论软土地基处理技术在矿山工程中的应用

2019-01-03 15:03:09胡文浩
中国金属通报 2019年9期
关键词:压缩性软土含水量

胡文浩

(辽宁省第一水文地质工程地质大队有限责任公司,辽宁 锦州 121000)

中国的地域广阔,在沿河与沿海等地,由于其土壤的含水量较大,因此通常会有大量的淤泥软土,导致在进行矿山工程的时候,会导致因为软土地基的不稳定,导致工程容易出现危险,在施工的过程中出现地基沉降的问题,而矿山工程一旦出现问题,就有可能导致施工人员被困其中,对其生命安全造成严重的威胁,因此在矿山工程中需要对软土地基的处理充分地重视。本文针对软土的属性与特点进行分析,之后针对软土地基处理技术在矿山工程中的难点进行分析,最后提出如何才能更好地在矿山工程中应用软土地基处理技术[1]。

1 软土的特点

我国的软土多分布与沿海或沿河的区域,但是通常情况下,不同地域的软土均具有含水量偏高、颇为松软、压缩性极强、不抗剪、渗透能力较低以及具有触变性的特点。通过分析软土的特点可以提升对软土的了解程度,从而在矿山工程中能够更好的应用软土地基。

1.1 含水量偏高

由于软土多分布于沿河与沿河的地方,因此土中也含有更多的水分,并且含水量比液限指数更高,其含水量可以达到30%~70%。

1.2 颇为松软

软土的内孔隙较大,通常在1.0~2.0之间,因此如果对软土进行挤压时,其体积可以发生明显的变化。

1.3 压缩性极强

由于软土的含水量较高,且其含有较大的内孔隙,因此当对软土施加压力的时候,其体积也明显减少,并且可以压出水分,通常其业所指数不会低于0.7,最高可以达到4.5。

1.4 不抗剪

软土并不抗剪,但是此特性会对矿山工程的荷载施加频率以及排水条件由紧密的联系。

1.5 渗透能力较低

软土由于其具有较慢的固结速度,因此土壤的荷载能力与强度较低,因此其中的有机物质产生大量的气泡,导致软土中的孔隙受到影响,因此其渗透性能也降低,通常系数范围为10-7~10-8。

1.6 具有触变性

由于软土在经过搅拌之后其内部的结构会遭到破坏,因此其强度也会减少,甚至会造成软土成为流状物。

2 软土地基处理技术在矿山工程中的难点

在矿山工程中,软土由于具有含水量偏高、颇为松软、压缩性极强、不抗剪、渗透能力较低以及具有触变性的特点,因此会导致软土地基出现稳固性不佳、沉降不均匀、荷载力不佳等问题,导致矿山工程的质量降低,甚至引发安全事故,导致人员的伤亡与财产的损失[2]。

2.1 稳固性不佳

由于软土具有触变性,因此为了提升软土地基的强度需要对其进行大力的搅拌,但是在搅拌的过程中,就会出现结构变化,如果其结构被严重破坏,就会导致其出现流动形态,因此地基也会变为流动态,而流动态的地基肯定稳固性能及其不佳,会对施工的安全性造成威胁。

2.2 沉降不均匀

由于软土具有含水量高、颇为松软以及压缩性强的问题,因此会导致在软体地基使用的过程中出现沉降不均匀的问题,一旦出现此问题,势必会导致整个工程结构的稳定性出现问题,矿山内随时可能出现崩塌的威胁,严重威胁到施工人员的生命安全,并且一旦工程出现坍塌事故,工程便需要被迫暂停,企业需要承担着巨大的经济损失[3]。

2.3 荷载能力不佳

由于软土的压缩性极强以及不抗剪的特性,因此软土地基的荷载能力也不佳,因为随着其所荷载的重量上升,如果在夯实地基的时候没有夯实到位,会导致其仍然可以下降,或导致其他地基部分出现隆起等问题,严重地影响软土地基的平整性,导致矿山工程的安全系数下降[4]。

3 软土地基处理技术在矿山工程中的应用

为了解决由于软土所具有的特性所导致的稳固性不佳、沉降不均匀、荷载力不佳等问题,可以通过科学应用换填处理技术、灵活运用夯实处理技术、合理应用固化处理技术以及有效应用振实挤密处理技术解决,从而提升矿山工程中软土地基的质量,保障矿山工程的安全。

(1)科学应用换填技术。在软土地基的处理技术中,换填技术是非常常见的技术,其也可称作垫层技术。此技术要求将不达标的软土层挖掘干净,并且将矿渣、砂石以及碎石等抗压的材料作为填充材料填充到软土地基当中,提升软土地基的抗压性,处理后的软土地基便被称作垫层,其可以帮助提升软土地基的荷载水平以及强度,当前此技术在软土地基的应用当中非常普遍,且效果显著,有效地减少了软土地基出现沉降或变形等问题,并且使用的填充材料价格低廉,甚至可以直接在矿山周围寻找到材料,减少了运输的成本,非常的经济实惠。同时此技术的操作也非常简单,但是此技术仅适用于软土地基在3m以内,如果超过了3m,所需要的材料与人力成本就会明显上升,因此便不能应用此技术。

(2)灵活运用夯实技术。由于软土地基具有极高的压缩性,因此在处理软土地基时,一定要做好软土地基的夯实工作,对于夯实的技术的选择应当针对软土地基的成分进行选择,夯实技术适用于软土中含有较高的黏土、碎石以及砂土等,通过专业的设备在软土地基上进行反复的碾压,一遍遍地夯实软土地基,提升软土地基的稳固性,从而帮助软土地基达到矿山工程的使用需求。需要注意的是,在进行软土地基的夯实工作时,需要选择合适重量级的设备,从而实现对软土地基夯实工作。通常此技术仅适用于深度在一点二米左右的软土地基,并且应当对软土的含水量进行测试,设计出最科学的夯实方案[5]。

(3)合理应用固化处理技术。固化处理技术要求属于化学技术,需要使用化学产品与胶结剂,将这些化学材料与水玻璃和水泥等混匀后搅拌到软土地基中,减少软土的孔隙,让其中分发生化学反应,帮助提升软土地基的强度,并且还可以提升软土地基的渗透能力,通常常见的固化处理技术有粉喷桩法、压力灌浆法、旋喷法和深层搅拌法。

(4)有效应用振实挤密技术。常见的强化软土地基稳定性以及强度的技术还有振实挤密技术,此技术需要软土中含有粉尘与松砂等成分,因为含有粉尘与松砂的软土,可以通过此技术实现对软土密度的快速调整,提升软体的密度,减少其孔隙,从而实现提升软土地基的稳定性与强度,此方法适用于处理深度在5m~20m的软土地基。由于应用此技术之后,软土地基会下降一大截,因此需要对其进行回填,为了方便回填,需要在实施振实挤密技术之前,先将桩管安置好,并且准备好回填材料放置其内,可以使用灰土与砾石等作为回填材料,软土地基的强度与稳固性也会因为灰土与砾石的加入而更加理想。

4 结语

我国的软土多分布与沿海或沿河的区域,但是通常情况下,不同地域的软土均具有含水量偏高、颇为松软、压缩性极强、不抗剪、渗透能力较低以及具有触变性的特点。通过分析软土的特点可以提升对软土的了解程度,从而在矿山工程中能够更好的应用软土地基。在矿山工程中,软土由于其特点,会导致在应用软土地基时出现稳固性不佳、沉降不均匀、荷载力不佳等问题,导致矿山工程的质量降低,甚至引发安全事故,导致人员的伤亡与财产的损失。为了解决这些问题,可以通过科学应用换填处理技术、灵活运用夯实处理技术、合理应用固化处理技术以及有效应用振实挤密处理技术解决,从而提升矿山工程中软土地基的质量,保障矿山工程的安全。

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