刘鹏
中国水利水电第三工程局有限公司 陕西 西安 710000
摘要:近年来,随着我国经济的飞速发展,水利工程建设事业也取得了较大的进步,而软基基础是整个水利工程建设中经常遇到的地质问题,其具有承载能力不足的特点,若是不采取有效的措施进行处理,那么就很有可能会给后续的施工作业造成严重影响,更有甚者还会导致不可估量的安全事故。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:水利工程施工;软基基础;处理技术分析
引言
软基基础是水利工程建设中遇到地质问题,有效地处理才能保证工程建设的整体质量。随着我国基础建设的加快,在工程建设中不仅要重视速度,更要注重实用性和持续性,所以针对软基路段的水利工程施工要重视处理技术的应用,减少后续问题的发生,保证高质量地完成施工建设,符合标准。
1水利工程施工中软基基础的特点和施工危害
①含水量较多。在水利工程项目实施过程中,一旦遇到软基基础处理的问题,将会导致整体的施工难度增大。与一般的基础工程相比,软基基础的含水量远远超出正常标准,再加上其透水性较大,使得软基基础的抗剪强度不足,内部较大的空隙导致软基基础相较于其他土层的含水量较高。根据有关调查,软基基础含水量一般在30%-70%,这一较高的含水量使得软基基础的压缩性较高,再加上透水性、抗剪强度等各种特征,因而在水利工程项目建设时,一旦遭遇了软基基础施工处理环节,将会增大施工难度,处理不当将会影响工程的上部承载力,导致工程结构面临一定的安全威胁,最终对正常的施工进度与质量产生极为不利的影响。②固结慢、渗水性差。软基基础最为突出的特征就是其含水量高于其他类型的土层,这种较高的含水量也就决定了软基基础的渗水性相对较差,如果在水利工程建设施工时面临的是软基基础施工条件,须进行基础的加固处理,而在加固技术应用时,软基基础较差的渗水性将是影响施工作业顺利开展的关键因素。渗水性能较差势必会使软土的固结速率较慢,难以保持软基基础的稳定性与安全性。此外,软基基础中的软土成分复杂,部分有机质的存在严重影响了排水性能,对结构优化极为不利,处理不当将会引起坍塌等事故。
2水利工程施工中软基基础处理技术分析
2.1堆载预压法
堆载预压法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。
2.2复合地基处理法
复合地基处理指将天然地基中的部分土体加固或置换,加强其强度,使处理区域内天然体和加固体共同承担上部荷载作用,形成复合地基。常用的处理方式是水泥搅拌桩,将水泥、外掺剂等进行合适配比,通过搅拌桩机喷入原状地基后,与原状土发生反应,形成具有一定强度的水泥桩体。水泥搅拌桩施工简便,工期要求低,应用较为广泛,但受限于其作用原理,当软土层有机质含量>5%或塑性指数>25时,会影响水泥搅拌桩的成型质量,须进行现场试验。水泥搅拌桩深度不宜过深,桩长超过15m时,桩体成型质量较差。
2.3桩基法
软基基础处理方面,桩基法同样是一种十分有效且应用较为广泛的基础处理技术,尤其是在软土层较厚、面积较大的软基基础范围内,桩基法的应用优势十分突出。在当前的工程技术日益进步的情况下,桩基法在水利工程软基基础加固处理中得到了十分有效的应用,技术可选择性较多,如果要达到水利工程的总体目标,工程企业就需保障桩基础类型的合理性,碎石桩、水泥土搅拌桩等是传统的桩基础,这些技术在实施时的自动化程度偏低,质量控制难度较大,在当前的技术条件下,这些传统的桩基法已逐渐被淘汰,预应力管桩与钢筋混凝土管桩已经成为新的桩基技术,即使在一些比较特殊的施工条件下,这些桩基技术同样可有效提升软基基础加固处理效果。比如,在软土层较厚、淤泥偏多的软基基础处理时,冲钻孔灌注桩、沉管灌注桩技术能达到预期的施工目标。
2.4排水固结法
含水率高是软基基础的主要原因,水分的存在会让地基中存在空隙。排水固结法技术主要针对的是含水率较高、工程量大的施工中,垫层换填无法取得实际的效果,需要人为改变地基的整体结构,排出水分,使地基满足施工建设需要,改善施工地质环境。排水固结法的应用是用加压抽水等技术将地基中的水分排出。并施加外力让地质基底变得密实稳固,使静载和动态荷载力就能传递到深处,可以有效控制地基的沉降和变形。但排水固结法的应用有一定的局限性,渗透性土壤地质不适合使用。在具体的施工过程中,首先要对施工场地的地质进行勘察,分析土壤成分和周边水文情况,然后制定相应的排水固结方案。其次,在技术应用的过程中,施加外力时要检测地质是否因此而变形,考察技术方法的应用是否符合软基处理的情况,是否需要更换处理技术。最后在排水固结时候要考虑是否需要垫层,科学计算地基的高度,以免进行排水固结之后路边变低,从而产生积水,这对于地基的损害都比较大,所以要观察软基的下沉情况,并进行适当的垫层。从而提高技术应用的效果,也便于水利工程项目的施工。
2.5换填法
换填法是去除路基范围内软土,使用稳定性较好的土石回填处理,常见的换填法有以下几种:一是开挖换填法,即使用机械或者人工方式挖除软土,采用石灰石、碎石等材料回填,如果一些部位不能使用大型机械压实到位,需要采用小型夯实机械作业。二是抛石挤淤法,即通过路基底部抛投片石而从基底范围挤出淤泥,以改善地基强度。这种方法操作简单、快速,适合在存在流动泥沼、排水困难的洼地中使用。三是爆破挤淤法,利用炸药能量挤走软弱涂层,代替以稳定性更好地材料。软土稠度较大,可以选择采用先填后爆法处理,即在原地面先进行极限高度路堤填筑作业,再在基底开展爆破。如果软土稠度较小且回淤较慢,则选择先爆破后回填,防止回淤问题的产生。
结语
水利工程施工中,如果对软土路基处理不当,会引发工后沉降、开裂等问题,威胁到行车安全。因此要掌握软基特性,明确其施工中需解决问题和目标,遵循施工程序和技术规范施工,确保软基处理质量,满足水利工程建设要求。
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