关键词:水利工程施工;软基基础;处理技术
引言
水利工程相较于其他的工程项目有很大的特殊性,在具体的施工中会遇到很多特殊问题,软基基础处理就是最特殊的问题,软基基础就是在软土层基础上进行地基施工,所以必须要通过科学有效的加固手段来提高软土地基的承载力和地基强度,否则会直接影响水利工程的质量和安全性。
1水利工程施工中软基的特点
1.1软基含水量多
软基相比于普通地基含水量更高,抗剪强度较低,由于其松软的特性导致其具有较高的可塑性,但承载力能力较差。同时软基的透水性不强,地基排水功能下降,因此地基的承载性能相对较低,这样的地基情况远远不能满足水利工程的施工需求,甚至会增加技术难度和延缓工期。在软基上进行工程建设,首先要用软基处理技术对其进行处理,从而有效避免因软基可能引发的各种建筑物沉降等影响水利工程质量的问题。
1.2软基渗水力差、固结很慢
软土的含水量有时候甚至高达70%,这样高的含水量势必导致其排水能力降低,此种地基上建设的水利工程,施工后往往易发生沉降,其中软土地基的固结速度慢的影响不容忽视。由于软土中较大的空隙比,决定了软土在缓慢下沉过程中形成胶结,会对软土的密实性造成影响,如果固结的速度太慢,势必会影响到软基的稳定性,进而会引起其地面上的附着物沉降变形等问题。另外,软土的结构组成成分非常复杂,一些有机质的存在,会对排水管造成堵塞,从而不利于土壤中的水份排出,使地基的强度和硬度都明显减低,若施工中软基得不到有效处理,会增加塌陷、溃坝等质量问题的发生概率。
1.3软基加固技术特征剖析
软基加固技术就是通过科学合理的方法对软土地基进行加固处理,从而改变软土地基含水量高、固结慢的性质,最终使软土地基达到具有较高的承重能力,稳定性和牢固性能满足施工需求。因此,做好软基处理技术是水利工程建设项目首要解决的关键问题,只有对软基进行了加固处理,才能保证水利工程建设的质量和安全。在施工过程中,相关技术人员要根据不同软基的实际情况结合工程需要合理分析选择适合的软基处理技术,从而确保软基的加固效果符合水利工程施工需要。
2水利工程施工中软基特点和施工危害
2.1水利工程软基含水量较多
之所以说水利工程软基处理是工程建设难点,主要原因在于软基含水量较多,并且透水性较弱,尤其是抗剪强度较低,再加上内部空隙较大,相较于其他的土层含水量明显增高,通常软基含水量在30%-70%之间。另一方面由于含水量较高,软基压缩性也相对较高,再加上透水性和抗剪强度较弱,往往会给水利工程造成一定的困难,严重影响上部承载能力,后期势必影响工程进度和质量,所以说水利工程中,软基基础处理是工程建设需要解决的关键问题。
2.2软基固结慢、渗水性差
上面提到,软基基础含水量远高于平常的土层,甚至含水量最高的时候可以达到70%,所以软基的渗水性必然下降。在这样的软基中进行工程建设,必然要考虑软土加固问题,而渗水性能却会给软土固结造成很大的影响。如果软土固结速度慢,会严重影响软基稳定,后期的施工中,软基固结施工必然成为影响工程进展的难题。另外,软土构成比较复杂,甚至会存在有机质影响排水管排水性能,使得软土层水分无法得到有效处理,常见的水利工程塌方等现象多数都是由这种问题引起的。
3处理技术
3.1桩基法
当软基的淤土层较厚,又难以进行大面积的深处理时,一般采用桩基法实现对软基的加固处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆常用的桩基技术类型较多,而目前水利工程中采用较多且具有效果显著的桩基技术主要是钢筋混凝土预制桩。由于钢筋与混凝土在材料特性的结合,在整体性能上实现了优势互补,从而具有更强的承重能力和加固作用,并且具有成本低,施工速度快等特点,被广泛应用于水利工程的软基处理。一般地基处理时要根据施工的具体情况,采用适合的钢筋混凝土预制桩,将松散的淤土层进行压密,并靠摩擦承载,来有效提高地基的承载能力。
3.2换土垫层法
由于软土的形成原因决定了软土具有松软的土层及较高的含水量,运用换土垫层法可有效改善软土的这种情况。实际施工中可采用砂土、灰土粗砂、水泥土等具有较强稳定性的材料对软土进行替换,从而实现土壤整体强度的增强,进行软土替换后,再对地基进行回填,增强地基的密实性,进一步提高地基的稳定性和耐久性。但该方法由于受施工环境的影响,会存在一定的局限性。如果各替换材料不能实现就地取材,而要经过长距离外运,往往会增加施工成本及加大施工难度,因此,如果要采用换土垫层法处理软基基础时,要充分做好周边区域的实地调研,在确保各替换材料不给工程造成压力的情况下,可进行此法的应用。
3.3高压旋喷注浆法
高压旋喷注浆法一般采用旋喷机对地基注入可固化的浆液,使软基土壤颗粒实现固化,达到提高软基基础强度的目的。旋喷机是利用物理力学原理,将喷嘴通过导管注入工程建设位置,通过高压设备将浆液以高压的状态注入软土介质中,进而软土土粒与浆液搅拌混合,软土土壤颗粒重新排列,浆液凝固后,便在土中形成一个固结体,从而使原有的软基变成高强度的复合地基,其承载能力显著增强,有效的减少了因软基特性导致的地基变形问题。图1为压旋喷注浆的3种形式。
图1高压旋喷注浆的3种形式
1—桩;2—射流;3—冒浆;4—喷射注浆;5—板;6—墙
3.4化学固结法
在常规方法无法达到有效提高软基强度的情况下,通常采用采用化学固结法来提高软基强度的目的。通过压力灌注或搅拌混合等方式将化学材料填充进软基基底,从而使软基中的土粒胶结起来,实现对软基的加固作用。目前,化学加固法常应用于特殊软基的处理,并且效果显著。软土地基通过化学加固法处理后,有效的降低了土壤的疏松度,地基强度和承载能力显著增强。
3.5夯实法
夯实法由于其质量可靠,施工速度快,节约成本,操作简单等特点,常被应用于水利工程软基处理施工中。夯实法就是通过外力的作用实现对软基加固,一般常常采用机械法进行夯实。由于软土地基较大的孔隙比以及较高的含水量,通过机械的压力来有效缩小土质颗粒空隙,挤出多余水分,使土体重新固结,从而提高土质的承载力,降低了地基的压缩性。由于夯实法易因外界因素影响施工进度,因而需结合工程总体情况综合考虑。
3.6表层处理法
水利工程施工中软基基础处理技术中的表层处理法是指通过排水法或垫层法等方法对地基表层进行处理,以排除地表中多余的水分,从而使软土地基的强度和可塑性满足施工需要。实际施工时,要充分考虑现场的施工情况,结合工程实施方案,严格按照操作技术和规范,对软土地基添加材料后,排出地基中多余的水分,为方便水分的排出,在地面开挖水沟,水沟的设置要根据整个地形及土质情况,保证其排水的畅通。同时要注意对沙土的正确处理,可对地基采取砂垫层的方式对沙土进行处理,从而进一步增强地基的稳定性。
结语
总的来说,软基基础施工一直都是水利工程施工中的难题,也是水利工程施工必须要解决的问题。软基处理技术选择和应用必须要结合具体的工程实际来确定,同时注重软基处理质量控制和处理技术的优化,为水利工程建设质量提升提供可靠技术保障。
参考文献
[1]李琪.水利工程施工中软基基础的处理技术分析[J].住宅与房地产,2018(34):168.
[2]陆利平.水利工程施工中软基基础的处理技术分析[J].河南建材,2018(04):85-86.
论文作者:曾岩,
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷第20期
论文发表时间:2020/1/16
标签:地基论文; 含水量论文; 水利工程论文; 水利论文; 技术论文; 工程施工论文; 土层论文; 《建筑实践》2019年38卷第20期论文;