水利工程施工中软基基础处理技术分析

发表时间:2020/11/20   来源:《建筑实践》2020年7月第19期   作者:邢方元 耿金闪
[导读] 水利工程功能的特殊性决定了其施工环境的复杂性,大多数水利项
        邢方元 耿金闪
        焦作市黄河华龙工程有限公司
        摘要:水利工程功能的特殊性决定了其施工环境的复杂性,大多数水利项目建设于湿度较大的河流、沿海等区域。因此,水利施工的安全性和整体质量在很大程度上取决于软土地基的处理情况,实践工程中软基处理应引起技术部门的重点关注。文中对水利工程施工中软基基础处理技术进行了分析。
        关键词:水利工程;软基基础;处理技术
        1软土地基的相关概述
        软土地基在各类建筑工程的施工过程中极为常见,其指代的是地基之中的软弱土层。软土地基与其他土层最大的不同点便在于其极容易引发沉降现象,若施工技术人员没有对其进行处理或所应用的方式不合适,则会对建筑工程的质量造成极大的破坏性影响。
        2水利工程施工中的软基基础处理技术
        2.1换填法
        软土层厚度为2-3cm时比较适用砂石换填垫层法,施工过程中先对表层软土挖除,并利用稳定性好、强度高的材料加以更换。其中,卵石、砂、砂石等为工程中常用的换填垫层材料,以上垫层石料存在容易碾压密实、透水性良好、压缩性小及强度高等特点,能够明显加快软土层的固结排水速度以及显著增强地基抗变形能力,大大降低沉降程度和消除膨胀土涨缩,有效防止基土出现冻胀破坏。完成换填施工后还需夯实此处地基,从而增强地基的整体抗变形、稳定性、承载力以及维持良好的持力层。施工过程中底层材料的选择应符合压缩性小、强度高等要求,若发现填充过程出现空隙应利用透水材料排水,加快软基凝结防止发生冻胀现象。完成换填施工后还要做好后续的夯实处理,施工过程中砂石与砂换填处理应关注以下技术要点:
        2.1.1施工材料的合理选择
        换填施工时应尽可能选择质地坚硬的粗砂、碎石、沙砾和中砂等,防止出现风化料、软岩及杂物的混入。其中,顶级沙砾的选用要满足颗粒不均匀系数不低于10的要求;人工砂砾石的选用应尽可能保持填层材料密度最大,采取密实度试验合理选择最优的砂石;在没有人工沙砾与顶级沙砾的情况下,填层材料可以选用细砂混入一定量碎石、卵石的方法,并且确保垫层含石量不超过50%,填充前清理干净材料中混入的枯草、杂质等。
        2.1.2施工准备工作
        换填层施工前清理干净坑内的树叶、枯草等杂质,若坑内存在积水要利用排水技术排除干净,并对坑内浮土进行全面清理,同时确保地基周边土的牢固稳定,均匀搅拌填充材料后铺平。
        2.1.3施工过程控制
        施工时材料的捣实与铺平工作应按照标准流程开展,为保持接头的斜坡性质还要处理好接头位置,按照一定的距离错开相邻层级。然后选用合适的方法进行材料的铺设施工,比较常见的有水振法、插振法、平振法、碾压法及夯实法等。另外,修建排水设施保证施工期间工地的正常排水,防止出现淤泥与冲刷破坏,如雨季施工时要实行挖、运、填、压同步实施的方法,通过有效的预防措施避免雨水对施工土地的冲刷破坏,最大程度的保持排水设施畅通;此外,要合理处置废料,选择远离农田、河流的区域作为废料堆放地,且废料放置要尽量选择荒地而不应压盖林草地,尽可能避免因废弃材料堆积造成的河流、农田污染问题。
        2.2桩基法
        目前,工程实践中常用的软基处理方式是深层水泥搅拌桩技术,对于淤泥土、粉土的处理这种施工技术具有较强的适用性,其施工工艺就是将地基与水泥利用搅拌机均匀混合,充分发挥水泥的固化作用提高软土印度,最终实现地基强度的整体提升。
        2.2.1施工准备
        施工前要全面清理深层水泥搅拌桩施工现场的杂物,结合工程设计资料合理选择水泥,并做好试桩、机械验收及场地平整等工作,确保施工机械及施工设备的稳定运行、功能正常和及时使用。


        2.2.2施工过程控制
        深层水泥搅拌桩施工应保持管道的畅通无阻,同时符合施工规范相关要求,采取有效措施疏通管道并保证桩体垂直度,投入使用之前加强成桩检查,严格检查搅拌桩质量保证其正常投入使用。
        2.3排水固结法
        水利施工软基处理中排水固结法比较常用,该方法能够有效解决地基沉降及软基稳定性差的问题,也是工程实践中最为重要的软基处理方法之一。排水与加压系统为该技术的主要构成,可以利用软基自身的透水性实现系统的集中排水。
        排水固结施工法按照不同的加压方式可以划分为联合加压、超载、真空和降水预压等,其中软黏土地基处理时比较适用超载预压法,然而对超载比和超载作用时间的计算难以准确获取,所以还没有很好的解决超载预压阈值的问题;采用降水预压法应先将排水带或砂井安放于软土内,然后覆盖砂层与封闭薄膜,将膜内排水带、砂层通过抽气达到真空状态,从而达到排除土体水分的目的,以预先固结土体的方式减少后期地基的沉降;联合加压法使用过程中应严格控制预压气密性,做好地表处理和管路系统布设等相关工作,其工艺技术复杂且施工质量影响因素较多,水泥浆初凝前应在同一孔内完成二次注浆,还需要进一步完善该技术的施工工艺;真空预压法主要是将砂垫层先铺于软基上,并利用封闭膜将大气环境与排水管道隔绝,保持薄膜埋入土体一定的距离,并用真空装置和埋设于砂垫层内的吸水管道抽气形成真空,从而达到有效增加地基应力的目的,该方法具有省去堆载环节、节省材料和预压时间等优势,同时可以大范围同步实施及技术设备简单的优点。所以,实际工程中应结合工程量情况,选取合适的水利施工软基处理技术。
        2.4化学固结法
        水利施工中常用的化学固结法有深层搅拌、高压喷射和灌浆法三种方式,其中灌浆法主要是将固化浆液利用液压、电化学或气压等方式注入孔隙及裂缝内,从而改善软基力学性能;深层搅拌法属于工程实践中软基处理的常见方式,主要通过添加固化剂固化软基,终提升地基强度。实质上,这些方法都是将地基深处的软土与水泥、石灰等固化材料黏合,从而达到提高软基承载能力和硬化深层软土的目的,最大限度的降低软基沉降。化学固结法较其其它施工方式,其综合成本较高。
        3软土地基处理需要注意的事项
        水利项目应选择在温度适宜的季节开展,避免气候恶劣对软土地基的搅拌效果产生负面影响。水利工程施工技术人员在正式进行软土地基处理工作前,需对水利工程施工现场进行现场勘测,以明确了解施工现场中软土地基的面积、土质成分、地基厚度等基本属性,才能根据所掌握的数据情况等来制定相应的处理软土地基的工作方案。在确定好所采用的软土地基处理技术后,需将该技术所应用的设施设备等提前备好放置于现场,并将施工现场的杂物等进行处理,为施工技术人员提供良好整洁的施工氛围。最后,水利工程项目主管需对准备工作进行验收,确认无误后方可开始软土地基处理工作。在正式建设中,要高度重视对软土地基的施工安排,积极发挥实验数据的参考价值,从根本上提高工程质量,消除安全隐患。施工人员还要深入施工现场展开勘查工作,采集地形、地质结构及水文等条件和参数信息,为后续的施工设计和技术选择提供参考。应以文献资料为基础,不断优化设计内容,全面衡量软土地基的承载能力,系统分析土壤的结构和参数,制定较为科学的计划方案,确保工程的实施效果严格按照设计要求进行,达到规划的质量和技术要求。
        4结束语
        综上所述,水利工程中的软土地基施工技术人员务必对其进行严格治理,促进软土地基强度、承载能力的有效提高,有效减少水利工程施工中的潜在隐患。此外,施工技术人员需继续钻研软土地基的相关处理技术,研发出效果更好的软土地基处理法,进一步推动软土地基的优化改良,为我国水利工程的发展打下夯实稳定的基础,不断推动我国的经济发展。
        参考文献
        [1]桂吉顺,余强.水利施工中软土地基处理的方法[J].建材与装饰,2017(28):290-291.
        [2]张殿涛.浅谈水利施工中软土地基处理的方法[J].建材与装饰,2018(07):299-300.
        [3]祁爱芳,郭利,王科学.水利施工中软土地基处理的方法分析[J].中国新技术新产品,2018(14):116-117.
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