郭琦 何建棟 秦景言 王健 呂曉威
【摘要】地基作為水利工程的基礎(chǔ),其施工質(zhì)量的好壞直接影響到后續(xù)工程的開展以及水利工程的生命周期。對軟土地基的處理是水利工程施工中重中之重,這對水利工程的整體安全性有著直接影響。因此,本文主要分析了水利工程施工中對軟土地基的處理技術(shù)要點,以供參考。
【關(guān)鍵詞】水利工程;軟土地基;處理技術(shù)
水利工程多建在江河、海岸等比較潮濕的地帶,這些區(qū)域內(nèi)有大量的軟土地基,是由粘土、粉土、松軟土、細微顆粒、有機雜質(zhì)等組成。這導致軟土地基穩(wěn)定性較差,空隙偏大,地基強度偏低,難以承受過重的荷載,在水利建設(shè)中容易引起倒塌與潰堤。因此,做好軟基處理工作,提高軟基穩(wěn)定性顯得尤為重要。
1、水利工程施工中軟土地基處理技術(shù)
1.1 換填法
此法是將基礎(chǔ)底面以下深度不大的軟土層挖去,再將施工材料分層填充進去,然后,利用人工或機械辦法進行分層壓夯及振動,以建成較好的人工地基。在應用此法時要注意墊層的設(shè)計,合理確定墊層的厚度與寬度,選擇合適的墊層材料。墊層寬度必須滿足能避免墊層材料側(cè)向擠出的條件,同時,驗算臥層的容許承載力。墊層厚度通常比基底寬度大0.25%即可。
排水砂墊層法是施工中常用的一種方法,是將一砂層鋪設(shè)在路堤底部表面,作為一個排水面。其工作原理是:在填土過程中土層的荷載會伴隨填土量的增加而增大,在路堤底部鋪上一砂層能讓軟土地基排水固結(jié)后滲出的水排出。砂層不僅能保證排水暢通,還能減少沉降量,并預防凍脹。為保證良好的滲水性應選擇好的材質(zhì)。通常墊砂層厚度以0.8m為宜,并在其上鋪設(shè)一層粘土,從而使?jié)B出的水不能滲透到地基上。另外,在路基兩側(cè)建立排水溝,便于墊砂層排出的水由此排出。
1.2 深層水泥攪拌法
這是當前對軟土地基處理的常用方法,一般適用于對泥土與粉土的處理。將水泥作為固化劑,與地基軟土混合后進行攪拌,以提高軟土的硬度與穩(wěn)定性,進而提高整個軟土地基的強度。要求將施工現(xiàn)場的雜物清理干凈后才能進行水泥攪拌樁施工。選用固化效果好的水泥,在施工時要嚴格按操作規(guī)程進行,并保證管道通暢。同時要經(jīng)常檢查,確保攪拌樁能正常運轉(zhuǎn)。
1.3 硅膠加固法
在適當壓力條件下將硅酸鈉溶液經(jīng)注漿管引入到軟土層中,形成一種凝膠物質(zhì)。這種物質(zhì)能夠讓土壤顆粒表層活化,從而增強土壤顆粒間的相互聯(lián)結(jié)。這能明顯抑制地基的變形,從而提高地基強度。
1.4 加筋法
將一些抗拉能力極強的土工合成材料放在軟土地基的土層中,借助土顆粒位移與拉筋形成的摩擦力,使土與材料融為整體,減少地基形變,進而提高地基的穩(wěn)固性。在軟土地基表面鋪設(shè)一層合適的工程材料,讓建筑工程的重量均勻分散到整個地基上,達到加固地基的目的。這樣能在很大程度上阻止或弱化工程潛在的滑動破壞。
1.5 旋噴法
這是通過使用旋噴機形成旋噴樁,對軟土土層進行加固處理的辦法。在旋噴機高壓噴施作用下水泥固化漿與軟土層會均勻混合,進而使原來的土體組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,增強軟土強度。旋噴法比普通軟土加固法效果更為明顯,形成的樁體在穩(wěn)定性、前度、質(zhì)量方面更好。但此法也存在一些不足,使用范圍偏小,一般只適用于軟粘土與細沙土的軟體地基加固施工中,不適用于有機成分比重較大的土層。
1.6 排水固結(jié)法與振動水沖法
排水固結(jié)法是通過排水設(shè)施將軟土中的水分全部排出,從而增強軟體地基的穩(wěn)固性與承載能力。這是當前施工中常用的一種處理辦法。排水系統(tǒng)與加壓系統(tǒng)共同組成了排水固結(jié)系統(tǒng)。排水系統(tǒng)通過利用軟土地基的透水性能,從而達到排水的目的。根據(jù)加壓方式的不同,排水固結(jié)法可分為不同形式,常見的有真空預壓法、降水預壓法、超載預壓法等。
振動水沖法是指施工單位對某個地基進行鉆孔處理后,根據(jù)水利工程施工要求,將水泥、砂石等材料填入孔中,然后通過分層夯實法將填充物夯實。在運用此法的過程中,施工單位一般會開展排水作業(yè)。
2、水利施工中進行軟土地基處理時的注意事項
2.1 重視實驗數(shù)據(jù)
在水利施工中處理軟土地基時要充分結(jié)合土地基底的相關(guān)實驗數(shù)據(jù),以此為依據(jù)制定應對方案。從而保證施工作業(yè)的安全性與有效性。尤其是在深層水泥攪拌樁的處理過程中,更應重視基底土質(zhì)實驗,防止出現(xiàn)重大失誤。
2.2 重視對深層攪拌樁的處理
軟土地處理中常常涉及到對深層攪拌樁的處理,而該環(huán)節(jié)受到氣候影響較大,特別是冬季。因此,為保證深層攪拌樁處理成功,在施工進度安排中應將冬季影響因素考慮進來。
2.3 考慮軟土地基的承載能力
在計算與測量軟土地基承載能力時,應利用相關(guān)儀器設(shè)備與計算機進行科學分析,掌握相關(guān)影響因素包括軟土地基土壤熱化、剪切力、承載力等。
2.4 進行必要的實地勘查
在處理軟土地基前施工部門應對施工現(xiàn)場進行實地勘查,主要工作包括水文地質(zhì)調(diào)查、地形地貌考查、水利工程測量、水利勘察等。參照相關(guān)資料對軟土地基環(huán)境內(nèi)的地質(zhì)性質(zhì)與特點進行仔細分析,再制定出可行性強的處理方案。
3、結(jié)語
總之,軟土地基處理是水利工程建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個工程的質(zhì)量。因此,必須對施工地質(zhì)環(huán)境進行仔細勘察、認真分析,制定出合理的處理方案,確保水利施工的順利進行。同時,還應積極探索總結(jié),完善軟土地基處理技術(shù),提高軟土地基處理水平。
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