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摘要:近年来,我国的水利工程建设的发展迅速,水利工程属于重要的民生工程,在国家的全面发展下,这一类的基础工程建设也逐渐受到重视,我国水利工程也取得了高效的进展,并极大地促进了其他事业的全面发展,有效提升了人们的生存条件和质量。水利工程项目数量增多,又多建设在潮湿地带和软土地基之上,这就对工程质量与安全有巨大影响,为了提升软土地基的承载力,必须加强对软土地基的处理,考虑到不同施工项目的水利条件差异性及施工的复杂性,施工单位一定要结合施工实况对软土地基处理技术进行灵活运用,提高软土地基建设质量,降低水利工程施工进程中的风险,以此确保工程后续施工的有效开展。下面本文将首先介绍软土地基的特征和采取地基处理技术的必要性,并对不同的处理技术进行简要介绍。
关键词:水利工程施工;软土地基;处理技术研究
引言
众所周知,我国所建设的水利工程规模在不断扩大,并且为了满足群众需求,建设位置分布得比较广泛,再加上地形比较复杂,所以在具体的施工过程中会面临严峻挑战。这种情况下,就需要相关工作人员加强探究力度,找到能够有效解决软基问题的先进技术。
1水利施工中软土地基的特点与危害
1.1土质分布不均
软土地基土层结构比较复杂,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土地基加以处理,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,但是由于软土地基自身组成成分特性的限制,含水量较高且结构松软,因而软土地基强度比较低,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
水利工程的软土地基本身含有淤泥成分,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,直接影响到软土地基的稳固性和安全性,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,因此在进行软土地基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。
2水利工程施工中软基基础处理技术
2.1换填法
针对水利工程建设中的软基基础问题,可以采取换填法来进行有效处理,这种方式主要被用到那些软基厚度较小的情况下,将承载能力不足的土层替换成强度更大的土壤抑或是特殊性材料,这样能够在一定程度上增加整个地基的强度和稳定性。具体的操作如下:首先,将软体地基层挖开,并清除掉所有的软土土质;然后再用质量达标的材料进行替换,这个过程需要在专业挖掘设备的辅助下完成,一般而言都要将深度控制在2m范围内。与此同时,应该要逐层进行材质的替换,在全部替换结束后实行压实操作,并将所有工序完成之后,要仔细检测新地基的强度与紧实度,最大限度的保证其满足相关要求。值得注意的是,应用此方法时,要控制好整个施工作业的范围和深度,尽可能让最终的施工效果达到最佳。
2.2堆载预压法
这种方式主要是被用于那些含水量较多的地基情况中,若是土层中的含水量超过一定范围,那么就可以将其规划到淤泥类型中,这种时候就要人工来排除土层中存在的水分,然后增强土层的硬度。堆载预压式方法,通过对地基进行预压处理,将其中的软土部分能够在外力作用下将自身多余水分排除掉,进而让地基得到有效的压缩与凝固,并在产生沉降的基础上增大土质强度指标。例如,珠江东大堤相关工程在建设的过程中,因为具体的实施区域与海比较临近,这就意味着所有的工程施工都要在海滩淤泥上进行。这种情况下,施工人员就可以借助堆载预压的方法来将工程实施区域中的海水排出,然后再开展后施工作业。首先,从垫层开始,施工人员就要借助强度较高的土工原料,像厚度为1~2层的复合型土工布等,并在中粗砂的作用下开展垫层工序,且将厚度控制在2m范围内,粗砂中具备的泥量保持在5%,而有机物的含量则是1%以内。其次,在竖直方向上将排水板安装到砂层端上,而塑料板则穿透整个淤泥,呈三角形状设置,同时,在水平方向上构建的排水系统可以细分成集水井、盲沟以及砂垫层这三部分,其中,盲沟坡度应该要比2%大,横竖间距尽可能维持在30~40m范围内。当结束上述工序之后,还要借助堆载预压操作来将土壤中多余的水分排出,全部工序施工的时间大约是180天。由此观之,通过对堆载预压技术的应用,能够排出软基中存在的大量海水,让土层抗压的效果得到有效增强,确保整个工程的质量达到最佳。值得注意的是,堆载预压技术操作的时间比较长,适用于那些工期不着急的项目。
2.3化学固结法
顾名思义,所谓的化学固结法,就是通过对相关化学试剂的使用,在灌注与搅拌的作用下,让软基土粒实现胶结的施工技术,其中规划加固法以及高压旋喷法等都是比较常见的。高压施喷法使用的频率比较高,针对黄土、淤泥等类型土质有很强的效果,可以通过应用气压或者是液压技术来对软基展开淤泥灌注,然后再进行高压灌浆操作,这样就会形成水泥土式的摩擦桩,在很大程度上提高了闸机的承载能力,同时有效控制相应的沉降量。而高压喷旋需要借助高压灌浆泵和柱塞泵等设备,并加入固化剂来增强土基强度指标,但是此项技术需要较高的成本投入,所以基本都是用于那些规模较小、软基含水量丰富的工程中。
2.4夯实法
一些隧道工程施工建设时,会选用夯实法作为基础处理技术,在夯实法下,重锤与机械存在压力作用,多次的压力能使软基基础的密实度大幅提升。软基基础处理中如果选用的是夯实法,重锤等机械设备对基础施加了一定的外力作用,在此作用下,基础土粒颗粒间的间隙逐步减小,土层中多余的水分也逐渐被排出,土壤的性能会发生明显的变化,不再具有软基低渗透、固结慢的特征,基础承载力有所提升,也就可避免隧道施工时基础处理不当所带来的各种问题。与其他的基础处理技术相比,夯实法下的施工操作相对简单与便捷,总体的成本非常低,效果明显。
结语
总之,软土地基有其特殊性,带来的工程潜在风险不可小觑,因此软土地基处理是水利工程中必不可少的一步,这就要求相关部门要严肃对待软土地基加固的施工环节,特别是在现今水利工程的高速发展时期,为了保障水利施工建设项目质量,促进其良好发展,相关技术人员一定要加强对地基处理技术的研究,并努力提升自己的专业综合水平,选择科学合理的技术方案,实现对各种软土地基处理技术的灵活运用,从而切实高效解决施工问题,降低施工风险,使软土地基的加固满足水利工程建设的有关要求,有效提高水利工程基础结构的稳定性与安全性。
参考文献:
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