番禺区大学城水利工程管理所
摘要:随着我国社会主义建设的发展,水利工程的建设也有了很大的提高,但仍然有许多问题需要解决。软土地基就是其中一个重要方面,由于软土地基强度低、压缩性大、含水量高等特性,使得其承载力较差。要保证水利工程建设的安全性与质量,就要对软土地基加以处理。本文主要阐述了软土地基的特性和水利施工中软土地基处理技术,以期对地基处理提供一定的参考和借鉴。
关键词:水利施工;软土地基;处理技术
1引言
地基处理作为水利工程施工管理工作中的一项核心工作,在整个的水利工程施工中占有着极其重要的地位。要想保证地基处理工作的高质量完成,首先必须做好前期的准备工作。要充分了解地基的基本情况,做好实地考察工作,采取切合实际的设计方案。在水力工程施工中常常碰到软土地基,因软土地基特征性较强,要联系其自身的特点采取方案,以此来保证施工的顺利进行。
2软土地基特性
2.1孔隙较大
在相同的环境中,软土的空隙要比普通泥土大出许多,原因主要是软土的含水量比普通泥土大,使得软土颗粒间有胶结现象的出现,这就让软土的土层压实情况比普通泥土差,产生较大空隙。
2.2压缩性强
压缩性强也是软土地基的一大特点,通过软土压缩曲线可以看到,在压缩初期曲线变化较为缓慢,但当遭受的压力超过一个范围时就会出现下降点,而后还会有一个下降点。这就说明软土地基的圧缩曲线是一个从突变转为渐变的过程,因此软土的压缩性较强,下图1为软土的压缩曲线图,ε为压缩应变;P为压缩应力;e为孔隙比。
图1软土的压缩曲线图
2.3透水性差
软土地基的透水性与排水性较差,水渗透参数在垂直方向上很低,这就让软土会承受更大的水压力,影响了地质沉降的过程,使得建筑物在软土地基上的自然沉降时间要大于在普通土质上的沉降时间。
3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。
3.1软土地基的施工总量
软土地基的施工质量也对软土地基的施工技术选择产生了很重要的影响,例如当软土层厚度较高时,就不宜采取压重法,因为采取压重法对于软土地基底部的工程要求不能得到保障。
3.2施工时间限制
在施工中要注意建设工期要求,施工中的方法要配合建设工期的要求。例如在使用添加剂法来对软土地基进行处理时,要考虑添加剂的反应时间等等,以防因考虑的不够全面导致施工时间过长,从而延误整体工程的工期。
3.3工程施工的环境因素
工程施工的环境因素有很多,其中最主要的就是地理因素,由于地理位置的不同使得工程具有互异性,这就要求在施工中要做到因地制宜,根据不同的地理环境采取不同的施工方案。例如在平原地区与山地就要制定不同的施工技术方案以及建设标准。
3.4工程的具体要求和质量标准
根据工程的用途以及建设等级要求的不同,水利工程的质量标准也会有不同。例如国家级与乡镇级的水利工程就会制定不同的建设方案。实际工程中对于软土的处理还要考虑到对工程的质量等级要求以及所需造价,做到一个质量与造价的平衡,不能盲目追求完美,也不能一味减少造价。
4水利施工中软土地基处理技术
尽管软土层地基的处理较为复杂,但是其对水利施工的质量起了很大的影响,因此必须加强重视,采取合理的处理技术。当前,根据我国的水利施工技术的总结,提出了一些解决方案,如下图2所示。
图2水利施工中软土地基处理技术图
4.1换土法
换土法也称作换填垫层法,这种方法是利用抵抗变形能力较强、性能稳定的材料对原先地基下部的软土层进行替换,换填后进行压实处理。通常在实际工程中常用的换填材料有碎石、水利碎渣等。换土法由于占用工期较短、成本低、效果好、技术简单等特点,在水利施工时是一种经常使用的软土地基处理方法。
4.2强夯施工法
强夯施工法也是一种较长使用的软土地基处理方法,在施工中,首先需要将夯锤吊起在6到30米的位置,夯锤一般选择80KN规格,然后让夯锤进行自由落体,通过重力使软土地基得到夯实。强夯法通常在受到河流冲击以及滨海沉积的地方施工效果显著,除此之外在软土中已经存在换土和杂填土时,施工效果也很理想。
4.3桩基法
桩基法的原理主要是,先对软土地基进行打孔,再在打孔处灌入混凝土,混凝土会产生化学反应,使得桩基四周土体力学性质增强,使得土体地基沉降的几率降低。桩基法适用于地基土层厚度较大,并且不方便进行大范围的清理工作的软土地基处理工程。混凝土预制桩因其力学性能较好,施工难度低,成本投入小,可以保证最后的施工质量,在实际的水利建设过程中也得到了广泛的应用。
4.4排水固结施工法
排水固结法一般适用于软土中含有较多的淤泥和黏土的基础施工工程。采用排水固结法能够使软土里的淤泥和黏土造成的基础下沉问题得到解决,可以是软土基础的稳定性得到保证,使施工顺利进行。排水固结法通常是有两个施工班组构成,分别是基础加压施工以及基础排水施工。这种施工方法的适用环境主要在含有大量淤泥的情况下,尽管具有一些局限,但是其针对性较强,使用效果也较为突出。
4.5硅化加固施工法
规划加固施工法的主要原理就是电渗原理,这种方法通过使用网状的注浆管行驶电动硅化施工的工作。施工时要对软土基础灌入硅酸钠和氯化钙溶液。溶液在灌入的过程中发生反应形成胶凝物质,这种胶凝物质可以使软土基础的强度与整体性得到很好的提高,并且可以使基础加固的半径变大。但是这种方法并没有得到很大的推广,因为使用这种施工方式需要消耗大量能源,所以要谨慎选择。
4.6旋喷法
旋喷法是通过旋喷机生成的旋喷柱来加固地基的一种方法。旋喷桩会在高压喷射水泥和土体混合后凝结形成。利用这一施工方法制作的桩强度好,压缩性较低。主要适用于软黏土以及西沙土等地基的加固,不适用于有机成分含量很大的土层,这就要求在施工中遇到有机成分占很大比重的土体不得采用旋喷法。
5水利施工中软土地基处理技术的注意事项
施工开始前要对工程所在地区做好勘察测量,充分的掌握工程所在地的地形地貌,水文条件等,并结合相关资料对工程现场做好详细的分析,制定切实可行、满足质量要求、经济上合理的软土地基处理方案,严禁不进行勘察工作仅凭借经验制定处理方案,要有准确的数据与结论的分析,防止在以后的工作中因决策的失误导致软土地基的处理质量不合格,甚至带来无法挽回的错误。要重视基地土质实验,要根据基地土质实验的数据下结论。例如在处理深层水泥搅拌桩时,如果没有做好实验,没有准确的数据支持,将会给后面的水利设施工作埋下隐患,造成巨大损失。
6结束语
综上所述,我国的水利工程正在随着经济技术的发展而不断进步。在水利工程的建设工作中,地基的处理是其中的重中之重。在遇到软土问题时根据软土地基技术采取相应措施,一方面可以保证工程的进度,另一方面也保证了最后工程的质量。该技术包含着众多的处理办法,这就要求施工人员视情况选取合理方案,在实践中不断促进软土地基技术的发展。
参考文献
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