水利施工中软土地基处理技术的分析 杨湛露

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:杨湛露
[导读] 摘要:水利工程经过长期的水流冲刷,其结构会出现不同程度的破坏,导致水利工程的使用功能下降,寿命减短;再加上受水流的侵蚀,软土地基还会出现更严重的问题,加重对水利工程的损害,进而产生安全隐患。
        金湖水利建设工程公司  江苏省  211600
        摘要:水利工程经过长期的水流冲刷,其结构会出现不同程度的破坏,导致水利工程的使用功能下降,寿命减短;再加上受水流的侵蚀,软土地基还会出现更严重的问题,加重对水利工程的损害,进而产生安全隐患。为了消除安全隐患,提高水利工程的使用寿命和安全性,有必要对水利工程中的软土地基问题进行研究和处理,并采用科学合理的技术提升水利工程的施工质量,为世人用水解决后患。
        关键词:水利工程施工;软土地基;处理技术;分析
        高度重视水利工程的建设,对于促进我国经济水平的发展起着至关重要的作用,且具备一定的社会公益的价值,并对水利工程的长远发展及居民的生命财产发挥着重要的影响。在水利工程建设进程中,软土地基的处理技术对水利工程质量有着决定性作用,如果软土地基处理技术存在问题,将会严重降低水利工程的整体质量。因此在软土工程建设的过程中,就需要做好施工前的调查研究,对于软土地基要做好相应的处理技术,避免水利工程建设出现安全隐患的问题。
        1软土地基概念
        顾名思义,软土地基指的是以软弱土层为主,强度低、土质松软、含水量高、孔隙比大,呈流塑状态的地基土体,在工程中一般指有机质含量高的淤泥、淤泥质土。其特点主要有以下几个方面:(1)透水性低。由于土体内含部分天然水的缘故,通常其透水系数k<1(mm/d),透水性相当低,一旦受到较大荷载的作用会使地基的固结受到不利影响。(2)压缩性高。软土土体的压缩系数大于0.5MPa-1,这在工程建设中往往会有沉降速度快、较大沉降及不均匀沉降等工程问题。(3)抗剪强度低。通常情况下,由于软土含水量高饱和剪切粘聚力一般在4~12kPa,内摩擦角在2~6°,抗剪性差,在受到相应荷载时,会出现剪切破坏,导致基础沿滑动面位移而造成破坏。在水利工程实际工程施工过程中,围堰或其他临时性工程部位由于为临时性工程,对基础的处理措施不够,容易导致产生滑动破坏。
        2软土地基的危害性
        由于软土地基主要由粘土、砂土、粉土等颗粒粒径较大的、孔隙率较大和透水性较差的有机质土构成。与其他硬质地基相比,软土地基的危害主要包括以下五大方面:首先,软土地基具有强烈的触变性,着重表现在软土地基并不能承受较大的重量,其破坏前的整体固态形象在接触较大荷载后,整个软土地基会在较短时间内直接转变为流动状态。其次,软土地基的实际透水性较差,因此,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。
        3水利工程中软土地基处理技术的分析
        3.1填垫层技术
        施工时,需要注意材料的选择,要求施工材料强度大、压缩性小,如果施工部分存在缝隙,还需要对其进行排水施工,加快其凝结,防止出现冻胀情况。

施工完成之后,需要夯实,这一步骤不能少,否则日后水利工程在使用过程中容易出现问题。砂石与砂之间的填垫层技术运用特点包括以下3个方面。(1)合理选材。材料的选择要求质地坚硬,以建筑施工所用的粗砂、砂砾及中砂等为主,不能出现风化料、软岩或者其他杂质。顶级的砂砾必须保证不均匀系数大于10,人工级别的砂砾则要进行试验和筛选,必须选择最优的砂石作为底层填充材料,确保其密度达到最大值。在施工过程中如果顶级砂砾不够时,可以用细砂作为备料,并加入一些卵石和碎石,保证垫层材料的含石量小于50%即可。需要注意的是,填充材料之时,要把其中的杂质去除干净,比如枯草、垃圾等,一定要注意不能将这些杂质留在软土地基的填充材料中。(2)做好准备工作。施工前,要将坑内的枯草、树叶等清理干净,积水除了要清理之外,还要去掉坑内的浮土,做好周围的加固,将填充材料搅拌均匀之后,铺平在底层。(3)施工时要注意的事项。施工时,必须按照流程操作,不能为了省时间、人工等采用一些简单方法,造成日后返工。做好铺平和夯实之后,还要对接头位置进行处理,确保其衔接良好。层与层之间要保证错开一段距离,这样有利于水利工程日后的使用。铺设材料要用夯实法、平振法、水振法等,充分保证水利工程的施工质量。施工期间还要做好排水措施,保证工地上排水顺畅,不能在工地上出现冲刷或者淤泥的情况。雨季施工还要注意随运、随填、随压,防止施工场地被雨水冲刷。同时,要妥当处理废弃材料,远离农田和河道,不能将废弃材料压在植被上,尽可能地选择荒地放置,避免造成环境污染。
        3.2化学固结处理技术
        化学固结处理技术主要是利用化学的手段对土壤进行转化,切实提高土壤的承载能力和强度,一般会利用高温注浆法、灌浆法或者水泥土搅拌法。第一,高温注浆法。主要就是利用高压水或者浆液使用射流的方式对软土层进行切割,从而进行充分的搅拌,将水泥等物质和泥土进行充分的混合,这样就能够有效提高软土地基的承载能力和防渗性能。第二,灌浆法。在软土地基的裂缝中灌注水泥浆液能够切实提高土壤的强度,降低软土地基出现凹陷的情况,从根本上提高水利工程建设质量。第三,水泥土搅拌法。如果软土地基中存在大量的水分,可以使用水泥搅拌的方式,将软土层和水泥进行充分的混合,能够有效提高软土地基的强度,保证水利工程建设质量得到有效的提升,防止出现安全隐患,促进我国水利工程建设的顺利进行。
        3.3排水固结法
        排水固结法指通过排水设施排除掉软土地基中的多余水分,使软土地基孔隙比减小、强度与固结能力得到提高,从而增强软土地基的整体稳定性。软土地基排水固结主要有两种排水方式,一种是通过砂井或水管来排水,方法是在地基中设置砂井或水管等竖向排水体,然后根据建筑物本身的重量进行加载,使孔隙水排出、地基固结;另一种方式是堆载预压排水,方法是建筑物施工前,提前在软土地基上进行加载预压,其压力超过要求的承载额度,从而排出软土中的孔隙水,使软土地基在施工之前提前沉降与固结。排水固结法可以有效地解决施工后软土地基的沉降问题,被运用来处理饱和与软弱的软土地基,但并不适合用于渗透性极低的泥炭土地基。
        4结语
        在水利工程中,软土地基问题的解决是非常重要的,处理好软土地基问题不仅能提高水利工程的质量,同时能推动我国水利工程建设的快速发展。处理好软土地基问题,不仅能保证施工进度,而且能保证施工质量。所以,相关部门和施工单位对其都非常重视。如今,处理软土地基的技术越来越多,只有根据施工现场的情况进行合理的选择,才能找到最适合的方案,推动该技术的进一步发展。
        参考文献
        [1]丁毅.水利工程施工中软土地基处理技术分析[J].江西建材,2017(21):135-136.
        [2]吕秀明.水利工程施工中软土地基处理技术分析[J].智能城市,2017(7):265.
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