摘要:地基处理是水利工程施工过程中非常重要的工序,其中软土地基的处理更是水利工程施工过程中的重点和难点。本文重点从软土地基的特征分析、软土地基的处理方法以及软土地基处理过程中的注意事项等方面,分析了水利工程施工过程中软土地基处理的技术要点。
关键词:水利工程;软土地基;处理技术
1. 软土地基概述
水利工程关乎民生,世界各国对其建设安全重视程度较高,由于水利工程多建在湿度较高地区,这些地区土质多为淤泥,淤泥中含有大量水分以及细微颗粒,土质密度较小,在这样土质下所建造的地基,称为软土地基。由于软土中水分含量较大,空隙大,导致自身的凝固性较差,难以满足地基的稳定牢固性需求,如果忽视软土地基的特点而强行建造地基,会造成地基沉降,从而引发工程事故的出现,大大制约了水利工程建设[1]。软土自身强度较低,难以承载较大的负荷,负荷过大会造成软土内部结构的崩塌,也正式由于软土的这种特性,极易出现地基沉降的现象。软土具有触变性,主要是指软土地基承载负荷过大,造成内部结构崩塌、损坏,从固态形势转变为液态。此外,软土地基的透水性能较差,在对软土地基进行排水时,需要花费大量的精力对地基进行排水。软土地基自身的沉降速度受到承载负荷的增加而加快,容易致使软土地基发生沉降。软土地基内部空隙较大,整体平衡性较差,导致软土地基的受力非常不均匀,容易加剧软土地基裂缝的出现,引发工程事故。总而言之,选取软土地基必须经过一系列的技术处理,以确保软体地基能够具有足够的承载能力,保证工程质量安全。
2. 软土地基沉降类型
2.1瞬时沉降
瞬时沉降主要出现的原因就是软土的承载力不够。在进行高填方地基施工时,因为地基的质量较大,就会对下面形成一个巨大的压迫力。这种压迫力就让地面瞬间沉降下去,甚至会阻断地下水的流动,造成地形的变动。因此这种瞬时沉降是必须要在施工开始之前就进行预测的,这样才能够保证施工的顺利进行,否则很容易因为沉降,而造成地基建设的高度增加,这样的情况会造成巨大的的经济损失。
2.2固结沉降
固结沉降主要是因为地基在进行建设的时候是有一些填充物的,这些填充物在进行人工填入的时候中间还是存在着一些缝隙的,但是随着地基的建设,压力长此以往,就会让填入物越来越紧实。而当填充物紧实之后,其中的空间就会消失,会导致地基沉降。这种沉降在任何的地基之中都可能存在。是一种非常正常的现象。同时也存在着另一种状态,就是在建筑的时候,地形的承载力是足够的,但是随着时间的推移,下层的一些土石被压实了,就造成了地形的改变,因此引发了固结沉降。这种固结沉降是在地基外部发生的。
3. 水利工程软土地基处理技术
3.1换填施工技术
当前对于水利工程软土地基处理方法较多,包括换填处理法、化学固结法以及排水固结法等,其中属换填处理法应用最为广泛。换填处理法主要是在施工过程中将软土层挖出,通过一些坚硬、强度较高的材质,诸如砂石、矿渣等稳定性较高,能够有效抵抗其实效果的材料进行填筑,运用机械或者人工方式对填筑材料进行夯实,加强填筑层的密度和稳定性,确保施工质量。如果地基下方的软土层并不是很厚,地基上方的承载负荷同样较小时,可以通过机械或者人工方法对表层进行振动处理,加强表层密实,通过此种方法来加固地基。从中可以看出,换填处理法更加适用于较浅的软土地基处理,并且在对特殊土质进行处理时效果非常显著,不仅能够有效提升地基承载负荷,同时能够最大限度节约资金,降低成本。
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换填处理法的施工要点主要是以提升地基承载负荷为目的,降低压缩性能,确保地基受力面积的均匀性[3]。与此同时,在换填层中预留一定空隙,能够有效加强地基强度,防止土质出现低温冻胀问题,为后续排水奠定基础,进而实现土质固结的目的。在实际的施工过程中,结合工程实际规模和刚性需求,能够对软土地基实现更好的处理。
3.2化学固结法施工技术
传统的地基处理方式无法使用如今的工程建设,可以采用化学固结法对地基进行处理。其使用相应的化学材料,对软土地基进行改造和填充,从而提升地基承受里、加强地基强度、减慢压缩性。水利工程的软土地基处理中,比较常见的化学固结法有深层搅拌法、灌浆法、硅化加固法和人工合成材料加筋加固法等等。根据不同要求、不同地形的地基采用科学的处理方式,从而满足水利工程软土地基的要求,为提升工程质量奠定基础。
3.3排水固结法施工技术
在水利工程施工中,利用大型排水设施将软土地基中的水分排除,方便下一步的软土地基固结的方式称为排水固结法。通过排水可以降低土壤中的有机物含量和水分含量,从而提升了软土地基的承受能力,加强软土地基的稳定性。但排水加固法也存有不足,排水过后的土壤经过太阳的暴晒,土质会变得十分松软,抗压性没有普通的土壤强。因此,必须对施工现场进行考察,测量其土壤的水分含量。
3.4振动冲水法施工技术
根据实地考察测量参数,在不对软土地基进行任何处理的情况下,对软土地基进行钻孔处理。依据土壤图层地质分配原则和地理原则,将空间缝隙小且抗压能力强的石头、水泥等注入软土地基,从而打好地基基础。该技术对于施工要求高,钻孔过程中,软土地基的环境较为复杂,比其他软土地基处理技术的难度更大。
3.5深层水泥搅拌技术
深层水泥搅拌技术是当前软土地基处理的主流方式,多适用于与泥土以及粉土的处理,将水泥作为固化剂,并同地基的软土混合,再与其搅拌,以此来提升软土的硬度、稳定性,以及软土地基整体的强度。在进行水泥搅拌桩施工前,首先应将施工现场的杂物清理干净,选择固化效果较好的水泥,并确保机械设备运转情况良好。在施工过程中,不仅需要遵循相关工艺制作流程,同时需要保障管道畅通,勤加检查,保证搅拌桩能够正常运转。
3.6竖向排水施工技术
竖向排水法主要是指在工程施工软土地基处理时,在软土地基层设置距离比较接近的竖向排水井,让软土层内所含的超标水分排放出来,以加快软土的凝固速度和坚固程度,砂井排水方法是竖向排水法中最典型的代表技术之一。在具体施工中有两种做法,即打入排水井和射入水式。具体的应该根据软土地基的含水量和地质结构的不同所采取的方式也不尽相同。在此需要我们注意的是竖向排水井的建造工程量和施工成本都比较大,其也并非经常采用的软土地基处理方法。
结语
基处理是水利工程施工的开端,也决定着水利工程质量,其中软土地基是地基处理过程中较为复杂和地基种类之一,掌握软土地基处理施工技术要点,正确选择处理方法是提高软土地基处理效果的主要手段,同时也是确保水利工程整体质量的重要环节。
参考文献:
[1]穆桂月.试论水利工程施工中软土地基处理技术[J].创新科技,2014(22).
[2]郑伟,石羽亭.水利工程施工中运用软土地基处理技术的方法[J].科学导报,2015(1).
论文作者:徐伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/4
标签:土地论文; 地基论文; 土质论文; 水利论文; 水利工程论文; 工程施工论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第34期论文;