水利工程施工软土地基处理措施要点分析
王玉良
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王玉良,. 水利工程施工软土地基处理措施要点分析[J]. 水土保持与应用,2023.2. DOI:10.12721/ccn.2023.157014.
摘要:
地基是决定水利工程质量以及安全性的关键因素,当前水利施工所选地基大多为软土地基,水分占比较高,且存在承载力不足的情况,整体结构较为松散,会影响工程整体质量。基于此,文章围绕水利工程施工软土地基处理措施进行探讨。首先说明软土地基具有的特性,之后综合分析适用于处理软土地基的技术手段,包括深层水泥固化、沙土填垫等。希望通过下述内容,从业人员能够有所收获,加快我国水利事业发展。
关键词: 水利工程软土地基处理措施
DOI:10.12721/ccn.2023.157014
基金资助:

水利工程和日常生活以及社会稳定之间联系密切,不仅能够保证生命安全,同时也可为生活提供更多便利帮助,使生活品质有质的提升。经调查,目前我国大部分水利工程所处地带较为潮湿,大多为软土地基。而软土地基结构松散、含水率较高、稳定性不足,在这种环境下施工如何保证安全性成为重中之重。现有水利工程运行阶段偶有安全事故发生,究其原因,主要是施工阶段没有重视软土地基处理,正因如此为规避安全问题,必须结合实际情况选择适当措施处理软土地基。

1软土地基特性说明

软土地基主要是由粘土、粉土等构成,结构松散稳定性不佳,极易出现局部沉降的现象,经分析软土地基具有下述特性:

1.1形态触变性

简单来说当没有外部作用力施加的情况下,软土地基通常保持固态形式,可一旦受到冲击力或完整性被破坏后,地基及将会由固态转化为流体,当某种转换条件得到满足的情况下,地基性质会随之改变。

1.2透水性差

透水性不佳是软土地基公认特性,正因如此对地基处理时要选择合适的排水技术,而该技术实施过程中需大量人力资源作为支撑,并且要充分考虑施工阶段因建筑重力引发的沉降现象。

1.3载重量大

水利工程生成的作用力最终都会施加在软土地基中,当压缩系数达到某种程度之后,即会出现沉降现象。一旦软土地基承受的作用力超过0.1兆帕之后,地基形态即会发生改变,从而在施工现场出现沉降。

1.4沉降的速率快

软土地基承载建筑重量与沉降速度保持正比例关系,即建筑生成的作用力越大,沉降速度越快。如果施工现场地基特性相近,沉降速度则取决于工程高度。

1.5地基结构不均匀

软土地基是由不同特性的土壤结合而成,并且不同部分的土壤颗粒分散情况并不一致,各个土层质量之间存在一定差异,正因如此当工程向地基施加作用力之后,因地基受力缺乏均匀特性,各个部分沉降情况也不尽相同,如此即会出现某些区域沉降严重,某些区域沉降较少的现象,地基内部结构也会因这种情况开裂。

2软土地基处理技术

2.1砂土填垫技术

该技术主要是通过清除软土地基中的软土,向其中加入透水能力较强且结构不易变化的沙土,提升软土地基稳定性。一般情况下,这种技术主要用于处理土层厚度未超过3cm的软土地基,通过人工方式去除软土层,替换更为稳定的土壤。通常情况下砂石、卵石等硬度较高的材料为替换首选,如此能够强化地基结构稳定性,提升软度地基承载能力,减缓地基沉降速度,将地基中多余的水分排出。填土作业完成之后需进行压实,以便地基承受外部作用力时可保证受力均匀,即便出现局部沉降的情况建筑也不会因此而损坏。填垫时要注意底部材料选择,必须选择硬度更高压缩性更小的材料放入底部,避免沉降由地基底层开始,降低沉降出现概率。

该技术应用过程中要注意下述几个方面:选择硬度较高的换填材料,不得向其中掺入劣质材料,尽量选择粒度不一的砂砾。如果没有合适的材料可供选择,可使用细砂进行填充,同时混入适量的碎石块,但操作过程中要注意具体的比例。之所以选用粒度不一的材料,主要目的在于填充严实缝隙,使地基结构更为稳定,确保受力均匀特性提升牢固性;换土填充之前,首先清理基坑的杂物,如果其中有水需将其排出,之后清理残存的杂物,夯实基坑内壁进行垫土作业;填垫过程中应按照既定标准操作,平铺填垫材料并捣实,对接头部分加以处理,调整不同垫层之间的距离。选择常用填垫方法,作业阶段要保证排水设施正常运转,不能存在污水或淤泥。最后,在完成填垫作业以后,要把清理出场的废弃材料妥善处理好,不允许随意丢放,污染周围环境,放置地点应尽量选择荒地。

2.2深层水泥固化技术

深层水泥固化技术指的是将水泥与软土进行混合搅拌,等水泥凝固以后,会对软土的结构发生改变,使得软土的硬度、强度、均匀性等都有显著的提升。深层水泥固化技术比较适合粉土和淤泥较多的土质,水泥在混合过程中起到了固化剂的作用。深层水泥固化技术在施工应用过程中需要注意以下几点:在深层水泥固化技术施工之前,应把现场杂物清理掉,同时把施工需要用到的材料和设备准备齐全并分类摆放整齐,原材料要选择合适的水泥,设备在运行前需要先进行检查和验收工作,必要时可先试运行。在确保材料准备好、设备能正常使用的前提下方可开始动工。施工时,要保证水泥灌输管道的畅通性,如果管道内有阻碍灌输的部位,要及时进行疏通,去除杂物。搅拌前应先对准备好的搅拌桩进行检查,搅拌时确保搅拌桩的垂直角度,方便水泥的灌输。

2.3排水固结处理技术

排水固结处理技术是目前水利工程软土地基处理最常用的处理方法之一,它可以显著提高软土地基的稳定性,大大降低软土地基发生沉降的概率。排水固结法的实施主要依靠两个部分,一个是集中排水部分,一个是加压部分。排水系统简而言之就是把软土地基中所含的水分靠自身的透水性集中排出,但是由于大部分软土地基的自然排水性能不是很理想,所以需要用到加压系统来辅助软土地基的排水。目前所用到的加压方式有四种:真空加压法、联合加压法和降水加压法。真空加压法指的是在需要进行排水加固的软土地基层先铺一层砂土,再在垫层中埋设好排水管道,用密闭的薄膜把垫层周围密封,使其不透气,然后使用真空泵对排水管道抽真空,利用气压把其周围的水分集中挤压到排水管道,集中排出;而降水加压法则是利用竖向的排水带抽真空的方式,使软土层中的水分排出,减少地基沉降;

2.4化学法固结处理技术

化学法固结处理技术是利用化学固化剂的作用改变软土地基的物理性质,从而达到加固软土地基的目的,其主要施工方法有三种:一是浆料灌注法。浆料灌注法是利用气压或者液压,将化学固化剂浆料灌注到软土地基的缝隙处进行填充,从而使软土层加固,提高软土地基结构的稳定性;二是高压喷射法。高压喷射法与浆料灌注法有相似的地方,不同之处就在于灌注的方式。高压喷射法是采用高压气流喷射的方法将固化剂送入裂缝中进行填充;三是深层搅拌固化法,通过将固化剂和软土层先进行搅拌混合均匀以后再注入,提高地基稳定性,减少沉降,延长工程使用年限。化学法固结处理技术成本比较高,但是其固化程度和固化质量都是很好的,能最有效地解决地基沉降问题。

3结语

由上述内容可以看出,水利工程建设过程中,针对地基采取的施工技术关乎工程安全性及稳定性,同时也与周围居民有密切联系。当前我国大部分水利工程涉及的地基为软土地基,其中存在许多隐患安全性无法保证,工程稳定性同样受到影响,以致于水利工程生命周期大幅度缩短。正因如此必须要对软土地基处理技术给予足够重视,结合实际情况选择最为合适的技术手段加以处理,提升施工质量与水平,使工程结构更为坚固稳定。

参考文献

[1]赵阳.水利工程施工软土地基处理措施探讨[J].2021.

[2]马小甜.水利工程施工中的软土地基处理技术[J].水电水利,2021,5(1):13-14.

[3]王芸.水利工程施工中软土地基处理技术分析[J].2021.

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