水利施工中软土地基处理技术探讨田贺强

水利施工中软土地基处理技术探讨田贺强

天津市海拓水利工程有限公司天津300000

摘要:随着国民经济的飞速发展,水利工程建设取得了很大的成就,相对应的水利施工技术也有了相当大的进步。在水利工程的施工过程中,对软土地基的处理技术是其中的重中之重,在软土地基的设计方面和建设管理过程当中存在着相当大的技术难点。文章对软土地基的特点进行了概述,并对水利工程施工中的软土地基处理技术进行了详细的分析。

关键词:水利施工;软土地基;处理技术

1导言

随着社会的发展,现代化的技术也在不断的创新与发展,在水利施工中地基处理技术也是得到了前所未有的进步,新型技术的发展提高了水利地基工程的建设,提高了整个工程建设的质量,与此同时也对地基的处理技术提出了更高的要求。在现有的技术水平下,工程地基具有更加广泛的适应性,极大地提高了工程建设的质量,实现了水利工程功能与作用的发挥。

2水利工程施工中地基处理技术的重要性

从水利建设的总体来看,软土地基是一个普遍的问题,由于软土地基的稳定性相对较差,土壤结构松散,不能满足建筑物承载要求,因软土地基的承载能力不足而导致倾斜的现象,甚至坍塌的现象时有发生,工程质量无法保证。特别当长时间降雨时,软土地基吸收过多的水分,会大大降低地基的稳定性,土体的剪应力迅速下降,不能保证施工的顺利进行。因此,在水利工程建设中,应根据项目的实际情况,在充分了解工程地质和水文的情况下结合工程项目特点和工程项目建设目的,选择科学有效的软土地基处理方法对土壤进行改良,对于提高软土地基承载力,保证水利工程建设的顺利进行,从而全面提高水利工程施工质量具有重要的意义。

3软土地基特性

3.1孔隙较大

在同样的环境下,软土和普通泥土相比,其空隙相对来说要大很多。其主要是因为软土含水量大,导致泥土颗粒之间的衔接点出现胶结现象,缺失了普通泥土的土层压实结构,从而空隙变大。

3.2透水性差

软土地基的排水能力和透水性都很差,垂直方向的水渗透参数只有10cm/s,致使孔隙承受的水压力较大,从而对地质沉降的影响很大。软土地基的建筑物自然沉降的时间要比普通土质的地基沉降的时间更长。

3.3灵敏度高

在触变性方面,运用软土振动技术来破坏软土与软土之间的结构,会极大地降低软土的强度比例。这样,软土层随即就可能产生侧面挤出、土质沉降和侧向滑动等各方面意外状况。同时,还因为软土的土层之间含水量较大和各土层之间的物理力学性质差异比较大等原因,导致其压力承载性能差、土地易出现变形等情况。

3.4压缩性强

在压缩初步阶段,软土地基的压缩曲线相对缓慢,当承受的压力超过限定范围,就会呈现下降趋势,之后又会突然出现一个下降点。由此,软土地基的压缩曲线会出现从一个突变到渐变得过程,使其具有较强压缩性。

4水利工程施工中地基处理技术

4.1换填法

换填法在软土地基的处理中最为常用,原理也较为简单,是用符合施工要求的土质来替换软土。利用这种方法进行软土地基处理时,首先用大型的机械设备将软土全部挖出,然后根据工程的实际需求,填充满足工程施工质量等级要求的土质,并根据施工设计要求对填充的土质进行分层夯实,经检测合格后再进行后续工序的施工,为主体工程施工奠定基础。

为了保障地基的承载力,应选择合适填充材料,主要有粗砂、卵石和碎石等。填充时材料要根据设计级配要求分层夯填,强度要满足承载力要求。一般而言,第一层为强度较高的碎石和矿渣垫层,这样的垫层缝隙较大,可以实现地基的具有较高透水性,能减少降雨和地下水对地基的影响,确保水利工程施工的质量。第二层多为灰土和素土垫层,可以保证地基的受力均匀,减少地基的不均匀沉降。第三层多为粗砂垫层,有利于地基内部气体的排出,加快地基的固结。当然,填充的方案并不是固定不变的,需要根据实际需求进行相应的调整,将软土地基处理的效果最大化。

4.2桩基法

桩基法的适用条件是:软土地基土层较厚,并且对其进行大面积、大范围的清理十分不容易时。水利技术的不断发展让桩基法的桩柱选择由原先的砂石桩和木桩、甚至是水泥搅拌桩逐渐被替换,现阶段较多采用的是钢筋混凝土预制桩。

这种方法遵循这样的桩基原理:通过人工或者是机械的方式给软土地基打孔,在软土地基的空穴处注入混凝土,混凝土回放热进而产生化学反应,改善桩基周围的土质力学效应,最终有效改善地基沉降几率,地基的承载力得以保障。同时,由于混凝土预制桩性能较好、施工难度较小,成本相应地得到了降低,并且最终保证了施工质量,在水利建设中应用普遍。

4.3排水砂垫层法

排水砂垫层法多用于水分含量较大的淤泥粘性土和泥炭土等,其原理是在软土地基的底部填充渗水性较强的砂垫层,让地基的水分在施工的过程中不断排出来,进而提高软土地基的强度。有时为了防止地下水的反渗,还会在砂垫层下铺设粘土层,让软土地基的处理效果更好。

砂垫层一般选择卵石和粗砂等,保证材料之间有较大的缝隙。在施工的时候,要按照设计配合比要求把材料搅拌均匀,从基础底部分层夯实、压平。在施工过程中要特别注意的是,排水砂垫层法一定要预留出排水槽,让地基渗透出的水及时排出。同时,还要有防止水倒流的施工措施,加快固结速度,保证施工的顺利进行。

4.4旋喷法

旋喷法是旋喷机具采用气压、液压、电化学等方法制造旋喷桩,提高转速,让浆液以旋喷、定喷、摆喷等喷射方式将能够固化的浆液灌注到地基介质或者水利物中,构造人工复合地基的方法。这种方式能够有效地把地基承载能力提升到较高的水平,极大的解决软土地基的建设问题。浆液有很多种,如:水泥沙、黏土水泥浆、黏土浆、聚氨酯类和其他树脂类、水泥浆、硅酸盐类化学浆液材料。旋喷注浆法在淤泥量较大、土质呈黏性、粉土、砂土、黄土、碎形土等软土地基中比较常用。但是这种方法对一些有机质成分较大的地基没有太好的地基加固效果,所以处理要相当慎重,尤其是一些塘泥土和泥炭土等土层。

4.5化学固结法

在一些特殊的软土地基中,传统的处理方法很难起到较好的效果,这时就要采用化学固结法。化学固结法是指用化学材料填充地基,实现对地基的改造,进而提升其强度,减少其压缩性,使地基能满足水利工程施工的要求。一般而言,化学固结法主要有三个方面的内容,具体如下:

a.灌浆。利用电化学和气压的原理,在软土地基中添加石灰石等,使之发生反应,实现对淤泥粘性土的加固,进而增加软土地基的强度。b.高分子合成材料填充。在软土地基的处理中,还可以将人工合成的高分子材料填充在其中,合成材料和软土紧密结合在一起,增强软土地基的韧性。同时,合成填充材料还可以减少水分的侵入,保证地基的稳固性。c.硅化加固。硅化加固是利用硅酸钠和氯化钙的反应将软土黏合在一起,生成胶状的凝聚物。凝聚之后的软土底层硬度会增加,承载力也有所提升,可以达到软土地基处理的效果。

结束语

我国经济技术的发展推动了水利工程建设的进步。水利工程建设中,对地基的处理是整个施工项目最为重要的。在水利工程建设中处理好软土地基技术,确保了施工的进度,对工程的质量有保障。该技术的处理方式较多,要根据施工现场情况选择合适的处理技术,从而进一步推动软土地基技术的实质性发展。

参考文献:

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