水利施工中软土地基处理技术研究王坚

水利施工中软土地基处理技术研究王坚

关键词:水利工程;软土地基;施工;处理技术

软土是指天然含水量高、压缩性高、抗剪强度低、孔隙大的细粒土。它分布广泛,大多分布于海边、河滩、沼泽以及湖泊等水利施工分布比较集中的地方。软土地基就混杂粉土以及粉沙等物质以软土为主要成分的地基。由于软土地基质地可塑性强、比较软,所以它的承载能力就会比较低,这个也是软土地基的主要特点。但是在水利施工实际的过程中,遇到软土,开挖过程就会有困难。软土地基的主要特征有两个,一个是触变性显著,另外一个是流变性强。软土的含水量往往都会比较高,空隙比较大,所以水分流失就会很快,这个时候软土就会变的比较的疏松。

一、我国水利工程施工中软土地基的特点

所谓的软土地基,是指主要由软土构成的地基,其土壤成分主要是软土。软土地基的主要组成成分有淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、富含大量颗粒的松软土、较为松散的砂质土以及孔隙较大的有机质土,这些土质要么富含水分、要么土质疏松,压缩性极大,但强度极低,难以承受过大的压力。软土地基通常具有低强度、低透水、高压缩、沉降快、不均匀等特点。

(一)显著的结构性

软土低级主要是由海相沉淀与其他因素共同作用所形成的软土,而且水利工程在软土地基的施工中极易受到震动影响,其絮凝状结构也会相应的收到影响被破坏,进而影响到整个地基的不稳定和水利工程的施工。因此一旦对软土地基的结构构成破坏,想要对其修复或恢复基本是不可能的,所以水利工程在软土地基上的施工必须要特别注意,防止对软土层的扰动和破坏。

(二)较高的含水量和压缩性

软土主要是指土壤中存在的软粘土、可液化的沙土和高压缩性的有机土这三类,一般软粘土的含水量在百分之三十到百分之七十左右,在地层中呈流动状态,由于其孔隙较大,所以也属于淤泥土质的一种。其次,软土地基因具有较大的压缩性比,加上软土的压缩性和液限成正比,液限的不断增大也导致了软土的压缩性增大。不仅如此,由于软土层一般是在地质运动期第四纪沉淀下来的,由于地壳的不断运动,近期也形成了一定的软土,但是尚未固结,所以水利工程施工中的软土地基具有极大的压缩性。

(三)较弱的渗透性和抗剪强度

因为软土地基的压缩性较大,所以软土地基的渗透系数也随之较小,通过对水利工程施工中软土地基的渗透系数进行分析发现,软土地基施工在荷载的作用下固结速率非常慢,软土地基的强度难以得到较大的提升。尤其是当施工场地软土层含有较高的有机质时,软土地基所产生的气泡会堵塞排水管道,从而降低了其渗透性。相比较而言,带有薄砂层的软土渗透系数较高,其水平方向的渗透性也会随着时间的推移而不断增大。

由于水利工程施工中软土地基的强度大小和软土地基的排水性有很大的关联,所以在水利工程软土地基的施工过程中,软土地基通常会收到较大的荷载力影响,因此水利工程在软土地基上的施工要充分保证土层要具有良好的排水性能,在固结之后,软土地基的强度和效应力成正比,但是如果软土底层没有经过排水固结的过程,一旦在水利工程软土地基的施工中受到加到的拉应力和荷载作用,极易发生事故。

二、水利施工中影响软土地基处理技术选择的因素

对水利施工中影响软土地基处理技术选择的因素进行分析,有助于我们因地制宜选择最有针对性的处理技术,从而更好地保障水利工程的整体质量水平

(一)工程的具体要求和质量标准

水利工程的质量标准会因为工程的具体用途和建设等级不同而存在一定的差异,比如说国家级的水利工程和乡镇农村水利工程在用途和建设质量标准上就存在一定的差异。虽然说水利施工中软土地基处理的越完美越好,但是我们还应该从工程质量和造价等这些方面进行综合性的考虑,也可以说是我们通常所说的工程的性价比。

(二)施工时间限制

工程的建设工期也是我们在施工中重点考虑的事项,毕竟我们要在最合适的时间内完成工程的建设。比如说,采用添加剂法和重压法处理软土地基时,我们应当考虑添加剂的反应时间和重压后的沉淀时间。如果施工的时间过长就会影响工程的整体工期,因此说,施工的时间往往也是影响我们选择那种施工技术的重要影响因素之一。

(三)工程施工的环境因素

水利工程多出的地理环境是影响工程施工的重要环境因素,在具体施工的过程中我们也往往会因为地理环境的不同而选择不同的施工技术方案。比如说,平原地区工程施工时,往往会选择与山地、盆地地区工程施工不同的建设质量标准、施工方式以及施工技术方案。

三、水利工程施工软土地基处理技术研究

(一)换填管理法

软土地基中的换填管理技术在水利工程施工建设中是一种最常见的方法,顾名思义,换填管理就是将地基中的松软土质进行替换,适用于淤泥、淤泥质土、膨胀土、冻涨土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础后的坑穴等的地基处理。在具体的施工操作中,施工人员一般会将基底一定深度下的土层挖出来,然后用中砂、粗砂、碎石或者卵石等不容易被流水侵蚀的低压缩性材料进行填充,换填前必须征求设计单位同意由设计单位出具材料的级配,在完成换填之后还需要进行有效的夯实。但值得注意的是,换填管理的方式并非各种情况下都能使用,施工人员首先应该对实际水利施工项目进行精细的勘测,通过研究与分析后,看其是否能采用换填管理的方式来加大承受压力。而在换填管理的实际施工过程中,也应该根据工程项目的相关需求来开展,一般来说,换填土中包括砂和石垫层,灰土和素土垫层,碎石和矿渣垫层,不同的材料作用也并不尽相同,因此,施工企业要选用那些抗剪强度高、压缩性小的材料进行填充,这样就能有效提高整个地基的负载能力。除此之外,在换填垫层时,一定空隙的出现不可避免,但是这也为加强地基抗压力提供了良好的条件,施工企业可以有效利用垫层的空隙加快排水,使软土地基上层的松软土质快速固结,这样便能在一定程度上降低地基上层所传递的压力,从而提高整个软土地基的抗剪强度。

(二)化学加固法

化学加固法是指利用一些化学材料对软土地基进行排水固结的处理,以增加水利工程地基的稳定性,常见的化学加固法有深层水泥和石灰搅拌法、灌浆法等。深层石灰搅拌桩法,是利用石灰与土搅拌后所发生的一系列物理和化学反应来加强软土地基的强度,根据实际地质的不同所产生的加固效果也不同。深层石灰搅拌桩法的材料主要就是生石灰和高炉煤灰,可以有效的吸收软土地基中的过多水分,施工要按照从四周到中间的顺序原则,施工过程中要避免石灰搅拌桩被地表或附近的水渗透而过多吸收水分失去原有效果。在深层水泥搅拌桩处理中,所选用的水泥等材料在质量上一定要严格按照实际工作中地基加固所需的要求。在搅拌过程中,要遵守水泥搅拌使用的规范,如保证好施工现场的场地平整,保证进出场道路的畅通,进场水泥必须符合严格的使用和搅拌标准,并采取防潮防雨的措施,保证最合适的水泥使用以达到最大的效果。深层水泥搅拌桩工作的开始,要进行试桩,确定水泥搅拌的一些参数,如水灰比、泵送的速度、搅拌力度与次数等要素,方便为下一步的深层水泥搅拌桩工作提供参考。

(三)排水固结法

与换填管理法相比,排水固结法比较复杂,实际操作过程中,要注意对排水固结法的特点和要求进行严格执行。首先,在运用堆载预压法使用时,可以利用水力建筑的自重,也可以使用预压法,还可以通过对部分超载预压的方法实现配水的目的。其次,真空预压法在使用时,要保真边缘大于建筑基础,为了达到预压的效果,需要加大压力,由于真空预压的效果和膜的大小由直接的关系,因此使用时需要加大真空度。第三,降水预压法主要用于地下水含量不多的软土地基,因此,在施工之前,要对地质情况进行勘测,确定降水预压方案,提高排水固结的效果。

(四)加筋法

加筋法是指将强土工合成材料置于软土地基中,这种材料具有很强的抗拉能力,能够在土层的颗粒之间产生很强的摩擦力,是软土层与加筋材料形成一个稳固的整体,减小软土地基的受外界影响变形的可能。在软土地基中采用塑料排水板以进行软土地基的排水,再以在砂垫层中采用土工织物的形式调整地基的应力分布,软土地基发生沉降和侧向位移的可能减小,地基的稳定性大大增加。

(五)强夯施工法

在使用强夯施工法时,要确定强夯参数指标同时要在施工现场进行有效的试夯并对施工现场的试夯数据进行全面的记录然后分析和对比试夯前的数据与试夯后的数据,并检验软土地基使用强夯施工法的效果然后进行最后的调整和确定施工强夯需要的参数指标。若是参数指标不符合施工要求时,要进行相应的调整。在采用强夯施工法时,首先要改造深层土然后在改造中层土,最后就改造表层土。在最后一遍强夯后要利用推土机将夯坑填平。在最后一遍强夯后,要采用低能量进行满夯。在检验夯后软土地基的质量时假如厚度较大的表层土的密实程度小于下层土灰」表明软土地基的处理效果没有达到预期的效果。

四、水利施工中软土地基处理优化建议

(一)施工场地平整

由于水利工程在软土地基的施工必须要保证施工的质量和效率,因此对施工场地进行平整十分必要,加上水利工程施工对土地的平整有一定的要求,且软土地基本身的负载力有限,一旦施工不当或操作技术失误,非常容易发生因软土地基上层而发生的软土地基下沉的现象,甚至直接的影响到下一个环境的施工,比如钻机的偏移和钻桩位的移动,对水利工程软土地基的施工造成严重的问题。但是对水利工程软土地基施工场地进行平整时也要讲究一定的方法和技巧,首先要对杂草等杂物彻底清除,并用细小的碎石头压实,碎石头不可过大,以50CM为限,从而保证软土地基施工过程中钻机地盘的平稳,提高钻机工作效率和保证施工的质量。

(二)合理选择施工机具

水利工程软土低级的施工,必须要充分考虑各方面因素,并结合具体的地质条件特点和施工环境选择施工机具,特别是在钻机的选择上必须要引起注意。施工过程中钻机一般有冲击钻机、非开挖钻机、旋转钻机、粉喷钻机和长螺旋干挖钻机等,这些钻机分别适合不同的地质和施工环境。

(三)施工中钻机使用

水利工程软土地基的施工中钻机的使用非常关键,这一施工环节的效果对整个水利工程施工质量具有非常大的影响,万丈高楼平地起,如果没有对水利工程软土地基进行科学的处理工作,势必会影响到水利工程的使用寿命和质量。因此在软土地基的施工技术上必须要注意以下几个方面的问题:首先要把握好钻机的使用时间,力求在水泥混凝土桩基浇筑完工后的二十四小时之后进行钻孔的施工,从而保证水泥混凝土的刚度;其次要把握好钻机施工过程中的速度和质量,特别是钻机钻孔的尺度,如果没有注意钻机钻孔施工中的速度和技巧及其容易造成塌孔的事故,对水利工程的施工构成威胁。另外,在钻机工作时如果遇到较为坚硬的土层时要注意钻头的跳动,可以通过抵挡慢速的方式来进行钻机钻孔的施工,从而保证水利工程施工中的效率和质量。

总结

水利工程地基的稳固不仅仅与工程的安全性息息相关,还影响着工程质量,要根据当地的实际的环境和情况在水利施工的过程中选择优秀的施工方案。软土地基的处理方法在水利工程建设当中是有很多种的,所以施工单位就要需根据具体的施工,选择方法,这样就可以有效地保证软土地基的处理效果。一旦确定方案后,就要选择一个比较适当的施工方法,还要控制施工过程,只有这样才可以确保水利施工的完美完成。

参考文献:

【1】于磊,朱孝克.探讨水利施工中软土地基处理技术的重要性及应用[J].山东工业技术,2016(15):86-86.

【2】丛学春.水利施工中软土地基处理技术的施工要点分析[J].科学技术创新,2016(19):219-219.

【3】张桂丽,于静波.如何提高水利施工中软土地基承载力[J].科技创新与应用,2016(33):227-227.

【4】王婷婷.砂石换填在水利工程软土地基加固施工中的应用[J].企业技术开发,2015(3):38-39.

【5】潘家磊.浅谈堤防工程施工中软土地基的处理[J].科技创新与应用,2015(6):130-130.

【6】张犟,宋浩亮,倪德斌.论如何做好水利工程软土地基施工[J].水资源开发与管理,2016(5):54-56.

【7】孙国静,王寒芳,赵攀.水利施工中的钻孔灌注桩技术研究[J].河南科技,2013(2):83-83.

【8】张宁.水利施工管理中存在的问题与相应改进措施[J].城市地理,2014(9X):191-191.

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