水利工程施工中软土地基处理技术研究

水利工程施工中软土地基处理技术研究

龚洪波

宁波弘正工程咨询有限公司浙江宁波315000

摘要:水利工程是一项基础性的社会工程,其在建设区域方面具有一定的特点,通常来说,水利工程都处于河、海等湿度较大的区域,而这一特点也直接决定了其地基构成以软土地基为主。因此从很大意义上来说,处理好软土地基问题,就可以为水利工程的整体质量提供保障,如果处理技术不当,则会使得软土地基的危害性展现出来,造成极其恶劣的消极影响。

关键词:水利工程;项目施工;软土地基;处理技术

引言

在水利工程施工过程中,经常会遇到软土地基,这是一个难以处理的工程问题,应引起建设单位和施工单位的足够重视。软土地基含水量高,软土土质疏松,在水利建设过程中需要对软土层加以压缩。由于水利工程建设工地环境潮湿,处理软土易增加工程成本;但若不对土地进行处理,则很容易产生水利工程坍塌等安全生产事故。

1软土地基的危害性

1.1触变性

软土地基的触变性主要表现在软土本身尚未承受较大重量、或未受到破坏之前,整体的形态以固态为主,而一旦接触性破坏出现,软土会在短时间内转化为流动状态。

1.2低透水性

与普通的土质相比,软土地基呈现出较低的透水性,其透水性能十分落后,因此为了保障工程的基本安全,在软土地基的建设过程中还需要安排更多的工期用来实现排水固结,既需要耗费大量的人力物力成本,且工程的沉降时间较长。

1.3高压缩性

软土地基上的工程沉降程度与其所受的压缩系数呈现正相关关系,具有极高的压缩性。如果垂直压力达到0.1MPa,那么软土地基就会受到极大的压缩影响,从而发生很大程度的土质形变,使得其承受的工程主体发生沉降。

1.4不均匀性

软体地基主要由微细颗粒和高分散颗粒构成,这两种颗粒在土质中的密度存在着一定的差别,其所承担的受力状况自然也不尽相同,在沉降过程中也呈现出不均匀的特点,而这种不均匀性展现在以软土地基为基础的工程中就会出现不同程度的裂缝状况,甚至会引发更加严重的主体结构破坏。

2软土地基处理技术

2.1强夯法

强夯法应用范围非常广泛,不仅适用于水利工程项目,也适用于公路及铁路的路基,还可以用于工业、民用建筑项目。由于这种处理方法特别简单,加固效果好,应用成本较低,被广泛应用于各类工程项目。方法:使用10~40t重锤,对地面进行不断冲击,使地面下降10~40cm。第1次夯实完成后,要整理并平坦施工场合,施工前可以测量夯前锤顶高程,起重机就位,将夯锤放回原位,预先设计一定高度,将夯实锤吊上去,打开脱钩设备;先放下夯锤,再放下吊钩,测量一下锤顶高度曰如果发现被夯实坑底处出现不均匀现象(如歪斜等),及时整平坑底。但必须指出的是,含水量>60%尧粒径>0.005mm的黏粒等占1/3以上的地基不适用此种处理技术。

2.2砂与砂石换填垫层技术

通常来说,砂与砂石换填垫层技术广泛应用于厚度为度2~3cm之间的软土层。在施工过程中,第一步工作就是对于表面的软土层进行挖除,考虑到其结构不稳定的特点,换之以强度过硬的材料,如石、砂、卵石等,这些材料本身就具有强度高、压缩性小、透水性优秀、易于碾压密实等优势,这都对于软土地基的危害性形成了有效的弥补,可以提高软土地基的承载能力,将其沉降状况控制在合理的范围之内,同时可以提高软土地基的排水固结速度,有效避免冻胀和消除膨胀土的胀缩作用。在完成挖除及填充工作之后,需要采用机械化设备夯实地基,以最大程度提高地基土质的稳定性与可靠性。同时,底层铺设性材料的性能也十分重要,也应当选择强度高、压缩性小的材料,以提高整体土质的稳定程度。在作业过程中空隙状况时有出现,此时要优先选择透水性突出的材料进行排水操作,尤其是在夏天、冬天两季,要特别注意排水操作的有效性,避免出现软土地基的冻胀状况。

2.3深层水泥搅拌桩施工技术

该技术也是当前广泛应用于软土地基处理作业中的重要技术,尤其是在粉土、淤泥土的作业中展现了较高的应用价值。这一技术的核心在于固化剂的应用,而水泥则是固化剂的构成基础,在施工过程中采用机械化的搅拌设备对于水泥及软土进行搅拌操作,使得其实现有效混合,在这一过程中,软土的硬度得到了很大程度的提升,可以适应后续应用强度及荷载力的要求。在深层水泥搅拌作业前,应当做好前期的准备工作。由于这一技术的应用核心在于材料的强化,为了有效避免杂质的混入,必须尽可能保证施工现场的清洁度,重点打扫干净现场的杂物,并根据实际状况对于施工场地进行适当平整;同时,要对水泥的质量进行抽检,确保其型号、种类均与施工要求相符,严格杜绝问题水泥进场;除此之外,还需要对于机械设备的性能进行检验,通过试桩确保机械设备符合作业要求,方可以开展正式施工。在施工阶段,要严格依照标准化的施工要求,还需要切实保障管道的畅通程度,在正式开钻之前组织专人对于管道进行疏通;要特别注意保证水泥搅拌桩体的垂直程度,并重点关注成型搅拌桩的质量检查工作。

2.4表层处理法

表层处理法主要针对表层排水工作以求得科学合理的构架,防止路基产生下降。①当施工的所用土质含有较多水分时,在进行填充之前作业人员必须挖出相应的沟槽,以便可以排除地表水,只有这种地基构造才可以进行进一步的施工;②在土料回压的过程中,要尽量减少土中水的含量,要求其透水性良好;③在完全清理施工地基的软土之后,要在表面平铺一层砂层,大约为0.75-1.25m。这能够增加软土地基中积水排出有效率,从而对地基形成一定的保护作用。砂层的加入能够让软土地基的稳定性更高,进而提高施工质量;④敷垫材料法广泛应用于软土地基土层不均匀的情况。它可以加大施工机械的通行效率,同时还提高了软土地基的有效支撑;⑤表层处理的过程中很有可能会遇到黏土的存在,一般加入一定的添加剂能够较好的提高软土地基的土质。通常情况下会先把添加剂与黏土充分混合,进而提高地基的强度和压缩性进而增加的填土稳定性。

2.5排水固结法

排水固结法是立足于软土地基透水性的处理技术,对于缓解软土地基的沉降状况、提高软土地基的稳定性具有重要作用。排水固结施工需要依托于一个稳定运转的基本系统,系统主要划分为加压系统、排水系统两个部分,是充分利用软土地基透水性的现实手段。真空预压重点在于使得软土地基中形成一种真空状态,提高地基的稳定程度,主要是通过铺设砂垫层、埋设垂直排水管道、使用膜封闭、埋设吸水管道、使用装置抽取空气一系列复杂的作业操作来完成;降水预压方法则重点在于排除软土地基汇总的水分,降低软土沉降的程度;超载预压的阈值问题仍然亟待在实践中加以优化;联合加压法则是综合几类加压技术形成的处理方式。在实践过程中,需要依照工程的实际情况加以确定。

2.6化学固结法

在对地基进行特殊处理时,也可以考虑采用化学固结法开展施工,以达到稳固地基的目的,尤其是随着市场上大量新型材料的普及和应用,能够对地基起到优异的加固作用。通常在进行施工时会选择使用高压喷浆、深层搅拌法、灌浆法等。

结束语

水利工程的质量建设是施工过程中的核心,由于其地基以危害性较大的软土地基为主,因此在施工过程中必须对于软土地基的处理技术进行重点突破。施工单位应当始终坚持质量第一的原则,把握软土地基的基本特点,依照技术规范及现场施工过程中的实际,选择更加合理的软土地基处理技术,保障水利工程的稳定质量,为其充分发挥社会性职能打下基础。

参考文献:

[1]曹加冯.浅谈水利施工中软地基处理技术的应用[J].江西建材,2014(24):150.

[2]胡小湖.水利施工中软土地基处理技术分析[J].江西建材,2014(24):158.

[3]徐德成.水利工程中软土地基的施工处理技术[J].江西建材,2014(23):125.

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