摘要:地基是整个工程的关键所在,目前,我国在软地基的处理上还没有实现彻底完善,尚存在诸多问题。所以水利工程的施工中软土地基的处理方面仍需提高,特别是在不同的施工情况下要对处理方法进行改进,才能整体提升水利工程的施工质量。
关键词:水利工程;软土地基;施工技术
1软土地基特性
1.1孔隙较大
在同样的环境下,软土和普通泥土相比,其空隙相对来说要大很多。其主要是因为软土含水量大,导致泥土颗粒之间的衔接点出现胶结现象,缺失了普通泥土的土层压实结构,从而空隙变大。
1.2透水性差
软土地基的排水能力和透水性都很差,垂直方向的水渗透参数只有10cm/s,致使孔隙承受的水压力较大,从而对地质沉降的影响很大。软土地基的建筑物自然沉降的时间要比普通土质的地基沉降的时间更长。
1.3灵敏度高
在触变性方面,运用软土振动技术来破坏软土与软土之间的结构,会极大地降低软土的强度比例。这样,软土层随即就可能产生侧面挤出、土质沉降和侧向滑动等各方面意外状况。同时,还因为软土的土层之间含水量较大和各土层之间的物理力学性质差异比较大等原因,导致其压力承载性能差、土地易出现变形等情况。
1.4压缩性强
在压缩初步阶段,软土地基的压缩曲线相对缓慢,当承受的压力超过限定范围,就会呈现下降趋势,之后又会突然出现一个下降点。由此,软土地基的压缩曲线会出现从一个突变到渐变得过程,使其具有较强压缩性。
1.5透水性差
软土地基抗剪强度保持在30kN/m2以下,透水性不高。因此造成地基的排水性能很差,孔隙水压较大,会产生地质一定程度的沉降,“覆盖”其上的建筑物沉降可能会需要更长的时间,危害的“潜伏期”因此会相对“长久”。相对于正常土层,软土的土层孔隙比率较高、灵敏性较高、压缩性高、抗剪强度弱和透水性也比较差。正是由于这些特殊的性能,软土地基在水利施工中地位重要,解决了软土问题,水利工程质量才能得到有效的安全保障。
2水利工程施工中软土地基的危害
由于软土地基具有抗剪强度低、承载力低、压缩性高、空隙性高、渗透性差、质地软等特点,因此在实际的水利工程施工中,建筑物会因此发生损害和滑动,这也是国内大多数建筑物发生滑动的主要原因。此外,在施工过程中,由于软土地基自身的特性,如果地基负荷增大或者突遭降雨,软土容重就会大大增加,剪应力增加。在一定程度上,软土地基所遭受的剪应力就会高于软土地基的抗剪强度,导致失衡现象的出现,严重危及建筑物的稳定,甚至可能会发生坍塌事故,给人们生命和财产安全带来巨大损害。
3水利工程施工中软土地基的处理技术
3.1填垫层技术
填垫层技术主要适合厚度较小的软土层,一般软土层的厚度在2~3cm时采用这种技术。这种方法在操作时需要将软土清除干净,在清除部分用更加稳定的固体材料替换,这样能够增加这部分土层的厚度。采用填垫层技术时,通常采用砂石、卵石等材料。砂石和卵石这种材料最大的特点是密度较大、受压能力强、渗水性能高。填垫层技术,能减少土层对热胀冷缩的变化程度。填垫层技术在实施过程中,最后也是最重要的一个环节是对处理过的地基进行夯实处理,否则地基的稳定性将无法达到施工要求。填垫层技术在施工过程中应注意以下注意事项:(1)材料更换时应注意选择强度较大的材料,例如砂石、碎石等材料,施工人员选择材料时应根据实际情况选择最适宜的填垫材料,同时,还要在清除软土时把周围的杂物清理干净;(2)进行填垫技术施工时要注意施工环境的清理和对填垫区域内的清理,避免在填垫时将杂物也带进去;(3)要及时排除区域内的积水避免由于积水影响地基的质量,之后就是进行地基的加固处理,在进行施工时需要根据施工标准严格按照施工程序才能够确保地基的稳固。
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3.2换土
改变土质,即在一定的支持条件下对软土地基进行换土,进而提高地基的质量。例如,用水泥代替软土水泥,在受压能力等方面都能达到施工要求。换土法有利也有弊,换土法的优点是简单直接,经过对土壤的改变和更换,能有效地提高地基质量;缺点是会受到多方面的限制,比如地理位置、成本等,所以,在采用换土法之前要对施工范围的周边进行考察,能够就近得到更换的材料的话,就在一定程度上减少了成本。如果不能就近取材,就会在运输成本上会增加很多,应考虑用别的方法来处理软土地基。要注意的是在换土之后要将土壤进行夯实,能进一步提高地基的稳定性。
3.3排水法
排水法就是将软土层中的水分排出去。这样就能改变软土本身水分高、受压能力弱的特点了。排水法一般包括真空预压、降水预压等方法,最实用的就是真空预压。在软土表层放置砂石铺设管道,用真空的装备将软土中的气体抽出,加强软土的受压能力。
3.4注浆加固法
注浆加固法是为了改善地基土体的物理性质,使地基更加牢固,所以,向地基的土体中注入可以同化的浆液。
3.4.1渗入型注浆
这种方法主要用于存在很多的裂缝或孔的地基,主要是把浆液慢慢地渗入软土地基的裂缝或孔中,使它们结为一体,以保证原来的地基结构不会受到损坏。
3.4.2劈裂灌浆
当灌浆的压力变得很大时,浆液就能抵制地基的力量和土体的力量,土体就会容易损坏,然后使原本不能使用本方法的土体能够使用,浆液的范围也会扩大软基也会被合理的处理。
3.4.3水泥搅拌法
水泥搅拌法是当前我国水利工程施工中对软土地基的处理使用的最多的方法,将水泥与水混合成泥浆,以此作为一种固化成分与软土进行混合搅拌,提高软土地基的稳定性和受压能力。在使用水泥搅拌法的时候,要先将施工范围进行清理工作,防止在与软土进行搅拌时带入其他物质。选择固化能力强的水泥按照一定的比例与水混合成泥浆。
3.5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。
3.6旋喷法
旋喷法是旋喷机具采用气压、液压、电化学等方法制造旋喷桩,提高转速,让浆液以旋喷、定喷、摆喷等喷射方式将能够固化的浆液灌注到地基介质或者水利物中,构造人工复合地基的方法。这种方式能够有效地把地基承载能力提升到较高的水平,极大的解决软土地基的建设问题。浆液有很多种,如:水泥沙、黏土水泥浆、黏土浆、聚氨酯类和其他树脂类、水泥浆、硅酸盐类化学浆液材料。旋喷注浆法在淤泥量较大、土质呈黏性、粉土、砂土、黄土、碎形土等软土地基中比较常用。但是这种方法对一些有机质成分较大的地基没有太好的地基加固效果,所以处理要相当慎重,尤其是一些塘泥土和泥炭土等土层。
结束语
软土地基的处理在水利工程的各项施工中属于最基础的环节,为了水利工程能够顺利施工,必须在施工之前做好各项工作,特别是地质勘察工作。虽然我们现在有很多先进的软土地基处理技术,但在实际应用过程中还需要对水利工程的实际情况进行细致的勘察分析,选择最适宜的软土地基处理技术。
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论文作者:潘修山
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/24
标签:地基论文; 土地论文; 土层论文; 浆液论文; 技术论文; 水利工程论文; 透水性论文; 《基层建设》2017年第12期论文;