黄小芳
平乐县水库工程管理中心
摘要:现当今,随着我国经济的飞速发展,城市水利工程建设数量和建设质量逐步提升,城市建设过程中的基础工程质量也愈发完善。但在水利工程实施的过程中,也面临着较多的问题,如软土地基问题是较为常见的水利工程病害之一,利用现有的施工技术手段对其进行紧急处理,虽然处理效果较好,但并不是长久之计。因此,要做好软土地基处理设计工作,并结合紧急处理过程中的相关施工方法,提升施工效率,探索良好的软土地基处理方法。
关键词:水利工程项目;软土地基;处理技术
软土地基在水利工程项目施工中较为常见,地基处理技术不到位会导致地上的水利工程主体结构失稳,同时软土自身具有分布不均匀、物理特征差异化明显的特点。因此,准确测算水利项目的软土地基承载力,科学估算发生变形的情况及时间,是当前解决水利工程软土地基危害的关键。本文结合水利工程施工的特点,对软土地基处理的重要性、软土地基处理技术的应用原则等进行了探讨,期望能够给相关领域技术人员提供一定参考。
1 软土地基的概述
1.1 软土地基的含义
软土地基(简称软基),指的是工程基础的土质主要是淤泥以及淤泥性质的软土,因此可以说软基含水量非常高。其中孔隙率比较高,凝固程度不足。在这种情况下,软基并不具备足够的稳固性以及可靠性,在软基上开展工程建设,若是没有改良软基的性质,就会对工程质量造成一定影响,甚至会造成一定的安全威胁。因此软基的存在,会对工程质量造成非常严重的制约,无法保证工程进度能正常开展,一旦出现安全事故,会造成更加严重的损失。
1.2 软土地基的危害
软基有着诸多的危害。首先是触变性,因为软基本身在无外界压力情况下,会保持固态,但是在承受外界压力情况下,软基就会呈现出流动的形态,因此软基是非常不稳固的基础土质。在软基上开展工程建设,有着非常多的隐患。其次是软基的压缩性非常高。若是软基承受一定的外作用力,压缩系数就会非常高,压缩的值也会非常大,若是没有对软基展开处理的情况下进行工程建设,就会导致工程出现严重沉降。再次是透水性方面,软基本身没有良好的透水性,在水利建设中,需要做好对软基的排水,这需要花费一定的时间以及成本,在工程建成之后,也意味着要经过长期的沉降,这会对建设质量造成十分严重的影响,另外工程的功能难以发挥出来。最后是不均匀性。在软基中,有着非常多的细微颗粒以及高分散颗粒,颗粒与软土本身的密度不同,因此软基承受压力,沉降不均匀是常见的情况,若是在软基上开展工程建设,容易造成张拉裂缝。
1.3平乐县的基本情况:
平乐县位于广西壮族自治区东北部,桂林市的南端,桂江上游。地理坐标界于东经110°33′18"~111°02′32",北纬24°15′24"~24°53′46"。县域范围东与钟山县交界,南接昭平县,西邻荔浦县、西北毗邻阳朔县,北面连恭城县。县城距桂林市118公里,县域南北宽71公里,东西长49公里。2020年,平乐县总人口46.5056万人。属中亚热带季风气候区,气候温和,局部小气候明显,降雨量多集中在春夏两季。全年平均气温为19.9 ℃,极端最高温度为38 ℃,极端最低温度为-4.1 ℃;≥10 ℃活动积温5969~6507 ℃,无霜期长平均长达314天;全年平均降雨量为1500-1700 mm,年蒸发量1500 mm,相对湿度85%。地貌复杂多样,地貌类型属低山和丘陵,一般海拔500-800 m,相对高度200-500 m。
土壤以砂岩、砂页岩、页岩等发育的红壤为主,黄红壤次之,土壤厚度以薄、中占多,质地多为中壤,土壤较疏松肥沃,透气、透水性良好,土壤肥力中等。
立地类型分析表
2 水利工程中处理软土性地基的重要性
在城市水利工程施工的过程中,往往会遇到软土地基问题,这些问题会影响整个项目建设质量,进而影响到软土地基工程设计的有效性。软土地基是一种不良的地基结构,且其压缩性较高、液化程度较高,导致地基基础的强度和稳定性有明显的特征。对于这些地质特征,在水利工程地基处理的过程中若不加以控制和关注,那么整体工程的稳定性及结构的变形会逐渐增大,进而影响水利工程施工的顺利开展,导致项目无法通过验收,只能进行整改处理。因此,水利工程施工中软土地基的处理非常重要。施工单位在实际施工过程中,应采取高效合理的方法提升地基处理效果。
3 水利工程项目软土地基处理技术探讨
3.1 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。硅化加固法能够明显地提高软土地基的渗透系数,加强软土渗水的性能,还能使泥土颗粒半径增大,从而缩小空隙、加固地基。
3.2 排水加固
软基本身的透水性是极差的,因此在水利建设中,就需要排出水分,消耗一定的成本以及时间。在工程完工后,要经过一段时间的沉降,这些都是因为透水性差以及含水量高所造成的,影响到工程质量以及功能发挥。因此在水利建设的实际开展中,要借助排水加固的手段,提升软基承载力。排水加固主要是分成两个环节,首先是要对软基施加压力,这是排水的步骤。排水是根据土体本身渗水性,借助施加压力的方式来实现排水。具体方法就是在软基内安装排水设施,然后对各个孔隙展开水压力处理,从而让软基的孔隙比得到降低。软基就会固结,这样承载力就会得到提升,为后续的施工提供一定的支持。
3.3 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。
3.4 软土路基处理方法分析
对于不良路基来说,其设计需要根据相应的设计规范,依照实际工程内容对整个项目的整体性进行有效把握,进而实现整个不良路基处理的有效性分析,以保证整个不良路基处理过程按照实际工程的进展进行,保证路基处理设计的有效性。不良路基处理设计采用的方法中,应用最多的是超载预压法、堆载预压法、排水板竖向排水法等,应根据项目的实际要求进行针对性的设计工作,保证不良路基处理的有效性。路堤的堆载预压法是一种较容易实现的、使得整个预压效果有明显提升的方法,主要应用于相应的工程实践较为充足的情况下。需要将整个工程的相关环节进行分析,以保证路基面出现沉降时能够及时进行控制,保证沉降量不会持续性的增大,进而保证整个项目工程的有序进行。当工程中的沉降率不能达到相应规范的标准时,需要根据工程实际,结合项目进展情况对堆载预压法进行有效的利用,进而保障整个项目工程的持续稳定推进。排水板竖向排水法是根据相应的人为操作的方法对整个项目的软地基工程进行加快排水的方法,能够有效的将整个项目的地基承载力及相应的软地基的排水速度进行加快。深层搅拌法是在一定深度及应用范围内,对整个软土地基的搅拌方法进行有效分析,形成高强度的桩基础及软土复合结构,使得混凝土混合料能够实现全过程的充分搅拌,进而提升软土地基的承载力并减小相应的地基沉降量。此外,还可以借助换填法、强夯法、注浆法和桩基础法、排水固结法进行处理。
4利用冬季天气干旱,采用机械及时施工
4.1冬季施工准备
4.1.1技术准备优先。施工技术方案(措施)的制定必须以确保施工质量及生产安全为前提,具有一定的技术可靠性和经济合理性。
4.1.2 制定的施工技术方案(措施)中,应具有以下内容:施工部署(进度安排),施工程序,施工方法,机具与材料调配计划,施工人员技术培训(测温人员,掺外加剂人员)与劳动力计划,保温材料与外加剂材料计划,操作要点,质量控制要点,检测项目等方面。
4.2生产准备
4.2.1根据制定的进度计划安排好施工任务及现场准备工作.如现场供水管道的保温防冻,搅拌机棚的保温,场地的整不及临时道路的设置,装修工程的门窗洞口封闭及保温.
4.3资源准备
根据制定的计划组织好外加剂材料,保温材料,施工仪表(测温剂),职工劳动保护用品等的准备工作.
4.4.冬季施工主要的技术措施
4.4.1基础土方工程应尽量避开在多季施工,如需在冬季施工,则应制定详尽的施工计划,合理的施工方案及切实可行的技术措施,同时组织好施工管理,争取在短时间内完成施工。
4.4.2施工现场的道路要保持畅通,运输车辆及行驶道路均应增设必要的防滑措施(例如沿路覆盖草袋)。
4.4.3 在相邻建筑侧边开挖土方时,要采取对旧建筑物地基土免受冻害的措施.施工时,尽量做到快挖快墳,以防止地基受冻。
4.4.4基坑槽内应做好排水措施,防止产生积水,造成由于土壁下部受多次冻融循环而形成塌方。
4.4.5开挖好的基坑底部应朵取必要的保温措施,如保留脚泥或铺设草包。
4.4.6土方回填前,应将基坑底部的冰雪及保温材料清理干净。
4.4.7室外基坑或管沟可用含冻土块的土回塤,但冻土块体积不超过填土总体积的15%,室内的坑,槽,管沟不得用含有冻土块的土回墳。
4.4.8回墳采用人工回填时,每层铺土厚度不超过20cm,夯实厚度为10一15cm。
4.4.9回墳土工作应连续进行,防止基土或墳土层受冻。
4 结束语
综上所述,随着我国经济的快速发展,水利工程软土地基的处理方法及处理过程的研究,是水利工程施工及设计的难题之一,应根据实际工程的需求,按照相应的技术规范,选择合理有效的技术方案,并根据项目进展程度选择动态的、适宜项目开展的处理方案。
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