水利工程施工中软基基础的处理技术分析 郑以传

发表时间:2019/10/17   来源:《基层建设》2019年第21期   作者:郑以传
[导读] 摘要:我国水利工程建设发展速度很快,也存在着一定的问题。
        安徽省水利水电工程建设监理中心  安徽合肥  230000
        摘要:我国水利工程建设发展速度很快,也存在着一定的问题。但是水利工程的建设依旧给我国的可持续发展带来很大的帮助。我国逐步形成了较为完善的水利工程建设体系,开始建设输出水利工程项目,相信未来我国的水利工程能够有更好的发展。
        关键词:水利工程;软基;施工技术
        引言:软基基础施工一直都是水利工程施工中的难题,也是水利工程施工必须要解决的问题。软基处理技术选择和应用必须要结合具体的工程实际来确定,同时注重软基处理质量控制和处理技术的优化,为水利工程建设质量提升提供可靠技术保障。
        1.软基特点
        1.1存在着比较多的含水量
        软基存在着渗透性不强的特点,特别是剪切强度比较低。关于软基,软基的内部空隙较大,含水量也相对较高,含水量在30%~70%之间。软基还存在着高压缩性和弱渗透性的特点,这些特点给施工带来了很大的挑战,直接影响路面的承载力。在工程建设过程中,软基不仅影响工程整体的进展,也对于施工的质量有很大的影响。因此,应该采取科学合理的措施,全面解决软基存在的问题。
        1.2软基渗水能力不是很好以及固结相对较慢
        通常情况下,软土含水量比其他土层高,渗就使得其透能力差是不可避免的。在这样的环境下施工,必须进行软基的加固工作,不过,在实际的应用中,固结处理也会受到影响。当固结速度比较慢的时候,由于软基的稳定性会受到影响,在水利工程中,如何处理软基的固结施工是重要的问题。另外,软土的组成在一定程度上具有不单一性,土壤里含有机制,会使得排水管受到堵塞。同时,它还直接影响了在处理过程中的软土层含水量,有可能会带来严重的塌方。
        1.3软基加固技术特点
        软基的加固技术也叫做软土地地基施工技术。因为含水量高,对路基的加固的固化速度带来严重的影响。固化速度不够快,直接的对于水利建设造成很大的影响。因此,对于技术人员来说,必须要不断地提高自身的技术水平,使得软基加固的质量能够得到保障,使得工程的质量能够进一步的提高。
        2.软基基础处理技术在水利工程施工中的应用要点分析
        2.1换填管埋法
        换填管埋法的应用可以有效地提升软基强度。首先,换填是工程施工中比较常用的一种软基处理方法,这种方法通常适用于软土层施工,例如软土层厚度较小,可以选择这种方法置换部分软土层,借用其他强度较大、承载性能强的土壤或者土层材料,通过置换来提升地基稳定性和强度。换填管埋法的应用,首先,需要开挖换填软基,在一定工程范围内,将软土层(一般为淤泥软土)挖除,用天然砂砾置换。软土挖除用挖掘机等设备完成,开挖深度根据工程需要确定,通常不超过2m。然后用天然砂砾置换,置换施工要分层填筑、逐层压实,并且按照水利工程施工强度要求逐层检测压实度。通过土层置换提升软基承载力、抗变形和稳定性。换填法所选用的置换土壤或其他材料的粒径、含量、级配要根据工程施工标准确定,并且事先要做好各种要素的试验检测,以免由于无法压实而造成地基沉降。
        2.2强化软基排水预压法的应用
        因为软基土层含水量较高,并且30%含水量以上的都可以算作淤泥土层,所以这种土层施工必须要将软基中的多余水分排出,提升软基强度。排水预压法就是对施工现场进行预压,使得地基土体产生一定强度的压缩和固结,地基本身产生预先沉降,以此提升土体强度。

排水预压固结法首先需要改善软基排水条件,具体的应用涉及到以下几个技术步骤。
        第一,垫层。垫层要选用强度较高的土工布,一般选择1~2层复合型土工布(主要起到隔离、过滤软基水层的作用),砂垫层使用中粗砂,厚度控制在2m以下,粗砂含泥量在5%以下,同时有机质含量也要控制在1%以下。
        第二,设置排水板(竖直排水系统)。首先竖直方向的排水系统使用新型复合塑料排水板材,尺寸根据淤泥厚度确定,板材设置需要在砂垫层顶面进行施工,并且塑料板材必须穿透淤泥层,板材放置按照三角形状设置,另外根据软基淤泥分布情况,合理控制板材间距,间距通常在1m左右[1]。
        第三,水平排水系统。水平排水系统构成包括砂垫层、盲沟、集水井三个环节,盲沟设置坡度通常大于2%。纵横间距在30~40m,砂垫层选用1~2m,材料为中粗砂。盲沟沟壁必须有隔渗层和反滤层,隔渗层用土工薄膜代替,反滤层用砂砾石或渗水土工织物代替。
        第四,堆载预压时间。堆载预压时间需根据工程确定,通常堆载高度要高于垫层高度,即2~3m,预压时间要大于180天,之后方可卸载。排水预压固结法可以有效的压缩软基中的多余水分,提升土层实际抗压性能,有效控制软基变形性和压缩性,提升水利工程施工质量。
        2.3化学固结法的应用
        化学固结法就是借助化学溶液、胶结剂等化学材料,通过压力灌注或者搅拌混合的方法,将软基土粒胶结在一起的一种地基处理技术。例如常用的高压旋喷法、旋转搅拌法、规划加固法、干粉喷射搅拌法都属于化学加固法,下面介绍几种常用的固结方法。
        第一,高压旋喷法。这种软基固结适合淤泥土质、粉土、黄土等,借助气压、液压等技术原理,首先在软基中注入固化浆液,然后在闸基中进行高压旋喷灌浆,也能形成水泥土摩擦桩,进而提升闸基承载力,有效控制地基沉降。首先,设备选择。高压旋喷法需要用到旋喷桩机、高压柱塞泵、空压机、浆液搅拌机、灌浆泵、排污泵等设备;其次,技术工艺。高压旋喷法施工流程:首先是桩位放样,之后确定钻机位置、引孔到设计标高;然后封堵垂向的喷嘴、搅拌浆液,由下向上高压旋喷,旋喷作业直到设计顶;最后是冲洗、移位;最后,适用范围。高压旋喷法适合淤泥土质、粉土、黄土、流塑、软塑或者可塑粘性土、素填土等土层,同时如果土层中含有大量的大粒径块石、植物根茎或者有机质较多,尤其是对于地下水流速较大的软基必须事先对工程现场进行试验,根据实验结果确定加固深度(通常在5m以上)[2]。
        第二,粉体喷射搅拌法。粉体喷射搅拌法就是在软基中加入粉柱体等加固材料,让这些材料和软基原有土质搅拌混合,让两种土质材料发生化学反应,以此来提升土基强度的一种方法。首先,施工原理。借助空气压缩设备,将加固材料借助搅拌叶片旋转产生的空隙喷出,同时随着叶片旋转和原有的软基土层混合,而与加固材料分离后的空气顺着搅拌轴有缝隙排除地面;另外,固结原理。这种化学固结法主要借助固化剂来提升土基强度,固化剂的构成主要是水泥、石灰、矿渣等,也可以添加粉煤灰。这些材料通过固结反应形成石灰粉体,再将生石灰加入软基中,生石灰和软基中的水分发生化学反应后形成熟石灰,水分被吸收,生石灰固结。同时该化学过程还会产生大量热量,柱体消化后土基体积还会膨胀,加速周围土体的固结,最终形成的石灰粉体稳定性大幅提升[3]。
        结论
        简而言之,如今,我国水利工程的发展速度越来越快,进行水利工程的施工过程中,存在着许多的问题。软件基础问题是非常显著的问题。为了有效提高水利工程的施工质量,需要不断改善和优化软基处理技术。加强水利工程软基处理就显得更加的重要,本文对于水利工程软基质量问题的危害和原因进行了相应的分析,分析了在现在的软基工程中常见的施工技术,希望能够给水利工程软基处理的质量带了帮助。
        参考文献:
        [1]戴建龙,毛地卫.浅析水利工程施工中土坝软土地基处理方法[J].价值工程,2018,29(12):21.
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