水利工程软土地基处理措施

水利工程软土地基处理措施

摘要:在目前的市场经济条件下,城市化进程地加速给水利工程带来巨大的发展空间。在水利工程的建设过程中,地基的建设和处理是整个工程能否成功运行的关键。没有良好的地基基础整个工程就会功亏一篑。软土地基由于其土地质量的问题,加之含水量较大,水利工程就容易突破防线造成地表的坍塌和堤坝的冲击。因此,软土地基是水利工程建设中较为重要的难题。笔者从软土地基的根本性质出发,分析软土地质的水利工程在建设过程中的利弊,并找到与之对应的具体问题的解决方法,为水利工程的建设提出参考性意见。

关键词:水利工程;软土地基;处理方法

1引言

在水利工程的地基建设中,要重视软土土地的地基处理,对于软土地基的不恰当处理会造成水利工程的报废引发相应的不安全后果。因此,对于软土地基的合理处理和运用对水利工程的稳定性和安全性有较大的作用。

2软土地基的基本概念

软土地基,顾名思义就是指土地性质较为松软,土壤成分较为薄弱,主要由淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、富含大量颗粒的松软土、较为松散的砂质土以及孔隙较大的有机质土组成,这些土质对水分,土壤紧实性较低,耐压缩性极强,对于压力的忍受度没有强度大的土壤高,在一些特殊条件的工程中难以使用。软土地基通常有以下几个特点:

2.1低强度

由于大部分软土成分较为稀疏,刚性极差,使软土地基如棉花糖一般不能很好地承受来自地面的巨大压力,对于工程建设中的巨大压强根本无法很好地分担。地表开裂,建筑坍塌的情况时有发生。

2.2低透水

软土地基的软土中含有很大成分的淤泥质粘性的土壤成分,对水的渗透性极差。在地基的建设过程中,大量的工业废水无法顺利排放,为了保证地基建设的紧凑顺利进行,对于软土地质应在施工前和施工中都做好相应的排水措施,如排水固结法对于土壤的强度有很大的帮助,土壤稳定性能够得到一定程度地提高。

2.3高压缩

软土稀疏的特质使得软土土壤如海绵一样具有很大的压缩性,其压缩性在一定程度上阻止了施工过程中的土地的压强承受力。随着工程的进行,工程总体质量增加越来越快,软土地基塌陷的概率就越来越高,压力在0.1MPa每平方单位的情况下地基问题就会越来越暴露,水利施工工程就很难平稳地进行下去。

2.4沉降快

软土性质的压缩性能极高决定了其在承受巨大压力之后的沉降的速度就会很快。随着工程进行地越来越多,在一定质量的工程建设的条件下,质量沉降速度逐步增加,非常不利于水利工程的建设。

2.5不均匀

软土土质不仅有软土成分的存在,还有很多不同土壤成分的存在,不同土质的土壤成分的特性不同,密度硬度等问题的参差不齐影响水利工程建设过程中的土壤处理进程,由土壤引发的施工建筑的崩塌,塌陷等问题就容易出现。

3水利工程软土地基施工的注意事项

3.1施工前的准备工作

在对水利工程建设中的软土地基进行建设和处理的过程中,要先做好相应的预备工作,如施工设备是否安全可靠,材料的规格型号与设计师相应的要求是否符合,现场的建筑和居民的疏散和清场工作是否完备。大型设备施工过程中的安全问题相对较为复杂难以处理我们要做好工程前的清场工作,保障施工可以顺利开展。

3.2施工过程中的相关事项

在水利工程的施工过程中,施工过程的细节是决定工程质量的关键。所以要对施工中的细节进行严格监管,保证各方面有序正常地进行。特别是在软土地基的情况下施工,要严格按照其标准进行规范施工。因地制宜的施工方式也是我们必须要注意的,水利工程的建设要注重实际施工过程中的地质要求,确定施工的质量标准和施工等级,对其制定相应等级的施工方法。因为地质是软土,我们要注重其承受项目的质量,施工量控制在合理的范围内。在一些大型的施工现场,我们对软土地质的处理方式可以采取砂垫层方法,降低施工成本的同时解决软土的强度问题。而相对较小的施工任务则无需如此浪费,换条管理法就能满足施工的要求。相对于足够坚实的土壤来说,软土地质的施工后期还需要进行软土地基加固,因此在工期的安排上要注重时间的紧凑,留有充分的时间既不耽误工期的情况下保证软土路基的加固。外部条件的限制也是一项重要内容,软土路基的施工受到一定的环境影响,我们要选取适当的方式对水利施工建设过程中的施工质量做出保证。

3.3施工后的检查

任何项目的施工完成之后都要进行相应的施工核对和检查,这项工作十分重要。我们要对施工结果进行评估,参照设计方案和国家的硬性要求,检查合格后,水利工程才能投入运营。

4处理措施

目前我国水利施工中常见的软土基础主要成分包括松散砂质土、大孔隙有机质土、粉土、黏土等,该种基础土质空隙大。质地松软且含有水分量大,因此该类基础强度相对较低,具有较大的压缩性,无法满足水利工程施工要求。

4.1换填

对于软土地基土质疏松的特点,换填是最为直接的改变土壤松弛度的整改措施,用符合要求的土质替换对施工过程中容易造成影响的软土,加强土地地基,使施工更加顺畅。土地换填首先要对地基的软土土质进行清除,大型机械设备的投入使用要格外注意安全问题,再填入相应的符合要求的土壤时应注意对于土地地基的夯实,把土壤进行相对压缩,增加土壤的强度以满足施工要求。在大多数情况下,对于填换的材料都选择鹅卵石,粗砂以及碎石这些强度比较大的硬性材料。在填换过程中还要注重方法,分层填充是较为恰当的填充方法,第一层大多数选择矿渣碎石作为基础填充,这类材料的渗透性较好,可以保证在强度合格的基础上排水效果达到要求。其次一层会选择素土和灰土进行填充,这一层的材料有利于稳定桩体,平衡分解桩体和桩间土的荷载,使受力相对平衡,这样上层建筑才能顺利进行。第三层也就是最后一层,应选择砂作为填充材料,这种材料的作用是排除基础层中的水和气体,加速基础强度。但是在实际施工项目中的应用还要根据实际情况进行分析,灵活变通地掌握填充地基的有效方式。

4.2排水砂垫层

软土地基的处理中,另外一种行之有效的方法是排水砂垫层法。顾名思义排水砂垫的意思就是将富含大量水分的淤泥质粘性土,淤泥质粉土,泥炭等的材料运用到软土层中,增加土地的排水量,使土质强度增加。由于工程质量的不断增加,富含水分的软土层承受的压强越来越大,被排出来的水分可以通过砂层渗透,从而加强软土地基的牢固性,提高土地地基的强度。并且施工过程中还会在砂垫层上再设置一层粘土层,由于粘土的透水性较差,因而可以作为隔水层避免地下水的反渗,对基础在此造成影响。在砂垫层选材上,通常选取粗砂。鹅卵石等具有高强度。高缝隙的透水材料,在保证透水的情况下,提高地基的强度。在砂垫层填充时,要做好地基基坑的固定工作,并将砂垫层材料充分搅拌均匀,铺设于地基底部,并进行夯实处理。除此之外,要做好地基底部的排水工作,做引水槽,将渗透下来的水有效排放出去!做好防止倒流工作,加快排水固结速度。

4.3化学法

在一定条件的特殊情况下,可以采用化学方法处理一些较为复杂的软土地基的问题。化学方法主要是用化学原料代替物理原料进行地基填充,从而使地基基础的压缩性能缩小,提高土质的硬度,保证土地地基具有符合要求的承载力。到现在为止,化学方法在施工领域已经得到广泛地使用,并且效果明显。灌浆,合成材料加固,规划处理等方式都是行之有效的化学处理方式。(1)灌浆灌浆就是通过化学原理将材料填充进去后,使其发生自然的化学反应,实现填充地基,紧实土质的效果。大多数应用于淤泥质粉土和粘性土的填充当中。(2)合成材料加固合成材料与人工材料相结合也是一种效果明显的填充方式。合成材料的韧性高,强度大可以弥补人工材料的疏松,压缩性强的劣势。通过硅化处理,利用氯化钙同硅酸钠之间的反应可以得到胶状凝聚物,将软土组织黏合在一起,增加基础强度和硬度,也可以满足水利施工基础强度要求的基础。(3)物理旋喷处理在目前水平下,中国对于软土地基最常用的处理方式即是物理旋喷处理。利用喷头将浓度适宜的加固材料喷出来,既能做到加强土质的强度也能对材料进行充分利用,减少浪费。在进行物理旋喷时,应注意先对基础底部进行加固再匀速缓慢提高喷头的高度,这样才能更好地起到填充地基的效果,软基横向变动的概率也小之又小,真正做到对软土地基的加强。

5结语

水利工程与其他工程相同,地基施工是整个水利工程的关键。一个水利工程只有建设稳固合理的地基才能保证水利工程地正常运营。水利工程对相关的附近居民也有一定的影响,我们要对居民负起责任,对于安全问题和质量问题的处理都要真正的以人为本,尽量保证居民的正常生活质量。我国目前大多数水利工程都是建立在软土地基的情况下的,对水利工程建设十分不利,影响工程的使用年限也使工程质量大大减低。因此,我们要加强对软土土质的相关研究,在合理范围内,找到多种合理的举措对软土地基进行完善和处理,争取减少对水利工程建设的影响,提高水利工程的使用年限。

参考文献:

[1]冯是明,邹福华.水利工程施工中软土地基处理技术[L].水科学与工程技术,2013(2):78~80.

作者:孙军华 单位:河南省白龟山水库管理局