摘要:水利工程的发展与我国社会经济发展具有密切的联系,其自身具备社会公益性的特点,这也会对人们生命财产安全具有重要作用和意义。而软土地基处理技术在水利工程施工中也具有非常重要的作用和意义,如果其中出现一点问题,都会对整个水利工程施工质量造成影响。所以,在实际开展地基处理工作的过程中,需要提前对施工现场和状况进行了解,当遇到软土地基的情况下,必须要及时采取软土地基的处理技术,从而避免水利工程出现结构变形的问题。因此,本文主要针对我国当前水利工程施工中采取的软土地基处理技术进行分析和研究,并提出科学合理的建议。
关键词:水利工程;软土地基;处理技术;分析研究
1软土地基的涵义及特征
1.1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。
1.2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。
2水利工程软土地基处理技术
在水利工程施工中,地基地质勘察结束后,需要采取适当的软土地基处理方法或技术来进行处理,也就是利用软土地基表层密实土层,作为基础持力层,然后可以降低地基上部建筑物对地基结构的附加压力。此外,结合排水稳固的方法采用砂井进行预压,加大土壤密度和软土承重性,从而可提高地基整体承载能力。
2.1换填法
换填法是将地基层一定深度范围内的湿软土层挖去,换上强度较大的砂石、碎石、矿渣、灰土等并压实,这样可以保证软土性能稳定,受到外界因素的干扰性较小。因为换填材料不同,所以应力分布上会有差异,不过极限承载力比较接近,沉降特点相似。换填法比较适合用于淤泥质土、水下沉积饱和软黏土和膨胀土以及季节性冻土这些不良土质中。
2.2粉体搅拌法
粉体搅拌法是使用相应设备将加固剂粉体材料,在压缩空气传送之后和地基软土强行拌和,从而产生物理和化学反应,最终形成强度较大的粉喷桩。这种方法可以改善地基土壤,提高地基强度,比较适用于淤泥质土、杂填土和软黏土中。
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2.3加筋加固法
因为地基需要承受外部结构的压力,在水利工程施工中,为使软土地基可以承受外部结构压力,可以在软土地基中加入土工合成材料,也就是在砂垫层中间铺设这种材料从而可增加地基土的抗剪强度,提高路堤稳定性。另外,这种材料强度较大,可以调整上部荷载,使沉降均匀,这样复合体承受一部分压力,使地基受力变小,路堤中心沉降也明显降低。总之,通过合成材料加筋加固的方法可以降低地基总沉降,加快软土固结作用,从而使沉降加快,减少后期沉降,这样地基就可以承受更大的建筑物压力。
2.4真空预压法
该方法的目的是解决承受荷重不足的问题,而且省去堆载环节、节省堆载材料、缩短预压时间,使用的设备和工艺也比较简单,可开展大面积施工。主要施工工艺包括:先设置砂井,在地面上铺设砂垫层,并用密封膜覆盖同时隔绝空气;然后用真空装置通过装设在砂垫层中的吸水管道将进入密封膜内的空气排出,这样膜内外就会产生气压差。此后,该气压差便会转变为作用在地基上的荷载,减少地基受到剪切破坏。
3水利工程软土地基处理时应注意的问题
3.1做好软土地基勘察工作
3.1.1做好地面测绘调查工作
第一步是采取测绘手段对地基所处区域的地质情况进行调查研究,比如要对软土地基所在范围内的地形地貌进行分析评价,了解地层沉积关系;然后对软土地基的形成以及软土地基的广度、深度和地基地层的性质等进行测量分析,做出合理判定;另外还要对软土地基砂夹层深度、构成原因和地基排水条件以及地基埋藏深度等进行充分分析。由于软土地基上部建筑物对其产生影响,可能会使地基变形或强度发生变化,所以还要采取措施来解决这些问题。同时还应充分了解地表水和地下水水力之间的关系,对地下水埋藏条件、水位变化幅度和补给情况等进行充分分析,这样才能做好勘察工作。
3.1.2确定勘察点
在开展地基地质勘察工作中,应该根据地基所在范围内的地形地貌等特征和情况来合理选择勘察点。一般勘察点之间的距离保持在30m左右,如果该区域范围内的情况比较复杂,则需要适当地增加勘察点密度,避免因为存在疏漏而影响整个勘察数据的准确性和有效性。此外,在进行勘察点的深度确定时除要考虑地基压缩层深度外,还要根据建筑物具体情况和软土地基特点来分析确认。软土地基相关的处理方案也要提前制定好,之后根据该方案做出相应布设和调整。
3.1.3勘探手段的选择
根据上文对勘探手段的分析,在进行地质勘察时一般会采用原位测试与钻探取样相结合的方式。原位测试是通过该十字板剪切和静力触探试验的方式取代钻孔,这样不仅可以有效缩短作业时间,而且还可以减少土工试验和钻研取样工作量,提高勘察工作质量。在对软土地基地质勘察中,并不适合使用标准贯入试验的方法,选择钻探取样方式会更适合,而且在岩土工程土层划分上具有重要意义。在钻探取样中,主要采用的方式是薄壁取土器静压法,在软土取样过程中必须要保证从取样到试验这一段时间内样本不会受到任何外界因素的影响。此外,除了要对软土取样外,还要对细沙层取样。
3.2根据水利工程相关要求进行施工
不同类别、不同使用功能的水利工程,质量标准是不同的,因而在水利工程施工中需要根据指标要求制定施工方案,并选择性价比最高的方案施工。所以在软土地基处理时,需要结合水利工程相关要求,充分考虑软土地基处理的施工量、施工工期和施工环境,这样才能合理分配人力、物力资源,促使工程在规定时间内保质保量完成,同时保证软土地基建设质量。
4结论
综合上文所述,在开展水利工程施工的过程中,软土地基处理技术具有重要作用和意义,其主要原因是为了能够将施工中的软土地基进行改善,从而进一步提高地基自身的稳定性和承载力。所以,在实际开展水利工程软土地基施工的过程中,需要提高对各个环节的重视程度,而对于技术工作人员来说,必须要选择科学合理的地基处理技术,需要将处理过程中存在的问题及时处理,避免对水利工程施工的质量造成影响,这样不仅能够确保整体施工质量,最终为施工企业创造较大的经济效益。
参考文献
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论文作者:贾爱云
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年20期
论文发表时间:2020/1/8
标签:土地论文; 地基论文; 水利工程论文; 水利论文; 工程施工论文; 技术论文; 较大论文; 《建筑学研究前沿》2019年20期论文;