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摘要:地基是水利工程中最关键的施工项目之一,护岸施工项目管理者和施工人员要高度重视地基的重要性,现在很多护岸工程施工中忽略软土地基的处理技术,并没有根据规定和环节进行,对水利工程后期工作具有消极影响。因此,在面对护岸工程的软土地基处理要运用一定的技术进行,避免在后期出现不必要的问题,规范水利工程的地基处理过程。
关键词:水利工程;软土地基;处理技术
1水利软土地基的施工特点及危害
1.1软土地基地质特点
软土地基,是指土壤成分主要是由软土组成的地基,因软土地基具有水份含量大、孔隙较大、土质疏松、压缩性高和抗剪强度低等特点,若在施工时软土地基未适当处理,必定会造成地面变形,对水利工程整体质量产生巨大的影响,所以,对软土地基处理技术作深入研究非常有必要。软土地基主要特点概括如下:①不均匀性。②孔隙大。因软土所含水份高,软土的孔隙是一般土孔隙的1.3倍左右。③软土地基的触变性好,灵敏度强,其受到破坏后,很容易由当初的固态形状变成稀释的状态。④透水性弱。在坚直层面来看,软土的透水性微乎其微,不利于排水固结施工。⑤沉降速度快。⑥压缩性非常高。建设在地基上的建筑沉降大小,随着地基所受压力的变化而变化,压缩系数数值越大,沉降越明显。当软土地基所受压力达到或超过压力点0.1MP时,软土地基就会出现沉降或突然塌陷,影响工程施工。
1.2软土地基危害
软土地基在施工时具有不可预估性,其土质疏松、强度低、承载能力不强的特点,不仅影响填土的施工密实度,使得地基固定困难且易形成沉降,损坏建筑物,当软土层受到不均匀的荷载时,严重者还会使建筑物损坏或倒塌,直接影响结构工程的稳定性与耐久性。
1.3软土地基施工易出现的问题
软土地基的承载能力弱,承压能力小。在水利建筑工程中,若建设建筑物在其上方且高度高于地基时,常会导致地基受到的剪力不平衡,抗剪度削弱或剪应力增加(特别是南方地区在阴雨天气施工,地基土质含水分增加,非常容易造成剪应力增加),建筑物容易出现偏差的现象。给地基加固施工增加难度,这是软土地基施工时易出现的问题。
2水利工程中软土地基处理技术
2.1换土法
在水利工程施工阶段,某些土层本身比较潮湿松软,这些土层在经受外界压力时十分容易变形,不利于进行施工,因此,需要将原有的土层换掉,或添加其他土层,压实以后进行施工。为进一步提高松软土层的承载能力,可以在添土的过程中,添加碎石或其他碎渣之后压实处理。某些软土层中含有的水分较多,因此在压实的过程中可以适当排出水分,也能达到增强地基稳定性的目的。压实过程需要注意,在对不同位置进行压实时,需要严格控制密度和力度,保证不会因压力过大而造成部分位置坍塌或凹陷程度过大等问题。这种技术的优点是整体工艺流程简单,造价低廉,易操作,因此应用广泛。
2.2强夯施工法
强夯法适用于黄土或沙土构成的软土地基,为保证施工质量,在强夯施工当中特别要注意:①为保证夯后的软土地基牢固,具有高稳定性,通常要求夯锤的夯力大于80kN。②轻夯之后,方可进行重夯,且必须根据夯工的铺设情况来确定轻重力度,并可通过对落锤高度的调节来调整。夯坑不可过深过大,坑口周围不可有隆起。③为更好的弥合土壤结构中的裂缝,夯实工序结束后,最好暂停一定的时间,让排水工作结束后土壤可以恢复正常。夯击法一般采用苏制25T轮胎吊车,夯锤的高度约0.8m,直径为2m,重量为10T,并采用自动脱钩装置来进行夯击。在进行夯击的过程中,单点夯击数大概为4次。
2.3加载法
加载法应用技术,是在原有的软土地基上,添加更多的荷载,让原有的地基快速下沉,增强软土地基的强度,最终达到增加承载力的目的。这种方法可以快速去除软土地基中的水分,让土壤更加紧实,与之前的土壤空间结构相比,这种地基的密度更高,结构也更加稳定。加载法分为大气加压法和预压加载法。大气加压法是利用特殊的设备,在软土中形成真空环境,将软土中的水量抽取,利用大气压力进行压实。而预压加载法则是在软土地基上增加荷载,通过增加外部压力的方式将软土压实。方法的选择依据水利工程的具体环境而定,这也是从最经济的方面目可憎思考而得到的结果。
2.4化学固结法
在水利工程施工过程中,当软土地基很多时,可采用化学加固处理技术,也就是运用一些化学材料为基础,以产生的化学反应为依据,从而改善软土地基性能[5]。通过化学反应能够很大程度的提升地基的承受能力,使得地基强度提高。在护岸工程实际施工过程中,一般使用化学加固处理技术的方法有灌浆和硅化加固形式,灌浆就是使用一些石灰石作为改善软土地基的材料,将其灌输到软土地基中,产生一定反应后提升地基的牢固性。硅化的方法是使用Cacl2和Na2si3作为软土地基处理技术,根据产生的化学反应对地基进行改善,能够有效提升软土的稳定性。
2.5桩基法
桩基法应用在软土范围较广,并且无法进行大面积、大范围清理的区域。在实际应用过程中,所采取的桩基也产生了明显的变化,由之前的木桩、砂石桩,已逐渐进化为现在的钢筋混凝土预制桩,主要的工艺流程为:通过人为的方式,利用机械将软土地基进行打孔,之后向其中灌入已经调配好的混凝土材料,在混凝土凝固过程中会放热,此时会与周边物质形成化学反应,改善原有的地基承载效果。这种方法的施工成本较小,施工难度相对较低,在应用时只需要简单的培训就可以完成,所以,多数水利建设团队都会采取这种方法。
2.6竖向排水固结法
在粘性土地基中设置垂直排水柱,是为了实现缩短排水距离,使其对地基排水固结起到促进作用,并提高其抗剪强度。根据垂直排水柱使用材料的不同,可将其分为砂井排水与纸板排水。其中,又因砂井施工方法的不同,砂井排水方式又可分为穿透式、振动式、螺旋钻式、水射式和袋装式等。在实际中,此种方法通常不会单独使用,常与加载法或者缓速填土法结合一起使用,其对厚而均质的粘土地质效果最好,而对于泥炭质地基呈现出略差的效果。地基处理范围:为了稳定,以填土坡面下为其处理对象;在对排水砂井进行设计的时候,首先,假定施工方法、砂井直径、排水距离和改善范围,然后,进行稳定性和沉降的计算,如果无法满足,则应对假定数据进行修正,然后,再进行计算。
2.7深层水泥搅拌施工技术
当软土基中出现淤泥土或粉土时,适用深层水泥搅拌桩施工技术。其主要原理是把水泥当固化剂,把水泥与软土用搅拌机进行搅拌,通过理化反应形成高强度、高稳定的复合地基。可有效增强软土的硬度,达到工程预设效果。施工时,应注意确保管道畅通,水泥搅拌桩体的垂直度要保持好。不影响施工质量,应在深层水泥搅拌前清理杂物,确保施工场地的平整度,用粘土填充低洼沉降区,确保施工场地的整洁,并处理场内的所有杂物,如生活建筑垃圾或者砂土垫层。
3结语
水利工程中软土地基有很多种处理方法,但是不同方法的成本和造价各不相同,在水利工程软土地基的具体施工过程中,必须要根据其实际情况来选择与之相应的处理技术。为了提高地基的整体性,减少地基的变形,有必要根据水利工程施工的实际情况,正确地使用软土地基处理技术,从而为水利事业的发展做出贡献。
参考文献:
[1]段景波.论水利工程施工中软土地基处理技术[J].科学技术创新,2017,(20).
[2]王成.试论水利工程施工中软土地基处理技术分析[J].中国高新区,2018,(4).
[3]邵辉,马红春,王海艳.水利工程施工中软土地基处理技术浅析[J].城市建设理论研究(电子版),2017,(32).