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摘 要:水利工程施工中,常常遇到一些不良地基的情况,这些地基的基础沉降量过大,有的沉降不均匀,一些基础的渗漏量或是坡降都十分利害,都超过了最大容许值,这样的地基条件,对建筑物的稳定性、使用寿命、安全系数都产生了很大的影响,如果不及时处理,很可能产生严重的后果,损失是无法估量的。本文就如何处理这些不良地基,使其达到符合标准进行了技术层面的分析和探讨,并给出了相应的处理办法。
关键词:软土地基;抗剪强度;灌浆法
中图分类号:TU471 文献标识码:A
软土地基的主要构成是淤泥、淤泥质土,也有一些是由高压缩性土结构组成的一种地基,这种地基由于其中含水的泥水混合物,承载力很差,上面有能负重,根本達不到水工建筑物地基的要求标准,必须进行处理,才能在其上面施工作业。
1 软土基础的特性
1.1 孔隙比大,天然含水量高
这种软土基础基本都是由水和泥组成,天然含水量基本能达到1/2~2/3以上,而我国的一些软土,天然孔隙比相对软大,一般在1~2这个范畴,这样的孔隙比是远远超过液限的标准的,最的地区能达到200%,这样的基础指标是不适合在上面进行建筑施工的。
1.2 低透水性
由于软土地基的高含水量,渗透系数就变得很小,这样的土质条件,透水性相对差得多,所以如果在上面建筑施工,上面的载荷加强后,孔隙水压力就会突然增大,这样就会大大影响到地基的压密固结,地基的性能不稳定,会留下严重的隐患。
1.3 低抗剪强度
一般情况下,由于软土质地基的高含水量,基本这样的地基都会呈软塑或流塑的状态,有外部压力施加时,会向着抗力较弱的方向流动,抗剪性变得相对很差,如果土层本身有排水通路,外面的压力越大,就会快速形成固结。反之,如果没有很好的排水透路,外面压力增大时,强度就会逐渐减小。
2 软弱地基的处理方法
2.1 排水固结法
可以先在天然土层中设置竖向排水井,这样可以增加排水通路,减短排水距离,以最短的时间使地基得以固结,达到理想的固结效果,提前完成沉降,如果再进行加压处理,会更加快速增长地基抗剪强度,保证地基的稳定性,这种方法可以有效解决淤泥软粘土地基的沉降和淤泥软粘土地基稳定性问题。
2.2 换土法
适用于淤泥土层较薄时,土层施工量不大,可以把软基中的淤泥全部清除干净,然后用一些砂壤土、灰土、水泥土、粗砂等换填,也可以采用沉井基础的方案来进行处理,这种方法操作相对简便、快速。
2.3 强夯法
比较适用于地基由河流冲击层、滨海沉积层的软基结构,另外黄土、粉土、泥炭、杂填土等构成的地基也可以采用强夯法,这种方法主要是把80kN夯锤吊到30m高空,然后让夯锤自由下落,这样靠夯锤的重力冲击把地基的土质夯实,用以达到加固地基的目的。
2.4 旋喷法
主要用旋喷机进行操作,把水泥注浆用特殊喷嘴注进预定浓度的土层,喷嘴在喷浆时,会以一定的速度旋转,这样在喷浆时会产生高压,高压会把水泥注浆与土体混合形成凝固硬化的桩基,从而达到防渗效果。
2.5 振动水冲法
利用类似于混凝土振捣器的一种振冲器,对软地基进行振冲,由于振冲器有上下2个喷水口,可以连振边冲水,这样振动和冲击的双重作用下,地基中会先形成孔洞,然后在孔中填充砂、碎石,然后再分层振实或用夯锤强夯固实,这样使得地基加固防渗。
2.6 灌浆法
这种方法是把一些水泥砂浆、水泥浆、粘土浆、粘土水泥或各种化学浆材等先进行液化,然后再利用相关气压、液压及电化学原理等,把液化的浆液注入到地基中,也可以注入到建筑物与地基中间的缝隙中,利用这些浆液本身具有的固化特性,使淤泥软土地基达到达加固的作用。
2.7 硅化加固法
利用电渗原理,把硅酸钠溶液与氯化钙溶液通过网状的带孔眼的注浆管注入土中,采用电动硅化法,使其混合手的溶液发生化学反应而生成胶凝物质,或活化土颗粒的表面,进而增强土壤颗粒之间的连接性及土体的力学强度,这样大大增加了加固部位的半径。
2.8 加筋法
把一些土工合成材料采用掩埋的方法,埋置到土层里面,由于土颗粒和拉筋之间存在很大的摩擦力,这样土和加强筋就会结合到一块成为一个整体,使地基强度增加,从而大大增强整体稳定性。
2.9 桩基法
如果淤泥层相对较厚,含水多,孔隙比也很大的情况下,采用清除淤泥相对工程量比较大,利用其他方法由于作业面积太大而施工困难的话,可以采用桩基法进行处理,打桩加固是个比较经济有效的好办法。
3 强透水层的防渗处理
水利施工中,地基一般都有2层,最上面的一层也就是表层,多为粘土层,粘土层薄厚不一,厚的可达10m,有的薄的地方只有几厘米,这层由于土质粘重,透水相对较慢,被称为弱透水层。在粘土层下面,一般以沙、砂砾石和卵石层为主,这层多数厚度在30cm左右,透水性强,被称作强透水层,对于强透水层的处理,一般都要在清除强透水层的基础上,再进行防渗处理。方法是先把强水层的砂、卵、砾石开挖清除后,再用粘土或混凝土回填,形成防渗效果的截水墙,也可以用冲击钻钻出连排的大口径深孔,然后再回填粘土或混凝土形成防渗墙,也可以利用高压喷浆修和筑水泥防渗墙,总之,对于强透水层要做好防渗工作,以免发生透水管涌现象,影响建筑物的稳定。
参考文献
[1] 李昌前.浅析水利工程中软弱地基种类及处理方法[J].工程技术,2010:181-182.
[2] 曾文端.浅谈软土地基的处理[J].山西建筑,2006,32(12):66-67.
[3] 曹宇.水闸地基设计中相关处理方法研究[J].科技创新导报,2009(24):33-35.
[4] 唐安军,刘红.论水利工程常用地基处理方法[J].水利规划设计,2010(6):75-79.
[5] 张春生.淤泥软土地基处理探析[J].河南水利与南水北调,2009(5):84-87.
[6] 吴玲红,应舒.联合地基处理方法在黎明水闸闸基处理中的应用[J].浙江水利水电专科学校学报,2005,17(3):29-32.
[7] 盛芳.砂砾石与淤泥交互复杂地基水闸基础处理设计[J].四川水利发电,2010,29(5):21-24.
作者简介:黄舒冬(1985-),女,本科,公主岭市水利局水土保持工作站,助理工程师。研究方向:水利水电工程。
关键词:软土地基;抗剪强度;灌浆法
中图分类号:TU471 文献标识码:A
软土地基的主要构成是淤泥、淤泥质土,也有一些是由高压缩性土结构组成的一种地基,这种地基由于其中含水的泥水混合物,承载力很差,上面有能负重,根本達不到水工建筑物地基的要求标准,必须进行处理,才能在其上面施工作业。
1 软土基础的特性
1.1 孔隙比大,天然含水量高
这种软土基础基本都是由水和泥组成,天然含水量基本能达到1/2~2/3以上,而我国的一些软土,天然孔隙比相对软大,一般在1~2这个范畴,这样的孔隙比是远远超过液限的标准的,最的地区能达到200%,这样的基础指标是不适合在上面进行建筑施工的。
1.2 低透水性
由于软土地基的高含水量,渗透系数就变得很小,这样的土质条件,透水性相对差得多,所以如果在上面建筑施工,上面的载荷加强后,孔隙水压力就会突然增大,这样就会大大影响到地基的压密固结,地基的性能不稳定,会留下严重的隐患。
1.3 低抗剪强度
一般情况下,由于软土质地基的高含水量,基本这样的地基都会呈软塑或流塑的状态,有外部压力施加时,会向着抗力较弱的方向流动,抗剪性变得相对很差,如果土层本身有排水通路,外面的压力越大,就会快速形成固结。反之,如果没有很好的排水透路,外面压力增大时,强度就会逐渐减小。
2 软弱地基的处理方法
2.1 排水固结法
可以先在天然土层中设置竖向排水井,这样可以增加排水通路,减短排水距离,以最短的时间使地基得以固结,达到理想的固结效果,提前完成沉降,如果再进行加压处理,会更加快速增长地基抗剪强度,保证地基的稳定性,这种方法可以有效解决淤泥软粘土地基的沉降和淤泥软粘土地基稳定性问题。
2.2 换土法
适用于淤泥土层较薄时,土层施工量不大,可以把软基中的淤泥全部清除干净,然后用一些砂壤土、灰土、水泥土、粗砂等换填,也可以采用沉井基础的方案来进行处理,这种方法操作相对简便、快速。
2.3 强夯法
比较适用于地基由河流冲击层、滨海沉积层的软基结构,另外黄土、粉土、泥炭、杂填土等构成的地基也可以采用强夯法,这种方法主要是把80kN夯锤吊到30m高空,然后让夯锤自由下落,这样靠夯锤的重力冲击把地基的土质夯实,用以达到加固地基的目的。
2.4 旋喷法
主要用旋喷机进行操作,把水泥注浆用特殊喷嘴注进预定浓度的土层,喷嘴在喷浆时,会以一定的速度旋转,这样在喷浆时会产生高压,高压会把水泥注浆与土体混合形成凝固硬化的桩基,从而达到防渗效果。
2.5 振动水冲法
利用类似于混凝土振捣器的一种振冲器,对软地基进行振冲,由于振冲器有上下2个喷水口,可以连振边冲水,这样振动和冲击的双重作用下,地基中会先形成孔洞,然后在孔中填充砂、碎石,然后再分层振实或用夯锤强夯固实,这样使得地基加固防渗。
2.6 灌浆法
这种方法是把一些水泥砂浆、水泥浆、粘土浆、粘土水泥或各种化学浆材等先进行液化,然后再利用相关气压、液压及电化学原理等,把液化的浆液注入到地基中,也可以注入到建筑物与地基中间的缝隙中,利用这些浆液本身具有的固化特性,使淤泥软土地基达到达加固的作用。
2.7 硅化加固法
利用电渗原理,把硅酸钠溶液与氯化钙溶液通过网状的带孔眼的注浆管注入土中,采用电动硅化法,使其混合手的溶液发生化学反应而生成胶凝物质,或活化土颗粒的表面,进而增强土壤颗粒之间的连接性及土体的力学强度,这样大大增加了加固部位的半径。
2.8 加筋法
把一些土工合成材料采用掩埋的方法,埋置到土层里面,由于土颗粒和拉筋之间存在很大的摩擦力,这样土和加强筋就会结合到一块成为一个整体,使地基强度增加,从而大大增强整体稳定性。
2.9 桩基法
如果淤泥层相对较厚,含水多,孔隙比也很大的情况下,采用清除淤泥相对工程量比较大,利用其他方法由于作业面积太大而施工困难的话,可以采用桩基法进行处理,打桩加固是个比较经济有效的好办法。
3 强透水层的防渗处理
水利施工中,地基一般都有2层,最上面的一层也就是表层,多为粘土层,粘土层薄厚不一,厚的可达10m,有的薄的地方只有几厘米,这层由于土质粘重,透水相对较慢,被称为弱透水层。在粘土层下面,一般以沙、砂砾石和卵石层为主,这层多数厚度在30cm左右,透水性强,被称作强透水层,对于强透水层的处理,一般都要在清除强透水层的基础上,再进行防渗处理。方法是先把强水层的砂、卵、砾石开挖清除后,再用粘土或混凝土回填,形成防渗效果的截水墙,也可以用冲击钻钻出连排的大口径深孔,然后再回填粘土或混凝土形成防渗墙,也可以利用高压喷浆修和筑水泥防渗墙,总之,对于强透水层要做好防渗工作,以免发生透水管涌现象,影响建筑物的稳定。
参考文献
[1] 李昌前.浅析水利工程中软弱地基种类及处理方法[J].工程技术,2010:181-182.
[2] 曾文端.浅谈软土地基的处理[J].山西建筑,2006,32(12):66-67.
[3] 曹宇.水闸地基设计中相关处理方法研究[J].科技创新导报,2009(24):33-35.
[4] 唐安军,刘红.论水利工程常用地基处理方法[J].水利规划设计,2010(6):75-79.
[5] 张春生.淤泥软土地基处理探析[J].河南水利与南水北调,2009(5):84-87.
[6] 吴玲红,应舒.联合地基处理方法在黎明水闸闸基处理中的应用[J].浙江水利水电专科学校学报,2005,17(3):29-32.
[7] 盛芳.砂砾石与淤泥交互复杂地基水闸基础处理设计[J].四川水利发电,2010,29(5):21-24.
作者简介:黄舒冬(1985-),女,本科,公主岭市水利局水土保持工作站,助理工程师。研究方向:水利水电工程。