百色市水利电力建筑工程处 广西百色 533000
摘要:水利工程的建设及投入使用,都为我国国民经济的发展做出了巨大的贡献,水利工程建设较之其他性质的工程建设,有着更高的复杂性及安全要求,作为其基础的地基工程建设质量会对接下来的工程建设产生最为直接的影响。但水利工程建设过程中,会经常性面对软土地基,这一类型地基如若处理不得当,就会带来地基变形的问题,从而直接影响到整个工程的稳定性。本文基于软土地基特征,在分析软土地基处理方法的同时,提出了软土地基处理的注意事项,以便为今后的软土地基处理,提供相应的参考。
关键词:水利工程;软土地基;处理方式;注意事项
1、水利工程施工中软土地基的特点
1.1强度较低
软土地基因其自身组分的特殊性,导致强度远远低于其他类型地基。在这种类型地基上进行施工的时候,因为软土自身较为疏松的这一特点,在未得到完善处理的情况下,很容易导致地基工程出现崩裂及塌陷等问题。
1.2分布均匀性能较差
软土地基的实际组成成分较多,并且还会因为地区的差异出现相应的差异,土质上的不同,也会带来地基构造方面的差异,使得各个部位的地基密度出现了分布不均的问题,从而导致地基整体的强度及硬度分布不均匀,并且也会对水利工程抗压性产生较大的制约。
1.3透水性能较低
软体地基内部本身含有较多的淤泥组分,这也正是软土地基处理需要进行排水处理的主要原因所在,这也就对软土地基自身的透水性有着较高的要求,但是,因为软土地基自身有着一定的粘性,这对其透水性能产生了一定的影响,导致排水工作难度得到了进一步的提升。
1.4具有较高的沉降频率
因为软土地基自身具备较强的压缩性,从而导致其具备较高的沉降频率。从我国水利工程的建设经验来看,在水利工程建设快速推进的情况下,软土地基的沉降速度会出现一定的提升行,直接威胁到水利工程的建设进度及质量。
2、水利工程施工中软土地基处理方法分析
2.1化学固结方式
这一类型的软土地基处理方式主要可以划分为灌浆、水泥土搅拌以及高压注浆三种的类型。灌浆法适合在具有较高含水量及较低抗剪性的软土地基中,就是在软土地基中将水泥浆注入其中,在土体固结之后,地基的沉陷程度就会大幅度的降低,从而显著提升地基土体的承载能力。除此之外,对于那些含水量较高的土体而言,灌浆法还具备一定的防渗作用,其最大的作用深度是5米,在正式施工之前,必须要开展土质的配比强度试验,以便测试出土体承载量最大化的水泥量。化学固结方式的使用可以较为显著的提升地基整体的承载力及强度,从而在读幅度降低土体沉降数量的基础上,达成软土地基处理的目的,尤其是工程边坡的稳定性会有着显著的提升。但是,需要注意的一点就是,在政治施工之前,需要合理的控制地基和水泥之间的化学反应,并同步加强物理固化措施的管理力度,为地基土体的固化速度提供相应的保障。
2.2地基换土方式
这一类型的软土地基处理方式是目前处理最为简单且有效的方式,在施工现场环境允许的情况下,通过地基换土法的应用,可以有效的改变软土地基原有的不稳定性能,从而显著提升水利工程的地基工程质量。这一方式就是先使用大型的挖掘设施将地基中不符合工程建设需求的软土质进行全方位的挖掘,并在之后根据水利工程建设质量要求向地基中添加完全符合水利工程地基建设要求的土质,并开展地基的夯实工作,为水利工程的顺利施工提供相应保障。
这种方式使用的土质在一般情况下是由碎石、细砂等多种成分组成的,并且为了保障土质填充的实际质量,往往采用的都是分层填充方式,第一层的填充物是以碎石机矿渣为主,这对于地基的透水性提升有着十分重要的作用,具有高强度及较大空隙的碎石和矿渣填充实现地基强度及透水性双重提升的目标。这一层上的填充物以灰土及素土为主要填充物,这一层在平衡桩体及其间土体的荷载情况平衡上有着十分重要的作用,保障了地基的稳定受力。第三层的垫层是以砂及砂垫层为主,这一层的主要作用就是排除淤泥土质及气体,进一步促进土体的结固。
虽然这一方式有着十分良好的处理效果,却会受到地理位置的约束,在地理位置较远的情况下,就会很容易提升填充用土体的运输成本,从而提升施工的难度及其成本,为此,施工之前的地质勘查工作是必不可少的,最好是通过就地取材的方式降低运输及施工成本。
2.3排水固结方式
这一类型的软土地基处理方式就是通过排出地基中的原有水分,确保土体的超静空隙水压及空隙比得以降低,最终促进土体的固结,从而大幅度降低软土地基的沉降速度,提升地基整体的抗剪性及有效应力。具体可以分为如下的几种:第一,砂井法。这一方式十分适用于土质透水性较差的软性粘土中,通过使用地基成孔的方式将砂土灌注到软土地基中,将砂垫层设置在砂井上用于固定排水管,从而提升地基的排水速率,因其自身具备的较好的连续性及施工较为简洁等特点,而得到了广泛的应用。第二,真空预压法。这一方法适合在不含有透水层的软土地基中使用。先在软土地基中设置相应数量砂井,之后在地面上铺设砂层,随后覆盖对应面积的密封膜,将砂层和空气进行隔离,最后通过使用真空装置抽离出砂层内部的气体,从而在负压的作用下固结土体。第三,堆载预压法。这一方式可以在部分的软土地基中使用,预先对需要填土的材料的进行加载预压方式,使得软土地基以最快的速度进行沉降及固结,在荷载完全撤出之后,就可以进行施工。这一方式应用的过程中需要注意合理控制加载速度,以便保障地基的稳定性。
3、水利工程施工中软土地基处理注意事项
3.1遵循水利工程相关要求
水利工程使用的施工要求及方法会因为水利工程规模的变化出现巨大的变化,并且水利工程用途的差异也就会带来施工建设方案的差异,在施工等级得以确定之后,就需要严格按照相关施工要求进行施工即可。这也就意味着不同施工等级对于软土地基的处理标准要求是不一样的,为此,在处理软土地基的过程中,处理方式及施工标准是需要以水利工程实际建设要求作为参考的。
3.2软土地基施工量的关注
水利工程的规模在正常情况下,是要远远超过其他建筑工程的,这就导致水利工程自身的施工量往往都比较巨大,为此,在选择软土地基处理方案的过程中,也需要考虑一下实际的工程量,通过纵向深入分析各个方案的工程量、资金投入等方面,选择最为经济且工程量最小的方案。反面的例子就是在大型水利工程中使用地基换土方式,这会带来大量的人力、物力投入。
3.3注意施工环境及周期
施工环境在选择软土地基处理方式的过程中有一定的影响,需要在全面分析施工现场的土质、地质构造等信息的基础上选择最为合适的软土地基处理方式,为施工质量提供一定的保障。除此之外,任何工程都需要在合同规定的工期之内完成,为此,在选用软土地基处理方式的过程中,需要综合考虑水利工程建设周期及总体工期选择费时最短的软土地基处理方式。
4、总结
软土地基因其自身的低强度、低透水性、分布不均及强沉降频率等特点,直接影响到了水利工程的地基工程建设质量,从而影响到了水利工程的整体质量。在选用化学固结、地基换土以及排水固结处理方式的时候,需要同时考虑施工环境及周期、水利工程相关要求以及软土地基施工量,确保选择最合适的方式以最快速度完成软土地基的处理。
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