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摘要:地基是支撑建筑物的土体和岩体,其处理技术与施工的安全性和后续应用的寿命有关。大部分水利工程施工在软土地基上,软土地基的轴承很差,含水量较高,大开放空间,低强度,如果没有处理将形成地面变形、水利工程施工安全,因此,水利工程建设前进行软土地基处理是必要的。论述了软土地基的危害,提出了软土地基在水利建设中的应用。
关键词:水利施工;软土地基;处理方式
受水利工程建设的特殊性影响。水利工程建设总体环境比较复杂。它位于高湿度的地区,如河流和海洋。基坑处在软土地基里,如何保证水利工程的整体质量和安全,已成为国内有关部门在实践中需要关注和探讨的要点内容。软土地基的处理情况在很大程度上决定所有水利工程施工的质量。本文主要探讨了软土地基在水利工程建设中的处理技术,以此为今后水利工程施工技术提供合理化的依据。
1软土地基上基础处理概要
所谓软土,是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土,主要是灰色和自然的土壤,土壤中含有的水分超过了液体的极限。软土泛指淤泥及淤泥质土,其物理力学性能主要包括高含水量和高孔隙性、渗透性弱、压缩性高、抗剪强度低、及较显著的触变性和蠕变形,故在施工建设的过程中,软土地基处理比其他地基处理更为复杂,所以必须引起高度的关注,有必要妥善处理的基础。软土地基基础是为了保证地基的稳定性和地基的承载力,以保证高质量的工程施工。软土地基的基本处理具有重要的意义。
广东属沿海地区,存在大量的软土地质情况。在自然基础上不能满足水利工程的需求时,需充分发挥主观能动性,采取一些人为措施弥补这些不足,以保证水利工程建设的顺利进行。在选择地基处理方案的过程中,需结合当地地质条件,寻找最优处理方案。以突出其地基处理方法,不仅可以降低项目成本,也可以保证工程施工安全。
2.软土地基处理存在的问题
2.1软土地基基础处理不好形成的损害
由于软土地基的性质和特点,给水利工程建设带来不利的影响。软土地基沉降量通常较高(约20cm~90cm),且其沉降时间长,软土厚度对固结能力有严重影响和阻碍作用。如:基础在沉降过程中可以造成不均匀沉降,使基础显得异常结构;亦可以对桩基础产生负摩擦力,并对在此基础上的施工项目,造成拉裂破坏。因此,软土地基若不做任何地基处理,就会出现工程质量问题,在自然地质灾害的情况下,将是严重甚至无法挽救的后果。在实际调查中,要从基础条件、施工计划、进度成本、设备信息等方面考虑每个项目的建设,确定软土地基处理方案。
2.2软土地基处理不妥发生损害的因素
软土地基产生破坏的原因有很多。首先,对软土地基的研究不够严谨和准确,众多水利施工企业对软土地基没有给予足够的重视,早期的基础勘探工作没有作充分合理的分析和软土处理方案的设计。其次在一些工程建设中,尽管处理了软土地基,但桩身选择不适当,软土压实不合适,从而导致地基不稳。毕竟,由于许多水利工程是破坏了原来稳定的地层,使原来较坚硬的外壳受到了破坏,从而使原地基的稳定性受到了严重的破坏,地基的不合理处理引起地基的摩擦力和推力,从而使地基不稳定性更容易形成。因此,地基不稳定造成的破坏就形成了。
2.3外界环境恶劣
从水利工程项目施工建设的环境角度看,因为其施工现场和附近存在非常密切的接触水,特别是对基础设施建设而言,它是较大的水资源。而我们都知道水分的存在对水利工程水工建筑物基础构造的安稳性来说影响较大,进而也就给详细的水利工程基础处理技术形成了较大的困惑,提高了其相应的施工难度。一方面,的影响这个问题是当水利工程基本处理技能使用一个最大的特点,也是最需求一起引起注意的一个关键的地方,只有妥善处理问题的一方面,保证整个地基处理的有效性。
3软土地基处理办法
软土地基基本都具有高含水量、低渗透性、可压缩性、低强度和长期变形等性质的软土地,通常不能直接作为天然地基,需要对其进行加固处理,以减少沉降和不均匀沉降的负摩擦力,从而降低水工建筑物的变形和沉降。因此对软土地基处理适宜与否,不仅影响工程投资,而且会直接影响项目的使用方式和质量。对于许多软土地基处理方式,无论选择何种方式,都在满足其强度、变形、动态稳定性和渗透性的基础上进行处理,然后在沉降和不均匀沉降的荷载作用下,减少变形。
3.1安定剂表层处治法
安定剂表层处治法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤离子安定剂等安稳资料,掺入软弱的表层地基土中,以改善地基的压缩性和强度特性,确保施工机械的作业条件。软土地基的施工过程与底板的施工过程相同。在选择地基混合施工时,在施工前必须先将软土排水干燥,以避免机械陷入土中。工地存放的水泥、石灰不能太多,以够一天使用量为宜,最多不宜超越三天使用量,并要做好防水、防潮等措施。软土地基表层处理厚度应根据软土的物理力学性质而定,通常为30~60cm,过薄作用差,过厚不经济。压实与摄生是表层处治法的两个关键环节,用水泥、熟石灰或离子安定剂安稳处治土应在一次拌和后当即压实;生石灰安稳土,有必要在拌和时初碾压,生石灰水解完毕后再次碾压。压实后若能获得满意的强度,可不用进行专门养护,但因为土质与施工条件纷歧样,处治土强度增加不均衡,则应做好一星期时间的养护。
3.2换填法
换填法即是将基础以下不太深的必定范围内的软弱土层进行挖除,然后以质地坚固、强度较高、功能安稳、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料进行分层充填,并以人工或机械分层压、夯、振捣,使之到达要求的密实度,变成突出的人工地基。当地基软弱土层较薄,并且上部荷载不大时,也可直接以人工或机械办法(填料或石填料)进行表层压、夯、振荡等密实处理,相同可获得换填加固地基的作用。
3.3深层水泥拌桩法
深层水泥搅拌桩法在软土中普遍应用,如砂、粉土、粉土等。水泥搅拌桩是软基处理的一种有效形式,是一种将水泥作为固化剂的主剂,利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌,使水泥与土发生一系列物理化学反应,使软土硬结而提高地基强度。水泥土搅拌桩的施工工艺分为浆液搅拌法(湿法)和粉体搅拌法(干法)。适用于处理淤泥、淤泥质土、素填土、淤泥质粉砂土、黄土等土层。不适用于含大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土,坚硬的粘性土、密实的砂类土以及地下水渗流严重的土层。寒冷地区冬季施工时,应考虑负温对处理效果的影响。
3.4高压旋喷桩法
高压喷射流对土体的破坏作用,使土体由原整体状态变为松散状态。随着喷射流的连续冲切和移动,使土体破坏的深度和范围不断扩大。旋喷时,高压喷射流是水泥浆液,即以水泥作为硬化剂,边旋转边以一定的速度缓慢提升,被切削下来的一部分细小土粒由于被浆液置换而发生升扬置换作用,随着液流以泥浆的形式被带到地面。其余的土颗粒在喷射动压力、离心力和重力的共同作用下,在横断面上按质量大小有规律地重新排列并与浆液搅拌混合形成一种新型的水泥—土网络结构。一般小颗粒在中间部位居多,外侧或边缘部分土颗粒较大。随着喷射流在终了区域失去了冲切力,四周的土体未被切削下来,不能与浆液发生混合搅拌,但它仍有挤压力,对周围土体有挤密压缩作用。
结论
综上所述,水利工程建筑基本处理的必要性十分突出。但相对水利工程建设的建筑特点和环境特点,这种地基处理难度较大,导致了相应的基本处理技能的使用显示出较高的程序复杂度,这一程序复杂度进一步提高了处理难度。因此,将会有越来越多的需求,相应的施工人员和研究人员对技能点的选择和有效使用,提高处理效率,尤其是在调查的基础上,重点防渗和加固处理地基处理技能的三个关键处理技术操作和严格控制,最终提高其地基处理效果和水平。
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