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摘要:在水利工程建设过程中,软土地基的稳定性相对较差,对工程质量产生不利影响。在此基础上,结合软土地基的特点,详细分析地基失稳的原因,并提出了排水固结法、换土加筋法以及旋喷灌浆法等多种处理技术。根据施工现场的实际情况,选择适合的处理工艺,促进我国水利工程的有序开展。
关键词:水利施工;软土地基;处理技术
前言
软土地基处理是水利工程施工中不可或缺的重要环节,对水利工程的整体施工质量具有非常重要的影响。软土地基的有效处理可以在很大程度上改善地基的渗透性和承载力。为了有效处理水利工程的软土地基,有必要认真研究施工前的施工环境,全面把握基础施工的特点,切实增强施工管理,合理选择软土地基处理施工技术,从而不断提高水利工程整体施工质量。
1软土地基的特点与处理技术
改革开放以来,我国经济发展迅速十分惊人,水利工程数量和规模日益增加,但一部分地区属于淤泥软土,分布广、厚度大,严重制约了水利建设的步伐。对此,结合软土地基处理技术的特点,发挥地基处理技术至关重要的。
1.1土质特点
软土包括淤泥质粉土、泥炭、淤泥等土壤,具有较强的压缩性,含水量较大,孔隙比超过1,抗剪强度较差,经过静水或缓慢流水长期沉积而成,土质松软,地基牢固性较差,很容易变形,不但对水利工程的施工进度产生影响,还会影响工程质量。软土地基主要由软土组成,含有一定的粉沙和粉土等物质。与其他地基相比,它的塑性更强。
1.2失稳原因
在水利工程建设中,如若在软土地基中进行施工,很容易使建筑设施受损,主要因为设施滑动所致。当地基中某个面的抗剪强度低于其承受的剪应力时,二者的平衡关系被打破,导致建筑设施滑动。剪应力增加主要因工程施工中,地基负荷增加或者受降水等因素影响,使软土比重增加,导致剪应力受到不良影响,进而工程失稳。
1.3处理技术
在水利工程施工中,软土地基处理十分普遍,同时也是该项工程的重要内容。在施工之前,相关单位立足于施工现场实际情况,坚持因地制宜原则,根据软土特点分析技术难点。例如,软土层强度较低,承载力较弱等,以及软土地基的种类来选择合适的施工技术,合理的软土地基处理技术对整个水利工程的施工进程起到有效的优化作用,能够减少水利工程后期使用过程中软土地基对其的影响。
2水利施工中软土地基处理技术要点
2.1桩基法
对于较厚的软土,不可能对软土进行大规模的填筑处理。针对这种情况,可以采用桩基础法来加强水利工程中软土地基的承载力。在早期的水利工程施工中运用桩基法时,对软土地基的处理会借助水泥搅拌桩,木桩及砂石桩等材料来实施。随着现代技术的发展,能够利用钢筋混凝土来进行基桩的制作,软土地基通过一定的钢筋混凝土的灌注,使软土地基的承受能力和强度得到逐步的增强,为施工打下良好的基础。在水利工程软土地基处理中,桩基础法可以有效地提高软土地基的承载力和压力,有效地减少水利工程施工过程中的沉降问题,使水利工程顺利施工,促进工程质量的提高。
2.2换土垫层法
对于厚度比较薄的软土地基来说,可以通过换土垫层法来处理软土地基,在水利工程施工过程中对软土地基进行处理需要先去除表层的软土,之后把其换为强度高、稳定性好的材料。在选择填层材料时,一般会选择卵石、砂石这类材料,以砂、石、卵石等建筑原材料较高的强度、较小的压缩性和较良好的透水性等优势。这种换填的方式可以使软土地基的承载能力得到有效的增强,还能对膨胀土进行消除,对软土地基发生冻胀损坏起到防止的作用。在对软土进行完换填后,需要夯实整个软土地基,这样能够使地基形成比较好的持力层,对地基的承载能力起到有效的提升,从而使地基的稳定性得到提高,使地基的抗变性得到增强。
如果在对地基进行填换时,发现地基存在着空隙,针对这种情况要运用透水性材料来进行有效的排水,这样能够实现软土地基的加速凝结,对冻胀情况的发生起到有效的阻隔作用。在换填施工之前要清除换填坑当中的杂物,有积水的话一定要排出积水,要清理好浮土。施工中严格做好振捣、摊铺作业,处理好施工缝,层与层之间保持一定距离。如果在雨季,需要采用填筑和运输方式进行施工,可以减少雨水在地基上的侵蚀,有效地保证软土地基的强度。
2.3化学加固法
化学加固法是把添加剂加入软土的土层当中,在土层当中的添加剂因其性质会和土层发生相互反应,从而使软土层的性能发生改变,在软土地基处理当中比较常用的添加剂主要有水泥、硅酸钠溶液、生石灰等。在使用化学加固法时,添加剂当中的水泥和生石灰能够与软土的土层进行直接的拌合,改变软土土壤的性能,会使土壤的强度、土壤的凝固性得到显著提高,促使软土地基的稳固性得到提升。而添加剂当中的硅酸钠溶液要进行化学固结法需要通过带孔金属管来加入软土土层当中,硅酸钠溶液和软土土层接触后,会形成活化软土土壤表层的物质,使得软土土壤颗粒间的引力得到增强,促使连接度得到有效的提高,能够良好地抑制地基的变形,使软土地基的强度得到有效的增强,达到有效的加固作用。在应用化学加固法过程中,最为重要的就是要控制好添加剂的用量,添加剂的用量过少或者过多都会影响加固的效果,在此基础上,在化学加固法的应用中,首先要了解软土地基的软土层,根据软土层的含水量和可压缩性确定添加剂的用量,使添加剂的用量更合理、更科学,达到更好的效果。
2.4排水加固法
在施工工艺中,排水加固法是一种操作简单、应用广泛的方法。排水加固法可以去除软土地基中的过量水,提高软土地基的承载力和稳定性。在水利工程施工中对软土地基进行处理时运用排水加固法,需要操作人员严格按照施工原则和工程的实际情况来进行施工,施工过程中主要运用沙井排水和水管排水来进行处理。
2.5加筋法
这种方法主要是通过在软土层中使用钢筋展开网状式施工作业,这样可以有效的提高软土层的抗压能力,从而起到对软土地基进行加固的措施。但是,如果在实际环境不好的时候使用加筋法则有可能导致软土层的沉降力大大降低,但是,加紧法的缺点也很明显,就是在使用加筋法的时候造成的陈本较高,而且还需要具有一定的使用条件。
2.6真空堆载联合预压法处理技术
真空堆载联合预压法处理技术的原理是对软土地基施加外荷载,排出基层土体孔隙中的水分,提高土层结构的密度,达到增强软土地基结构安全性和稳固性的目的。施工期间需要从以下方面进行严格控制,保证该技术的应用效果。
首先,要制定完善的软土地基夯实加固方案,确定荷载定额设计和施工工艺。施工期间,必须重视施工观测对整个软土地基施工处理流程的作用。初期开始就要对施工过程中的每一层进行观测,当软土地基填充到设计高度后,要适当调整观测频率。在应用真空堆载联合预压法处理技术时,要制定合理的观测周期,直到整个预压处理技术完成,才能结束施工观测。
其次,要对加荷速率进行合理控制。为了防止堆载负荷过重对土体的局部结构产生不利影响,人们可以通过以下几方面进行加荷速率的控制。一是表层沉降速率(≤20mm/d)控制加载速率法;二是土体内部侧向位移速率(≤5mm/d)控制加载速率法;三是利用孔隙水压力系数(≤0.6)控制加荷速率。在确保路基稳定性的前提下,以最优的加荷速率施工,可以创造显著的经济效益。
最后,在应用真空堆载联合预压法处理技术时,顶部面积要大于底部面积,要根据工程实际情况,尽可能加大顶部面积。
结束语
综上所述,在水利工程建设中,地基处理技术的发展逐渐克服了软土地基的困难,减少了工程施工引起的不均匀和坍塌。在这方面,应根据施工实际情况采取合理可行的方法,如柔性土置换加固法、排水固结法、喷射注浆法等,以提高软土地基的稳定性,节约成本,切实保证工程质量和安全。
参考文献
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