近年来,我国水利工程的建设数量在不断增多,这对于推动社会的发展,提高人们的生活水平具有积极意义。但结合水利工程的实际施工来看,软土地基形式较为常见,施工单位若缺乏有效的处理方法,很可能造成工程结构后期的稳定性问题,甚至可能导致工程结构的坍塌等严重后果。因此,作为水利工程的建设单位,有必要深刻认识到一些软土地基的处理工艺,以能够灵活运用,保障基础工程的施工质量。
1、软土地基的特点
软土地基指由软土构成的地基,其组成成分为孔隙较大的有机物质,可压缩性较强,无法承受过大的压力。具体而言,软土地基的特点主要有以下几个:(1)强度低。软土的土质较为疏松,所以软土地基的强度较低。这就造成了施工过程的困难,很容易因地基强度过低而无法承受工程的压力,进而出现塌陷和崩裂的现象。(2)透水低。软土地基的透水性较差,这和其组成成分有关,淤泥质的黏土造成了排水的困难,大量积水影响和工程建设的质量。(3)压缩量大。软土地基的压缩量较大,这就给施工带来了较大的不变。因为随着施工的进行,工程的重量不断加大,地基塌陷的风险也随之增加。(4)沉降快。软土地基的压缩性很强,随着施工增加工程的重量,软土地基的沉降速度也会加快。(5)不均匀。软土地基有的分布不均匀性很大,其内部有着多种土质,不同土质的硬度和强度等都不同。所以,在软土地基上的施工,很容易因为地基的受力不均而引发塌陷等问题。
2、水利工程施工中软土地基处理工艺
2.1换填法
软土地基中通常含有大量的水分,为了推动水利工程的稳固建设,优先处理地基尤为重要。实际的施工处理过程中,应有机结合实际情况,具体问题具体分析,切实确保工程建设的可靠。例如,当地基积水情况不多时,应先采用常规的排水方式将积水排除。当地基较为软弱时,应以提升地基的承载力为中心,采用科学合理的方式进行处理。常规处理工艺中,换填法较为可靠,具有施工方便、简单、快捷等优势。该工艺方法的实质即使用适宜的土壤更换原有的稀土。施工过程中,一般会结合大型的挖掘机将软土全部挖出,待挖出后根据实际需求进行填埋更换,填换新土后应进行夯实处理,确保满足相关要求。
根据实际换填施工来看,可以选择的填充物包含多种,有粗砂、鹅卵石、碎石等。为了确保填充效果,能够满足实际的工程建设要求,可以分层换填,以有效增强地基综合性能。具体而言,第一层以碎石、矿渣垫层为主。该填充层具有较大的缝隙,可以实现地基的高透水,避免积水问题发生,进而满足地层高强度需求;第二层,为灰土和素土,利于促使地基结构受力均匀,强化地基的稳固性;第三层为砂和砂垫层,其可以方便地基内部的气体排出,加快地基的固结。这种填筑方案具有积极的借鉴意义,但并不是固定的,实际的换填方法应用过程中,施工单位可以根据工程需求,作出相应的垫层规划,发挥出换填法的做大化作用。
2.2加筋法
软土地基处理过程中,加筋法是有效的方法之一,该方法主要是指在软土层中添加钢筋网,起到增加地层稳固性的目的。实际的施工应用过程中,还应结合工程实际,针对地层的实际情况进行施工操作。从该工艺方法的施工效果来看,能够有效发挥出加工地基基础的作用,但由于需要大量的钢筋,其也造成施工成本较大的现象,同时该方法并不适宜在沉积量相对较小的软土层中应用。
2.3桩基法
软土地基的施工处理过程中,桩基法也较为常见,具有明显的加固效果,值得有关单位给予更多关注。实际的施工加工过程中,是在土层中设置桩体,利用桩体积桩顶承重平台,使其形成一个相对独立的施工基础,可以有效缓解工程的沉降量,推动工程的施工建设进度。现阶段而言,桩基方法的应用越来越多样,不仅单纯的是混凝土材料的应用,而是采用预应力管与钢筋的混合桩。这种桩体能够较好地适应软土地基,在多种情形中的软土地基均可应用,但也存在施工成本加工的特点。
2.4旋喷法
软土地基的施工处理过程中,也可以结合旋喷法的应用,实际的施工中主要是借助旋喷机的应用,借助该设备在软土地基中产生旋喷桩,进而形成对软土地基的加固处理。进一步而言,旋喷机的应用过程中,主要是借助高压喷射系统,使其与水泥固化将与软土土体混合,这改变了原有的土体组成结构,进而有效地提升了软土地基的强度与承载力。将这种施工处理方法对比于常规施工方法来看,旋喷加固效果更好,软体地基大为提升了承载能力,如基于旋喷工艺形成的桩体在稳定性上、质量上表现出更大的优势。从工艺的应用特点分析,针对性较强,只能在有关软土地基中应,如细沙土、软黏土中等。软土中含有较多的有机物质是,则不适用该方法,即使在相关土层应用该技术其加固效果也不理想,甚至影响到整体工程的稳固。
2.5排水砂垫层法
排水砂垫层法多用于水分含量较大的淤泥黏性土和泥炭土等,其原理是在软土地基的底部填充渗水性较强的砂垫层,让地基的水分在施工的过程中不断排出来,进而提高软土地基的强度。有时为了防止地下水的反渗,还会在砂垫层下铺设黏土层,让软土地基的处理更为有效。砂垫层一般选择鹅卵石和粗砂等,保证材料之间有较大的缝隙。在施工的时候,要注意把材料搅拌均匀,铺设在地基的底部,然后夯实、压平。更为重要的是,排水砂垫层法一定要预留出排水槽,让地基渗透出的水可以及时排出。同时,还要做好防止水倒流的工作,使地基的固结速度加快,保证施工的质量。
2.6化学固结法
一般而言,化学固结法主要有三个方面的内容,(1)灌浆。利用电化学和气压的原理,在软土地基中添加石灰石等,使之发生反应,实现对淤泥黏性土的加固,进而增加软土地基的强度。(2)合成材料填充。在软土地基的处理中,还可以将人工合成的材料填充在其中,然后通过夯实将合成材料和软土紧密结合在一起,增强软土地基的韧性。同时,合成填充材料还可以减缓软土地基的沉降,保证地基的稳固性。(3)硅化加固。硅化加固是利用硅酸钠和氯化钙的反应将软土组织黏合在一起,生成胶状的凝聚物。凝聚之后的软土底层硬度会增加,抗压强度也有所提升,可以达到软土地基处理的效果。
3、结语
水利工程的施工建设过程中,软土地基较为常见,在此种地基上建设工程,势必会造成工程的稳定、安全方面的问题。对此,进行软土地基的优化处理具有必要性,而为了保障处理工作的可靠,切实提升地基的稳固性,施工单位还应加强一些处理工艺的了解,以能够在实际的工作中灵活选择、科学应用,进而保障软土地基的处理质量。
参考文献
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