水利工程施工中软土地基处理技术研

发表时间:2021/7/1   来源:《建筑科技》2021年7月上   作者:魏帅
[导读] 随着我国的全面发展,基础工程的建设越来越受到重视。中国的水利工程也取得了高效进展,极大地促进了其他事业的全面发展,有效地改善了人民的生活条件和质量。

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摘要:随着我国的全面发展,基础工程的建设越来越受到重视。中国的水利工程也取得了高效进展,极大地促进了其他事业的全面发展,有效地改善了人民的生活条件和质量。为了保证施工质量,必须制定合理的施工方案。地基处理前,应对软土地基进行勘察分析,有效保证整个水利工程的顺利开展。
关键词:水利施工;软土地基;处理技术
        在水利工程施工中,其中软土地基处理是其最为关键的施工环节之一。因此,在水利工程施工中,必须要全面了解软土地基的具体情况。软土地基的土颗粒较细,有着较大的含水量,并且透水性也较差,在土颗粒中水分不易排除,若是没有使用良好的处理技术,在很大程度上会对工程建设带来影响。因此,在本文中,我们可以针对水利工程在施工过程中,对软土地基的处理技术进行有效的分析,从而促进软土地基处理技术的发展,确保软土地基的稳定性和坚固性,提高水利工程施工质量。
        1建筑工程中软土地基的特征
        软土地基的特点主要就是土质松软以及黏性大,含水量较高和负荷容量比较低等特点。软土地基会导致建筑工程出现不均匀沉降问题,对混凝土结构强度会产生一定的破坏,造成混凝土结构产生裂缝等问题,对建筑工程有着很大的安全隐患。软土地基除了上述这些特点之外,还有相应的有机物质,对于建筑基础当中的钢筋会产生一定的腐蚀性,从而将建筑结构基础的稳定性产生影响。因此,在对软土地基处理当中,需要对建筑工程结构性能加强思考,采用换填施工中,地基换填材料对于建筑整体力学性能不能产生太大的影响。设计单位在对于软土地基处理方案的制定当中,尽可能的选取较为容易采购的材料,以此将地基换填成本降低。因为软土地基含水量较高,蓄水性能也比较强,但是其结构稳定性较为差,将建筑基础的腐蚀性增加,从而会对建筑基础稳定性产生损坏。软土地基当中物质含量丰富,并且有相应的不可预测性。若是其外界环境产生变化,软土地基结构也会相应的产生变化,对于建筑结构安全有着很大的影响,导致和建筑稳定性以及安全性不能获得良好的保障。软土地基自身的土质比较特殊,压缩性非常强,所以就会造成建筑后期出现不均匀沉降问题,对建筑结构的稳定性有着一定的影响。
        2水利工程软土地基处理必要性
        软土地基是水利施工中最关键的基础施工流程,但在某些情况下,如果该技术质量不达标,将给水利工程的下一步建设带来严重的困难,甚至产生施工安全事故。在水利工程的基础施工中,如果存在软土地基的情况,整体上会影响建筑物的稳定性。此外,软土具有很强的压缩性,不加以处理会影响整个地基的抗压强度,甚至会塌陷或下沉。基于我国大部分水利工程的修建事实,大多都建在海河沿岸,因此更容易出现软土地基的情况,导致往往容易受到水的侵蚀。因此,高效的施工技术应用在水利工程中,将有助于软土地基技术达到更好的加固效果,从而提高其工作效率。
        3对影响软土地基处理技术选择因素的分析
        3.1施工工期
        在建筑企业施工前期阶段中,需要重点考虑施工工期,其主要是依照水利工程特征和周围地质情况等多方面为主的,选取合理的施工工期,确保工程在规定期限内高质量完成。基于此,为了快速实现该项目标,施工单位需要选择与实际情况相符合的处理技术,以此发挥出良好的施工效果。举例说明,当使用添加剂处理技术时,没有对施工环节进行严格控制的话,将直接影响到施工进度的开展。所以选择处理技术期间重点考虑工期是极为关键且重要的。
        3.2施工条件
        施工条件在水利工程运行期间有着极大程度的影响,基于此,不管是施工前期阶段中还是后期,都需要注重施工条件产生的一系列影响。由于水利工程有着分散性特征,工程完工以后和周围施工环境有着密切的联系性,因为所处的条件、位置以及环境不相同,因此对于处理技术提出的要求是不一样的,获取的技术处理结果也不相同。所以,施工人员需要对周围施工条件进行综合性考虑的基础上选取相关技术,从而确保工程高质量开展。
        4软土地基的处理方式
        4.1强夯施工法
        在软土地基技术处理中,利用强夯施工法,不需要较高的机械设备,其具备着较快的施工速度,使用范围广泛,有着显著的处理效果,同时可以重新利用废料。在使用强夯施工法时,要确定强夯参数指标,同时要在施工现场进行有效的试夯,并对施工现场的试夯数据进行全面的记录,然后分析和对比试夯前的数据与试夯后的数据,并检验软土地基使用强夯施工法的效果,然后进行最后的调整和确定施工强夯需要的参数指标。若是参数指标不符合施工要求时,要进行相应的调整。在采用强夯施工法时,首先要改造深层土,然后在改造中层土,最后就改造表层土。在最后一遍强夯后,要利用推土机将夯坑填平。在最后一遍强夯后,要采用低能量进行满夯。在检验夯后软土地基的质量时,假如厚度较大的表层土的密实程度小于下层土,则表明软土地基的处理效果没有达到预期的效果。
        4.2灌浆处理法
        这一方式应用最为普遍,根据灌浆方式可分为渗入型注浆、劈裂灌浆、硅化注浆法、水泥搅拌法,渗入型注浆法比较适合缝隙较多的软土地基,能保证原有的结构不受破坏,劈裂灌浆很难在受力之后保证原来的结构,灌浆范围需扩大,硅化注浆法通过注入硅酸钠为主的混合溶液到地基底部结构凝固形成结石,提升软土地基的强度、密实性以及其实际的承载力,水泥搅拌法是当前水利工程中最常见的一种地基处理方式,以水泥泥浆作为主要的材料,对软土与固化成分进行搅拌,使水泥泥浆与软土生成反应,利用固化后的水泥排除软土层中的水分,对软土结构的使用性能进行改善,提高其稳定性和受压力,从而提升水利工程基础结构的耐久性、安全性。为了确保灌浆法处理效果良好,首先要做好前期勘察工作,并合理选择固化剂,调配好浆液,其次要选择恰当的注浆方式,严格控制灌浆压力和单次注浆量,确保填充均匀密实,突显固化能力,以达到对软土地基物理性质进行有效改善的目的。
        4.3换填管理法
        在利用换填管理法时,要挖出地基以下一定深度的软土,同时在地基以下埋设无侵蚀的压缩性散体材料,比如埋设合格的粘性土,中砂、粗砂、碎石等材料。在埋设完成后,要将埋设的材料进行有效的夯实。在利用换填管理处理方法时,要对软土地基的实际情况进行充分的了解,并要做出相应的管理方法。换填土管理方法使用的材料主要包括:砂石垫层、粘性土垫层、水泥灰土垫层、碎石和矿渣垫层。在对软土地基进行换填过程中,要使用不同的垫层材料,这样会有不同的作用和效果。使用垫层,可以有效提高地基的土质强度,在换填软土时主要是使用压缩性较小的材料,可以有效承担基础荷载带来的压力。在填充垫层材料时,会出现一定的缝隙,这时要及时加快排水,这样可以提高软土固结的速度,并防止二次沁水泡胀的现象。


在水利工程施工中,对上部软土进行处理时,使用换填管理法,主要是给下卧层顶面传递较小的附加应力。
        4.4加筋法
        加筋法适合在一些软土厚度较大的地基中应用,通过设置一个桩基础,能让构建物的压力存在一个支撑的持力层,这种方式简单容易上手,也能有效避免内部压力过大问题导致资源的浪费。加筋的应用重点是施工技术人员更喜欢用加固法进行软土层的施工。通过这种方式,软土地基的承载力和强度可以最大化,最终加固软土地基。加固法最大的缺点是使用这种方法会造成巨大的经济成本,所以现阶段加固法在我国水利工程中还没有得到充分推广。目前主要用于不良水利工程建设中,有效解决水利工程中的沉降。
        4.5化学固结法
        化学固结法主要是使用一些化学材料,使软土地基能够达到排水固结的目的,以此提高地基的稳定性。化学固结法主要包括:灌浆法、高压喷射注浆法和深层搅拌法等方法。深层搅拌法最常用,主要是使用水泥、石灰等材料作为固化剂,利用深层搅拌机对水泥、石灰等同结剂同时也加入软土地基进行搅拌,确保软土和固结剂在搅拌的过程中,已充分的粘合在一起。在使用化学固结法时,主要是通过使用化学方法,以此提高软土地基的强度和承载力,从而能够有效的降低软土地基的沉降量,对软土地基进行有效地处理。在使用化学固结法时,要对水泥和地基之间发生的化学反应进行有效的控制,同时要利用相关的物理加固法对其进行有效的管理,这样可以提高软土地基的固化速度。使用灌浆法,确保在软土当中浆液的均匀分布,这样可以保证地基能够达到处理的效果。在利用高压喷射注浆法时要对压力的大小进行密切的关注,避免在施工过程中,不会出现起包和不均匀沉降的问题。在使用深层搅拌法时,要选择适合类型的搅拌机械,并要对搅拌的时间和均匀性进行密切的关注。
        4.6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。在实施后期的项目施工时,应全面考虑到沉降的均匀性要求,将土方等物质去除。通常应将预压荷载与建筑物的荷载保持一致,如遇到特殊情况,则需结合具体的工程要求来确定。对有些渗透性较低的黏性土来说发挥的作用更为理想。降水预压则是将原本的地下水抽离,从而降低水位和孔隙的压力,从而实现地基的加固效果。此类方式在细砂地基和饱和度较高的粉土施工更为适用。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。
        5.水利工程软土地基处理要点
        5.1做好质量控制
        在实际的施工管理中,务必要做好全过程质量控制,并尽可能保证软土地基施工的稳定性。首先,做好前期准备是非常有必要的,项目施工之前,按照软土地基的实际情况和结构特点,确定相应的技术措施和保障体系,实践过程中也需要做好质量控制和优化,有效防范各种施工隐患。软土地基施工受到天气的影响较大,因此在本质上也要规避恶劣天气对施工的影响,最后,还需要做好质量控制监督与管理,严格履行施工义务,保障施工环节的高效稳定性,合理配置工程资源,做好工程管理。
        5.2加强地质技术分析,优化水利工程地质问题
        通过分析地质地貌和软土地质性质,做好土工试验是非常有必要的。尤其是在实际的施工过程中,应当根据工程进展,做好软土地基勘察和试验分析,并由此获得综合信息数据,以提高地基勘察的科学性,为水利工程设计提供完善的信息数据支持。同位素、地质过程模拟、截水技术、地质力学模型试验等技术主要用于分析水利工程地质问题。
        6软土地基处理过程中应该注意的问题
        软土地基是一种条件较差的地质类型,做相应的准备工作是施工过程保证顺利实施的前提,这样就会保证有效、科学、合理的地基处理。在施工过程中,相关人员在处理软土地基时,检查和维护人员,材料,设备配置等,常用的施工仪器要进行准确的、合理的、确保机械设备的安全。在准备工作的同时,要协调好现场清场工作,营造一个良好的施工环境,同时开展材料质检,保证工料的质量安全。其次,要对软土地基的考察强化,做好施工前的地质勘探,在施工环境下综合分析软土地基分布,物理性质,工作性质等,反复比较选择适合的软土地基处理方法。此外,严格遵守施工工作中的规定,根据不同类型规模的水利工程,也要有不同的规定要求,这使得施工人员可以根据各项施工综合指标和合理的施工方案,选择合适的勘探施工工程的时间和软土地基加固合理的加工方法,在规定的期限内完成软基处理工作。
        7结语
        在建筑工程施工当中,基础自身的承载力对建筑整体结构的力学性能有一定的影响。针对软土地基的处理,施工企业需要加强对人才的配置,保证实际施工当中的准确性以及专业性,将工程整体施工的安全性可以提升。施工企业需要加强对于软土地基施工进行监督和管理,并且制定相关监督管理方案,对于软土地基施工进行责任划分,将施工人员自身的责任意识可以提升,保证在施工中相关安全隐患问题可以降低。在实际的施工前还需要和勘察部门做好交流沟通,对现场的水文地质问题进行有效了解,保证建筑的承载力可以符合国家标准要求。
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