何宪松
摘要:水利施工的时候地基一般都是软土地基,面对软土地基的处理需要考虑到多重因素,本文针对软土地基的处理列出了常见的考虑因素,并列举了常见的八大处理方式,旨在为水利施工中软土地基处理技术的选择提供参考。
关键词:水利施工;软土地基;处理技术
软土是指地表土壤中水分含量较高、可压缩体积较大、抗剪切强度较低以及土壤颗粒之间缝隙比较大的土壤,这些土壤一般分布在有水的地方,如海洋沙滩、湖泊河流边以及地下深处的土壤。目前水利施工越来越多,因此水利施工也就避免不了软土地基,软土地基的成分主要就是软土,软土地基包含粉土,也包含沙土,因此其流动性和可塑性都较强,可承载的载荷较低,软土地基也就面临着承载能力的特点需要解决,软土地基在进行开挖的时候也会碰到两大难题,第一是触变性比较大,第二是流动性强,这两大问题会导致软土地基变得更加疏松,更不利于水利工程。
一、水利施工中影响软土地基处理技术选择的因素
软土地基面临着诸多问题,因此需要针对软土地基进行不同程度的处理,具体进行什么等级的处理需要考虑很多因素,下面针对这些因素进行分述。
1.工程的具体要求和质量标准
工程的具体要求和质量标准是一个影响水利工程软土地基处理技术的因素,水利工程包含多种多样,小则修建乡镇的水利工程,针对的是普通的河流,修建类似于水库、闸门之类的水利建筑,大则上升到国家层面,如三峡大坝,不同等级的水利工程要求的技术水平也不一样,三峡大坝由于修建在山区,其需要抗高等级地震以及泥石流、滑坡等自然灾害,而且长江水储量大,水流湍急,其还担负着水力发电的重任,因此修建三峡大坝之前,对长江周围的软土地的处理是最高标准,而对于比较小的水利工程,则标准降低,不过考虑到工程的质量和造价等方面可能标准又会有不同。
2.施工时间限制
工程的施工时间限制也会影响软土地基处理技术的选择,若工程如果施工时间比较短,处理软土地基的时候需要添加一些添加剂使之沉降和反应,而如果反应的时间较长就会整体拉长施工时间,对工程的效率等都会造成影响,所以施工时间短选择时间短的处理方式,施工时间长则选择时间长的处理方式,所以施工时间也是影响软土地基处理技术的因素之一。
3.软土地基的施工总量
软土地基的施工总量也是影响因素之一,软土地基如果施工总量太大,在施工的时候如果选择方法不当,如采用换填法进行处理则会消耗大量的原料,也需要大量的人力资源进行施工,显得极为不合理,最后施工成本也会巨大。又比如软土地基如果土壤厚度较厚,在进行施工的时候如果选择重压法进行土壤的夯实,最后达到的效果不会很好,土壤底部的土质还是会很疏松,最后影响整个地基的稳定性。
4.工程施工的环境因素
环境因素也是影响因素之一,我国的地形复杂多样,河流、湖泊存在于各个地方,高原、山地、盆地、丘陵、平原都需要修建水利工程,但是在不同的地形修建水利工程的标准也是不一样的,需要进行不同的技术方案设计。
二、水利施工过程中的软土地基处理技术
软土地基的处理技术多种多样,根据不同的影响因素综合选择相应的处理技术非常重要,本文根据网络调查和文献查阅列举了常见的八种软土地基处理技术,下面逐一进行说明。
1.排水固结处理技术
软土中含有大量的水分,这些水分需要采用相应的方法和设备进行排出,增加土壤的稳固性,常用的方法是往软土上施加相应的压力进行排水,采用的原理是土壤本身具备的水渗透特点,具体根据软土地基的形状在软土中安放排水设备,一般是设置沙井,带水分渗透到沙井之中之后,采用水管和抽水泵进行排水,这种技术称之为排水固结处理技术。
2.振动性水冲处理技术
振动性水冲处理技术是采用振冲设备将土壤冲出一个洞,然后在洞内依次灌入不同类型的物料,以此来增强土壤的抗剪切强度和稳定性,这种技术采用的振冲设备,该设备上下均有冲头,冲头上下排水,设备本身也带有振动效果,在冲之前需要保证软土基地的抗剪切强度在2000KPa以下,方便冲头进行冲击。
3.换土处理技术
在进行水利建筑修建的时候,如果软土地基不是很厚,则完全可以采用换土处理技术进行处理,在清除原来的软土组织之后,使用水泥、沙土等进行替换,待处理好新的地基之后再进行修建,一般替换的材料都在就近找泥土进行覆盖,采用沙土等容易造成流失的现象,而且费用消耗大,本地的泥土能够满足当地的土壤要求,与更深的土壤的结合性更好,有效防止水的渗透,在进行泥土替换之后一定需要使用设备进行夯实,让表面能够形成一层承载能力较大的土壤层,让土壤更加密实,更加稳定。
4.旋喷发处理技术
旋喷发处理技术采用一种叫做旋喷机的设备为软土组织加固,进而提高软土组织的承载能力,这种技术采用旋喷机连接注浆管使用,注浆管插入到软土组织中,然后旋喷机高速旋转往四周喷射水泥,水泥使周围的泥浆固化,形成旋喷柱,由于旋喷机定向旋喷的特点最后还能够形成连桩和连续墙,进而使得地基的防渗透能力更好,这种方法行程的旋喷桩和周围已经固化的地表能够使得地基的强度更高,很难再次压缩,所以,如果地基軟土成分多为沙土以及软黏土,则可以采用这种方式进行固化土地,但是如果土壤成分含有较高的有机物,则万不可使用此方法,否则最后地基的强度效果会比较差,影响工程质量。
5.加筋处理技术
加筋处理技术是指在土壤中添加一定成分的物质使得土壤的抗拉性能更强,软土地基中,土质颗粒在收到拉应力之后会出现位移,因此需要增加物质使得土壤的位移更小,抗拉性能更强,一般在软土的上面铺一层砂子可以增加土壤的抗拉性能,砂子这种抗拉性能较强的物料可以和土壤合为一体,靠摩擦力增加土壤整体的抗拉性能。假如水利工程建筑收到拉力,则砂子可以灵活改变受力状况,抵抗建筑物的沉降,土壤的稳固定更高,更加不容易变形。
6.灌浆处理技术
灌浆处理技术可以用在两个地方,其一是往地基土壤中注入浆液,增加软土组织的强度,其二是往地基土壤与建筑物的结合处灌注浆液增加建筑物和土壤之间的结合度,这两处都需要用到气压等方式进行加压灌注,灌浆处理技术比较实用的土壤类型是淤泥类型的软土。
7.桩基处理技术
桩基处理技术应对的对象是建筑物的桩基,早期的时候一般是采用砂石为材料进行制作,也就是俗称的水泥桩,随着科技的发展,水泥桩被淘汰,往水泥桩中添加钢筋等材料提前愈加预应力的管桩逐渐被采用,这种桩成本低,而且可以方便快速的制作并投入使用,特别适用于软土地基,而且目前也在更进一步发展,但是如果软土地基比较厚而且含水量高则不适合使用桩基。
8.化学固结处理技术
化学固结处理技术顾名思义就是采用相应的化学方法使得软土组织固化,从而增强软土组织的承载能力和硬度,降低软土组织的变形程度和沉降度,达到工程质量标准,特别是碰到一些有一定坡度的地基的时候特别适用。在进行化学固结的时候需要格外注意好处理时间,以及喷射浆液和搅拌浆液的均匀程度,以保证达到较好的处理效果。
三、结束语
软土地基的处理可以提高地基的稳定性和抵抗变形的能力,对于水利工程的修建非常重要,选择软土地基的处理方式的时候需要考虑多重因素,综合各个因素选择合适的地基处理技术与方法,保证水利工程的质量,增加工程效率。
参考文献
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[2]司良娟. 水利施工中软土地基处理技术[J]. 轻工设计,2011(1):159-159.
[3]范海涛. 对水利施工中软土地基的处理技术探索[J]. 科学技术创新,2014(11):172-172.
(作者单位:西大坡水资源管理有限公司)