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摘 要:地基作为支撑建筑物的土体和岩体,其处理技术关乎着工程建筑安全及后续使用的寿命。水利工程大多建设在软土地基之上,软土地基的承载性很差,且含水率较高,空隙大,强度较低,如果没有处理好就会造成周围地面的变形,影响水利工程施工安全性,因此,水利工程施工前必须要做好软土地基的处理。本文主要探讨了软土地基的危害,并提出水利施工中软土地基的处理方式。
关键词:水利施工;软土地基;处理;方式
软土地基的承载能力较弱,在整个水利工程施工过程中,一旦软土地基处理不当,就有可能造成其周围结构发生变形、断裂等问题,严重时可对整个水利设施的施工质量及使用安全性造成严重影响,从而造成巨额的经济损失。一般来说,天然软土因其不利的结构特性,通常无法达到建筑结构物所要求的地基标准,不能确保建筑结构物的正常使用及安全性能,更无法满足部分大型工程建设的设计和管理需要。因此,在水利施工中软土地基处理技术管理过程中,对施工现场要充分进行考察和分析,摸清实际情况,做到有的放矢,从而确保水利工程的地基质量。
一、软土基的概念及特征
(1)软土地基的概念
所谓的软土地基,是指主要由软土构成的地基,其土壤成分主要是软土。软土地基的主要组成成分有淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、富含大量颗粒的松软土、较为松散的砂质土以及孔隙较大的有机质土,这些土质要么富含水分、要么土质疏松,压缩性极大,但强度极低,难以承受过大的压力。软土地基通常具有低强度、低透水、高压缩、沉降快、不均匀等特点。
(2)软土地基的特征性
①触变性
触变性是指软土在未受到破坏之前,一般呈现出固态的形态,一旦软土地基遭到破坏,就会由固态性变为流动状态。
②低透水
部分软土地基由淤泥质粘性土构成,透水性极差,在地基施工过程中,大量水分难以排出,为保证地基建设的顺利、安全进行,通常提前采用排水固结法对软土地基土质进行排水工作,以加强软土的稳固性。
③不均匀性
软土地基的主要组成部分是微细的颗粒和高分散的颗粒,两者的土质密度不一样,建筑物的受力情况不同,沉降时的受力情况也不同,这种不均匀性常常会导致软土地基上的建筑物出现大小不一的裂缝,甚至出现严重损坏。
二、水利施工中软土地基处理时应注意的问题
(1)注意施工准备工作
在进行水利施工软土地基处理前,要做好施工设备的检修工作,确保施工设备的正常工作;做好施工场地的清理工作,便于施工的顺利进行;做好施工材料的检查工作,保证高水平的施工质量。
(2)注意软土地基的施工量
在进行软土地基处理过程中,要充分考虑到软土地基的施工量,根据工作量大小的不同,选取不同的处理方案,以确保软土地基的高效施工。例如在进行大型工程时,通常不会采用换填管理法进行软土地基处理,因为这需要大量人力、物力的支持,从而使得工程造价成本提升,通常会采用砂垫层法,铺平软土地基。
(3)注意软土地基的施工环境
在水利工程软土地基处理过程中,要充分考虑到相应的施工环境,根据不同的施工环境、不同的施工标准,因地制宜,选择不同的软土地基处理方法、恰当的施工方案,从而确保软土地基处理的质量。
三、水利工程施工中软土地基处理技术分析
(1)砂石和砂换填垫层技术
如果水利工程的软土地基厚度较薄,大约在 3 厘米左右,那么在进行软土地基的处理时,可以采用砂石和砂换填垫层技术。在具体实施的过程中,应当首先将表层的软土层去除,然后将其更换为稳定性更好、强度更高的材料。在进行软土地基换填层材料的选择时,通常情况下包含有卵石、砂石等类似材料,这种材料形成的垫层容易进行碾实、透水性较好、压缩性较低其具有较高的强度,因此,通过换填的方式,能够降低地基沉降程度、增强软土地基的承载能力,同时对于消除膨胀土、防止软土地基出现冻伤等有着较好的效果。当完成了换填之后,应当对整个软土地基进行夯实,保证整个地基形成良好的持力层,有效提升整个地基实际承载极限,增强地基的抗变性和稳定性。若在进行换填的过程中发现其中包含有空隙存在,则应当选择使用透水性材料进行排水,从而使软土地基能够实现加速凝结,有效阻隔软土地基出现冻胀情况。当整个换填施工结束之后,应当继续加强夯实施工。在整个施工的过程中,需要注意的是,在进行换填之前,应当将换填坑中的树叶、杂草等全部清除干净,若坑中包含有一定量的积水,则需根据现场情况,采取相关的排水策略,将其中的积水全部排出,对于坑中所含的浮土也应当做好清理,對于使用的填充材料,应当确保其搅拌均匀,并将其铺平。此外,在施工的过程中,应当注意严格按照施工流程进行施工,严格做好振捣与铺平作业,对于施工接头应当做好处理,在接头的位置应当使其具备斜坡性质,每个层和每个层之间应当错开一定的距离。在整个施工过程中必须做好相应的排水措施,严格防止形成新的淤泥。若施工时间是在雨季,则在施工时,应当采用随运随填随压的施工方式,降低雨水给整个软土地基带来的冲刷,确保软土地基的整体强度。
(2)化学固结法施工技术
化学固结法包括灌浆法、深层搅拌法及高压喷射注浆法3种。灌浆法是用气压、液压或电化学原理,把某些能固化的浆液注入天然和人为的裂缝或孔隙,以改善软土地基的物理力学性质。深层搅拌法就是软土地基中搅拌掺入各类固化剂,使软土固化,深层搅拌法也是一种通用的地基加固方法。高压喷射注浆法是利用高压水或浆液射流切割搅拌地层,同时射入水泥浆或复合浆液,形成新的凝结体。这3种方法本质上都是利用石灰、水泥等材料作为固化剂与地基深处的软土进行粘合,使得深层的软土硬化,加强软土地基的承载能力,减少软土地基的沉降,提高整个软土地基的承载能力。与其他的施工方式相比,化学固结法的施工成本相对较高。
(3)硅化加固法
所谓硅化加固法是将 Ca Cl2溶液及 Na2O·n Si02(水玻璃)溶液通过注浆管分别向软土层注入,注浆管侧壁有大量网状孔眼,两种溶液透过并渗入软土层混合后,便会产生化学反应,生成一种可活化土颗粒表面的胶凝物质,该胶凝物质能够很好地胶结固化土颗粒,从而加固增强软土地基。在采用硅化加固法的同时,辅助使用电渗技术可进一步扩大软土地基的硅化范围,这一方法称为电动硅化法。
四、结束语
水利工程施工中软土地基处理方法有很多,不同的处理方法有着不同的特点,为了保障水利工程施工质量,相关施工单位应结合现场的实际情况和软土地基土层的特点,选择最合适的处理方法,不断提高软土地基的稳固性和承载力。
参考文献
[1] 张广英,潘玉军 . 水利施工中软土地基处理技术探讨分析 [J]. 中国水运(下半月),2012(02):154,164.
[2] 王冬霞 . 水利施工中软土地基处理技术的应用 [J]. 黑龙江水利科技,2014(12):232-234.
[3] 蒋建清,曹国辉,刘热强. 排水板和砂井联合堆载预压加固海相软土地基的工作性状的现场试验[J]. 岩土力学,2015(S2):551 - 558.
(作者单位:河北省水利工程局)
关键词:水利施工;软土地基;处理;方式
软土地基的承载能力较弱,在整个水利工程施工过程中,一旦软土地基处理不当,就有可能造成其周围结构发生变形、断裂等问题,严重时可对整个水利设施的施工质量及使用安全性造成严重影响,从而造成巨额的经济损失。一般来说,天然软土因其不利的结构特性,通常无法达到建筑结构物所要求的地基标准,不能确保建筑结构物的正常使用及安全性能,更无法满足部分大型工程建设的设计和管理需要。因此,在水利施工中软土地基处理技术管理过程中,对施工现场要充分进行考察和分析,摸清实际情况,做到有的放矢,从而确保水利工程的地基质量。
一、软土基的概念及特征
(1)软土地基的概念
所谓的软土地基,是指主要由软土构成的地基,其土壤成分主要是软土。软土地基的主要组成成分有淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、富含大量颗粒的松软土、较为松散的砂质土以及孔隙较大的有机质土,这些土质要么富含水分、要么土质疏松,压缩性极大,但强度极低,难以承受过大的压力。软土地基通常具有低强度、低透水、高压缩、沉降快、不均匀等特点。
(2)软土地基的特征性
①触变性
触变性是指软土在未受到破坏之前,一般呈现出固态的形态,一旦软土地基遭到破坏,就会由固态性变为流动状态。
②低透水
部分软土地基由淤泥质粘性土构成,透水性极差,在地基施工过程中,大量水分难以排出,为保证地基建设的顺利、安全进行,通常提前采用排水固结法对软土地基土质进行排水工作,以加强软土的稳固性。
③不均匀性
软土地基的主要组成部分是微细的颗粒和高分散的颗粒,两者的土质密度不一样,建筑物的受力情况不同,沉降时的受力情况也不同,这种不均匀性常常会导致软土地基上的建筑物出现大小不一的裂缝,甚至出现严重损坏。
二、水利施工中软土地基处理时应注意的问题
(1)注意施工准备工作
在进行水利施工软土地基处理前,要做好施工设备的检修工作,确保施工设备的正常工作;做好施工场地的清理工作,便于施工的顺利进行;做好施工材料的检查工作,保证高水平的施工质量。
(2)注意软土地基的施工量
在进行软土地基处理过程中,要充分考虑到软土地基的施工量,根据工作量大小的不同,选取不同的处理方案,以确保软土地基的高效施工。例如在进行大型工程时,通常不会采用换填管理法进行软土地基处理,因为这需要大量人力、物力的支持,从而使得工程造价成本提升,通常会采用砂垫层法,铺平软土地基。
(3)注意软土地基的施工环境
在水利工程软土地基处理过程中,要充分考虑到相应的施工环境,根据不同的施工环境、不同的施工标准,因地制宜,选择不同的软土地基处理方法、恰当的施工方案,从而确保软土地基处理的质量。
三、水利工程施工中软土地基处理技术分析
(1)砂石和砂换填垫层技术
如果水利工程的软土地基厚度较薄,大约在 3 厘米左右,那么在进行软土地基的处理时,可以采用砂石和砂换填垫层技术。在具体实施的过程中,应当首先将表层的软土层去除,然后将其更换为稳定性更好、强度更高的材料。在进行软土地基换填层材料的选择时,通常情况下包含有卵石、砂石等类似材料,这种材料形成的垫层容易进行碾实、透水性较好、压缩性较低其具有较高的强度,因此,通过换填的方式,能够降低地基沉降程度、增强软土地基的承载能力,同时对于消除膨胀土、防止软土地基出现冻伤等有着较好的效果。当完成了换填之后,应当对整个软土地基进行夯实,保证整个地基形成良好的持力层,有效提升整个地基实际承载极限,增强地基的抗变性和稳定性。若在进行换填的过程中发现其中包含有空隙存在,则应当选择使用透水性材料进行排水,从而使软土地基能够实现加速凝结,有效阻隔软土地基出现冻胀情况。当整个换填施工结束之后,应当继续加强夯实施工。在整个施工的过程中,需要注意的是,在进行换填之前,应当将换填坑中的树叶、杂草等全部清除干净,若坑中包含有一定量的积水,则需根据现场情况,采取相关的排水策略,将其中的积水全部排出,对于坑中所含的浮土也应当做好清理,對于使用的填充材料,应当确保其搅拌均匀,并将其铺平。此外,在施工的过程中,应当注意严格按照施工流程进行施工,严格做好振捣与铺平作业,对于施工接头应当做好处理,在接头的位置应当使其具备斜坡性质,每个层和每个层之间应当错开一定的距离。在整个施工过程中必须做好相应的排水措施,严格防止形成新的淤泥。若施工时间是在雨季,则在施工时,应当采用随运随填随压的施工方式,降低雨水给整个软土地基带来的冲刷,确保软土地基的整体强度。
(2)化学固结法施工技术
化学固结法包括灌浆法、深层搅拌法及高压喷射注浆法3种。灌浆法是用气压、液压或电化学原理,把某些能固化的浆液注入天然和人为的裂缝或孔隙,以改善软土地基的物理力学性质。深层搅拌法就是软土地基中搅拌掺入各类固化剂,使软土固化,深层搅拌法也是一种通用的地基加固方法。高压喷射注浆法是利用高压水或浆液射流切割搅拌地层,同时射入水泥浆或复合浆液,形成新的凝结体。这3种方法本质上都是利用石灰、水泥等材料作为固化剂与地基深处的软土进行粘合,使得深层的软土硬化,加强软土地基的承载能力,减少软土地基的沉降,提高整个软土地基的承载能力。与其他的施工方式相比,化学固结法的施工成本相对较高。
(3)硅化加固法
所谓硅化加固法是将 Ca Cl2溶液及 Na2O·n Si02(水玻璃)溶液通过注浆管分别向软土层注入,注浆管侧壁有大量网状孔眼,两种溶液透过并渗入软土层混合后,便会产生化学反应,生成一种可活化土颗粒表面的胶凝物质,该胶凝物质能够很好地胶结固化土颗粒,从而加固增强软土地基。在采用硅化加固法的同时,辅助使用电渗技术可进一步扩大软土地基的硅化范围,这一方法称为电动硅化法。
四、结束语
水利工程施工中软土地基处理方法有很多,不同的处理方法有着不同的特点,为了保障水利工程施工质量,相关施工单位应结合现场的实际情况和软土地基土层的特点,选择最合适的处理方法,不断提高软土地基的稳固性和承载力。
参考文献
[1] 张广英,潘玉军 . 水利施工中软土地基处理技术探讨分析 [J]. 中国水运(下半月),2012(02):154,164.
[2] 王冬霞 . 水利施工中软土地基处理技术的应用 [J]. 黑龙江水利科技,2014(12):232-234.
[3] 蒋建清,曹国辉,刘热强. 排水板和砂井联合堆载预压加固海相软土地基的工作性状的现场试验[J]. 岩土力学,2015(S2):551 - 558.
(作者单位:河北省水利工程局)