沈立军
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摘要:水利水电基础工程施工中不良地基的处理技术在最近十来年的发展过程中越来越重要,由于水利水电基础工程设计过程和内部结构以及能耗方式都不尽相同,所以需要加以细分成不同类别,然后按照各自既定的标准和类别来进行技术处理。水利水电基础工程施工中技术难度更大,环节也更加复杂,对于技术的要求较高,想要保障工程的整体质量,在不良地基的处理技术方面就应当多下功夫。
关键词:水利工程施工;不良地基;处理技术
引言
水利工程经过长期的水流冲刷,其结构会出现不同程度的破坏,导致水利工程的使用功能下降,寿命减短;再加上受水流的侵蚀,软土地基还会出现更严重的问题,加重对水利工程的损害,进而产生安全隐患。为了消除安全隐患,提高水利工程的使用寿命和安全性,有必要对水利工程中的软土地基问题进行研究和处理,并采用科学合理的技术提升水利工程的施工质量,为世人用水解决后患。
1软土地基的基本特点
水利工程通常建设在湿度较高的地区,这里的土质多为淤泥,密度较小,含有大量的水分和有机物杂质,这样的土质称之为软土。软土地基的高含水量和空隙较大的特点导致其固结能力较差。软土的孔隙比一般为普通土壤的1.3倍左右,因此其抗压能力较弱,当软土地基承受较大的荷载时,土层就会压缩,使地基整体发生沉降现象。软土的高含水量也使其渗透能力很差,不利于地基的排水与固结,当承受荷载后常会出现较高的孔隙水压力。软土的另一个重要特点就是高灵敏度,体现在触变性上。当一块软土区域作为原状土时,通常还具有一定的结构强度,但是如果受到振动,这块区域内部的土层结构就会受到损害,软土强度会迅速地下降,很快变成稀释的状态,抗压能力也随之降低,极易出现侧向滑动、沉降现象,以及底部地面两侧软土挤出的情况。除此之外,软土的特点还有抗剪强度低、不均匀性和流变性等。
2影响软土地基处理技术选择的因素
(1)施工工期。施工时间是建筑单位在施工之前必须考虑的重点因素,它需要根据水利工程的特性、周围环境等各种因素经综合考虑之后,选择一个合适的工期,并在工期内确保施工能够保质保量地完成。所以,为了达到这一目的,施工单位必须选择合适的处理技术,只有这样,才能真正达到施工预期的效果。比如,在采用重压处理技术或者是添加剂处理技术之时,如果施工过程控制不好都会对施工工期产生影响。因此,在选择处理技术之时,要充分考虑施工工期。(2)施工地所处的环境。环境对水利工程的影响尤其大,因此施工前后都要注意环境因素的影响。因为水利工程具有分散性的特点,每项工程完工后都与身边的环境有很大的关联,地理位置、环境不同,对处理技术的要求也不一样,技术处理结果也不同。因此,施工人员要在充分考虑周围环境的基础上,选择合适的处理技术,只有这样,才能保证施工的顺利进行,进而保证工程的质量。(3)施工处理的总量。对软土地基进行处理时,通常工程量非常大,必须有大量人力、物力及财力的支持,因此施工单位必须考虑到施工总量问题。在充分考虑了施工量后,如果处理技术选择不合理就会导致施工成本的大幅增加,导致项目经济性下降,这是企业最不想看到的。
3水利水电工程施工不良地基的基本处理方法
3.1强透水层处理
以坝体为例,土坝坝基的砂、砾石和砂砾层由于其强的透水性,不仅增加了扬压力,强透水层是指在地基中含有大量的砾石、卵石或者是刚性坝基砂等,这样地基的透水性会比较强,因此,会导致在开挖过程中出现强透水层的渗透系数升高现象,进而出现管涌的现象,对建筑物的稳定性将产生很大的影响。
对于出现强透水层的一般防渗处理主要措施如下:采用帷幕施工,降低水压,然后在坝前铺设混凝土或粘土延长渗水通道,帷幕灌浆可以降低坝前混凝土的渗透性,然后采用高压喷射灌浆进行同一次灌浆,从而形成防渗墙。同时,全体施工人员要重视促进从根本上水利水电工程施工不良地基的基本处理方法的重要性,施工人员的责任心由此产生。
3.2注浆加固法
(1)渗入型注浆。这种方法比较适合缝隙较多的软土地基,能通过浆液的渗入,使其结为一体,最终保证原有的结构不受破坏。(2)劈裂灌浆。当压力增加时,浆液能够抵制地基和土体带来的力量,但土体容易损坏,很难在受力之后保证原来的结构,所以施工人员可以通过这种方式扩大浆液范围,处理好软土地基。(3)水泥搅拌法。当前,我国水利工程施工中,水泥搅拌法是最常用也是效果最佳的一种施工方法,它是在水泥中加入水形成泥浆,然后对软土与固化成分进行搅拌,提高其稳定性和受压力。在使用这种方法之时,要注意清理施工现场,防止在搅拌之时融入其他杂质,降低泥浆的性能。此外,要注意水泥的比例,不能过大或过小,只有适量才能起到应有的作用。
3.3化学固结处理技术
所谓的化学固结处理技术,主要是选择使用一系列的化学手段来转化土壤的特征,来改善软土低级的硬度以及强度。在使用化学固结处理技术中,会选择灌浆法,高压注浆法以及水泥土搅拌法三种方式。(1)灌浆法。通过把水泥关注到软土地基的土壤裂缝里,可以加强软土的强度,从而减少软土地基出现塌陷的概率,保障水利工程的质量,从而推动我国经济的发展。(2)水泥土搅拌法。如果软土地基处于含水量较高的情况,便需要使用水泥土搅拌法,将水泥加人到软土土层中,实现水泥土的搅拌,从而提高软土地基的强度,从而保障水利工程的质量,减少出现事故的概率,推动我国水利工程我的发展。
3.4软土地基的处理方法
软土地基的处理方法主要是对水利水电基础工程施工中不良地基土层中含有大量淤泥、淤泥质土和高压缩性土层的处理方法。这类土层的承载力和抗剪强度相对较低。在外压作用下,软土会出现软塑性或流塑性状态,对建筑物的稳定性有很大影响。软土地基的抗剪强度相对较低,因此内部排水口将相对较差。随着外力的增加,土层的抗剪强度将越来越低,软土层将越来越固化,从而提高抗剪承载力。主要措施如下:首先,可以更换软土地基。当软土地基厚度不大时,可以更换渗透性强、含水量低的材料,提高地基的稳定性。其次,为了快速夯实软土地基,使软土地基中的多余水排出,需要压缩软土地基夯土层之间的间隙,促进软土层的固化。在软土上进行旋转喷射,使水泥与土壤在高压下紧密结合,增加软土密度,提高地基强度,防止地基渗漏。最后,对软土地基进行灌浆,提高地基强度。施工中应注意灌浆材料的选择,选用高强度、低收缩的材料。当填缝材料存在间隙时,应采用透水材料进行排水工作,加快软土地基的设置,防止冻胀。
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。
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