天津市武清區(qū)水務局上馬臺水庫管理處
摘要:水利工程在社會將會有越來越重要并且越來越廣泛的應用,在水利工程施工中,對于軟土地基的處理是一個重要內容,也是不可避免的一項工作。因此在進行水利施工軟土地基的處理時,軟土因其具有高壓縮性、低強度、大孔隙及高含水量等特點,在軟土地基的建設管理過程中和設計使得存在大量技術難點,所以,地基處理中重點的研究對象就是軟土地基。在水利施工中軟土地基處理技術管理過程中,要充分進行考察和分析施工現場,對實際情況要了解,制定最佳的處理方案,以保證水利工程的地基質量。
關鍵詞:水利施工;軟土地基;處理技術
軟土是指天然含水量高、壓縮性高、抗剪強度低、孔隙大的細粒土。它分布廣泛,大多分布于海邊、河灘、沼澤以及湖泊等水利施工分布比較集中的地方。軟土地基就混雜粉土以及粉沙等物質以軟土為主要成分的地基。由于軟土地基質地可塑性強、比較軟,所以它的承載能力就會比較低,這個也是軟土地基的主要特點。但是在水利施工實際的過程中,遇到軟土,開挖過程就會有困難。軟土地基的主要特征有兩個,一個是觸變性顯著,另外一個是流變性強。軟土的含水量往往都會比較高,空隙比較大,所以水分流失就會很快,這個時候軟土就會變的比較的疏松。
1、軟土地基特點
1.1孔隙比較高
在相同環(huán)境下,與重塑土相比較而言,軟土孔隙一般要比其高出20%-40%。軟土地基之所以會有這種特性是因為土質在緩慢沉降過程中,在土質中各穎粒點之間有膠結形成,缺乏與重塑土中相類似壓密步驟。
1.2壓縮性較高
對于軟土地基來說,其壓縮曲線是很有特色的,在其初始階段曲線比較平緩,當壓力超出一定應力時就會有陡降階段出現。在壓力過去之后又會有另外一個陡降階段出現,這樣一來,其在經過壓力區(qū)間的一段變化之后,其曲線斜率所呈現出特性就是由突變到漸變。
1.3透水性比較低
一般情況下,對于軟土地基來說,其抗剪強度大部分在20kPa之下,透水性相對比較弱。其滲透系數在豎向上為10-8-6cm/s之間,這對地基排水是十分不利的,地基中孔隙水有較高壓力,對地基沉降會產生一定影響,并且也會延長建筑物沉降時間。
1.4靈敏性比較高
軟土具有較高的靈敏度是從其觸變性上體現出來的,原狀軟土受到振動,會使得軟土結構之間的連接受到破壞,所造成的結果就是降低軟土強度,甚至是會使得軟土變成稀土狀態(tài),這樣一來很容易造成的結果就是發(fā)生沉降、側向滑動以及基底面被側向擠出。
2、水利工程施工中軟土地基處理技術
2.1換填處理方法
2.1.1該處理方法技術特點
換填加固,顧名思義,就是將原來的軟土地基在一定深度和一定范圍內的軟土挖出,換填成強度高、抗壓縮、穩(wěn)定性好的材料,主要包括砂、碎石、石灰等建筑材料。在進行填充的同時要利用人工或者是機械方式來對其分層進行夯、壓以及振動,使其密度能夠達到所需要的要求,從而使其成為優(yōu)秀地基。當軟土地基土層較薄并且其上部荷載也較小時,可以通過人工或者是機械方式來對其表層進行振動以及壓等一些密實處理,這樣也能夠達到同樣效果.換填法在處理淺層地基方面比較適合,可以對淤泥質土、回填土以及雜填土等一些土質地基進行處理,還可以處理暗溝、暗道以及暗塘等一些低洼地區(qū)。
2.1.2換填處理法的應用
通過換填加固,一定程度上改變了原有地基的組成,可使其達到建筑施工的標準。換填加固法的軟土地基處理方式,需要有以下幾點需要注意:一是選用的換填材料要根據施工地實際的情況進行選擇,選擇的換填材料要符合相關規(guī)定和建筑物的要求,這樣才可保證軟土地基加固的實施是合理有效的。二是換填加固過程中,要逐層換填加固,逐層壓實,用機械碾壓等方法使之達到建筑要求的壓實度。三是換填的深度和面積要經過正確的計算,保證換填工作的正確進行。換填時應先去除地基中的一些垃圾或雜物,基底要平整干凈,再將經過試驗合格的換填材料和計算確定的技術參數進行換填。換填加固法可直接有效的解決軟土地基承載能力弱的主要問題,在各種大型水利建筑工程中應用廣泛。
2.2排水固結法
2.2.1技術特點
利用這種方法來處理軟地基能夠排出軟地基中所存在水分,從而使得孔隙比以及超靜孔隙水壓減小,使土體發(fā)生固結變形,從而提前完成土體沉降速率,利用提升土體抗剪強度以及有效應力來使得地基承載力得到提升。排水固結法主要包括以下幾種:真空預壓法、礦井法、電滲排水法以及堆載頂壓法。
對于軟粘土地基進行處理時可以使用堆載頂壓法,但是這種方法需要較長時間。在建筑物修建之前,對填土材料以及砂石加載預壓,使軟粘土地基完成沉降,從而使軟粘土地基得到快速穩(wěn)定固結,將荷載撤除之后再對建筑物進行修建。
有些軟粘土地基透水性比較低,在對其進行處理時可以使用砂井法。這種方法是利用地基成孔的方式來對砂土進行灌注,將砂溝或者是砂層墊在砂井之上鋪設,以此來固結排水管,利用對排水速度的提升來使得地基比較牢固穩(wěn)定。砂井法所具有的特點就是用料省、連續(xù)性較好;并且其施工也比較方便。
2.2.2排水固結法的應用
與換填法相比較而言,這種方法還是比較復雜的,在運用該種方法時,對其要求以及特點要特別注意。在實際運用過程中,要注意以下幾點:第一,在堆載預壓法時,不但要利用建筑物自重來進行加壓,同時在施工時也可以采取相應措施來進行預壓,也能夠利用超載預壓方式來排水固結,但具體方式要以估計值以及殘余沉降量為依據來進行確定。第二,若軟土地基地下水含量比較小,在對其進行處理時,可以利用降水預壓法來進行。在對該種方法進行使用時,施工之前要需要對地質數據進行勘察,并且要將其收集起來,只有這樣才能夠保證所指定出來的方案比較細致可靠,從而增強其實效性。
2.3化學加固法
2.3.1技術特點
化學加固法是指利用一些化學材料對軟土地基進行排水固結的處理,以增加水利工程地基的穩(wěn)定性,常見的化學加固法有深層水泥和石灰攪拌法、灌漿法等。深層石灰攪拌樁法,是利用石灰與土攪拌后所發(fā)生的一系列物理和化學反應來加強軟土地基的強度,根據實際地質的不同所產生的加固效果也不同。深層石灰攪拌樁法的材料主要就是生石灰和高爐煤灰,可以有效的吸收軟土地基中的過多水分,施工要按照從四周到中間的順序原則,施工過程中要避免石灰攪拌樁被地表或附近的水滲透而過多吸收水分失去原有效果。灌漿法指的是應用氣壓、液化以及電化學原理,將一些能夠固化漿液向裂縫或者是孔隙土體中注入,使土體能夠充分固結,減少地基沉陷程度,從而將地基承載力提高.若軟土地基中含水量較高,利用這種方法還有堵漏以及防滲作用。
高壓旋噴注漿法的工藝如下:首先利用鉆機來進行造孔,然后將帶有噴頭灌漿管進行下放,使其能夠達到預定位置,然后利用高壓噴射設備作用來得到具有高速度以及高能量液流,從而對土體進行沖擊以及切割,使土體和漿液之間能夠進行充分混合,并且要能夠使質地比較均勻且連續(xù)密實柱樁或者是板墻等凝結體在地基中形成,從而對地基進行加固。
2.3.2化學加固法的應用
利用這種方法對地基進行處理,能夠增強其承載力以及硬度,使沉降量減少,達到處理軟土地基目的,利用這種方法對地基進行處理之后,其邊坡穩(wěn)定性能夠得到良好保障。在應用該種方法時,要注意控制水泥與地基之間可能會發(fā)生的化學反應,并且要注意采取相關物理措施來對其進行加固管理,保證在地基處理之后有較快固化速度。在使用灌漿法時,要使?jié){液在軟土中均勻分布。利用高壓噴射注漿法時,對于壓力大小要注意,對于施工過程中的不均勻沉降以及起包問題要盡量避免。
3、結束語
在水利施工中軟土地基處理過程中,處理方法也比較多,施工單位應結合現場的具體情況、基低土質特性、周邊環(huán)境及經濟效益等多方面因素進行綜合分析,最終選定出最佳的處理方法,從而得到良好的軟土地基處理效果。
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