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摘要:水利工程质量的重要性不言而喻,要想保证其质量,需要从多个方面入手,比如采用软土地基处理技术,它是当前水利工程施工中非常重要的一种技术,也是目前急需完善的技术,尤其当水利工程长期与水接触后,不可避免地会加大软地基的范围,如果不及时进行有效处理,后果不堪设想。文章结合软土地基的特点,对当前水利工程施工软土地基的处理技术进行分析,并提出相关施工注意事项,希望能提高水利工程施工质量。
关键词:水利工程;软土地基;施工技术
1 引言
水利工程施工时软土地基有着明显的不可预估性特征,土质疏松、含水量大以及承载能力不足等问题会对水利工程填土施工密度产生直接影响,加剧地基固定难度,增加沉降问题发生可能性,对工程耐久性以及稳定性形成较大危害。鉴于此,软土地基处理技术开始成为水利施工研究与把控的重点。
2 软土地基的特点
2.1 空隙非常大
在相同条件下,普通泥土与软土之间有着很大的差别,后者不仅缝隙大,而且没有压实结构,遇到水流较大的时候很容易被冲垮。这主要是因为软土地基中含有大量的水分、泥土颗粒,还存在胶结现象,因此缝隙非常大,容易被外力破坏。
2.2 透水性比较差
软土地基的排水性和透水性都比较差,这一特点也导致其通常所受水压较大,容易出现地质沉降问题。所以,在软土地基上建设建筑物,要比普通地基建设的建筑物更容易出现沉降现象。
2.3 压缩性较强
软土地基的压缩曲线变化非常缓慢,且当这一压缩承受力超过特定范围之后,就会出现下降的情况,之后还会出现一个下降点。所以,软土地基的压缩曲线不是一直下滑的,而是从突变到渐变,抗压缩能力比较强。
3 软土地基对于水利工程的危害
软土地基带给水利工程的最大问题就是增加工程难度。软土地基支撑能力较差,很容易在挖掘过程中发生坍塌,因此很多陆地工程也会选择远离软土地基区域。可是,很多情况下,水利工程施工因条件限制不能轻易更换施工地质,而解决软基问题存在着很大的困难,这给施工建设带来更多的不确定性。软土地基含水量多,就造成了其稳定性差的问题,如果在工程施工之前,没有对其进行有效的处理,容易直接导致工程中建筑物整体的沉降。软土地基的范围通常没有办法进行准确确定,如果建筑物的受力不均匀,除了会引发沉降现象,还有可能使建筑物的墙体发生龟裂,甚至倒塌。很多大型河流经历了长久的泥沙堆积,使得软土地基数量比较大。同时,即使在施工过程中避开了软土区域,保证安全和质量并完成了施工,但是,经过长时间的水蚀,还是很容易出现软土地基的情况,对于完成的水利工程来说依然存在很大的隐患。
4 软土地基处理技术
4.1 强夯施工技术
强夯法指的是为提高软弱地基的承载力,将十几吨至上百吨的重锤,从几米至几十米的高处自由落下,依靠强大的夯击能夯实土层,使土产生强制压密而减少其压缩性,提高强度。强夯法主要用于砂性土、粘性土与杂填土地基,一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法,并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。精确放样后,强夯机就位,夯锤对准夯点位置,夯击时每一次的夯锤提升高度都必须达到设计高度,当夯锤即将提升到预定高度时,稍停一下,使锤不摆动,然后继续提升,直至脱钩落下。
每次夯击时的落锤要平稳,如夯锤落在夯坑中有倾斜,且当其倾角超过30°时,需用推土机将夯坑推平,方能进行下一次的夯击。按照设计规定次数及控制标准,完成第一遍全部夯点的夯击,根据预先选定的2个夯点及周围布置的测量点,测量夯坑及周围土体的高程,检查夯点的夯沉量和地面隆起量,然后用推土机将夯坑推平,并测量场地高程。在规定的各遍夯击间隔时间后,按上述步骤完成全部夯击遍数,同时测量并记录最后2击的平均夯沉量及地面变形情况。
4.2 预应力管桩加固技术
地质条件不好、土质较为松软、受到压力或重力的影响会发生松动,都是软土地基的主要特征。为了能够将这些问题进行改善与处理,施工队伍必须要对相关问题进行针对性分析,同时,保障预应力管桩加固技术能够与施工作业当地的实际状况相结合,该技术在软基处理施工技术当中,属于较为基础性的技术,在软土地基松动的施工中得到广泛的运用。通常,该技术的施工主要有以下几道工序 :首先,施工队伍需要先对施工现场展开勘察,并且将松动的位置标记出来,提升施工作业的针对性 ;其次,施工队伍在将松动的软土地基区域进行标记后,再次展开精准的测量工作;最后,施工队伍在开展打桩期间,必须要将测量的数据作为依据来进行工作,同时将标记做好,对施工作业的准确性加以确保。
4.3 化学固结法
化学固结法技术在软土地基的处理中被广泛应用。在施工过程中,可以根据实际的情况选用灌浆法、高压喷射注浆法或深层搅拌法等施工方法。灌浆法一般利用液压将浆液注入缝隙中进行填充,缝隙可以是自然的,也可人为制造,通过浆液的固化使软土地基的物理性质得到改善,进而加强地基的稳定性;高压喷射注浆法的原理与灌浆法相似,不同之处在于将浆液注入裂缝中的手段是通过高压气流而非液压;深层搅拌法则是使用深层搅拌机械将固化剂与软土在地基中强制拌和,固结软土基础。相较于其他处理方法,运用化学固结法的软土地基施工虽然成本比较高,但整体应用的效果比较好,能够最大程度上减少软土地基的沉降。化学固结法的浆液除选用水泥浆液外,还常选用硅酸钠溶液,即硅化加固法。硅化加固有单液硅化和双液硅化两种方式,前者是把硅酸钠溶液通过带孔的金属灌注管,加压注入到软土层中;后者则是先后将氯化钙溶液和硅酸钠溶液注入到软土层中,两种溶液发生化学反应,与泥土颗粒一并胶结,使软土地基得到加固,渗水性能得到提高。
4.4 填垫层技术
(1)做好准备工作。施工前,要将坑内的枯草、树叶等清理干净,积水除了要清理之外,还要去掉坑内的浮土,做好周围的加固,将填充材料搅拌均匀之后,铺平在底层。(2)施工时要注意的事项。施工时,必须按照流程操作,不能为了省时间、人工等采用一些简单方法,造成日后返工。做好铺平和夯实之后,还要对接头位置进行处理,确保其衔接良好。层与层之间要保证错开一段距离,这样有利于水利工程日后的使用。铺设材料要用夯实法、平振法、水振法等,充分保证水利工程的施工质量。施工期间还要做好排水措施,保证工地上排水顺畅,不能在工地上出现冲刷或者淤泥的情况。雨季施工还要注意随运、随填、随压,防止施工场地被雨水冲刷。同时,要妥当处理废弃材料,远离农田和河道,不能将废弃材料压在植被上,尽可能地选择荒地放置,避免造成环境污染。
5 结束语
在水利工程中,软土地基问题的解决是非常重要的,处理好软土地基问题不仅能提高水利工程的质量,同时能推动我国水利工程建设的快速发展。处理好软土地基问题,不仅能保证施工进度,而且能保证施工质量。所以,相关部门和施工单位对其都非常重视。如今,处理软土地基的技术越来越多,只有根据施工现场的情况进行合理的选择,才能找到最适合的方案,推动该技术的进一步发展。
参考文献:
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