水利工程施工中淤泥软土地基的处理
杜立志
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杜立志,. 水利工程施工中淤泥软土地基的处理[J]. 水土保持与应用,202111. DOI:10.12721/ccn.2021.157096.
摘要: 软土地基当中常见的土质就是淤泥,这种土壤会导致地基中的水分无法及时排出,会降低土壤的固结能力,导致地基结构松散的情况。因此,在展开建筑施工任务之前,施工单位应当明确意识到淤泥软土地基的危害,合理制定地基的处理计划,结合淤泥的特点和现场环境的实际情况,对比分析各种施工技术的应用优缺点,做出合理的选择,最终目的是全面提升地基的各项基础使用功能。
关键词: 水利工程;软土地基;淤泥;地基加固
DOI:10.12721/ccn.2021.157096
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周围存在河流的地区,通常都会出现地基含水量大的问题,如果土壤中存在淤泥质土,就容易形成软土地基。在这种地基上建设建筑物,会出现地基沉降的现象。基于此,施工单位在日常展开水利工程施工建设工作时,通常都需要先勘查地质环境,确定是否存在淤泥,并结合淤泥含量、分布情况,制定地基处理计划。

1.简述淤泥软土地基的特点及危害

制定地基的加固处理计划之前,应当从淤泥软土地基的特点展开分析,明确这种地基的危害性,确定实际施工处理阶段的注意事项。

1.1特点

淤泥软土地基本身结构比较松散,容易在受到挤压力的情况下,发生土壤流动的问题。所以,这表示淤泥具有流动性的特点,固结能力差,含水量高。同时,淤泥软土地基的压缩系数不是保持一成不变的,在淤泥软土地基承受范围内,压缩系数和外界压力是呈正相关的。所以,当施加给淤泥软土地基的垂直压力越来越大时,淤泥软土地基的高程也会越来越低,一直到0.1MPa时,淤泥软土地基会达到压力承受极限值,导致地基无法保持平整状态,甚至会严重变形,造成地基的不均匀沉降。由此可见,淤泥软土地基有高压缩性的特点。因此,这种地基的稳定性差,承载能力弱,不符合水利工程建设任务对地基的基本要求,需要进行加固处理。

1.2危害

很多施工单位在工程建设阶段没有进行软土地基的处理工作,主要是因为他们没有意识到这种土壤结构的危害性。如果在软土地基上直接建设建筑物,则建筑物在使用阶段会由于地基的不均匀沉降,而出现结构倾斜、墙体开裂等情况,会造成建筑物渗水、坍塌等安全问题。同时,淤泥会影响地基的排水能力,造成雨水堆积,浸泡建筑物,影响建筑物的使用寿命及功能。

2.常用于处理淤泥软土地基的技术方法

由于施工行业的不断发展进步,新时期施工单位可以选择的淤泥软土地基技术类型也不断增多。施工人员应掌握不同技术的实际操作方法,明确技术原理、适用条件,方便在实际施工时做出正确的选择。

2.1置换

这种方法是目前操作难度最低的一种方式,基于造成软土地基的根源就是土壤的淤泥含量比较多,导致土壤固结能力差。所以,施工人员可以选择人工手动挖掘的方式,将淤泥挖掘出来,清理基坑作业面后,填入高质量的、干燥砂石与土壤的混合物,完成对地基的填筑。并及时通过踩踏、碾压的方式,提高新地基的密实度。根据施工面积的不同、所选择的砂石、土壤的种类不同,实际施工成本也会有一定差异。一般施工单位会选择就地取材的方式,节省资金,缩短地基的处理时间,提高工作效率及质量。

2.2桩基

现代建筑中,对于桩基法的运用也比较普遍,旋喷机喷射出的旋喷桩、混凝土桩以及预应力管桩都是桩基法的常见形式。而原有的砂石桩、水泥桩早已不再使用。由于各桩基的使用原理基本相同,因此本文只着重讲解旋喷法的使用方式,用作参考。旋喷机在喷射中可产生旋喷柱,高压喷射水泥固化浆液与土壤混合,风干后形成硬化的旋喷桩。这种固态主体结构的土壤混合物具有压缩性低和强度高的特点,可利用几何原理立于建筑底层,结合软土形成双重地基结构,加强建筑的固定性。

这项施工技术中起到决定性作用的主要是旋喷所使用的泥浆,泥浆密度、质量,都会影响最终的软土地基加固效果。因此,施工单位应提前根据土壤环境、气候条件,确定泥浆的配比参数,做好对原材料的采购管理工作,以便于顺利成桩,提升地基的使用性能。

2.3地基加筋

加筋法主要针对沉降量不大的软土结构,在软土层加入土工布,对地基与上层建筑进行隔离,增加侧向约束,使载荷分布均匀,既能提高地基的刚性,也有利于地基中积水的排出。此外,还可利用人工材料对地基上层进行覆盖。人工材料多为智能合成材料,具有高敏感度、高巩固性,且形态各异,如沙状、块状等。在进行设计分析后,填充于淤泥软土地基的凹陷处,或呈几何状分布于地基上,起到了承接与缓冲的作用。此外,由于材料本身的性质特征,可加强地基与建筑间的摩擦力,能预防侧滑现象的产生。

2.4化学加固

针对淤泥的性质,在制定地基处理计划时,还可以选择使用化学技术手段,让淤泥与特殊的材料产生反应,达到固结的效果。比如,硅化加固。将氯化钙溶液与硅酸钠溶液分别注入到两只注浆管中,排入到淤泥软土地基中。发生化学反应后,产生的胶凝物质对软土进行包裹粘结,使软土形成大体积块状固体。这种加固方法的效率比较高,而且不需要将淤泥挖掘出来,不会产生大量的施工废弃物。具体施工时,要做好对化学材料使用量的管控工作,避免对地基加固效果产生不良影响。

2.5排水处理

针对淤泥软土中含水量高,水分无法从地基中顺利排出的问题,技术人员还应当研究有效的排水方法。比如,可以使用抽水泵,以打井的方式,选择合适的地点,展开抽水工作。也可以挖掘排水沟渠,这样即便在后续遇到降雨问题,也可以及时排出多余的水分,解决雨水堆积的问题。这就可以在一定程度上提高地基的使用价值,这种方法主要用于一些淤泥含量少的软土地基当中。

3.挑选地基处理技术时应考虑的问题

3.1工期及成本

基于新时期可以选择的技术方法有很多,在实际处理不良地基时,应当结合工程建设要求,根据规定工期的长短,对施工技术进行对比分析。同时,需要了解施工单位的可用资金总数,研究如何在有限的条件下发挥资金最大使用价值。并应当尽量选择成本支出量少,地基加固处理效果好的技术方案。

3.2外部环境

施工单位要事先勘查现场环境,根据环境特点排查施工安全隐患。并根据淤泥覆盖面积、深度,及地形、地势条件,确定大型机械设备的进场难度。同时,从保护生态环境的角度出发,完成对地基处理技术的合理选择。才能发挥出技术的应用效果,提高地基的实际承载力,保障后续水利工程基础建筑施工任务的稳步开展。

结语:淤泥软土地基处理阶段常见方法包括置换、建设桩基、给地基加筋、使用化学溶液进行化学反应,或者制定排水计划等。施工单位应根据淤泥软土地基问题的严重程度,确定各种施工设备的进场难度,预估施工风险问题。并结合水利工程建设工作对工期、成本的要求,从施工团队工作实力方面综合分析,制定可行的施工计划。应注意展开技术创新研究工作,找到将各种技术优势融合起来的方法。

参考文献:

[1]胡海波.基于水利工程施工中软土地基的处理工艺分析[J].建筑工程技术与设计,2017,(12):3978.

[2]王巨斌.水利工程施工中软土地基处理技术与改进措施[J].建筑工程技术与设计,2018,(23):3347.