龔劍
【摘要】水利工程軟土地基處理對于水利工程施工質(zhì)量具有至關重要的影響。因此,在水利工程施工中,相關施工單位要立足于水利工程施工實際情況,并采取有效的處理工藝強化對軟土地基的處理,確保水利工程施工質(zhì)量。本文簡述了軟土地基的概念及特點,并結合水利工程軟土地基處理案例,淺析了水利施工中軟土地基處理工藝,以期為水利施工軟土地基的處理提供借鑒。
【關鍵詞】 水利施工;軟土地基;處理
當前,我國日益重視對水利工程的建設。水利工程的建設施工環(huán)境通常較為特殊,難免會遇到軟土地基的情況。在水利工程施工過程中,要強化對軟土地基的有效處理,增強軟土地基的穩(wěn)定性和結構強度,以有效保障水利工程施工的整體質(zhì)量。因此,有必要深入了解軟土地基的特點,在水利工程施工實踐中,積極探究行之有效的軟土地基處理工藝。
1、軟土地基概述
1.1軟土地基概念
軟土地基,是指具有較高壓縮量,況且含有較多有機物質(zhì)的軟弱土層。軟土地基通常由粉土、黏土等有機土顆粒構成,軟土地基呈現(xiàn)出顯著的松軟質(zhì)地,且具有較大的孔隙,缺乏良好的結構強度[1]。軟土地基所在區(qū)域通常缺乏良好的穩(wěn)定性,極易引發(fā)工程地基產(chǎn)生松動甚至滑坡現(xiàn)象。
1.2軟土地基特點
(1)觸變性。軟土地基具有顯著的觸變性特點。所謂觸變性,是指在未經(jīng)破壞的情況下,軟土地基呈現(xiàn)出良好的固體形態(tài),當軟土地基結構在各類因素影響下發(fā)生破壞時,其固體形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)變,呈現(xiàn)出顯著的流動狀態(tài)。(2)低透水性。軟土地基通常呈現(xiàn)出較強的低透水性特點,其垂直層面基本不透水,不利于排水固結。在軟土地基荷載增加的初期階段,極易產(chǎn)生較高的孔隙水壓力,對地基強度造成嚴重的不良影響。(3)高壓縮性。軟土具有相對較大的孔隙比,故而軟土地基呈現(xiàn)出較高的壓縮性。在高壓作用下,軟土地基相應的壓縮系數(shù)的實際數(shù)值會產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)變。當軟土地基內(nèi)部承受0.1Mpa的垂直壓力時,地基區(qū)域即發(fā)生變形現(xiàn)象[2]。(4)不均勻性。軟土地基主要由高分散顆粒以及微細顆粒構成,兩者在土質(zhì)密度上,呈現(xiàn)出顯著差異。因此,軟土地基受力具有顯著的不均勻性特點。
2、水利施工中軟土地基處理工藝
2.1排水砂墊層法
在水利工程軟土地基處理實踐中,排水砂墊層法的應用較為廣泛。對軟土地基實施排水處理,實現(xiàn)其土質(zhì)強度的有效增加,并大幅度降低土質(zhì)呈現(xiàn)出的壓縮性,實現(xiàn)軟土地基土質(zhì)對水利工程地基相關設計要求的良好滿足。在具體的處理過程中,將具有較強滲水性能的砂墊層對軟土地基底部實施填充。在水利工程施工過程中,軟土地基受力逐漸增加,其不斷被排擠出的水分通過砂墊層有效滲透出去[3]。
2.2旋噴法
旋噴法,是指采用旋噴機具制作旋噴樁,實現(xiàn)對地基承載力的有效增強。在軟土地基土層的預定深度內(nèi),放置注漿管,注漿管附帶的噴嘴按照一定速度進行旋轉(zhuǎn)并逐漸提升,注漿管噴射出的水泥固化漿液與軟弱土體發(fā)生混合,并凝固硬化,形成旋噴樁。旋噴樁具有較高的強度和較低的壓縮性。對于軟粘土以及粉砂土地基,適合采用旋噴法進行加固處理。對于含有較多有機質(zhì)的軟弱土層,要綜合考慮各方面因素,確定該法的適用性。
2.3換土處理法
在水利工程施工中,采用換土法對軟土地基進行處理,能取得良好的處理效果。該法能實現(xiàn)對軟土地基區(qū)域內(nèi)土質(zhì)特性的有效改變,實現(xiàn)軟土地基承載能力和結構強度的顯著增強。在水利工程施工中,可采用灰土以及水泥等對軟土進行換填,有效增強軟土地基的承載性,實現(xiàn)對水利工程地基相關設計要求的良好滿足。換土處理法施工操作極為簡單,在水利施工中,對地基中難以滿足相關設計要求的軟土實施挖除,并采用砂、碎石等具有較高強度和透水性,且壓縮性較低,易于壓實的材料進行回填,實現(xiàn)軟土地基承載力的有效增強。但是,在水利工程施工實踐中,對換土法進行采用,要對施工環(huán)境各項因素進行綜合考慮,重點考量施工現(xiàn)場的地理位置,避免對換填土的遠距離運輸造成軟土地基處理成本的大幅度增加。
2.4強夯法
強夯法,對于各類軟土地基的處理具有極強的適用性。因此,可采用強夯法對水利工程軟土地基進行處理。強夯法,是采用80KN的夯錘,對之起吊6米到30米,使夯錘進行自由落體運動,實現(xiàn)對軟土的強力夯實。軟土經(jīng)過夯錘的強力夯實之后,其土體孔隙得到顯著壓縮。同時,夯點附近產(chǎn)生了諸多土體裂隙,為孔隙水的有效排出提供了渠道,對于土體固結具有良好的促進效果,能實現(xiàn)對軟土承載能力的大幅度提高。另外,經(jīng)過強夯處理的軟土地基,將有效減少工程荷載引發(fā)的伸縮變形[4]。對于河流沖積層黃土、粉土以及雜填土等各種軟土地基,均可采用強夯法對之進行處理。
3、水利工程軟土地基處理案例
某市水利工程建設施工,對排水閘穿堤涵進行施工,在地基開挖過程中,當開挖達到設計深度時,發(fā)現(xiàn)長度大約為20米的軟弱土層,該軟弱土層的最大厚度在3米以上。該軟弱土層具有較高的含水量和壓縮性,且缺乏良好的強度。為避免該水利工程堤基產(chǎn)生不均勻沉陷現(xiàn)象,并實現(xiàn)水利工程堤防穩(wěn)定性的顯著增強,施工單位采用墊層法換填粗沙對該軟土地基進行處理。為進一步增強該水利工程堤防地基的抗?jié)B能力及承載力,在堤防建成之后,施工單位采用旋噴法對換填粗沙進行了有效的加固處理,沿該水利工程穿堤涵兩側實施布孔,將孔間距設置為1.5米,并對孔深進行控制,將之插入粗沙層下2米。經(jīng)過上述處理之后,該水利工程堤防部位未出現(xiàn)不均勻沉降。
結語:
綜上所述,軟土地基具有觸變性、高壓縮性、低透水性以及不均勻性等特點。常見的水利工程軟土地基處理工藝包括排水砂墊層法、旋噴法、換土處理法以及強夯法等。在水利工程施工中,施工單位要對水利工程施工的各項因素進行綜合分析,兼顧水利工程施工實際狀況和軟土地基土質(zhì)特點,采用針對性較強的處理工藝對軟土地基進行有效處理。
參考文獻:
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