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摘要:水利工程作为特殊的工程建设,其对施工的质量具有严格的要求。在施工建设的过程中,尤其要注意软土地基的有效处理。软土地基固强是要弥补建筑下层作为地基的土壤本身硬度不够的现象,使其更加稳定坚强,有更持续的摩擦力,降低下沉和压迫导致的变形。文章主要针对软土地基的特性展开论述,进而阐述有效的软土地基处理措施。
关键词:水工程;软土地基;处理
前言
随着社会的发展,水利工程越来越受到人们的重视,成为整个社会基础设施的重要组成部分,而在水利施工建设的过程中,应该加强对软土地基加固工作的研究工作。软土具有含水量高,压缩性高,孔隙大,抗剪强度低,透水性强等特点。因为不同的软土层层面的力学性质差异大,并且土层分布也很复杂,所以在水利施工中第一的技术难题就是软土地基的处理。软基加固的目的是为了改善建筑物地基土体的力学性质,提高承载能力,增加抗滑稳定,减少压缩变形。
1水利工程软土地基的特性
1.1孔隙比和天然含水量大
我国软土的天然孔隙比一般e=1~2之间,在淤泥处理过程中其处理措施不断的应用。淤泥和淤泥质土的天然含水量w=50%~70%,一般大于液限,高的可达200%。
1.2压缩性高
我国淤泥和淤泥质土的压缩系的一般都大于0.5MPa-1,建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降,尤其是沉降的不均性,会造成建筑物的开裂和损坏。
1.3透水性弱
软土含水量大,可是,透水性却很小,渗透系数k≤1(mm/d)。由于透水性如此微小,土体受荷载作用后,往往呈现很高的孔隙水压力,影响地基的压密固结。
1.4抗剪强度低
软土通常呈软塑-流塑状态,在外部荷载作用下,抗剪性能极差,根据部分资料统计,我国软土无侧限抗剪强度一般小于30kN/m2(相当于0.3kg/cm2)。不排水剪时,其内磨擦角几乎等于零,抗剪强度仅取决于凝聚力C,C<30kN/m2,固结快剪时,Φ一般为5~150。因此,提高软土地基强度的关键是排水。如果土层有排水出路,它将随着有效压力的增加而逐步固结。反之,若没有良好的排水出路,随着荷载的增大,它的强度可能衰减。
1.5灵敏度高
软粘土特别是类似于海相沉积形成的土质,如果结构完整,还是可以承受一些剪力的。不过,一旦受到破坏,其承受力明显下降。这个过程--即土层被侵扰后出现强度下降的过程可以称为灵敏度。是指在水分条件不变的情况,原来土层和后来的土的抗压能力的分数值,通常这个值为3和4之间,还有更高的。所以,越是数值高的地方,要尽量降低对土壤的侵扰程度。冲填土是水力冲填形成的产物。内部沙子含量较大的冲填土的稳定情况较强,力学分布合理,而内部较多粘滞成分者,强度并不高,但是有较强的压缩能力,但是不容易形成固结。杂填土的成分复杂,各种垃圾废物,混合形成,所以说难以掌握其规律,通常以居民丢弃形成的垃圾,包含大量腐殖质,一般强度差,可压缩的能力也较强。
2水利施工中软土地基处理技术
需要对软土地基进行处理,主要是由于软土地基主要是由一些淤泥或淤泥质土等抗载能力低的材料组成因此软土地基属于高压缩性结构地基,由于50千牛每平方米是软土地基所能承载的最大力,而这却远远达不到水利工程的施工标准。
2.1换土法
工程多地基承载力的要求较严格,如果在施工过程中,遇到软土层较薄的地址,可以通过将水泥,灰土,沙土将软土层替换掉,这方能符合在水利施工过程中的要求。为了节省成本可以用择压密特性好的泥土来替换沙土,选因为沙土的成本要比泥土的成本高,而且沙土的渗透比较严重,因此,在施工过程中两者的替换是常有的。在替换过程中,要想形成较高的持力层,那么就必须在填土后进行夯实,以加强地址的承载力。在夯实过程中,尽量多来回几次,可有效地防止地基变形或出现不稳定的情况。
2.2排水固结法
在软土地基的水利施工中,可采取排水固结的方法有效的解决施工中稳定问题和沉降问题。排水和加压这两大部分组成了排水固结法。在日常中常见的排水装置有塑料水管排水和沙井排水。这一点就充分利用了排水系统的透水性水。
2.3强夯法
所谓强夯法就是把80千牛的夯锤上升到6米到30米之间的高度,使夯锤进行自由落体运动,利用夯锤自身重量将土夯实。强夯法大多用在以沙土和黄土为主要成分的土层。
2.4振动水冲法
振冲器是振动水冲法作业中必不可少的工具。振冲器上装有上喷水孔和下喷水
孔,类似于插入式混凝土振捣器,通过自身机械振动和冲击力,对地基进行打孔作业,之后将泥土、砂石等注入孔中,最后分层将孔中材料夯实,从而将地基加固。采用本方法对地基进行加固时,要注意初始排水抗剪强度需大于20千帕,不可过低。
2.5旋喷法
旋喷法可大幅度的提高地基承载能力。是通过使用旋喷机产生旋喷柱,来实现加固地基的目的。旋喷法是利用旋喷机对目标进行定向喷射,产生连续墙或连续桩来达到地基防漏的目的。高压下喷射水泥固化浆液,并与混凝土混合,凝固硬化后形成旋喷桩。并通过提升插入土层深度,配合带有速度的注浆管,进行喷射旋转,从而进行打桩。与加固土层相比,通过旋喷法形成的桩,压缩性低,强度高,可以用在对软粘土和细沙土组成的相对较软的地基上进行加固作业,但无法对含有较高有机成分的土层产生比较好的效果,且有机成分含量非常高的土层则应完全排除本方法。
2.6土工合成材料加筋加固法
把相应的工程材料在软土地基上铺一层,这样可以让建筑的重量平均分散,使加
固地基达到预期目标。在软土地基上铺上工程材料还能在地基出现滑动或损坏时,阻止或减小损坏程度。此外,地基与工程材料之间强大的摩擦力,还能防止地基的侧向变形,从而大大增强了工程地基的稳定性。
2.7灌浆法
用容易凝固的液体,使用泵把这些液体注入到地基的土层中或者是建筑物有缝隙的结合处。这些灌浆所用的液体一般是粘土浆、水泥浆或者是硅酸盐和聚氨酯酸等类似的化学材料。这样的灌浆方法比较适用于淤泥软土层及砂质的土层。
2.8加筋法
因为地基比较软件经常会发生土质颗粒位移的现象,导致一些耐拉性较强的工程材料被埋在水利工程的地基里。这个过程中他们两者之间由于摩擦力土层和埋入地下的工程材料形成了一体。这样以来两者的稳定性得到了加强但是变形性却大大下降,最终使软土地基整体符合了水利工程的技术需求。或者也可以先在软土上铺一层傻子,然后再沙子的基础上再放工程材料,这样在工程材料遭受外力变形时,可以使沙子的受力变的均匀,这样便能更好的减少地基下沉的可能,从而提高地基的稳定性。
结语
地基处理方法与施工工程的质量密切相关。在进行方案的选择时,既要紧密结合建筑场地的实际情况,又要考虑基础及上部结构的协调作用,争取使地基方案的选择达到既先进合理又经济实用。水利工程建筑是一门实践性很强的学科,处理地基问题也必须要结合实践,只有这样才能选择出最佳地基处理方法。
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