阜阳市颍泉水利建筑有限公司 安徽阜阳 236000
摘要：水利工程的开展关系民生，该工程的性质比较特殊，与水资源有着必然联系，所以面对的技术性问题也十分多，其中软土地基施工就是其中一项重的要施工内容，很多工程都会在软土地带进行，这要求相关工作要合理分析，以具体的软土施工技术为主，充分肯定如何采取积极有效的技术手段，推动水利工程有效开展。
关键词：水利工程；软土地基；处理方法
1软土地基的特征性
1.1 软土地基的概念
软土的含水量较高,土质较为松软,常见于河岸滩涂地带,且常见形式为细粒土,具有较强的可压缩性能以及较低的抗剪强度。研究表明,软土地基多由黏土及粉质土构成,属于有机质土的结构,土质孔隙较大,因此软土地区土质的稳定性较差。同时,软土地基具有触变性,即当固态软土地基受外界破坏时其状态将变为流体状态, 因此极易引发滑坡等地质灾害。受透水性能影响,软土地基的质量控制较困难,当受高压影响时,易发生压缩变形,这是由于其组成-微细颗粒土与高分散颗粒土间的密度差异所导致的,因此但发生不均匀受力时,软土地基将发生裂缝,影响水利工程的整体安全性。水利工程中软土地基的特点总结如下:(1)较强的触变性。在软土地基受外界力的作用后,其自身状态的改变将严重威胁到水利工程基础的稳定性。(2)低透水性。软土地基往往透水性较差,地基的排水固结工序较为繁杂,工程量及工程难度均进一步增大。(3)高压缩性。在外界高压作用下,软土地基上的水利工程将出现不均匀沉降,当压力高达 0.1MPa 时将发生变形, 给水利工程带来较大的安全隐患。(4)沉降速度快。软土地基的沉降速度与工程荷载里的大小息息相关,在统一软土地基中,工程荷载越大,沉降速度越快。(5)不均匀性。由于软土地基包含两大类密度不同的颗粒,在地基上工程受力不均匀的情况下, 软土地基极易发生不均匀沉降现象,直接引发工程建筑裂缝的产生,影响工程稳定性及安全性。
1.2 软土地基的危害
水利工程建设多处于偏远交通不便的区域,施工的地理环境条件较为恶劣,施工中影响因素较多,不确定性较强,尤其是对于软土地基的施工中,由于不可预见性较大,若缺乏妥善的处理措施将直接影响到水利工程的整体质量及安全性能。首先,软土地基可影响到勘查设计精度,直接影响到地基处理方案的规划设计,降低工程的稳定性;同时,软土地基的高压缩性易引发不均匀沉降, 但压力过高时或造成坝体结构性裂缝,甚至坍塌;此外,软土地基在外界负载作用下其孔隙水压将不断上升,不利于地基的压密固结作业,易导致地基表面出现渗水、凹陷等事故。
2软土地基的处理原则
软土地基处理，要坚持预防和控制相结合的原则，及时的发现问题并把其消灭在萌芽状态，避免进一步恶化造成更严重的影响。采用预防和修复的方法，通过一系列的基础化处理，保证地基的质量和安全，避免地基发生较大沉降。在防治方面，要综合考虑周边环境的影响，降低软土内部结构的塌陷速度，做好相应的安全防护措施，让地基满足水利工程建设的要求。
3软土地基施工技术
3.1 填垫层技术
填垫层技术即利用砂石等稳定性较好的材料替换掉软土层,主要适用于厚度在 3 厘米以下的软土地基层,其垫层材料多为具有优异透水性以及强度性能的鹅卵石、砂石等,且此类材料的压缩性较小,对于工程本体的承载能力较大,且较易碾压密实。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在填垫层技术的施工中,首先将软土地基表面软土层挖出,替换为上述垫层材料,并压实,可极大地提升地基曾在性能,优化地基的排水固结性能,降低胀缩作用的影响。在对于地基进行夯实处理完成后,地基的持力层性能将显著提升,有利于基础稳定性及抗变形的提升。其施工技术要点主要包括以下几方面:(1)施工材料的合理选用。在填垫层技术中,垫层材料的合理选用是地基性能改善的关键性因素, 垫层材料应满足一定的强度要求,如坚硬的粗砂石,在垫层材料的组成上应尽量保证单一成分,避免混入软岩等其他杂物,且粗砂石的颗粒不均匀系数需高于 10,对于人工级砂石应确保相对密度达到工程需要,以实现填垫层密度的最大化。但采用细砂石做填垫层能材料时,应混入卵石及碎石,以维持垫层材料的含石比例低于 50%,并避免混入杂物;(2)施工前的准备阶段。在垫层材料确定之后,即开展施工前的准备,包括垫层材料中杂物的清理、积水的排出、浮土的清理等,在此基础上,固定好地基周边围护结构,并搅拌好填充材料以备用;(3)施工过程的注意事项。在开展填垫层施工中,需严格按照相关标准及规范进行,依据施工流程处理好施工材料,确保平铺的均匀性,并处理好接头位置的处理,层间通过错开的方式进行连接。垫层材料的铺设中需采用高效的夯实法、平振法等进行施工, 且施工中通过各类排水措施的修建确保工地较优的排水性能,并避免较大的冲刷情况。雨季施工应确保随挖随压,并预防雨水对于工地的冲刷造成的滑坡事故,对于工地排水设施进行定时检修处理,确保排水的通畅性。此外,对于施工过程中产生的废弃材料需进行集中堆放处理, 避免对于周边土地及水源造成较大的污染。
3.2 深层水泥搅拌技术
深层水泥搅拌技术在现有的软土地基的处理中较为有效,适用于粉土及淤泥土质的处理,具有可靠性高、便于施工等优势,广泛应用于目前软土地基的处理中。其施工要点在于以水泥材料作固化剂增加软土地基的强度及硬度, 在施工中利用搅拌机实现软土地基土质与水泥进行充分的混合,可显著提升基础的体积强度。(1)在施工前期的准备阶段中,需首先处理好施工现场的清洁及平整工作,并依据工程特点及需求合理选用工程用水泥材料, 并对于现场材料的质量及机械设备的性能可靠性做验收及试桩工作, 为施工的高效开展奠定基础;(2)在水泥搅拌施工中,应在相关规范及施工工艺性要求的指导下开展连续性作业,避免管道堵塞,在施工中确保水泥桩体的垂直度要求,对于成型桩及时检测其外观及性能可靠性,确保桩搅拌质量满足工程需要。
3.3 排水固结技术
排水固结技术适用于常见的软土地基的处理,有效提升软土地基的稳定性,处理好地基沉降问题,包括加压及排水两大系统, 其中排水系统依靠软土土质其自身的透水性能进行,而加压系统又包括较多方式,如真空预压、降水预压等方式。首先,真空预压通过在软土地基表面铺设砂垫层,并填埋排水管道及封闭膜,然后通过真空泵进行抽真空处理,以提升地基的有效应力。降水预压法使降低地基后期沉降度的常用方法,于软土质中埋设砂井,并覆盖以砂层及薄膜封闭,提升土质的预先固结性能。超载预压技术适用于软粘土地基的处理与加固,但存在超载预压的阈值问题。实际工程项目中,需综合考虑项目需要、当地自然环境条件以及施工的便捷特性进行合理选用。
3.4 预压砂井技术
预压砂井技术需在排水系统与加压系统的有机结合下开展作业,确保软土地基中孔隙水排出的通畅性,其中,排水系统常见的有水平向与竖直向两大类,水平排水系统常设排水砂沟,竖直排水系统常设塑料排水板。加压系统包括堆载预压、真空预压系统等,二者可以联合应用,称之为真空联合堆载预压技术。首先将施工场地杂物清理干净,铺设好砂垫层,然后布置横向排水管,为地基排水提供固结条件。最后,铺设密封膜,并用真空泵进行抽压处理,加固时间长,广泛应用于泥质地基处理工作。
结束语
水利工程建设对我国发展具有重要的意义，水利工程的质量问题也受到了国民的高度重视。软土地基处理技术在水利工程施工中的应用，对水利工程的质量起到了基础保障，但是，软土地基处理中还存在一定的问题需要进一步解决，而如何更加合理有效地将软土地基处理技术应用到水利工程施工中，是相关部门需要继续研究的问题。
参考文献:
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论文作者:张莉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/9/28
标签：土地论文; 地基论文; 预压论文; 材料论文; 水利工程论文; 土质论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第16期论文;