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摘要:本文对水利工程中软土地基处理的施工技术进行了探讨,文章从阐述水利工程中软土地基处理相关概念入手,进一步介绍了软土地基的特性,最后对几种主要的地基处理技术的运用要点展开了研究。
关键词:水利工程;软土地基处理;概念;特性;技术运用要点
前言
我国是一个地域面积辽阔的大国,东西跨度广,国土上分布着各种各样的地形地貌,土壤性质的地区差异也极为明显。软土地基作为我国极为常见的一种土层类型,具有孔隙较大、透水性差、灵敏度高、压缩性强等特征,在分布有软土的地区进行水利工程等的建设,往往会面临巨大的挑战,因此要科学运用专业的软土地基处理技术。而如何对这些技术进行规范操作,值得思考。
1.水利工程中软土地基处理概述
加强对软土地基的妥善处理,能够直接改善水利工程地基透水现象,并且尽可能地降低地基沉降事件发生概率,从而确保整个工程的稳固和安全程度,在强化地基的抗压性基础上提升其质量水平,打造优质水利工程,为社会发展做出应有贡献。进行软土地基的处理技术的选择时,由于不同的水利工程的实际情况不同,影响因素也有很多,包括时间、环境、标准、施工总量等方面。进行软土地基处理技术的应用的影响因素的勘察,能使技术人员选择出更适宜的处理技术,以保证处理后的地基的各项参数符合工程要求,并且保证工程按期完工,为工程质量提供保障。
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图1 软土地基
2.软土地基特性
2.1孔隙较大
在同样的环境下,软土和普通泥土相比,其空隙相对来说要大很多。其主要是因为软土含水量大,导致泥土颗粒之间的衔接点出现胶结现象,缺失了普通泥土的土层压实结构,从而空隙变大,空隙大的软土其稳定性较普通土层来说严重不足。但有调查显示这种空隙比较大的软土往往可以通过干燥化处理得到较好的收缩性能,这对于后期的沉井施工有着重要帮助。
2.2透水性差
软土地基的排水能力和透水性都很差,垂直方向的水渗透参数只有10cm/s,致使孔隙承受的水压力较大,从而对地质沉降的影响很大。软土地基抗剪强度在30kN/m2以下,也是透水性不高的一大原因。因此造成地基的排水性能很差,孔隙水压较大,会产生地质一定程度的沉降,软土地基的建筑物自然沉降的时间要比普通土质的地基沉降的时间更长,也即是说“覆盖”其上的建筑物沉降可能会需要更长的时间,危害的“潜伏期”因此会相对“长久”。正是由于这些特殊的性能,软土地基在水利施工中地位重要,解决了软土问题,水利工程质量才能得到有效的安全保障。
2.3灵敏度高
在触变性方面,运用软土振动技术来破坏软土与软土之间的结构,会极大地降低软土的强度比例。这样,软土层随即就可能产生侧面挤出、土质沉降和侧向滑动等各方面意外状况。同时,还因为软土的土层之间含水量较大和各土层之间的物理力学性质差异比较大等原因,导致其压力承载性能差、土地易出现变形等情况。
2.4压缩性强
在压缩初步阶段,软土地基的压缩曲线相对缓慢,当承受的压力超过限定范围,就会呈现下降趋势,之后又会突然出现一个下降点。例如,我国许多软土都布局在河流、湖泊周边,且其主要表现形式为淤泥和淤泥质土,这种土壤类型的含水量往往较大,流变性相对明显,这样的地基若未得到妥善处理,极易引发地表沉降现象。客观来看,软土地基的压缩曲线会出现从一个突变到渐变得过程,使其具有较强压缩性。
3.主要的地基处理技术
3.1换土垫层法
在水利工程的地基处理过程中,采用换土垫层法是极为常见的思路,利用该方法往往会出现较大的作业量,但其处理效果相对理想。换土垫层法的工作原理表现在可以借助具有较强承载能力、稳固程度的土体,取代其原本的工程地基基础,避免原本土层对水利工程造成不利影响。但值得注意的是,采用换土垫层法对软土地基等加以处理时,往往会遇到较为严重的能耗问题,一旦能耗控制不到位,就会导致经济成本急剧增长的问题。此时,技术人员就需要在全面了解工程基础现实状况基础上,对材料进行必要的分析与替换处理,尽可能运用绿色节能材料,以此达到节约经济成本、保护环境、节约资源的作用。而利用该方法挖出的土方,必须得到集中统一处理,以免其对施工现场造成污染,回填材料需要得到严格的质量控制,特别是要防止有机杂质如植被残渣等的大量堆积,以免其在腐烂后形成空洞,最终降低地基稳固程度。
3.2水泥土搅拌桩
在地基处理过程中,水泥土搅拌桩也是一种极为常见的操作工艺,它更多的是在软土地基中对水泥、软土等材料做强制性搅拌处理,直到水泥逐渐凝固成形后,才慢慢与土体结合、构成混合基础,这就能起到较好的改善地基承载性也安全性的效果。在实际应用中,水泥土搅拌桩的加固机理,不需要掺入过多的水泥,通常不会超过需要加固土体的15%,水泥本身与粘土并不会充分融合,粘土较大的比表面积以及活性会导致水泥土硬化速度缓慢,过程也较混凝土硬化更加复杂,在实际应用中,需要技术人员做好全面细致的分析,保证地基处理效果。
3.3固化技术
利用化学溶液、胶结结构等材料,发挥化学、物理反应等的作用,对软土地基进行加固,也能在很大程度上增强地基的强度。以水泥、水玻璃等常见的建筑施工材料为例,其在固化处理工作领域的使用频率极高,可以对土壤空隙做科学的填充处理,这就能在很大程度上提升土壤的密实度、地基的抗压程度及透水性能。结合不同岩土工程在地基处理方面所提出的不同要求,相关施工单位往往会在施工现场结合现实状况,科学地、有选择性地利用压力灌浆、旋喷法以及深层搅拌等工艺,实现软土地基的科学固化操作,进而改善其质量。
3.4夯实处理技术
从构成来看,软土地基主要由碎石、粉土等低饱和度物质组成,基于这种特性,在地基处理环节,可以采取夯实法来进行处理。通过夯击,使得土壤进一步被压实,确保软土的密实度处于合理的范围之内,一般情况下,强夯法能够对地基1.2m范围内的土壤起到加固作用。在这种背景下,施工企业需要根据实际情况,来进行夯实法的调整,确保夯实效果。
结语
综上所述,加强对水利工程中软土地基处理的施工技术的探讨,无疑具有极其重要的现实意义。相关工作人员需要明确水利工程中软土地基的特征,在此基础上对主要的地基处理技术——包括换土垫层法、水泥土搅拌桩技术、固化技术、夯实处理技术、强透水层地基处理技术等的运用要点展开研究。
参考文献:
[1]朱松华.水利水电工程建设中不良地基的基础处理方法研究[J].城市建设理论研究(电子版),2011(22).