摘要:软土地基在水利工程项目施工中较为常见,地基处理技术不到位会导致地上的水利工程主体结构失稳,同时软土自身具有分布不均匀、物理特征差异化明显的特点。因此,准确测算水利项目的软土地基承载力,科学估算发生变形的情况及时间,是当前解决水利工程软土地基危害的关键。本文结合水利工程施工的特点,对软土地基处理的重要性、软土地基处理技术的应用原则等进行了探讨,期望能够给相关领域技术人员提供一定参考。
关键词:水利工程;软土地基;处理技术
随着我国社会经济的不断发展,水利工程事业也取得了一定的成绩,其发展与人们的生活密切相关,具有重要意义。水利工程施工是一件较为复杂的工程,尤其是地基处理部分更为重要,不容马虎。软土地基的处理效果将直接影响水利工程施工质量,在施工过程中,应当先对软土地基特点进行相关了解,综合考虑影响软土地基施工的各类因素,并采取针对性的软土地基处理技术,以确保软土地基施工质量,为水利工程的安全性提供保障。
1软土地基概述
所谓的软土地基,就是本身结构比较松散的土壤,水利工程在施工过程当中需要,在软土地基之上进行水利工程的施工,软土不像硬土一样坚硬,当然软土周围出现有外力作用时,软土细小的颗粒在外力的作用下会产生移动,这样就会使得本身坚固、有形态的土壤地基变化为流动性的土壤地基。此外,正是因为软土地基是由很多土壤小颗粒构成的,其流动性也决定着软土地基在外力的作用下可以实现压缩,并且其压缩的系数与外界的压力是成正比的。当外界施压越来越大,那么软土地基承受的外界压力也会越来越高,直到软土地基达到一个阈值。如果超过这个阈值,软土地基将无法保证其原始的状态,再度施压还会导致变形。这样的理论内容对水利施工实际工程是非常关键的,如果软土地基没有处理好,水利工程的建筑质量过大,给软土地基造成的压力过大,就会使得软土地基产生下降以及颗粒的移动,使得在软土地基上面的水利工程建筑物发生倒塌,造成工程的毁坏。
软土的含水量与普通的土地含水量是不同的,如果在施工的过程中凭借自动排水是不可行的方案,因此在水利工程的软土地基处理当中,还需要人为进行排水。在水利工程施工之前,软土地基处理技术需要结合软土地基的一些特征,采用合理的处理技术。
2.软土地基的特征
2.1透水性较差
软土地基一个重要的特性便是透水性较差,所以在进行水利工程建设前,应该提前对于软土地基进行科学化的排水,增加软土地基的稳定。但是需要注意的是,在进行排水处理时,需要投入大量的人力物力,所以导致工期时间会较长。
2.2压缩性较高
由于软土地基自身松软的特性,所以压缩性较高,并且并不具备较高的强度。在进行水利施工过程中,如果没有做好合适的处理,有可能会由于承载重量逐渐加大,从而出现塌陷的状况。
2.3沉降速度较快
软土地基具有强度小,密度低的特征,所以在工程量不断增加的情况下,会出现下陷沉降的情况,需要注意的是,承载力越大的情况下,沉降速度也会越快。
2.4结构不够均匀
软土地基的结构不够均匀主要是由于其土壤的强度以及密度都较小的原因。所以当工程量不断加强时,地基便有可能会出现破损的情况,甚至有可能会出现塌陷的状况。
3水利工程施工中软土地基处理技术要点分析
3.1排水固结软土地基处理法
排水固结法是处理软土地基的方法之一,此种处理技术能够有效解决水利工程软土地基沉降问题,可提高软土地基的稳定性。排水固结处理技术,顾名思义是利用排水系统来改善软土地基水分含量高的状况。其利用软土地基土壤的透水性来进行集中性排水,并通过加压系统来排除多余水量。
排水固结处理技术可分为以下几种:
(1)超载预压排水固结处理技术,能够有效的解决软粘土地基问题,但当前所使用的计算方式,难以彻底处理超载预压阈值;(2)真空预压排水固结处理技术,则是在水利工程软土地基上铺砂垫层,埋入排水管道,将其隔离于大气之外,利用抽气装置形成真空状态,以此来加强软土地基的稳固性,提升软土地基的应力;(3)降水预压排水固结法,是在软土地基中铺上塑料排水带,并用砂层覆盖,用薄膜进行封闭,通过抽气来使其部分真空,以排掉软土地基中的水分,促使土壤固结,改善软土地基的沉降问题。
3.2化学固结法施工技术。
对于我国传统地基处理的方式来说,已经不能够满足我国当前时代发展的需求,在这样的情况下,就需要进一步采取化学固结的方式,对软土地基进行科学合理的处理。而如果采取科学合理的化学材料,对软土地基进行改善和填充,不仅能够提供软土地基自身的强度,还能够进一步强化地基自身的功能。另外,在对水利工程软土地基处理的过程中,经常会采取一些人工合成材料和加固法以及灌浆方法等等。而对于不同软土地基的类型来说,需要采取科学合理的处理方式,在满足水利工程软土地基需求的同时,最终为工程施工质量奠定一个坚实的基础。
3.3换填软土地基处理技术
在水利工程软土地基处理技术中,经常会使用换填法。简单来说,换填法就是指用砂石、矿渣等来替换软土,挖去软土层。这种方式可提高软土的稳固能力,受外界影响小,但并不是所有的软土地基都可使用此种方法。通常应用于软土层仅有2~3cm间的软土地基中。软土地基换填中所采用的材料,相较于软土来说,具有更高的强度,更强的透水性以及较小的压缩性,其能够促进地基承载力的加强,排水固结效果更佳。
在使用换填软土地基处理技术时,应当根据软土地基的实际情况来选择合适的底层填充材料,做好排水工作,以防止软土地基冻胀。利用砂石来填充替换软土的时候,应当选择质量合格的施工材料,比如硬度强的砂砾、碎石,不可参杂其他杂物。实施换填土工作之前,应当先做好清洁工作,除了清除杂物之外,还要把坑内的积水处理干净,固定好周围地基,并对施工材料进行搅拌,保持平整性。在填土过程中,则要严格遵守施工制度,按照相关规定和流程来实施工作,无论是材料的铺设,还是接头位置处理,都不可马虎。
3.4振动冲水法施工技术。
依照相关调查数据显示,在不对软土地基处理的情况下,就需要对软土地基开钻钻孔处理工作。而在实际开展工作的过程中,需要依照相关标准和要求,确保能够为地基奠定一个坚实的基础。另外,对于这个施工技术来说,对各个施工流程的要求较高,在实际开展钻孔工作的过程中,由于软土地基的环境具备复杂性的特点,但其自身的难度也较大。
3.5换土法施工技术。
在水利工程施工过程中,如果遇到软土地基,就需要在条件允许的情况下,开展换土工作,对于这项技术来说,能够进一步推进我国社会经济的快速发展。但由于软弱地基自身承受能力较差,导致施工地基在施工的过程中,经常会遭受外界因素的影响出现变形的问题,但这样能进一步提高水利工程建设施工的质量。另外,在实际换土的过程中,如果不能够就地取材,就会提高整体施工成本,最终对水利工程进度造成影响。
4结论
综上所述,在开展水利工程施工过程中,软土地基处理技术具有重要作用和意义,其主要原因是为了能够将施工中的软土地基进行改善,从而进一步提高地基自身的稳定性和承载力。所以,在实际开展水利工程软土地基施工的过程中,需要提高对各个环节的重视程度,而对于技术工作人员来说,必须要选择科学合理的地基处理技术,需要将处理过程中存在的问题及时处理,避免对水利工程施工的质量造成影响,这样不仅能够确保整体施工质量,最终为施工企业创造较大的经济效益。
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