孙杰
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摘要:随着近些年来经济不断的发展,为了给各地区的发展提供足够的功能,所以越来越多的水利工程都开始兴修。而且由于当下的经济因素,很多水利工程建设的规模越来越大,而选址的地质情况也越来越差。很多水利工程的建设都在软土层上进行,这也为当下的施工带来了非常大的技术要求。实际在进行软基基础的处理过程中,要加强对相关技术的应用,最大限度的保证工程施工效果。
关键词:水利工程;软基基础
引言
在各地区经济发展的大趋势下,各个地区尤其是与水资源接近的地区,都在考虑对水资源的充分利用。继南水北调工程,在时间和空间上,国家针对水资源的均衡分布也在不断进行规划。所以越来越多的水利工程都需要不断的建设。而施工过程之中的软基基础处理问题是水利工程建设时需要着重解决的一项难题,由于现在水利工程的规模越来越大,如果在基础打造建设过程之中,没有注意好质量,那么就很难承受上层如此庞大的规模体系,容易产生大型的安全事故,带来较为严重的财产损失。所以针对软基基础的技术分析探讨问题。对于水利工程的建设有着非常的意义。
1水利施工中软基基础的特点与危害
1.1土质分布不均
软基基础土层结构比较复杂,会有多种成分的土壤混杂,按照土层深度排布,各层之间会有明显的性能差异,土质密度并不均匀,不同土质的承载性有差异,会对地基构造产生不同的影响,如果在施工前未对软基基础加以处理,会导致基础工程的强度不达标,上部水利工程在施工后期会出现不规则塌陷,影响水利工程的质量和安全。
1.2强度较低
水利工程对于水利的使用年限以及质量都有很高的要求,但是由于软基基础自身组成成分特性的限制,含水量较高且结构松软,因而软基基础强度比较低,早期沉降可能不明显,如果出现外力干扰或者在上部荷载的长期持续施压过程中,在地基所承受的压力不断变化的情况下会表现出较高的压缩性,稳定性变差,易发生形变,出现裂缝以及坍塌等事故,特别是在地震等自然灾害期间,安全隐患加大,严重影响水利工程的使用。
1.3透水性差
水利工程的软基基础本身含有淤泥成分,因而含水量较高,还具有一定的黏性,这也导致其透水性非常差,表层水无法向下渗透,地基积水严重,直接影响到软基基础的稳固性和安全性,而且上部水利工程设施与雨水长期接触易受到侵蚀损坏,水利工程的使用性能和寿命降低,因此在进行软基基础处理时需要投入大量的人力和物力来做好排水工作,使得施工时间和成本都有一定的增加。
1.4沉降频率高
水利工程建设周期较长,而软基基础又具有较强的压缩性,部分软基基础在建设之后也一直处于不明显的沉降状态中,此外本身软基基础的强度就较低,土壤承载力有限,随着工程推进,在软基基础上部荷载、外部荷载的共同作用之下,软基基础承受压力不断地增加,将无法承受水利工程建筑结构的自重,沉降速度也会越来越快,当沉降值超出工程安全标准就会出现倾斜、失稳以及坍塌等问题,从而严重影响水利工程的建设质量以及进度,威胁水利工程建筑结构的稳定性。
2软基基础处理技术在水利施工的应用
2.1桩基法处理技术
如果实际勘测工作中,发现软基基础图层厚度过大,无法大面积进行深埋或者处理,此种情况可以采取桩基法。
桩基法处理技术最开始以水泥搅拌桩、砂石桩和木桩为主,随着建筑行业的发展,现代化建筑工程中要求仅能用钢筋混凝土预制桩开展埋桩施工。钢筋混凝土预制桩的工作原理为:运用人工或机械在软基基础上进行打孔,再灌注混凝土,待灌注混凝土结束之后,会于孔下产生一定的化学反应或放热现象,使桩基周围土质情况发生改变,最终形成复合型混凝土桩基。改善后土质会发生变化,土质会变得更硬,易控制软基基础的沉降可能性,提高地基承受能力。混凝土具有较强的耐承受能力,施工效率也较高,其成本主要源自混凝土自身,且其成本比较合理,可以保证工程的施工质量。
2.2排水固结法
应用该类方法是在地基中完成砂井等排水装置的设立,此后结合建筑物的不同重量完成加载,将存在于土体孔隙内的水分得以排出,此后逐渐固结,促进地基的沉降,最终提升地基的强度参数,重点可提升地基的稳定性效果。由于其孔隙比明显降低,建筑物的强度便随之提升。为切实提升固结效率,可使用在天然土层增加排水渠道的方式,因此减少排水的物理距离,在既定的时间内可提升地基土抗剪强度的提升速度,促使地基的承载力提升速度高于施工荷载的增长速度。结合加压方式的不同,排水固结方式又可划分为真空预压、降水预压等方式。其中真空预压是在黏土层的表面铺一层砂垫层,同时运用真空泵向密封的砂垫层进行臭气处理,形成负压。此时地下水便可沿既定的排水管线从地表中排出,最终促进地基完成排水固结。也可以说,在总体压力不变的条件下,可尽量降低孔隙水中的压力,从而推动土体形成压缩。堆载预压法则通过使用土方等进行堆填来使地基形成沉降效果,在地基形成固结状态后提升其自身的承载能力。电渗排水方式则指将金属电极放入土层中,通电后将土中的水从阳极引向阴极,最终在阴极位置将水排出,从而降低黏土中的水量,提升边坡的稳固性,确保地基具有较高的承载能力。
2.3换填处理法
换填法操作比较简单,技术性不强,处理成本也较低,往往适用于软土地层较为稀薄的情况,主要是利用综合强度较高的素土、砂石等材料来替换掉原软基基础中的表层中粉质粘土等,进而提升该地块的地基强度。其处理关键点在于换填材料的选择和填层的敷设处理,回填土要选择一些较强透水性、压密性的材料,考虑到施工成本,最好可以就地取材,用最为常见的沙土、灰土与水泥来更换。其次是分层压实施工质量管理,要控制好单次填料的厚度,选择合适的碾压机械进行压实,并及时检验压实度和平整度,根据要求做好地基的夯实处理,确保每一层换填压实质量合格,能够在地基上形成一个较好的持力层,以此来提升原区域地基结构的综合强度。最后为避免出现空隙性和冻胀土等隐患问题,要排除坑中积水、浮土等杂质,做好排水处理,防止软基基础冻伤。
2.4化学固结法
该法的施工投入更多,但处理效果更为突出,一般在其他简便经济性的处理方案没有取得理想的效果后会使用这一方法进行完善,尤其在新型材料不断出现并使用的情况下,将其用于填充改造软基基础,可以明显加强地基稳定性。具体有高压喷浆法、深层搅拌法、灌浆法等,都是通过使用针对性强的化学材料进行软土硬化处理,深层搅拌法是将固化剂融入原土地基中,高压喷射注浆法的原理和灌浆法比较相同分别通过高压气流和气压、液压将浆液注入裂缝中填充,以提升软基基础的承载能力和硬度,明显减少软基基础沉降问题,确保水利施工工程的整体质量。
结束语
综上所述,在进行水利工程的建设过程中,处理好软基基础是很重要的一项工作。因为相关地基处理效果会在很大程度上给工程稳定性造成直接性影响,所以,需要施工单位加强对基地处理技术的应用,并与实际土质条件充分结合起来,选择合适的处理方式,尽可能增强地基的承载能力,让水利工程能够发挥出其自身的作用与性能。
参考文献
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