单独堆放,避免熟土与半熟土交叉污染。在堆放场堆放时,堆放高度一般为5m,最高不超过10m,防止水土流失和土壤风化,堆放场压实并加盖防护措施。

(4)对堆放表土层进行保肥培肥处理。存储表土在未使用时,应在分层堆放的表土上种植培肥有机作物,并定期浇水,防止剥离表土失水风化。

(5)加强覆土地块管理。新覆土土层比较脆弱,要加强对验收合格耕地进行培肥管理,按照属地管理的原则,通过承包方式确定使用权,及时加以利用,签订管护合同,落实好管护责任人,避免抛荒闲置。

3.5 因地制宜,科学实施

实施建设占用耕地表土剥离再利用不能僵化的使用同一标准,要因地制宜地对剥离耕地表土进行综合分析,重点对建设占用城市周边、村镇周围菜地、水田及耕地等精耕细作土层进行剥离。对于线性工程占用的山区贫瘠耕地表土可不要求剥离使用,以减少人力、物力和财力的浪费。与此同时,在对剥离表土层进行覆土利用实施过程中,要对覆土区域的耕作条件进行比选,避开地质灾害隐患点,尽量安排在交通便利、农田水利设施相对完善的土地整理区或中低产田区,便于管理和养护,以达到改良土质、优化结构的目的,为农业增产、高产奠定基础。

4 结语

建设占用耕地表土再利用工作十分艰巨,不仅需要国土部门监理,同时也需要上级政府部门及土地管理部门自上而下的纵向政策保证,和国土、水利、环保、农业等部门的横向协作。目前这项工作投资大、见效慢,但从长远来看,从保护耕地、集约利用土地资源的角度出发,建设占用耕地表土再利用工程,将为我国实现耕地总量动态平衡向耕地质量动态平衡转变提供行之有效的途径。

参考文献

[1]全国人民代表大会常务委员会第十一次会议.中华人民共和国土地管理法[R].全国人民代表大会常务委员会第十一次会议,2004.

[2]余姚市国土资源局.浙江省余姚市建设占用耕地表土剥离和优质耕作层保护利用实施办法[EB/OL].http://www.zjdlr.gov. cn/tdzl/news/juti.aspx?N_id=5733.

[3]国土资源部.关于推广吉林省开展被占用耕地耕作层土壤剥离工作有关做法的通知国土资厅发[2006]46号[EB/OL].http:// www.mcgt.cn/html/ zhengcefagui/xingzhengguizhang/2008/ 1230/855.html.

[4]贵州省国土资源厅规划部.贵州省土地利用现状及供需形势定量分析[EB/OL]http://www.gzgtzy.gov.cn/gzlr/Art cle/displaycontent. asp?id=21342

[5]姜爱强.对建设占用耕地表土剥离进行再利用的思考[EB/OL] http://www.gtzy.net/wskt/kjcggt/200708/778.html.

[6]浙江省舟山市人民政府办公室.舟山市建设占用耕地表土剥离和优质耕作层保护利用实施办法.[EB/OL]http://www.chinalawedu. com/ new/1200_22016_/ 2009_6_ 30_zh1677285439036900212238.shtml.

降雨量对不同土层土壤水分的影响 篇7

1 材料与方法

1.1 研究点

研究点位于福州农业气象试验站, 地处福州市东部, 气候属亚热带季风气候, 光照充足, 雨热同期, 研究点土壤为砂粘土, 表层植被为草本植物。

1.2 仪器与方法

通过布设自动土壤水分观测仪, 来观测10~50cm的土壤体积含水量、土壤有效水分贮存量等土壤要素。研究采用2013年自动土壤水分观测站数据以及气象站的降水量数据, 用来对比分析2013年福州市几次降水个例, 研究降雨量对不同土层土壤水分变化的影响。

2 结果与分析

2.1 小雨对土壤水分的影响

选择10月8日~9日以及12月9日~10日的2次小雨过程进行分析, 过程雨量分别为3.8mm和9.7mm。从图1可以看出, 10、20、30cm土层土壤的体积含水量在降水之前一直是一个下降趋势, 降水后1h内, 10cm土层体积含水量即开始上升, 其中10月8日从13.3%上升到最高13.7%, 上升幅度不大, 而12月9号有一个明显的上升, 从14.5%上升至最高19.1%, 待小雨结束后, 又慢慢开始下降;20cm土层体积含水量在10月8日没有受到降水影响, 始终稳定下降, 而12月9日的过程对其影响也不大, 仅仅稳定了一段时间避免下降, 两次小雨过程没有对30cm土层体积含水量中造成影响。因而小雨对土壤水分的补偿作用不明显, 只能对10cm土层的水分进行补充且效果有限, 并不能有效改善10cm及以下土层的水分含量。

2.2 中雨对土壤水分的影响

选择2月5日、11月2日至4日以及11月22日的3次降水过程进行分析, 期间日最大雨量均达到中雨级别, 过程雨量分别为28.5、23.2、12.2mm。从图2可以看出, 2月5日降水开始以后, 10、20、30cm土层土壤的体积含水量均出现了明显的上升, 因降水过程持续时间较长, 虽后期雨量较小, 但40、50cm也出现了缓慢上升, 这说明在上层土壤水分含量较为饱和及重力下渗共同作用下, 中层土壤水分也能够得到一定补充。11月2日前近一个月无太多降水, 土壤中有效水分贮存量几乎为0, 本次中雨降水过程过后, 10cm土层体积含水量出现明显上升, 而20cm土层在3号21:00以后也开始缓慢上升, 30cm土层仍没有明显变化。说明在长时间没有太多降水, 土壤中水分亏缺严重的情况下, 本次中雨 (23.2mm) 降水过程能够对10cm土层土壤水分进行有效补充, 但对20cm土层补充效果十分有限。11月24日在降水开始以后, 10、20cm都出现了较明显的上升, 这是由于经过前期几场降雨, 10cm土层中已经贮存了一定量的水分, 当10cm土层中水分达到饱和后, 土壤中的水分通过重力作用下渗到20cm对其进行补充, 30cm土层水分含量略微有所上升。

2.3 大雨对土壤水分的影响

选择4月17日至21日的降水过程进行分析, 18日雨量为40.9mm达到大雨级别, 过程雨量为52.4mm。从图3可以看出, 18日降水开始以后, 10~50cm各层土壤的体积含水量先后出现了明显的上升, 因降水强度较大且处春雨季, 10~30cm土层土壤中有一定水分贮存积累, 使得降水通过重力下渗到40、50cm土层, 该次降水过程对表层和中层土壤水分的补偿作用较为明显和有效。

2.4 土壤水分对降水的响应

由表1可以看出, 10cm层对降水响应最为迅速, 1h内即有响应。小雨仅能对10cm土层有一定补充, 而中雨也只能影响到10、20cm 2层, 4月18日和7月13日2次大雨, 土层响应速度差别较大, 这是由于4月18日大雨前, 土壤中有一定水分贮存, 降水后表层土壤迅速达到饱和, 水分很快逐层下渗, 10~50cm各层土壤响应时间均很快;而7月13日降水前已持续16d无明显降水, 土壤中几乎无有效水分贮存, 因此虽然降水量较大, 但由于前期土壤水分亏缺严重, 表层土壤对降水吸收较多, 需吸收一定时间达到饱和, 随后才开始往中层渗透, 下渗量相对4月18日明显减少, 因此20cm及以下土层响应时间明显延长。

3 结论与讨论

降雨量是土壤水分得到补充的重要来源, 对于砂黏土, 小雨仅能对10cm层起到补充, 中雨能够对10、20cm进行补充, 而更深层的土壤水分则需要中雨以上的降水量或者累积量才能进行有效的补充。

10cm土层对降水响应时间最快, 在1h内即有响应, 而10cm以下土层对降水的响应受到降水量大小土壤自身水分贮存量的共同影响, 响应时间及土层深度差别较大。

在长时间没有明显降水的情况下, 中雨及以下级别的降水仅能改善1~20cm土壤水分含量, 在农业生产中可以根据降雨量大小以及无明显降水的持续时间来进行灌溉, 控制土壤中的水分, 以达到农作物生长对水分的需求量。

参考文献

[1]胡江波.汉中市汉台区土壤水分变化规律研究[J].陕西农业科学, 2011 (5) :94-95.

[2]周羽, 冯明.利用自动站逐日降水量实时估测土壤墒情[J].中国农业气象, 2009, 30 (增刊2) :230-232.

[3]宋孝玉, 康绍忠, 沈冰, 等.黄土沟壑区不同种植条件下农田土壤水分动态变化规律[J].水土保持学报, 2003, 17 (2) :131-135.