水利工程軟土地基處理措施

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水利工程軟土地基處理措施

摘要:在目前的市場經濟條件下,城市化進程地加速給水利工程帶來巨大的發展空間。在水利工程的建設過程中,地基的建設和處理是整個工程能否成功運行的關鍵。沒有良好的地基基礎整個工程就會功虧一簣。軟土地基由于其土地質量的問題,加之含水量較大,水利工程就容易突破防線造成地表的坍塌和堤壩的沖擊。因此,軟土地基是水利工程建設中較為重要的難題。筆者從軟土地基的根本性質出發,分析軟土地質的水利工程在建設過程中的利弊,并找到與之對應的具體問題的解決方法,為水利工程的建設提出參考性意見。

關鍵詞:水利工程;軟土地基;處理方法

1引言

在水利工程的地基建設中,要重視軟土土地的地基處理,對于軟土地基的不恰當處理會造成水利工程的報廢引發相應的不安全后果。因此,對于軟土地基的合理處理和運用對水利工程的穩定性和安全性有較大的作用。

2軟土地基的基本概念

軟土地基,顧名思義就是指土地性質較為松軟,土壤成分較為薄弱,主要由淤泥質粘性土、淤泥質粉土、泥炭、富含大量顆粒的松軟土、較為松散的砂質土以及孔隙較大的有機質土組成,這些土質對水分,土壤緊實性較低,耐壓縮性極強,對于壓力的忍受度沒有強度大的土壤高,在一些特殊條件的工程中難以使用。軟土地基通常有以下幾個特點:

2.1低強度

由于大部分軟土成分較為稀疏,剛性極差,使軟土地基如棉花糖一般不能很好地承受來自地面的巨大壓力,對于工程建設中的巨大壓強根本無法很好地分擔。地表開裂,建筑坍塌的情況時有發生。

2.2低透水

軟土地基的軟土中含有很大成分的淤泥質粘性的土壤成分,對水的滲透性極差。在地基的建設過程中,大量的工業廢水無法順利排放,為了保證地基建設的緊湊順利進行,對于軟土地質應在施工前和施工中都做好相應的排水措施,如排水固結法對于土壤的強度有很大的幫助,土壤穩定性能夠得到一定程度地提高。

2.3高壓縮

軟土稀疏的特質使得軟土土壤如海綿一樣具有很大的壓縮性,其壓縮性在一定程度上阻止了施工過程中的土地的壓強承受力。隨著工程的進行,工程總體質量增加越來越快,軟土地基塌陷的概率就越來越高,壓力在0.1MPa每平方單位的情況下地基問題就會越來越暴露,水利施工工程就很難平穩地進行下去。

2.4沉降快

軟土性質的壓縮性能極高決定了其在承受巨大壓力之后的沉降的速度就會很快。隨著工程進行地越來越多,在一定質量的工程建設的條件下,質量沉降速度逐步增加,非常不利于水利工程的建設。

2.5不均勻

軟土土質不僅有軟土成分的存在,還有很多不同土壤成分的存在,不同土質的土壤成分的特性不同,密度硬度等問題的參差不齊影響水利工程建設過程中的土壤處理進程,由土壤引發的施工建筑的崩塌,塌陷等問題就容易出現。

3水利工程軟土地基施工的注意事項

3.1施工前的準備工作

在對水利工程建設中的軟土地基進行建設和處理的過程中,要先做好相應的預備工作,如施工設備是否安全可靠,材料的規格型號與設計師相應的要求是否符合,現場的建筑和居民的疏散和清場工作是否完備。大型設備施工過程中的安全問題相對較為復雜難以處理我們要做好工程前的清場工作,保障施工可以順利開展。

3.2施工過程中的相關事項

在水利工程的施工過程中,施工過程的細節是決定工程質量的關鍵。所以要對施工中的細節進行嚴格監管,保證各方面有序正常地進行。特別是在軟土地基的情況下施工,要嚴格按照其標準進行規范施工。因地制宜的施工方式也是我們必須要注意的,水利工程的建設要注重實際施工過程中的地質要求,確定施工的質量標準和施工等級,對其制定相應等級的施工方法。因為地質是軟土,我們要注重其承受項目的質量,施工量控制在合理的范圍內。在一些大型的施工現場,我們對軟土地質的處理方式可以采取砂墊層方法,降低施工成本的同時解決軟土的強度問題。而相對較小的施工任務則無需如此浪費,換條管理法就能滿足施工的要求。相對于足夠堅實的土壤來說,軟土地質的施工后期還需要進行軟土地基加固,因此在工期的安排上要注重時間的緊湊,留有充分的時間既不耽誤工期的情況下保證軟土路基的加固。外部條件的限制也是一項重要內容,軟土路基的施工受到一定的環境影響,我們要選取適當的方式對水利施工建設過程中的施工質量做出保證。

3.3施工后的檢查

任何項目的施工完成之后都要進行相應的施工核對和檢查,這項工作十分重要。我們要對施工結果進行評估,參照設計方案和國家的硬性要求,檢查合格后,水利工程才能投入運營。

4處理措施

目前我國水利施工中常見的軟土基礎主要成分包括松散砂質土、大孔隙有機質土、粉土、黏土等,該種基礎土質空隙大。質地松軟且含有水分量大,因此該類基礎強度相對較低,具有較大的壓縮性,無法滿足水利工程施工要求。

4.1換填

對于軟土地基土質疏松的特點,換填是最為直接的改變土壤松弛度的整改措施,用符合要求的土質替換對施工過程中容易造成影響的軟土,加強土地地基,使施工更加順暢。土地換填首先要對地基的軟土土質進行清除,大型機械設備的投入使用要格外注意安全問題,再填入相應的符合要求的土壤時應注意對于土地地基的夯實,把土壤進行相對壓縮,增加土壤的強度以滿足施工要求。在大多數情況下,對于填換的材料都選擇鵝卵石,粗砂以及碎石這些強度比較大的硬性材料。在填換過程中還要注重方法,分層填充是較為恰當的填充方法,第一層大多數選擇礦渣碎石作為基礎填充,這類材料的滲透性較好,可以保證在強度合格的基礎上排水效果達到要求。其次一層會選擇素土和灰土進行填充,這一層的材料有利于穩定樁體,平衡分解樁體和樁間土的荷載,使受力相對平衡,這樣上層建筑才能順利進行。第三層也就是最后一層,應選擇砂作為填充材料,這種材料的作用是排除基礎層中的水和氣體,加速基礎強度。但是在實際施工項目中的應用還要根據實際情況進行分析,靈活變通地掌握填充地基的有效方式。

4.2排水砂墊層

軟土地基的處理中,另外一種行之有效的方法是排水砂墊層法。顧名思義排水砂墊的意思就是將富含大量水分的淤泥質粘性土,淤泥質粉土,泥炭等的材料運用到軟土層中,增加土地的排水量,使土質強度增加。由于工程質量的不斷增加,富含水分的軟土層承受的壓強越來越大,被排出來的水分可以通過砂層滲透,從而加強軟土地基的牢固性,提高土地地基的強度。并且施工過程中還會在砂墊層上再設置一層粘土層,由于粘土的透水性較差,因而可以作為隔水層避免地下水的反滲,對基礎在此造成影響。在砂墊層選材上,通常選取粗砂。鵝卵石等具有高強度。高縫隙的透水材料,在保證透水的情況下,提高地基的強度。在砂墊層填充時,要做好地基基坑的固定工作,并將砂墊層材料充分攪拌均勻,鋪設于地基底部,并進行夯實處理。除此之外,要做好地基底部的排水工作,做引水槽,將滲透下來的水有效排放出去!做好防止倒流工作,加快排水固結速度。

4.3化學法

在一定條件的特殊情況下,可以采用化學方法處理一些較為復雜的軟土地基的問題?;瘜W方法主要是用化學原料代替物理原料進行地基填充,從而使地基基礎的壓縮性能縮小,提高土質的硬度,保證土地地基具有符合要求的承載力。到現在為止,化學方法在施工領域已經得到廣泛地使用,并且效果明顯。灌漿,合成材料加固,規劃處理等方式都是行之有效的化學處理方式。(1)灌漿灌漿就是通過化學原理將材料填充進去后,使其發生自然的化學反應,實現填充地基,緊實土質的效果。大多數應用于淤泥質粉土和粘性土的填充當中。(2)合成材料加固合成材料與人工材料相結合也是一種效果明顯的填充方式。合成材料的韌性高,強度大可以彌補人工材料的疏松,壓縮性強的劣勢。通過硅化處理,利用氯化鈣同硅酸鈉之間的反應可以得到膠狀凝聚物,將軟土組織黏合在一起,增加基礎強度和硬度,也可以滿足水利施工基礎強度要求的基礎。(3)物理旋噴處理在目前水平下,中國對于軟土地基最常用的處理方式即是物理旋噴處理。利用噴頭將濃度適宜的加固材料噴出來,既能做到加強土質的強度也能對材料進行充分利用,減少浪費。在進行物理旋噴時,應注意先對基礎底部進行加固再勻速緩慢提高噴頭的高度,這樣才能更好地起到填充地基的效果,軟基橫向變動的概率也小之又小,真正做到對軟土地基的加強。

5結語

水利工程與其他工程相同,地基施工是整個水利工程的關鍵。一個水利工程只有建設穩固合理的地基才能保證水利工程地正常運營。水利工程對相關的附近居民也有一定的影響,我們要對居民負起責任,對于安全問題和質量問題的處理都要真正的以人為本,盡量保證居民的正常生活質量。我國目前大多數水利工程都是建立在軟土地基的情況下的,對水利工程建設十分不利,影響工程的使用年限也使工程質量大大減低。因此,我們要加強對軟土土質的相關研究,在合理范圍內,找到多種合理的舉措對軟土地基進行完善和處理,爭取減少對水利工程建設的影響,提高水利工程的使用年限。

參考文獻:

[1]馮是明,鄒福華.水利工程施工中軟土地基處理技術[L].水科學與工程技術,2013(2):78~80.

作者:孫軍華 單位:河南省白龜山水庫管理局

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