水利施工中软土地基处理技术分析
2021-11-27姚秉国
姚秉国
摘要:近年来,经济和社会的快速发展的过程中水资源项目也迎来了巨大的发展,特别是很多大型工程项目的建设,虽然这些项目的实施带来了巨大的经济、社会和生态效益,然而,由于施工环境的复杂性,在实际的施工过程中,往往带有一些较差的基础施工条件,加重了基础施工的难度,如果處理不当,将导致整个基础工程面临非常大的结构问题。
关键词:水利施工;软土地基;处理技术
一、水利施工的过程中软土地基特点
1.水利施工过程中对软土地基施工难度比较大,危险程度高
根据我国公路行业规范的相关方面的规定与说明,软土地基一般指代那些地面强度低,而压缩量比较高的土层,大多数的软土地基中包含一定数量的有机物质。软土的组成部分包括含有大量黏土,粉土和其他一些细微颗粒的松软土、孔隙比较大的有机质土、泥炭等土层。因为水利工程的特殊性,我们需要考虑到地下水位比较高、地上的填方工程以及构造物的稳定性比较差等多个方面的因素,相较于其他领域的建设工程,水利工程发生沉降的可能性更大一些。因此,我们不难总结出,由于软土的这些与众不同的特点,往往会给水利建设工程的建设带来很大的危害,具有很大的隐藏的危险性。这就意味着,在水利工程建设施工过程中,如果软土地基处理方法不合适,不仅会给公路的施工和使用造成很大影响,甚至造成重大的人员伤亡事故的发生,威胁到工作人员和行人的人身安全。
2.软土地基的压缩性比较大,可塑性更强
软土的孔隙远远大于一般的土地,这也是软土区分于其他土地的几大特征之一。同时,软土中的含水量比较大。我们知道,水是一切生命孕育的首要条件,因而大量水分的存在为各种微生物的生存、孕育以及壮大创造了极其有利的条件。那么,软土中含有大量的微生物也就不令人感到困惑和惊讶了。微生物通过进行有氧呼吸或者是无氧呼吸产生一些气体,进一步导致了软土的压缩性远远高于其他一般的土地。软土的这些特性意味着软土的结构并不稳定,并不牢固,而是形状容易发生变化。因而软土与其他土地相比,可塑性更强,压缩性更高。
二、水利施工中软土地基施工注意事项及处理技术
1.施工前的准备工作
(1)对施工设备进行检修,确保设备的安全性和功能性;(2)彻底清理施工现场,清除杂物和无关材料,为顺利施工提供良好环境;(3)施工前必须进行最后的材料检验,确保建筑材料质量达标,从而提高施工质量。
2.施工过程中的相关要求
在水利建设过程中,要注意软土地基施工的有关事项,严格遵循施工过程,做好相关的安全防护工作,不断加强施工设备的定期维护,以确保设备的正常使用。根据水利工程的相关等级、用途和规划,优先考虑最具性价比的建设方案。目前,我国的水利工程一般都是按不同的用途进行分类建设,因此其建设标准也有所定制。在相对较小的水利工程中,由于质量要求低,必须充分考虑工程造价与工程质量的关系,选择高性价比的处理方案。
3.施工工期与施工环境
施工工期和施工环境也是控制水利建设过程进度的必要手段。为保证工程在计划工期内完成,必须根据工期采取相应措施,制定合理的处理办法,确保工期的实现。充分考虑软土地基加固的时间和准备时间,采取科学合理的相应对策,保证在规定时间内完成地基处理作业。对于施工环境的要求,必须根据不同的施工环境和施工标准,合理选择施工方案,进一步保证处理质量。
4.水利施工中软土地基处理技术
(1)换土的方法。换土法是指在施工区的软质土中添加水泥、沙土等材料,改变软土地基的土质特性,用适合地基施工的土壤代替,以满足施工要求,进一步提高地基的质量,增强地基的稳定性。换土法是解决软土地基施工问题最简单基本的方法。但此方法受施工条件影响,局限性较大,当施工环境恶劣运输距离较长时,运输成本就会增加,从而造成施工困难。根据施工现场的周边情况采用换土法,换土后必须将土壤压实,以保证地基的稳定性,才能真正发挥换土法的作用。
(2)旋喷的方法。旋喷法是指利用旋喷机喷洒水泥固化浆,与土壤混合凝固硬化成连续桩和连续墙,从而达到地基防渗、提高其强度和承载能力的方法。与普通的加固方法相比,旋喷法的威力更大,成桩强度更高、压缩类型更低、稳定性更好。但缺点是实用范围小,对有机成分含量高的土层无效,可用于软黏土和细沙软土地基进行加固。
(3)排水固结的方法。排水固结法是指水利工程中软土地基的加压和排水两个重要环节形成的一种处理技术。首先,在实际施工中,对于含水量较少的软土,可以通过热处理去除土壤中的水分,提高了土层的固结程度和土层的强度。此方法虽然简单,但局限性很大,含水量较高的土壤受其影响不大。其次,要想使孔隙中的水自然地排出,可以在软土地基上增加排水管,施加一定压力使土层产生压力差,造成地基土固结产生压缩,从而减少土壤中的空隙率,使软土地基固结变形,强度增强。
(4)振动水冲的方法。振动水冲法是指利用振动机械设备进行施工作业。振动机顶部和底部有两个喷孔,通过自身的振动和冲击进行施工。首先,在水利工程的地基上钻孔,将土砂倒入孔隙中,压实材料,最后加固地基。用振动水冲法加固稳定时,初期一般不排水,初始抗剪强度必须在20KP以上,并确保不得低于此强度。
(5)高压喷射注浆法。这种方法是指将两种性质不同的泥浆按一定比例混合,然后采用钻孔技术将混合后的泥浆注入软土地基中,使泥浆扩散到软土层中,硬化软土层,从而增强地基的固化和防水效果。这种注浆可以达到黏性凝固的效果,并通过充填来切断水流。高压喷射注浆法在软土处理技术中是在换土法和捣打法等方法的基础上创新的一种较为先进的方法。目前,这种方法由于其诸多优点,在工程中应用较多。
(6)加固加筋的方法。由于钢筋的高强度和低韧性,它们非常适用于做建筑支撑。但软土中孔隙较多,土粒易发生位移,对软土地基的稳定性产生不利影响。为避免出现这种情况,可在水利施工过程中在软土地基中加入加筋材料,使材料与地基产生强烈摩擦。两种材料相结合,有效地防止地基变形,增强抗拉强度,提高水利施工地基中出现的不稳定情况,从而满足水利施工建设地基的要求。另外,可以在软土地基的上层铺一层砂子,然后在砂子上铺一些工程材料,使建筑物的重量分散在地基上,达到基础加固。一旦出现地基滑移破坏现象的发生,可以调整砂土的应力,减少沉降的可能性,进一步提高土体的稳定性。
(7)深层水泥搅拌的方法。在目前的水利工程中,水泥深层搅拌施工技术在处理软土地基时有很好的应用效果。这种施工技术在水泥土和粉砂土含量大的软土地基上能取得较好的施工效果。在实际实施过程中,应将现场杂物全部清理干净,并做好相应的找平作业。水泥的选择很重要,尽量选择质量较好的水泥。在水泥深灌浆过程中,保证水泥灌浆管道通畅。施工时,要保证水泥搅拌桩的垂直度,加强对搅拌桩的检查。
结束语:
水利基础施工时,不良地基条件的存在加剧了施工处理的难度,为了让基础结构能够有效承受上部荷载,就需要结合现场不良地基的分布条件和特征,选择最为有效且恰当的处理方式,实现地基加固,消除不良地基的影响。综上所述,软土地基具有一定的特殊性,对水利工程有一定的安全隐患,软土地基处理是工程施工中的关键环节,要选择适合的处理方案,满足软土地基处理要求,保证水利工程结构的稳定性。
参考文献:
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