引言
水利建设是国家重大基础建设项目,对于推动我国的经济发展,改善人们的生活质量,具有重大的意义。在水利水电工程中,软弱地基处理一直未得到有效的解决方案,这给施工造成了很大的困难。软土地基多位于沿河沿岸地区,是由淤泥、粉土、饱和黄土等含水量较大、质地松软的土质构成。水利建设以江河湖为核心,经常会遇到薄弱的基础。软弱地基特征主要有触变性、渗透性等。如果在施工过程中不采取相应的技术措施,将会给工程建设带来很大的安全风险。所以,强化处理软弱地基是非常必要的。
1概念
软土地基是指在土壤中含有大量软弱颗粒,含水量较高,压缩性较大,强度较低的土层。这种土层往往会给道路、桥梁、港口、水利工程等工程带来很大的危害。目前,国内软土地基处理技术现状与发展趋势已经得到了广泛关注和研究,未来随着工程实践的不断深入和技术的不断进步,软土地基处理技术将会取得更大的进展。
2关于水利工程软土地基勘察及处理技术探讨
2.1换填法
换填是目前最简单、高效、最为彻底的处理方法,该方法是将不符合地基设计要求的软土全部挖出,根据相关质量标准,把符合要求的土质填入的过程, 确保地基的稳定性、牢固性,满足现阶段水利工程工作的要求。鹅软石、粗砂、碎石等是较好的换填材料,能够确保地基稳定性的提升。换填时需要先填筑碎石及矿渣垫层,有利于提升软土地基的透水性,这类碎石及矿渣具有较高的强度、高缝隙率等特点,能够有效提升地基整体强度,满足地基高透水性的要求。颗粒稍小的填料是软土地基的第二层,确保缝隙灌满,以满足整体的稳定性。换填要做好地基垫层设计,选定适当的垫层材料,确定换填宽度。换填的缺点在于很大程度的受限于地理位置的约束性,距离较远的运输就会提高施工成本、增大施工难度。
2.2旋喷法
旋喷法是水利工程软土地基施工的常见技术,方法的实施需要使用旋喷设备。在实际的软土地基处理过程中,该方法的使用可以提升软土地基强度、承载力以及抗渗性等。施工中,工作人员利用旋喷设备完成旋喷桩的施工,而旋喷桩可以利用旋喷注浆管以及喷头钻等将混凝土灌注至软土层当中,以此破坏土体,致使注入的混凝土浆液能够与原土体进行有效融合,待混凝土浆液凝固之后,便会起到加固土体的作用。该施工过程中需要注意的是混凝土浆液灌注时需要较快速度,其是保证混凝土浆液灌注效果的关键。与此同时,旋喷法不适合应用于有机物含量较高的软土土层。技术应用原理介绍如下:旋喷桩上安装注浆管,当注浆管放置土层一定深度之后缓慢进行提升,此期间喷嘴应时刻保持转动。
2.3注浆法和水泥搅拌桩
注浆法是一项重要的软弱地基处理技术。采用注浆管道,将钻孔埋设在软土上,然后将高压配制的原料注射到土壤中。通常情况下,高压物料是水泥或混凝土的混合料。在注浆工艺中,使用的灌浆管线必须进行特殊设计,确保在施工期间能够实现地下土壤的抬升、转动,并能实现灌浆。在提升过程中需要不断的转动,以确保高压原料完全混合,不然很有可能会出现一堵浆墙。在混凝土搅拌桩的施工中,使用的主要材料是固化剂。通过将固化剂添加到软土中,可以改变其特性,实现对软弱地基的加固。通常情况下,固化剂的成分以石灰、水泥为主。其工作原理是通过搅拌设备将水泥、石灰等与其他材料混合而成的固化剂送入松软的土壤中,然后进行第二次搅拌,将固化剂与土壤完全结合,这样才能起到强化和稳定的作用,提高土壤的硬度和强度。水泥搅拌桩法主要用于高含水率的地层,例如黄土、粉土和淤泥等。
2.4排水固结法
排水固结法是一种常用的软土地基处理技术,主要通过在地基中设置排水系统,使地下水位下降,改变地基的排水条件,加速软土的固结过程,从而提高地基的强度和质量。排水固结法包括砂井排水固结、塑料排水板排水固结、真空预压排水固结等不同类型,其中真空预压排水固结法是一种比较新的加固软土技术,属于排水固结法的一种。排水固结法的工作原理是通过在软土地基中设置真空室,在地下水位下降的情况下,通过控制压力泵将空气压入软土中,使软土中形成许多小气泡,从而使软土的密度增加,强度提高。首先,施工人员需要根据工程需要设计合适的排水系统,包括竖向排水体和水平排水体的设置。其次,将塑料排水板或砂井等排水材料铺设在地基底部,形成排水通道。接下来,在排水材料上方填充软土或砂土等排水材料,以加速排水固结过程。最后,在排水固结过程中逐步施加荷载,使软土地基逐渐排水固结,达到加固效果。排水固结法施工简单、工期短,且成本相对较低,是一种经济有效的软土地基处理方法。但施工过程中需要注意控制地下水位和压力泵的工作压力,以避免对周围环境造成负面影响。
2.5强夯法
该方法具有施工简单、加固效果好、成本低的特点,应用十分广泛。主要是利用起吊设备将夯锤吊起(10‐40吨),到达一定高度,松开吊锤,使其自由下落对地面进行不断冲击,地面在夯锤的冲击下沉陷变形,按照布置好的锤击点逐步夯击,完成一遍后,用推土机平整后,继续夯击,直至土体承载力达标。强夯法一般受地理位置和施工环境的限制,宽阔的施工环境更适宜,在夯击时要确保夯击范围大于施工地基所占用范围为妥。
2.6桩基技术
水利工程施工中,针对于软土地基的处理,常用的技术之一是桩基技术,该技术较为适合应用于淤泥较厚的软土层区域。传统的桩基技术应用主要使用的是木桩,随着施工技术的不断发展,现如今桩基技术的应用已经是混凝土桩代替木桩,技术应用效果明显提升,常见的混凝土桩基施工技术为混凝土搅拌桩施工。该技术的应用操作介绍如下:首先,施工人员需要借助钻孔设备在淤泥内打孔,随后将管道插入孔内,通过管道将混凝土灌注至淤泥孔中,经过充分的搅拌之后混凝土会与土体融为一体,待混凝土凝固之后,软土土体会随之变硬,以此可以实现加固土体的效果,提升软土地基的承载力以及稳固性等,其属于是加固软土地基的有效方式之一。
结语
在水利工程施工中,软土地基处理技术的合理应用有利于促进水利工程实现高效、稳定、安全的运行。随着社会经济的不断进步和施工技术的不断发展,新型材料、新型工艺、新型设备的涌现将大幅提高软土地基处理的技术水平和效果;人们环保意识的不断提高将持续推动软土地基处理技术的绿色、环保发展;智能化技术的发展将有效推动软土地基处理技术的自动化、智能化。只有相关研究人员继续加强对该技术的研究和探索,不断提高其技术水平和实际应用效果,才能为水利工程的高效、稳定、安全运行提供有力的支持。
参考文献
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