水利工程施工中软土地基的处理方法肖廷

发表时间:2020/7/14   来源:《建筑实践》2020年6期   作者:肖廷
[导读] 地基的处理是水利工程施工的基础,同时也是施工中最为重要的一个环节

         摘要:地基的处理是水利工程施工的基础,同时也是施工中最为重要的一个环节。在水利工程的施工过程中常常遇到软土地基的情况,其土质松软、抗压能力较差,容易发生坍塌,甚至导致建筑物倒塌,造成施工难度骤增,进而影响施工质量和拖慢工程进度。近年来我国水利工程行业在不断发展,地基处理技术也随之不断进步,水利工程施工后发生严重沉降或不均匀塌陷的情况也有所减少。但是,对于软土地基的加固处理,仍需要根据施工地区的具体情况,结合对水利工程基础施工的要求以及相关法律规定,进行具体分析与界定,确定合适的处理技术。只有因地制宜地开展水利工程软土地基的处理工作,才能更加有效地提升软土地基的承载力和结构的稳定性,从而使水利工程施工的效率和质量得以提高。
         关键词:水利工程;软土地基;处理方法
引言
         在水利工程施工中,软弱地基的形成主要是受到湿度影响,造成沙土变得松软,对水利工程结构造成了一定程度的破坏,甚至会导致工程的失败。软弱地基的土质松软,导致了沙土之间的空隙过大,减小了地基的承重能力,严重时还会导致地基出现移动。尤其是在地质、暴雨等自然灾害的影响下,软土地基的软弱性进一步加重,严重影响水利工程建设质量。为了有效消除软土地基对水利工程施工造成的危害,有必要对技术进行加工、优化,加强对新材料、新工艺的应用来强化地基处理,保障和提升水利工程施工质量,避免出现安全质量问题。
1软土地基特征分析
         对软土地基进行正确处理的重要前提就是要对软土地基的特征进行准确分析。压缩量高、强度较低是软土地基的显著特点,通常来说软土地基中含有大量的土质有机物,导致了地基的较大不稳定性,难以实现对上部建筑结构重量的均匀承载。若是没有对这种地基进行有效、正确处理,上层建筑结构极易发生不均匀沉降的问题,加剧了结构的内部拉应力,进而导致上层建筑结构被破坏,最终使建筑倒塌,严重威胁者建筑与施工人员的安全。软土地基的含水量都比较高,土质颗粒之间也存在较大空隙,在受到压力挤压的情况下极易出现不规则形变。若是水利工程施工过程中遇到软土地基,就难免受到较为复杂的危害,严重影响施工进度。所以必须做好事先的施工勘察,为软土地基的处理预留充分的施工空间与施工时间。此外,由于软土地基的含水量比较高,在施工后土壤裸露在外部会导致水分的快速流失,造成土质空隙进一步变大,地基的稳定性被大幅降低,进而是地基的承重能力进一步变弱。
2软土地基的基本特点及危害
         2.1软土地基的基本特点
         水利工程通常建设在湿度较高的地区,这里的土质多为淤泥,密度较小,含有大量的水分和有机物杂质,这样的土质称之为软土。软土地基的高含水量和空隙较大的特点导致其固结能力较差。软土的孔隙比一般为普通土壤的1.3倍左右,因此其抗压能力较弱,当软土地基承受较大的荷载时,土层就会压缩,使地基整体发生沉降现象。软土的高含水量也使其渗透能力很差,不利于地基的排水与固结,当承受荷载后常会出现较高的孔隙水压力。
         2.2软土地基的实际透水性较差
         在水利工程的实际施工过程中,必须采用科学高效的排水固结方法保障整个工程项目的施工安全。再者,软土地基的压缩性较高,软土地基的实际沉降程度与其接受的压缩系数成正比例关系,当软土地基受到一定数额的垂直压力时,整个软土地基后续的压缩变形影响会呈倍数级增大,进而发生土质变形,使建立在软土地基上的工程主体发生不均匀沉降和结构破坏,最后,软土地基的不均匀性较大。以颗粒构成的软土地基土质密度存在较大差别,而不同颗粒的软土地基承受能力的不同,又使其在不均沉降过程中出现较大的不均匀特性,展现在水利工程项目上,就会使工程结构物出现不同程度的裂缝,甚至引起工程结构物主体破坏。最后,软土地基的实际沉降速度较快。软土地基在承受较大的工程荷载时,沉降速度增幅会越来越大。


         2.3软土地基对于水利工程的危害
         软土地基带给水利工程的最大问题就是增加工程难度。软土地基支撑能力较差,很容易在挖掘过程中发生坍塌,因此很多陆地工程也会选择远离软土地基区域。可是,很多情况下,水利工程施工因条件限制不能轻易更换施工地质,而解决软基问题存在着很大的困难,这给施工建设带来更多的不确定性。软土地基含水量多,就造成了其稳定性差的问题,如果在工程施工之前,没有对其进行有效的处理,容易直接导致工程中建筑物整体的沉降。软土地基的范围通常没有办法进行准确确定,如果建筑物的受力不均匀,除了会引发沉降现象,还有可能使建筑物的墙体发生龟裂,甚至倒塌。
3可用于水利工程施工中的软土地基处理技术
         3.1换填管理法
         换填管理法是比较常见的软土地基处理方法,能够有效提高软土地基的稳定性和承载力。这一处理方法是将原有的软土基础进行清除,换填为符合施工标准的土质,并进行夯实工作。实际施工过程中一般可采用碎石或是砂卵石等有着低压缩性特点的建筑材料进行换填,并通过不断地加固使得填充材料与土层融合。相较于其他处理技术,这种处理方法不但周期短、见效快,还有操作简单、成本较低的优点。
         3.2深层水泥搅拌桩施工技术
         深层水泥搅拌桩施工技术是水利工程项目施工中软土地基的主要处理技术之一,在粉土、砂土、淤泥质土等土质不良的软土地基施工作业中展现出了较高的经济利用价值。固化剂的应用是深层水泥搅拌桩施工技术的核心与关键,而水泥作为软土地基固化效果保障的重要原材料,借助机械设备对水泥和软土地基进行搅拌操作,使水泥和软土地基土质有效融合,从而提升软土地基的土质硬度,以保证软土地基后续应用强度和实际承载能力达到水利工程项目建设要求的基本标准。在深层水泥搅拌桩施工作业前,相关施工人员应做好前期工作准备,采用多样化的手段尽可能地避免或杜绝混凝土工程施工水泥强化过程中有害杂质的混入,以确保施工现场清洁度和平整度的方式保障水泥材料强化过程不受其他环境因素的干扰。
         3.3化学固结施工技术
         在水利工程软土地基加固施工中的应用效果也较为明显,尤其在新型材料不断出现、使用的情况下,这一方法的应用效果更为突出。在实际施工时较为常用的方法包括有高压喷浆法、深层搅拌法、灌浆法等。灌浆法的使用原理主要是利用电化学、液压及气压原理,在裂缝、空隙中注入固化浆液,以达到对软土地基物理性质进行有效改善的目的。深层搅拌法则是将各类固化剂搅拌均匀后掺入软土地基中对地基进行固化,达到强化地基承载力的目的。固化剂常用材料主要有石灰、水泥等,其与粘土的结合固化能力较强,进而能够取得很好的施工效果,然而相对而言化学固结法的施工成本较高。
结束语
         水利工程是造福群众的民心工程,其建设质量关系到人民的福祉,不容出现一点差错。因此在水利工程建设前必须对环境地质尤其是滨海城市的软土地基实施严谨细致的勘察工作,并依照水利工程地址的地质水文情况结合勘测数据进行分析研究,为水利工程的建设提供客观、可靠的依据,保证地基勘察的预见性和实用性,确保水利工程的建设质量。
参考文献
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