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摘 要:本文.基于水利施工特点,分析了几种处理方法在软土地基中的应用情况,旨在帮助提高水利工程项目建设的有效性,以供参考。
关键词:水利施工;软土地基;处理技术
中图分类号:TV文献标识码: A
引言:水利工程建设中,经常会遇上建设区是软土地基的情况。软土地基主要是淤泥、淤泥质土、饱和黄土、粉土等土质较软、水含量大的土体。我国的国土范围较大,不乏软土地基,尤其是人们的生活区大多分布在沿河区,这些地区往往软土地基分布频繁。目前,我国的水利工程逐渐增多,软土地基对水利工程的施工尤为不利。文章就软体地基的基本特征进行分析,根据水利工程施工需要,谈论软土地基的处理方法。
一、软土地基的主要特征
软土地基的主要特性是含水量高、抗剪强度低、孔隙比大、易压缩性、固结系数小、透水性差、灵敏度高、土层分布复杂、各层物理性质差大等,主要是由于年降水量大的地区和由河流、湖沼、滨海等长期累积起来的。承载能力差,一般的软土地基承载能力不会超过 50 kN/m2。孔隙比 e=1~2,含水量 w=50% 左右,较高者甚至超过 200% 。饱和度较高,透水性差。渗透系数 k≤1(m m /d)。透水性会影响地基的压密固结。抗剪强度弱。软土无侧限抗剪强度 <30 kN/㎡。灵敏度过高,抗扰性极差。在水利工程施工过程中,如果软土地基的土体结构未被破坏时具有 30 kN/㎡的抗剪强度,受到破坏时,抗剪性强度可以忽略不计。
二、换填法
1、换填法操作原理
换填法从字面上开看是将软土替换为较为坚硬的土层,让水利工程能够在其之上建造。在具体操作中,作为替换的土层需要具有更加坚硬的特性,能够抵抗住压力,并且在稳固性方面保障工程建造时不会出现土层坍塌情况。在换填时,需要将碎石、矿渣与泥土等一层一层的进行填筑。填筑的过程可以使用人工或是机械进行,并且在每层填筑完成之后进行一次施压与振动测试,让换填土层密度达到作为地基的要求。上述操作比较适用于软土地基较厚的情况,即原有土层根本无法承受较大压力,不得不进行土层调换的情况。在实际操作中,也会遇到软土地基层比较薄的状况,对于这类地基,可以采用在上面加铺一层人造地基的方法,并且同样需要对地基进行压实,确保软土部分密实度增加。
2、换填法注意事项
(1)换填毕竟是人工制造的地基,在强度上不如自然形成的地基,即密实程度不如自然土层。因此施工中需要严格注意对土层的压实,确保紧密程度达到要求。在施工中需注意,换填法只适用于浅层地基,若是软土部分过深或是被埋藏于地下,这种方式会无端耗费大量人力资源,对于工程而言有弊无益。
(2)在换填材料上,应使用三种不同材料去构建人工地基,包含素土、矿渣以及砂石。在施工中,只有将三者充分融合在一起才能够保障人工地基的硬度与密实度。人工地基需要更大的抗剪强度,从而让压缩性降低,相当于将原有缝隙填满,使工程建设中不会出现地基下陷或是坍塌状况。
(3)在使用中,需要在回填土中预留一部分空隙,以此来进行有效排水,让地基中水分减少,增加其强度。地基中的水含量变少,在冬季土层结块现象也会减少,让土层不会在冬季强度降低。
三、化学固结法
1、化学固结法操作原理
化学固结法实际上是使用一些手段将水泥等会凝结的材料渗透到原有的软土地基中,让软土通过水泥这类材料的凝结在强度上变硬,以此来达到对软土固结的目的。这种方式实质上是建造了一个复合基地,在承载力上要远远高于原有基地。化学固结法主要有三种操作方式,适用于不同材质的软土基地中。
2、操作方式
2.1、灌浆法
灌浆法主要利用气压以及液压原理,将浆液注入到原有软土中。这里的浆液需要选用在一段时间后或是特定条件下会发生固化的材料,这些浆液在被注入之后能够渗透到软土中原有的缝隙里,让缝隙两端通过固结充分结合。这种方法能够将原有软土形成一个整体,在施工中整体受到压力沉降的程度会远远小于松散土层,承载力得以有效提升。另外,使用灌浆法能够让土层整体防渗透能力极大提高,在堵漏方面也有较强功效。灌浆法通常被应用于岩石、沙砂土以及粘土类的基地中。
2.2、水泥土搅拌法
这种方法实质上是将原有软土与水泥搅拌在一起,让其发生反应,待水泥凝固之后形成固体状态。这种方式需要直接在基坑中使用。在施工中,水泥土搅拌法只适用于深度在 5 米以内的情况,超过 5 米难以对更深部分进行充分搅拌,会造成深层次地基仍是软土状态的情况,使之成为水利工程安全隐患。另外,在使用水泥进行搅拌之前,应先对水泥强度进行严格配比,通过实验确定水泥的投入量。水泥土搅拌法通常被用于沉积厚度较大、抗剪力性能薄弱的土层中,对含水量较高的软土基地也有效果,水利工程建造地的软土在水分含量上比较高,因此更适用于这种方法。
2.3、高压旋喷注浆法
这种方法在施工上较为复杂,首先需要用钻机在土层上钻孔,将携带喷头装置的灌浆管通过钻孔延伸到软土层中,利用设备产生高速流动的液流。在这种高冲击力的作用下,水泥能够与原有土质充分融合,想搅拌一样,在地基中形成固体,让地基强度增加,从而起到防止渗透与加固的功效。
3、化学固结法注意事项
化学固结法主要是使用水泥这类会凝固的物质对原有土层起到融合并形成固体状态,以此来增强其防渗透性。在运用时,需要对所用水泥配比严格实验,控制水泥与土层发生的化学反应,保障此项工程的有效性。
(1)在用于灌浆法时,要将浆液在软土中铺设均匀,保障在反应时不会出现强度不平衡状态,否则在建造水利工程时可能会出现部分坍塌或下陷状况。
(2)在使用搅拌法时,用于搅拌的机械要达到深度要求,保证搅拌作用于整个基坑之中,同时在时间上有效把握,保证搅拌充分、均匀。
(3)在进行高压喷射时,钻孔的深度要达标,避免灌浆管放置到钻孔后受液流的高压被喷出钻孔,造成人员伤亡。施工时要注意压力的调整。
四、排水固结法
1、排水固结法操作原理
使用排水固结法在原理上是将软土中蕴含的水分有效排出让土层中的间隙变小,间接增加地基的固结程度。这种方法在现阶段施工中主要运用真空预压、沙井法这两种方法。
1.1、真空预压法
当土层中不含有透水层的时候,可以使用真空预压法来进行气体排出。首先,在软土层上铺设砂井,并且在表面铺盖一层砂层,接着在最上层加盖密封膜,让砂层与空气隔绝。接着,施工人员可以使用真空设备将里面的气体抽出,在里面形成负压状态,负压能够让土层中含有的水分从下面流失,让土层更加固结。
1.2砂井法
砂井法适用于透水性较低的土层,通过将砂土灌注到地基成孔中,能够让排水管更为固结,保障土层的排水速度。砂井法最大特点就是在材料使用上较少,成本较低,因此应用较为广泛。
2、排水固结法注意事项
(1)使用真空预压法时,要保障预压边缘宽于地基,并且宽的部分要在 3 米以上,才不会让真空机械在运行时将覆盖膜一同向下吸,让边缘露出导致空气流入。(2)使用砂井法时,铺设砂垫层要注意均匀铺设,对排水管的作用最好能够在施工做二次检查,确保排水管使用正常。
五、 结语
软土地基给项目施工带来了极大的困扰,在长期的施工经验中,人们总结出许多有效的处理方法。我们在选择使用方法时,不能盲目使用,要根据施工现场的实际情况,合理地进行处理。结合周围的环境进行有效的处理,灵活多变的处理方法能提高施工质量,缩短施工工期,还为以后的施工做出了经验准备。地基的处理影响着施工的成本问题,软土地基的处理为水利工程施工带来了可靠性和安全性。处理的主要目的就是为了水利工程施工的顺利进展。
参考文献
[1]朱伟祥.水利工程软土地基处理方法[J].中国科技博览,2011,(30):200.
[2]崔喜旺,刘步峰.论做好水利工程軟土地基防渗的措施[J].黑龙江科技信息,2013,(8):273.
[3]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2010,2(12):21-21
关键词:水利施工;软土地基;处理技术
中图分类号:TV文献标识码: A
引言:水利工程建设中,经常会遇上建设区是软土地基的情况。软土地基主要是淤泥、淤泥质土、饱和黄土、粉土等土质较软、水含量大的土体。我国的国土范围较大,不乏软土地基,尤其是人们的生活区大多分布在沿河区,这些地区往往软土地基分布频繁。目前,我国的水利工程逐渐增多,软土地基对水利工程的施工尤为不利。文章就软体地基的基本特征进行分析,根据水利工程施工需要,谈论软土地基的处理方法。
一、软土地基的主要特征
软土地基的主要特性是含水量高、抗剪强度低、孔隙比大、易压缩性、固结系数小、透水性差、灵敏度高、土层分布复杂、各层物理性质差大等,主要是由于年降水量大的地区和由河流、湖沼、滨海等长期累积起来的。承载能力差,一般的软土地基承载能力不会超过 50 kN/m2。孔隙比 e=1~2,含水量 w=50% 左右,较高者甚至超过 200% 。饱和度较高,透水性差。渗透系数 k≤1(m m /d)。透水性会影响地基的压密固结。抗剪强度弱。软土无侧限抗剪强度 <30 kN/㎡。灵敏度过高,抗扰性极差。在水利工程施工过程中,如果软土地基的土体结构未被破坏时具有 30 kN/㎡的抗剪强度,受到破坏时,抗剪性强度可以忽略不计。
二、换填法
1、换填法操作原理
换填法从字面上开看是将软土替换为较为坚硬的土层,让水利工程能够在其之上建造。在具体操作中,作为替换的土层需要具有更加坚硬的特性,能够抵抗住压力,并且在稳固性方面保障工程建造时不会出现土层坍塌情况。在换填时,需要将碎石、矿渣与泥土等一层一层的进行填筑。填筑的过程可以使用人工或是机械进行,并且在每层填筑完成之后进行一次施压与振动测试,让换填土层密度达到作为地基的要求。上述操作比较适用于软土地基较厚的情况,即原有土层根本无法承受较大压力,不得不进行土层调换的情况。在实际操作中,也会遇到软土地基层比较薄的状况,对于这类地基,可以采用在上面加铺一层人造地基的方法,并且同样需要对地基进行压实,确保软土部分密实度增加。
2、换填法注意事项
(1)换填毕竟是人工制造的地基,在强度上不如自然形成的地基,即密实程度不如自然土层。因此施工中需要严格注意对土层的压实,确保紧密程度达到要求。在施工中需注意,换填法只适用于浅层地基,若是软土部分过深或是被埋藏于地下,这种方式会无端耗费大量人力资源,对于工程而言有弊无益。
(2)在换填材料上,应使用三种不同材料去构建人工地基,包含素土、矿渣以及砂石。在施工中,只有将三者充分融合在一起才能够保障人工地基的硬度与密实度。人工地基需要更大的抗剪强度,从而让压缩性降低,相当于将原有缝隙填满,使工程建设中不会出现地基下陷或是坍塌状况。
(3)在使用中,需要在回填土中预留一部分空隙,以此来进行有效排水,让地基中水分减少,增加其强度。地基中的水含量变少,在冬季土层结块现象也会减少,让土层不会在冬季强度降低。
三、化学固结法
1、化学固结法操作原理
化学固结法实际上是使用一些手段将水泥等会凝结的材料渗透到原有的软土地基中,让软土通过水泥这类材料的凝结在强度上变硬,以此来达到对软土固结的目的。这种方式实质上是建造了一个复合基地,在承载力上要远远高于原有基地。化学固结法主要有三种操作方式,适用于不同材质的软土基地中。
2、操作方式
2.1、灌浆法
灌浆法主要利用气压以及液压原理,将浆液注入到原有软土中。这里的浆液需要选用在一段时间后或是特定条件下会发生固化的材料,这些浆液在被注入之后能够渗透到软土中原有的缝隙里,让缝隙两端通过固结充分结合。这种方法能够将原有软土形成一个整体,在施工中整体受到压力沉降的程度会远远小于松散土层,承载力得以有效提升。另外,使用灌浆法能够让土层整体防渗透能力极大提高,在堵漏方面也有较强功效。灌浆法通常被应用于岩石、沙砂土以及粘土类的基地中。
2.2、水泥土搅拌法
这种方法实质上是将原有软土与水泥搅拌在一起,让其发生反应,待水泥凝固之后形成固体状态。这种方式需要直接在基坑中使用。在施工中,水泥土搅拌法只适用于深度在 5 米以内的情况,超过 5 米难以对更深部分进行充分搅拌,会造成深层次地基仍是软土状态的情况,使之成为水利工程安全隐患。另外,在使用水泥进行搅拌之前,应先对水泥强度进行严格配比,通过实验确定水泥的投入量。水泥土搅拌法通常被用于沉积厚度较大、抗剪力性能薄弱的土层中,对含水量较高的软土基地也有效果,水利工程建造地的软土在水分含量上比较高,因此更适用于这种方法。
2.3、高压旋喷注浆法
这种方法在施工上较为复杂,首先需要用钻机在土层上钻孔,将携带喷头装置的灌浆管通过钻孔延伸到软土层中,利用设备产生高速流动的液流。在这种高冲击力的作用下,水泥能够与原有土质充分融合,想搅拌一样,在地基中形成固体,让地基强度增加,从而起到防止渗透与加固的功效。
3、化学固结法注意事项
化学固结法主要是使用水泥这类会凝固的物质对原有土层起到融合并形成固体状态,以此来增强其防渗透性。在运用时,需要对所用水泥配比严格实验,控制水泥与土层发生的化学反应,保障此项工程的有效性。
(1)在用于灌浆法时,要将浆液在软土中铺设均匀,保障在反应时不会出现强度不平衡状态,否则在建造水利工程时可能会出现部分坍塌或下陷状况。
(2)在使用搅拌法时,用于搅拌的机械要达到深度要求,保证搅拌作用于整个基坑之中,同时在时间上有效把握,保证搅拌充分、均匀。
(3)在进行高压喷射时,钻孔的深度要达标,避免灌浆管放置到钻孔后受液流的高压被喷出钻孔,造成人员伤亡。施工时要注意压力的调整。
四、排水固结法
1、排水固结法操作原理
使用排水固结法在原理上是将软土中蕴含的水分有效排出让土层中的间隙变小,间接增加地基的固结程度。这种方法在现阶段施工中主要运用真空预压、沙井法这两种方法。
1.1、真空预压法
当土层中不含有透水层的时候,可以使用真空预压法来进行气体排出。首先,在软土层上铺设砂井,并且在表面铺盖一层砂层,接着在最上层加盖密封膜,让砂层与空气隔绝。接着,施工人员可以使用真空设备将里面的气体抽出,在里面形成负压状态,负压能够让土层中含有的水分从下面流失,让土层更加固结。
1.2砂井法
砂井法适用于透水性较低的土层,通过将砂土灌注到地基成孔中,能够让排水管更为固结,保障土层的排水速度。砂井法最大特点就是在材料使用上较少,成本较低,因此应用较为广泛。
2、排水固结法注意事项
(1)使用真空预压法时,要保障预压边缘宽于地基,并且宽的部分要在 3 米以上,才不会让真空机械在运行时将覆盖膜一同向下吸,让边缘露出导致空气流入。(2)使用砂井法时,铺设砂垫层要注意均匀铺设,对排水管的作用最好能够在施工做二次检查,确保排水管使用正常。
五、 结语
软土地基给项目施工带来了极大的困扰,在长期的施工经验中,人们总结出许多有效的处理方法。我们在选择使用方法时,不能盲目使用,要根据施工现场的实际情况,合理地进行处理。结合周围的环境进行有效的处理,灵活多变的处理方法能提高施工质量,缩短施工工期,还为以后的施工做出了经验准备。地基的处理影响着施工的成本问题,软土地基的处理为水利工程施工带来了可靠性和安全性。处理的主要目的就是为了水利工程施工的顺利进展。
参考文献
[1]朱伟祥.水利工程软土地基处理方法[J].中国科技博览,2011,(30):200.
[2]崔喜旺,刘步峰.论做好水利工程軟土地基防渗的措施[J].黑龙江科技信息,2013,(8):273.
[3]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2010,2(12):21-21