水利工程施工软土地基处理技术

发表时间:2020/9/4   来源:《建筑实践》2020年10期   作者:顾乐 庄乐乐
[导读] 在水利工程施工过程中,经常会遇到软土地基结构

        摘要:在水利工程施工过程中,经常会遇到软土地基结构,若无法进行有效处理,也将影响后续施工活动的顺利进行。通过采用合理技术进行处理,不仅可以提高基础结构承载能力,而且对于降低水利工程后续维护成本支出有着积极作用。
        关键词:水利工程;软土地基;处理技术
        1 软土地基的基本特点
        1.1 地基透水性较差
        相比于普通地基结构,软土地基内部颗粒物之间的间隙较大,在水分进入时,会将大部分水分固定在土层当中。软土地基的含水量在35%以上,在进行开挖施工时,非常容易出现基坑积水过多的情况,因此在实际施工过程中,需要提前做好排水工作,降低基坑积水对结构强度所带来的负面影响。
        1.2 可塑性相对较强
        软土地基结构之间的空隙相对较大,在受到外界压力时,空隙也会被迅速压缩,形成稳定性较强的土层结构,且在后续应用过程中,也会根据外界压力的大小出现不同形变,这也会给施工活动的进行带来一定困扰,容易导致土层结构不规则沉降情况出现。因此在后续施工过程中,还需要做好土层结构压实度检查工作,并对压实情况进行检查,以此来提高整个系统可塑性。
        1.3 沉降速度较快
        水利工程修建位置,都会选择距离水体资源较近区域,以提高水利工程具体作用。这也是软土地基比较集中的区域,因为软土地基结构本身强度较差,且土层的密度较低,因此在受到大型机械或自重较大施工结构碾压时,很容易出现结构快速沉降的情况。尤其是软土地基厚度较大的区域,在受到外界重压时很容易便会出现结构沉降的问题,从而影响到施工活动的顺利进行。
        2.水利工程软土地基处理的意义
        在我国水利工程建设中涉及诸多的建筑物结构、引调水线路等各个方面的内容。在施工中最为关键的就是地基。在施工建设中如果地基出现问题,就会严重的影响地基的稳固性。而在复杂的地基条件、变化等因素严重地影响了工程的施工质量。软土地基沉降会造成不均匀沉降、抗滑稳定性不足等问题。因此,在实践中要根据水利工程的特征合理地进行软土地基的勘察分析,根据实际的状况,制定完善的、详细的施工计划以及方案,对于存在的地质变化进行分析。选择合理的施工技术。科学的选择软土地基处理技术,可以有效地保障工程质量。软土地基勘察以及施工是一项复杂的内容,在施工中要通过科学的方式进行管理,了解工程要点,进而达到提升工程质量的目的。
        3.水利工程施工中软土地基处理技术类型
        3.1砂石与砂换填垫层技术
        在水利工程中,要根据要求对厚度3cm的软土地基处理,综合砂石以及换填垫层技术进行处理。在软土地基处理中要根据地基表层的软土层的处理,通过稳定性与强度较高的材料做好填层的敷设处理。在应用软土地基的换填层材料中,主要应用卵石、砂石等材料,这些换填材料进行垫层的敷设处理,容易碾实处理,其具有较强的透水性、压缩性,可以有效地增强地基的强度。通过换填垫层以及砂石技术可以降低地基沉降度,达到增强地基承重能力的目的。
        同时,在进行膨胀土的预防处理,避免软土地基出现冻伤等问题,在处理中效果显著。换填施工中要根据要求做好地基的夯实处理,在地基上形成一个较好的持力层,达到增强地基承载力、提升整体抗变性、稳定性的目的。在填换中如果出现了空隙性的问题,要应用透水性良好的材料进行排水处理,保障软土地基可以在短时间凝结,避免出现软土地基冻胀等隐患问题。施工之后要根据要求进行夯实,在换填施工之前要做好杂质的处理,排除在坑中存在的积水、浮土等杂质。在进行填料的处理中,要将其均匀的搅拌处理,保障整体的平整性。进行换填土的处理中,要根据要求进行处理,保障积水全部排除。做好浮土的清理处理,充分的搅拌填充材料,根据积水要求铺平。


        3.2硅化加固法
        硅化加固法是指浆液选用硅酸钠溶液作为黏合剂和固化剂,代替传统的水泥,一般加固深度在0.4~0.7m左右。硅化加固法基本分为单液硅化、双液硅化两类。单液硅化单液硅化适用于渗透系数0.1-2.0m/d的湿陷性黄土,或渗透系数0.3-5.0m/d的粉砂软土地基的加固,用管壁作开孔处理金属管道将硅酸钠溶液(Na2O·nSiO2)加压灌注到地基土层中。双液硅化适用于渗透系数为2.0-8.0m/d的砂性软土地基的加固,是指将硅酸钠溶液与氯化钙溶液(Na2O·nSiO2+CaCl2)混合依次灌入到地基土层中,两者发生的化学反应可以将黏合效果发挥到最大,将周围砂砾与泥土胶结在一起,进一步加固地层结构。
        硅化加固法的最大优势就在于对软土地层孔隙度和渗水力的有效改善,能够快速抑制地基形变,并能利用胶结土层颗粒增加地基颗粒大小,提供更强的地基承载能力。在实际应用中,单液硅化法处理后的软土地基极限抗压强度可以达到0.4~0.5MPa,双液硅化法处理后的软土地基极限抗压强度可以达到1.5~6.0MPa。
        3.3桩基法
        在换填法、化学加固法由于施工环境条件受限而不能使用时,例如软土土层较厚的施工现场,可以考虑使用桩基法进行地基处理。近年来,桩基材料已经从传统的木桩、砂砾预制桩转变为钢筋混凝土预制桩。先对土层进行打孔处理,再将钢筋混凝土注入孔洞,通过钢筋混凝土的固化带动和促进周围土层的固化,作为土层结构的骨架,使地基结构更加稳定,并减少沉降和坍塌的可能性。此方法的优势在于施工简便、成本较低、效果稳定,因此得到广泛应用。
        3.4旋喷施工技术
        该类方式需使用旋喷设备来完成喷桩的加工,从而提升其运转的速度,此后根据实际工程实施的需要,运用不同的喷射方式将浆液关注到目标物上,从而逐步提升地基的稳定效果。这也是所谓的人工复合地基方式。运用此类方式能够对地基质量进行有效的优化提升,使其最大限度复合标准要求。随着工程项目需求的不断提升,浆液的类型也显现出一定的多样化发展趋势,这便需要施工人员结合具体的条件和需求对浆液种类进行科学的选择。旋喷方式的技术特征不同,因此更适用于黄土及粉土等类型的土质,但其使用时也存在一定的弊端,其对有机物质含量较多的软土层加固作用还不够明显,因此在选择具体的施工方式时,首先应结合具体的土质类型进行科学的选择和使用。
        3.5加筋法与振动性水冲法
        加筋方法是指将具有较高拉性的物质埋于土壤中,二者形成的摩擦会促使材料迅速融于土壤中,从而有效提升地基的稳定效果,同时还能降低地基的沉降度。此外施工人员还可在软土上铺上砂子,从而调节砂子的受力,以此降低施工项目中软土地基产生变形的可能性。振动性水冲法是对地基实施打孔作业,再向其中灌注砂石等材料,对其进行分层压实,从而提升地基的强度。施工前需科学选择适合的机械设备,将设备的冲击力度与震动效果保持一致,此外还需使用两孔的喷头,水冲力需高于2万Pa,这样才能确保工程的顺利实施。
        
        结语
        在水利施工项目中,必须给予软土地基处理技术足够高的重视,,正确使用各项处理技术对软土地基进行改良工作,保障水利施工的质量稳定性。除了对处理技术进行研究外,还要重视专业技术人员的培训工作,对其职业素质和专业素养提出更严格的要求,并在实践中积极总结新问题,思考新方法,促进整个行业的技术进步。
        参考文献
        [1]李万里.水利工程施工中软土地基的处理方法探讨[J].工程技术研究,2019,4(15):71-72+84.
        [2]王帅.水利工程施工中软土地基处理技术[J].科学技术创新,2019(14):115-116.
        [3]卜祥新.水利工程施工的软土地基处理技术[J].珠江水运,2019(03):20-21.
       
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