水利工程的施工现场往往处于较为复杂的环境当中,施工进程经常受到一些阻碍,软土地基问题就是其中之一。在水利工程施工过程中,如果不能以较为科学的方式处理软土地基,必然会影响工程的经济效益和社会效益。因此,本文将对水利工程施工中软土地基的处理技术进行总结。
一、旋喷法
使用旋喷机进行旋喷的方法是处理软土地基时经常使用的方法。通过旋喷机可以在土层上形成旋喷桩,起到与加固土桩相近的作用,增强地基的承载力。同时,旋喷机形成的旋喷桩在采用联锁桩施工或定向喷射的方法时还能形成连续的墙体,达到地基防渗水的作用。旋喷法不适用于泥炭土或者有机成分高的土质土层上,而在冲填土、软黏土等土质上的加固系哦啊过更加出众。同时,旋喷法的施工成本较垫层法、替换土法等都更高,操作起来的技术要求也比较高,因此对工程人员和施工成本都具有一定要求。因此,要想使用旋喷法,一要对施工现场软土地基的土质条件等进行充分考察,其次要对工程预算、技术水准和设施设备等进行确定,才能做出合适的判断。旋喷法借助了机械设备的力量,其形成的固化桩强度也比一般的加固桩强度更高,是一种成本相对高、适用范围相对小但技术效果十分显著的软土地基加固处理技术。
二、替换土法
替换土法的操作技巧相比其他软土地基处理方法,如桩基法、灌浆法等更为简单,效果也十分显著。但是,替换土法需要获取土质稳定的土料来对软土土层进行替换,倘若施工现场周围缺乏合适的土源,或者交通运输不便,那么使用替换土法的成本就会提升,施工难度也会加大。因此,使用替换土法处理软土地基,需要在施工现场的地理条件和经济条件允许的范围内进行操作,否则就不能起到节省支出费用、简化工程难度的作用。使用替换土法对软土地基进行改造时,一般多选用水泥或水泥混合沙土等,此类土料的土质更为稳定的材料,可以对软土层起到有效加固的作用。替换土法成本低廉,操作简便,但是受到现场周围环境条件的制约,这与砂砾垫层法相类似,但这两种方法也有所不同,替换土法是用更为稳定的土料将承载能力差、排水性不佳的软土替换,而砂砾垫层则是用砂砾土在软土层上铺设一层排水层,从而加强地基的排水性能。
三、砂砾垫层法
使用砂砾土进行垫层也是处理软土地基的有效方法。前文将砂砾垫层法与替换土法进行过比较,可以看出垫层法的主要目的是通过砂砾土的良好排水性来起到软土地基加固的效果。在水利工程项目在软土区域施工时,较为常见的一种处理方式就是使用砂砾土来铺设排水层。由于砂砾土的自身物理特点,砂砾层在可以不影响土地良好排水性能的基础上提高土层的强度,因此对软土层改造有良好效果,经常被运用到水利工程建设当中。通过砂石垫层法来处理软土地基的技术操作较为简便,只需要在软土层上部铺设一层用以排水的砂砾即可。在软土地基中铺设的排水砂层对地基基底应力的分布和沉降量大小不会产生显著影响,但却起到了强化地基排水能力的重要作用,可以实现地基沉降加速,有效缩短地基基础的凝固时间。这一施工技术的原理是,将砂砾土填入软土地基后,土质更为稳定的砂砾土可以有效增强地基荷载能力,并缩短地基排水过程,以此提升软土地基的强度和硬度,让地基的稳定性、安全性都得到加强。由于在不同的地区中,当地的地质状况会有所不同,因此在采用砂砾土垫层时必须根据工程施工和软土地基的实际情况来制定方案,假如软土层中已经具有丰富的砂砾成分,并且软土层的厚度不高,那么该地基的排水功能相对良好,砂砾垫层的实用效果将会降低。
四、抛石挤淤法
由于大多水利工程施工过程中都经常面临施工区域淤泥难以处理、对施工也造成阻碍的情况,因此需要先处理淤泥区域才能方便施工此时就可以采用抛石挤淤法。所谓的“抛石挤淤”,即利用石料将施工区域的淤泥排挤开。首先,需要选用抗侵蚀能力较强的石料,避免因石料品质低而出现地基加固层被风沙和泥水风化腐蚀的现象。其次,在选择石料时必须根据淤泥的粘稠程度对石料的规格大小进行确认,一般片石的直径应当小于四十公分。第三,布置石料必须先探查软土区域的地形环境,并按照一定的次序进行抛石,通过慢抛让石料紧密衔接铺满淤泥区域,并让淤泥向软土区域的两侧被挤开,最终挤至区域两边的规定位置。当软土区域的底部横坡较大时,则抛石应当从坡度较高端开始,并向低处多抛以使其形成一个平台。当堆积的石料高度超过原本软土地基表层高度后,就应当选用规格较小的一些片石进行填筑。当软土地基的淤泥区域被填筑处理完毕后,应当用碾压设备反复重压,以便将之前填筑的石料碾压紧实,并铺设反滤层。随后,将碾压铺设完毕的现场填土,即可继续开展工程工序。
五、桩基加固法
加固土桩的方式需要使用专门的机械设备,将软土地基区域范围内的软土加入加固材料,并经土质改良形成桩体,让土桩桩体和土桩之间的软土形成复合地基。在加固土桩时,多采用水泥、生石灰、粉煤灰等物料作为填充加固的材料。其中,水泥更加适用含沙量相对较大的软土层;而生石灰则适用于含沙量较低的软土中,最好使用颗粒直径不大于两毫米的细磨物料以确保没有杂质。此外,石膏粉也可以作为填充材料。石膏粉可以提升桩体的强度,有助于软土地基的加固处理。在使用桩基加固法处理软土地基时,应当注意在桩体设置过程中,对桩体长度和各桩体之间的间距进行合理控制。
六、排水固结法
排水固结法同样是软土地基处理的常用施工技术。排水固结法之所以在软土地基处理中较为常用,是因为这一方法可以充分利用排水设施,将软土地基中多余的水分排出。大多数情况下,工程人员会选取沙井排水法和水管排水两种方法来进行相关排水作业,以此提高软土地基土质的稳定性,并在一定程度上增强地基承载力。需要注意的是,将地基中的多余水分排出不仅不会令地基变得更加干燥疏松,反而会增强软土地基的稳定性,并起到优化软土地基质量的作用。但要用排水固结法来提升软土地基的质量,必须采用科学方式进行排水。在做好相应的排水准备工作后,工程人员也在地基排水过程中严格遵守相关规定,根据施工现场实际状况的变化进行适应性调整,以便有效加固处理软土地基,让工程顺利进行。
七、总结
综上所述,水利工程施工中的软土地基处理是工程建设的关键环节之一,要想有效解决软土地基带来的隐患和阻碍,工程人员必须根据软土地基的土质特性和水利工程施工的实际情况,制定有针对性的地基加固处理。在现今技术条件下,常用的软土地基处理技术包括砂砾垫层、抛石挤淤、替换土法等若干方法,这些方法都应当根据不同的施工状况进行选择决定。然而时代处于不断发展之中,通过持续深入探索,还将产生更多有效的软土地基处理技术。
参考文献:
[1]李煊. 水利工程施工中软土地基处理技术[J]. 石河子科技,2023(3):35-36.
[2]刘百莉,马天雷. 刍议水利工程施工中软土地基处理技术[J]. 房地产导刊,2017(18):147.