水利工程施工软土地基处理技术  王文文 宋时贺 程国冲 厉翠 高学帅

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年第3期   作者:  王文文 宋时贺 程国冲 厉翠 高学帅
[导读] 高度重视水利工程的建设,对于促进我国经济水平的发展起着至关重要的作用
         摘要:高度重视水利工程的建设,对于促进我国经济水平的发展起着至关重要的作用。在水利工程施工中,软弱地基的形成主要是受到湿度影响,造成沙土变得松软,对水利工程结构造成了一定程度的破坏,甚至会导致工程的失败。软弱地基的土质松软,导致了沙土之间的空隙过大,减小了地基的承重能力,严重时还会导致地基出现移动。尤其是在地质、暴雨等自然灾害的影响下,软土地基的软弱性进一步加重,严重影响水利工程建设质量。为了有效消除软土地基对水利工程施工造成的危害,有必要对技术进行加工、优化,加强对新材料、新工艺的应用来强化地基处理,保障和提升水利工程施工质量,避免出现安全质量问题。本文就水利工程施工软土地基处理技术展开探讨。
         关键词:水利工程;软土地基;处理技术
         引言
         随着我国社会经济的快速发展,城市水利工程建设数量和建设质量逐步提升,城市建设过程中的基础工程质量也愈发完善。但在水利工程实施的过程中,也面临着较多的问题,如软土地基问题是较为常见的水利工程病害之一,利用现有的施工技术手段对其进行紧急处理,虽然处理效果较好,但并不是长久之计。因此,要做好软土地基处理设计工作,并结合紧急处理过程中的相关施工方法,提升施工效率,探索良好的软土地基处理方法。
         1 软土地基特征分析
         对软土地基进行正确处理的重要前提就是要对软土地基的特征进行准确分析。压缩量高、强度较低是软土地基的显著特点,通常来说软土地基中含有大量的土质有机物,导致了地基的较大不稳定性,难以实现对上部建筑结构重量的均匀承载。若是没有对这种地基进行有效、正确处理,上层建筑结构极易发生不均匀沉降的问题,加剧了结构的内部拉应力,进而导致上层建筑结构被破坏,最终使建筑倒塌,严重威胁者建筑与施工人员的安全。软土地基的含水量都比较高,土质颗粒之间也存在较大空隙,在受到压力挤压的情况下极易出现不规则形变。若是水利工程施工过程中遇到软土地基,就难免受到较为复杂的危害,严重影响施工进度。所以必须做好事先的施工勘察,为软土地基的处理预留充分的施工空间与施工时间。此外,由于软土地基的含水量比较高,在施工后土壤裸露在外部会导致水分的快速流失,造成土质空隙进一步变大,地基的稳定性被大幅降低,进而是地基的承重能力进一步变弱。
         2 水利工程中处理软土性地基的原则
         首先,应重点分析软土地基的动力性能,即力学性质,避免因为水土流失造成整个地基基础的不稳定现象发生。其次,应依据规范确定软土地基的不均匀沉降特征。软土地基的含水量和灵敏度较高,其含水量比普通地基土的含水量高30%,比其他具有一定质量的地基软土高300%。以静力触探试验为例,可以根据地基承载力的可靠性原则,结合地基土层体系的相应特点及主要的试验基础条件,对整个地基承载力试验进行有效分析。利用平板荷载试验对整个地基承载力进行确定时,需要结合软土地基层的受力影响,合理选取相应的承载板尺寸,以保证整个尺寸的匹配性。土颗粒大小的均匀程度较差、受地区沉积环境影响较大时,需根据土类指数ID确定土类承载力及强度极限。
         3 水利工程施工中软土地基处理技术的应用
         3.1换土垫层
         一般对于水利工程施工进程中的软土地基来说,有关施工技术人员可以借助换土垫层来强化软土地基,其中可以用水泥、沙土以及灰土粗砂等材料来代替,从而借助土壤替换的方式增强软土地基的硬度和强度。那么在此种技术实施的过程中,有关技术人员需要保障软土地基结构的优化,就需要在软土层替换的过程中进行高效处理,逐步增强软土地基的承受能力。而且在此过程中,还需要把软土地基中影响水利工程的因素排除,并且借助一些强度较大的材料进行填充,如矿渣、灰土、砂砾与碎石等,借助分层填充的方式逐步转变土壤层的密度,在此过程中可以借助机械振动的方式夯实软土结构,保证在后期水利工程施工的进程中能够得以顺利进行。

一般情况下,换土垫层法主要运用在水利工程软土地基的浅层部位,需要借助外界的材料增加软土地基的压力,从而减少水利工程施工进程中沉降等安全事故的发生,并且在此方法的使用过程中还能够优化水利工程的排水系统,减少土壤膨胀收缩等情况发生。
         3.2深层水泥搅拌桩施工技术
         深层水泥搅拌桩施工技术是水利工程项目施工中软土地基的主要处理技术之一,在粉土、砂土、淤泥质土等土质不良的软土地基施工作业中展现出了较高的经济利用价值。固化剂的应用是深层水泥搅拌桩施工技术的核心与关键,而水泥作为软土地基固化效果保障的重要原材料,借助机械设备对水泥和软土地基进行搅拌操作,使水泥和软土地基土质有效融合,从而提升软土地基的土质硬度,以保证软土地基后续应用强度和实际承载能力达到水利工程项目建设要求的基本标准。在深层水泥搅拌桩施工作业前,相关施工人员应做好前期工作准备,采用多样化的手段尽可能地避免或杜绝混凝土工程施工水泥强化过程中有害杂质的混入,以确保施工现场清洁度和平整度的方式保障水泥材料强化过程不受其他环境因素的干扰。此外,水利工程项目一线施工工作人员还必须加强对水泥质量、水泥型号、水泥种类的抽样检查,确保水泥参数信息和工程项目施工要求相符,严禁水泥质量有误所带来的深层水泥搅拌桩施工技术不合格而导致的水利工程项目建造质量不合格。
         3.3排水固结施工技术
         排水固结施工技术在于水利工程软土地基施工中的应用能够有效缓解地基出现的大幅度沉降,以及稳定性不足的问题。排水系统和加压系统的应用是排水固结施工的关键所在。在排水系统能够借助软土地基透水性差的特点,对软土地基进行集中排水。排水固结施工时,由于在加压方式的采用上有所差别,因此在进行加压时,可以根据实际情况选择超载预压、真空预压、联合预压、降水预压等具体方式。若是采用真空预压,则需在软土地基表层铺上一层砂垫层,并通过把垂直排水管道埋设在砂垫承中,采用封闭薄膜使其与大气隔绝,同时建薄膜四周用土进行埋填全部埋入到土中,通过利用真空装置抽气形成真空环境,实现对地基承载度的强化。降压预压法的使用要求要在软黏土上对砂井、塑料排水井进行设置,并在上面铺设砂层,与真空预压一样,也须对于这一过程进行薄膜封闭,并注意及时排除其中的水分。使用超载预压法对软粘土进行处理能够取得较好的应用效果,但是在处理超载预压阀值时的效果并不十分理想。
         3.4化学固结处理技术
         所谓的化学固结处理技术就是采取化学手段来实现土壤的转化,以增强土壤的硬度和强度。通常采用灌浆法、高温注浆法和水泥土搅拌法三种方法。(1)灌浆法。将水泥灌注到软土地基的裂缝中,提高土壤的强度,降低软土地基凹陷的情况,从而保障水利工程的整体质量,促进我国经济的健康发展。(2)高温注浆法。主要是指利用高压水或浆液射流切割软土层,并进行有效的搅拌,使水泥等物质与泥土进行充分的混合,从而提高软土层的承载力和防渗性能的一种技术。(3)水泥土搅拌法。若果软土地基中的水分含量较高时,则需要采取水泥搅拌的方法,将水泥与软土土层混合,并进行充分搅拌,从而提高软土地基的强度,提升水利工程的整体质量,降低安全隐患的发生,从而推动我国水利工程的可持续发展。
         结语
         综上所述,软土地基的施工处理质量直接关系到整个水利工程的施工质量。为此,建议相关单位在施工前要进行全面、详细的勘察与分析,准确把握工程特点,在此基础上科学选择、规范应用相应的软土地基处理技术,从而提升水利工程软土地基施工处理的质量。
         参考文献
         [1]李薇.水利工程施工中软土地基处理技术研究[J].水利建设,2019(16):293-294.
         [2]冯是明,邹福华.水利工程施工中软土地基处理技术[J].水科学与工程技术,2018(2):78-80.
         [3]李万里.水利工程施工中软土地基的处理方法探讨[J].工程技术与应用,2019(15):71-72,84.
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