水利水电工程建设中地基处理不良的技术分析
李多
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李多 ,. 水利水电工程建设中地基处理不良的技术分析[J]. 水资源科学研究,20239. DOI:10.12721/ccn.2023.157083.
摘要: 水利水电工程施工的范围十分广泛,施工团队特别注重不良地基处理技术的应用。这个句子主要涉及到土地基处理技术和软土地基加固方案的研究。首先,对传统的软土地基处理技术进行了分析,并总结了常用的地基处理方法和技术措施。然后,根据水利水电工程的荷载条件和软土层的地质特点,结合传统的强夯法和动力固结排水法,提出了一种新的强夯置换法,以应对不同软土地基覆盖层厚度的地基加固需求。改写要求:不能减少长度、符合原句意思、改动幅度大。经过实验证明,采用强夯置换法不仅能够提高表层回填土的强度,还能显著加固深层黏土,为水利工程建设中广泛应用地基处理方法提供了依据。
关键词: 糟糕的基础;水电项目软土层;探索方法
DOI:10.12721/ccn.2023.157083
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0 前言

水利水电工程一般都在恶劣的野外环境中进行施工,这种环境很复杂,而且施工过程容易受到周围地质水文条件的影响。不利的地基条件更是会给工程施工带来不利影响,因此必须选择合适的处理不良地基的施工技术。软土地基是由淤泥、粉土等含水量高、土质松软的土体构成的,在广大沿河沿海地区分布广泛,具有触变性和渗透性等特点。没有对软土地基进行技术处理的水利水电工程建设存在较大的安全风险。为了提高水利水电工程项目的施工质量,减少不良地基对工程安全的影响,需要采取措施。应的解决办法。

在综合传统技术应用的基础上,进行技术应用的展望和创新,以提升工程项目的整体施工质量,推动水利水电工程的更好发展。

1、水利建设中软土基层处理技术

1.1更换方法

运用置换法可以把薄弱地基或劣质土用物理力学性能较好的岩石材料分层填充,然后使用机械碾压将其压实,形成复合地基层,能增加软土地基的承载能力,减少沉降,并促进排水与固结过程。置换法适用于地基较浅的软弱土层处理。软土地基难以承受施工强度,因此需要进行增强压实处理,方法之一就是通过填充碎石、砂等材料来提升地基的强度。在进行置换时,工程人员需要根据施工需求来选择适合的工艺技术,例如碎石桩法和石灰桩法。利用振冲器向软土地基喷射高压水,碎石桩法形成施工孔,然后将碎石、沙等坚硬物料填入施工孔中,最终形成柱状体。通过土质和碎石桩的结合,可以形成高稳定性的复合地基,以满足施工需要。碎石桩的使用优势在于不受地下水影响,施工成本较低,并且具有较高的效果。因此,适用于淤泥砂土和粉土地基,但是需要合理安排桩体数量和位置。砂浆打桩方法主要适用于软土地基过高。利用机械打孔来构建一个具有中空地带的结构,然后将生石灰填入其中,并将其严密压实,从而形成一个地下桩。在地下桩中封闭的生石灰会与水发生化学反应,从而改变黏土的性质和土层的结构,提高土壤的性能。此外,根据具体工程需求,还可以向生石灰中加入其他物质发生反应,以满足施工的要求。

1.2、深混合法

使用深层搅拌机将水泥、石化等化学材料固化剂混合进地基中,通过与软黏土强制搅拌,使地基土变得更加稳定,提升了地基承载能力,减少了沉降过程。深层搅拌法适用于抗剪强度低、压缩性差、含水量高的淤泥质土地基,它的优点是工期短但施工成本较高。主要的施工方法包括水泥搅拌桩和注浆法。水泥搅拌桩法的关键在于固化剂的选择,通常在工程中采用石灰和水泥。使用搅拌机将水泥或生石灰混合搅拌成固化剂,然后直接注入软土层。接着进行二次搅拌,将固化剂与土层混合,以发挥固化剂的加固和稳定作用。这种方法适用于黄土、粉土等含水量较高的土层。灌浆方法是用灌浆管钻入软土层。

使用水泥或带水泥的混合物预先制备高压混合物,然后将制备好的高压材料注入到土壤中。在注浆过程中,需要确保注浆管能够自由上升和旋转,并且在上升的同时持续旋转,以确保植被材料充分融合。

1.3种预压方法

预压法通过加压系统和排水系统的相互配合,来排除软土地基中多余的水分,从而提高软土地基的固态组成。为了处理软土地基,首先需将需要加固的地基彻底清理,并在土层上铺设水平垫层。在垫层下方,铺设塑料排水板,确保垫层横向覆盖在排水管道之后。使用加压系统对软土进行压力增强,以排除软土的水分。加压系统主要采用强载预压和真空预压的方式,以降低软土地基的水位。一侧排水,可排沙

可以进行沟中水分的排除,同时使用排水板实现水平和垂直方向的排水。

1.4加固,坚固的夯实方法。

加筋法利用纤维土工织物和复合材料埋在软土层中,通过施加张力产生摩擦力,从而促使土壤结构发生位移,使得材料与土壤相互融合,以减少土壤沉降并增强地基的承载能力。采用一种名为强夯法的技术,通过使用特定设备将夯锤提升至一定高度后自由落体,对地基产生冲击波的作用,以克服土壤颗粒之间的各种阻力,从而增强地基的强度和密实度。使用强夯法能够有效地消除软土层的湿陷性,并提高地基的抗液化能力。

2、抗压强度置换法加固技术

不同的处理技术在处理集中软土地基方面都有各自的特点,如深层搅拌法、加筋法等。虽然这些方法可以达到一次性完成的效果,但是它们的工程造价高,工期长,不适合选择水利水电工程项目。而传统的水利水电工程区域土壤上部大多为松散、密实度低的杂填土,下部则富含低强度淤泥和高含水量。传统的置换法和预压法工程量庞大,且施工效果较差。

2.1软接地处理

水利水电工程中的地表通常覆盖着厚度不均匀的淤泥土层,因此需要考虑地基的承载力以及软弱层的强度。因此,我们可以通过在表层土壤上加固一定厚度的硬壳层和浅层软土,以及利用扩散地基应力来满足深层软弱土层的地基承载力强度。深层淤泥质土地面容易发生沉降,所以可以采用柔性面层结构来满足场地要求,通过定期回填来解决沉降问题。提高施工效率和节约投资是有效处理水利工程软土地基的关键。为此,我们可以采用强夯法和固结排水法相结合的强夯置换法,以应对实际情况。通过此方法,既能满足生产使用要求,又能提高施工进度,最终节省工程投资。水利水电工程项目常位于深山洪沟中,场地表层的厚度变化很大,大部分地方使用粒径较大的杂填土,因此在处理方法的设计上有所不同。对于顶高程小于-1.5m的区域,在回填到预留沉降高程后,应保证顶面覆盖层的厚度大于6m,通过强夯泥浆置换所获得的墩体满足强度要求,并通过井点降水来提升加固层的效果。

针对顶高程> - 1. 5m 区域,仅靠回填覆盖层无法保证软弱下卧层承载能力。另外,单独采用强夯法容易造成空隙压力集中,导致土壤变松散。因此采用排水固结法,在水平和竖向设置排水系统来消散孔隙压力,提升软土层的固结能力。同时也能够使淤泥层在短时间内大量沉降,增加覆盖层的厚度。

2.2钢筋技术参数

2.2.1夯实机参数设计

夯击参数的设置应该按照少击多遍、循序渐进的原则来进行。根据填土厚度的不同来调整夯击能力,一般来说,单击能量应保持在6000 ~ 8000kN·m范围内。对于填土厚度小于6米的软土地基层,应取下限值;而对于填土厚度大于8米的软土地基层,应取上限值。根据最后两次夯击的平均夯沉量,确定单点夯击次数。当单击夯击能量为4000~6000kN·m时,单击次数根据最后两次夯击的平均夯沉量100mm来确定。夯击能量大于6000kN·m时,最后两次夯击的平均夯沉量为200mm。夯击前首次填充开山石料至预留下沉顶高程4.5m,每次夯击完成后,利用开山碎石来推平夯击坑。

2.2.2排水系统设计

动力固结排水法在加固下部淤泥的同时,需要注意保护软土的微结构,避免受到冲击载荷的破坏,以避免形成quot;橡皮土quot;,因此要求动力排水固结法对加固区的上部填土层较薄。根据不同土层结构,为满足消散孔隙压力并提升软土层固结能力的要求,需要设置适当的排水系统。垂直排水系统一般用于处理表层淤泥或淤泥粉质黏土层,采用直径为12cm的袋装砂井作为竖向排水通道,排列成三角形管道的形式。砂井的底部位于深土层下方1.0m的位置,而顶部则位于粗砂垫层内。水平排水系统使用厚度不少于0.6米的中等粗砂进行铺设,砂泥含量不超过5%,同时在区域内安装排水井。根据不同回填土覆盖层厚度下孔隙水压力的变化研究可知,使用强夯加固技术对浅层分布的软土进行加固时,结合动力排水固结法可以有效地防止“橡皮土”现象。如果下部软土覆盖层增厚,可以直接采用强夯加固来提高地基的承载能力。

2.3、测试分析

进行室内试验,验证软弱土层的加固方法。选取强夯置换法和动力固结排水法来对填土层夯前和夯后进行加固效果对比。用于处理地基承载力填土不小于350kPa和回填土填土压缩模量要求不小于10MPa的情况下,强夯置换法采用6000~8000 kN·m能级的强夯置换。综合动力排水方法要求在夯实前和夯实时修建沙池;地基承载力的处理要求如下:填土层的承载力需达到不低于350千帕斯卡,在8米范围内的软土层的承载力需达到不低于120千帕斯卡,在12米范围内的软土层的承载力需达到不低于80千帕斯卡,而回填土的压缩模量需达到不低于10兆帕。

3 结论

在水利工程建设中,会面临各种复杂的地质条件和恶劣的环境因素。不良地基是水利水电工程常见的基础类型之一,因此地基处理对于工程项目的可靠承载力和稳定性是必要的。我们通过研究不同软土地基的分类,并结合实际工程情况和方案设计,探索了地基处理的新理念和新技术,同时正确评估了地基处理的适用性。这样做的目的是共同提高水利水电施工的质量,并通过开发新的施工工艺来促进水利水电行业的不断创新和发展。

参考文献:

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