水利工程施工中软土地基处理技术浅析王飞

水利工程施工中软土地基处理技术浅析王飞

黄河勘测规划设计有限公司河南郑州471002

摘要:软土地基的处理在水利工程的各项施工中属于最基础的环节,为了水利工程能够顺利施工,必须在施工之前做好各项工作,特别是地质勘察工作。虽然我们现在有很多先进的软土地基处理技术,但在实际应用过程中还需要对水利工程的实际情况进行细致的勘察分析,选择最适宜的软土地基处理技术。

关键词:水利工程施工;软土地基;处理技术

1软土地基的基本特点

1.1压缩性强

软土地基在进行压缩的初期,其压缩曲线呈现相对平缓的状态,而当软土地基的压力超过压力点的情况下,软土地基会呈现出下降的态势,严重时可能出现突然下降的态势。软土地基在所承受的压力过程中,压缩曲线整体上呈现出由渐变到突变的过程,这样使得软土地基具有较强的压缩性能。

1.2具有较大的孔隙

在同样的环境下,与普通的土质相比,软土具有较大的空隙,通常情况下,软土空隙要比普通土质空隙大出30%左右。软土之所以会具有这样一特点,究其原因主要是因为软土具有较高的含水量,这样促使软体土质各颗粒之间的接触点出现胶结现象,从而失去了自身的土层压实能力,导致软土具有较大的孔隙。

1.3软土地基具有较高的灵敏度

软土地基较高的灵敏度主要体现在其触变性上。一旦采用振动的方式来破坏软土地基的土质时,就会很大程度的降低软土地基的强度范围,使其呈现出稀释状态。在实际的工程施工过程中,软土地基的这一特点会出现软土层侧面挤出以及土质沉降等现象。

1.4透水性能差

软土地基不仅透水性能相对比较差,其排水性能也相对比较差。软土地基在垂直状态下的渗水性能系数为10-7~10-5cm/s。由于软土地基的孔隙水压相对比较大,在一定程度上对地质沉降有着较大的影响,从而导致在自然沉降的条件下,软土地基要比普通土质地基沉降的时间长。

2水利施工中影响软土地基处理技术选择的因素

2.1施工时间

施工工期是施工人员在进行工程施工时需重点考虑的一个因素。应根据工程实际施工情况和水利工程性质合理设定施工工期,并在施工过程中对其进行充分的考虑是确保工程在规定时间内竣工的重要基础。对于软土地基采用不同的处理技术需要的时间存在一定的差异,例如,采用重压处理技术和添加剂处理技术时,重压后的沉淀时间与添加剂的反应时间对施工工期具有重要的影响。

2.2施工环境

施工环境对水利工程施工也有非常大的影响,特别是地理环境。由于水利工程大多较分散,每项水利工程所处的地理环境都有着非常大的差异,而地理环境不同对施工技术的要求也存在各种差异。水利工程实际施工过程中,特别是在软土地基的施工过程中,施工人员应对工程及其附近地理环境进行充分的、综合的考虑,以选择出最佳的软土地基处理技术。

2.3施工总量

当软土地基施工总量较大时,若选用换土处理技术就需要投入大量的人力、物力和财力,进而直接造成工程成本的大幅增加,不符合经济性原则。当软土地基土层较厚时若采用重压法,软土地基底部的坚固性、稳定性等将无法得到可靠的保证。可见,软土地基施工总量也会影响到其处理技术的选择。

3水利施工中软土地基处理技术分析

3.1换土法

换填垫层法就是把地基下层较潮湿、松软的土层范围清除,再应用能抵抗永久变形、性能较稳定的材料进行换填,换填后进一步进行压实。在进行施工时,可应用碎石、水利碎渣等材料实施垫层换填;对软土地基应用砂石实施垫层,可以有效增强水利工程软土地基负荷能力,还可以促使软土水分挤压排出,形成凝固状,是处理暗穴的最佳材料。应用碎石土进行垫层,应对碾压密实度、厚度进行把握;换填垫层法具有工期短、造价低廉以及操作简单等特点,在水利施工过程中得到广泛应用。

3.2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。

3.3强夯施工法

在工程施工过程中,针对软土基础的施工,还经常应用强夯的施工方法进行施工处理。在应用这种施工方法的过程中,通常使用80kN的施工夯锤进行施工。将夯锤吊起在6~30m高度范围内进行锤体的自由下落,通过重复不断的自由下落施工来对软土基础进行夯实。强夯施工法最主要的应用施工环境就是工程基础有大量的河流冲击或者是滨海沉积;还有一种环境就是软土中有大量的换土或者是粉土以及杂填土等土质时;上述几种工程施工环境在应用强夯施工法时,施工效果都较为明显,质量都较为优良。

3.4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。

3.5硅化加固施工法

在水利水电基础施工过程中,硅化加固施工方法最主要的原理就是电渗原理。通过电渗原理的应用,能够有效的利用网状的注浆管来进行电动硅化施工。在施工过程中我们通过循环往复的施工来将硅酸钠以及氯化钙溶液进行软土基础注入。在溶液注入的过程中溶液之间会产生相应的化学反应,通过相应的化学反应生成胶凝物质,通过胶凝物质的作用能后有效的提升软土基础的连接性能以及强度,能够有效增大基础加固半径。这种方法在实际的施工中有一定的应用缺陷,就是对能源的消耗过大,因此这种施工方法在选择过程中应该极为慎重。

3.6混凝土坝施工技术

在面积比较宽的水利工程中,混凝土坝施工技术获得了十分广泛的应用,通过混凝土的碾压、浇筑和配置,完成混凝土坝的修建。在水利工程施工中,混凝土的修建是最为重要的环节,为确保水利工程的施工质量,必须提高混凝土坝的施工质量,避免不均匀沉降,以及结构稳定性不符合要求的现象,减少和防止裂缝的出现。正确处理好实际需求与设计方案的关系,防止混凝土发生变形,产生裂缝,降低水利工程的结构强度。

4结束语

综上所述,软土地基处理方式作为水利工程最常见的施工技术,在实际的施工过程中,要以软土地基的基本性能为出发点,并且对影响软土地基的因素进行综合考虑,从而选择合理的软土地基施工技术,在保障施工质量的前提下,提高水利工程施工进度。

参考文献

[1]褚峰平.浅析水利工程施工中软土地基处理技术要点[J].技术与市场,2016,01:81-82.

[2]周恩顺.水利施工中软土地基处理技术探讨[J].中国水能及电气化,2016,03:18-20.

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