1.身份证:37290119860205xxxx;2.身份证:37132819910706xxxx
摘要:我国水利工程所处区域,普遍特点就是湿度大,软土地基较多,软土地基承载性差、地基强度不够、含水量大,一旦处理不当,就会影响整个水利工程的稳定性、可靠性、安全性。因此,进一步研究软土地基处理方法,对提高我国水利工程整体施工质量,促进水利事业的可持续发展有巨大的现实意义。
关键词:水利工程;软土地基处理;方法
1软土地基的特性
软土地基指的是含有大量有机物质,且强度较低、可压缩的土层,其结构的稳定性较差,在外界环境发生变化时地质结构就会遭到破坏,此时软土地基将会因流动而变形,引起地基的沉降,水利工程也会出现各种类型的病害。水利工程受到的力比较复杂,主要包括自身重力和外界的应力,同时还会向软土地基施加巨大的压力,随着时间的推移软土地基也会逐渐发生沉降,致使水利工程的性能无法完全发挥出来,所以在软土地基上进行水利工程的施工需要做好强化加固处理。
2软土地基的涵义
由淤泥或者淤泥性质的软土形成的地基称为软土地基。通常情况下,软土地基包含的水分较多,凝固性较差,包含的孔洞也较多,这在很大程度上降低了软土地基的牢固性,对于水利工程施工进度也将产生较大影响。
3软土地基的危害
首先是触变性。这主要是由于,若软土地基没有受到任何压力作用,其将呈现出固态,而当其一旦受到外力作用之后,就会由传统的固态变形为流动状态。其次是低透水性。软土地基通常情况下透水性较差,水利工程在建设的过程中往往需要花费大量的时间来将其中的水分全部排出,同时,水利工程在软土地基上建设之后,沉降的总体时间非常长,多数工程建设十年之后仍旧处于沉降当中。第三是压缩性较高。当软土地基受到了较大的外力作用之后,其压缩系数非常高,压缩数值非常大,这表明,若在软土地基上建设水利工程,非常容易出现沉降情况。第四是沉降速度非常快。随着水利工程建设负荷的不断增加,水利工程沉降速度将越来越快,特别是随着当前水利工程建设规模的不断增加,该种特征更加突出。第五是不均匀性。软土地基中往往包含有大量的高分散颗粒和细微粒子,这两种物质的密度有着较大不同,这就导致即使软土地基承受的压力相同,其产生的沉降情况也有着较大不同,由于不均匀性的存在,导致软土地基中非常容易出现各种类型的张拉裂缝,严重影响水利工程建设质量。
4水利工程施工中软土地基处理方法
4.1换土法
换填垫层法就是把地基下层较潮湿、松软的土层范围清除,再应用能抵抗永久变形、性能较稳定的材料进行换填,换填后进一步进行压实。在进行施工时,可应用碎石、水利碎渣等材料实施垫层换填;对软土地基应用砂石实施垫层,可以有效增强水利工程软土地基负荷能力,还可以促使软土水分挤压排出,形成凝固状,是处理暗穴的最佳材料。应用碎石土进行垫层,应对碾压密实度、厚度进行把握;换填垫层法具有工期短、造价低廉以及操作简单等特点,在水利施工过程中得到广泛应用。
4.2强夯施工法
在工程施工过程中,针对软土基础的施工,还经常应用强夯的施工方法进行施工处理。在应用这种施工方法的过程中,通常使用80kN的施工夯锤进行施工。将夯锤吊起在6~30m高度范围内进行锤体的自由下落,通过重复不断的自由下落施工来对软土基础进行夯实。强夯施工法最主要的应用施工环境就是工程基础有大量的河流冲击或者是滨海沉积;还有一种环境就是软土中有大量的换土或者是粉土以及杂填土等土质时;上述几种工程施工环境在应用强夯施工法时,施工效果都较为明显,质量都较为优良。
4.3加载法
在水利工程施工中软基基础处理技术中,加载法的目的在于对地基施加过量的荷载,从而加速地基下沉,增加软土地基的整体强度。该基础处理技术主要通过增加应力降低软土地基中的水分,减少土壤空隙,提高地基的总压。加载法分为大气加压法和预压加载法两种。其中大气加压法是通过竖井降低软土地基中的含水量,在土层表面铺设沙土形成真空环境,由大气压力进行加载;而预压加载法是指在软土地基稳定的情况下,通过增加荷载进行预压。使用加载法需要根据施工现场的实际情况,综合比选多方案后确定是否采用。
4.4化学固结法
化学固结法包括灌浆法、深层搅拌法及高压喷射注浆法3种。灌浆法是用气压、液压或电化学原理,把某些能固化的浆液注入天然和人为的裂缝或孔隙,以改善软土地基的物理力学性质。深层搅拌法就是软土地基中搅拌掺入各类固化剂,使软土固化,深层搅拌法也是一种通用的地基加固方法。这3种方法本质上都是利用石灰、水泥等材料作为固化剂与地基深处的软土进行粘合,使得深层的软土硬化,加强软土地基的承载能力,减少软土地基的沉降,提高整个软土地基的承载能力。与其他的施工方式相比,化学固结法的施工成本相对较高。
4.5桩基法
桩基法的适用条件是:软土地基土层较厚,并且对其进行大面积、大范围的清理十分不容易时。水利技术的不断发展让桩基法的桩柱选择由原先的砂石桩和木桩、甚至是水泥搅拌桩逐渐被替换,现阶段较多采用的是钢筋混凝土预制桩。这种方法遵循这样的桩基原理:通过人工或者是机械的方式给软土地基打孔,在软土地基的空穴处注入混凝土,混凝土回放热进而产生化学反应,改善桩基周围的土质力学效应,最终有效改善地基沉降几率,地基的承载力得以保障。同时,由于混凝土预制桩性能较好、施工难度较小,成本相应地得到了降低,并且最终保证了施工质量,在水利建设中应用普遍。
4.6深层水泥搅拌施工技术
当前水利工程在对软土地基进行处理时,深层水泥搅拌施工技术有着较好的应用效果。该种施工技术在淤泥土、粉土含量较大的软土地基中可取得较好的施工效果。在具体实施的过程中,应当将现场存在的杂物等全部清理干净,并做好对应的平整作业,对于水泥的选择非常关键,尽量选择品质较好的水泥。在进行水泥深层注浆的过程中,应当确保水泥注浆管道能够畅通无阻,在施工中,需确保水泥搅拌桩的垂直度,增强对搅拌桩的检查。
5软土地基处理技术的注意事项主要内容
①在水利工程施工中应用软基基础处理技术时,需要结合有效的实验数据,依照先进的科学技术,对软土地基的土质进行检测实验,在选用处理技术时,严格根据实验数据,在有效数据的指导下进行,以此保证软基基础处理技术的准确性,也有利于提高水利工程施工质量,提升处理技术水平;②软基基础处理技术实施的过程中,需要充分考虑软土地基的承载力,结合计算机技术的分析数据,找出软土地基的影响因素,有效的分析软基水平剪切力和软基土壤热化等数据,便于技术的有效实施;③在水利工程施工中应用软基基础处理技术时,需要注意处理好深层搅拌桩,由于深层搅拌桩受季节因素影响严重,在进行施工过程中,做好深层搅拌桩,由于深层搅拌桩受季节因素影响严重,在进行施工过程中,做好深层搅拌桩的处理,充分考虑季节因素影响的施工时间等环节,保证水利工程施工建设技术的顺利进行;④结合水利工程的施工具体情况,做好地址的实地勘察和测量,勘察地质、地貌等影响数据,再结合专业的技术资料,分析出调查数据的作用,最大程度上避免软基基础处理技术对水利工程造成的经济损失。
结束语
由于水利工程是一项具有复杂性、系统性的项目,软土地基处理是水利工程施工的重要环节,所以,相关的施工人员一定要提高自己的责任心,在施工中严格按照相关的规范进行操作,加强对软土地基处理技术的重视,管理人员也要加强对施工环节的管控,及时发现问题,从而有效提高软土地基的稳定性、承载能力。
参考文献:
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