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水利工程軟土地基處理方法探析

來源:互聯(lián)網(wǎng)
摘要:近年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國的水利工程建設(shè)取得了顯著的成就。軟土地基處理作為水利工程施工的關(guān)鍵步驟,直接影響著水利工程的整體質(zhì)量。相關(guān)人員要做好施工前的準(zhǔn)備工作,仔細(xì)勘察地質(zhì)條件,因地制宜,對施工方案進(jìn)行最優(yōu)化選擇,實現(xiàn)提高地基穩(wěn)固性以及承載能力的目的,為我國水利工程事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠推助力。因此,如何提高軟土地基的穩(wěn)定性以及承載能力顯得尤為重要。本文將從軟土地基的特點入手,對水利工程軟土地基的處理方法進(jìn)行深入分析,旨在為相關(guān)工程提供有效參考。
 
關(guān)鍵詞:水利工程施工;基礎(chǔ)工程;軟土地基;
 
軟土地基處理方法多樣,主要包括穩(wěn)定處理以及沉降處理兩種。前者是以增加土層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為目標(biāo),通過提高抗滑阻力的方式,控制地基變形,改善地基強(qiáng)度;后者則是為了削弱土層沉降程度,加速地基排水固結(jié)進(jìn)度。水利工程實際施工過程中,應(yīng)用較為廣泛的軟土地基處理方式有:樁基法、換土墊層法、加筋法、加載預(yù)壓法、深層攪拌法、真空壓頂法、降水預(yù)壓法以及硅化加固法等等。施工人員需要因地制宜,根據(jù)地基的實際土質(zhì)情況,選擇最經(jīng)濟(jì)、最有效的技術(shù)手段。
 
1軟土地基的特點
 
1.1孔隙大
 
一般來講,軟土層的孔隙要比常規(guī)重塑土高出30%左右,這主要是由于沉積過程中,軟土層的含水量較高,土質(zhì)顆粒在接觸過程中存在膠結(jié)現(xiàn)象,加之缺失相應(yīng)壓實步驟,導(dǎo)致軟土層孔隙相對較大。
 
1.2壓縮性能高
 
軟土地基的壓縮曲線在初始時期波動不大,但是,一旦壓力大于應(yīng)力點,曲線則會呈驟降趨勢。同時,當(dāng)壓力消失之后,還會存在一個驟降的區(qū)間。整個壓力區(qū)間過后,軟土壓縮曲線則是由突變轉(zhuǎn)為漸變的過程。
 
1.3透水性差
 
軟土地基的滲水性能較差,導(dǎo)致孔隙水壓力相當(dāng)高。因此,軟土地基上的建筑物的沉降過程也會比其它地基要長一些。
 
1.4其他特性
 
軟土的土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,各土層之間的力學(xué)性能也存在很大差異。同時,因為軟土的含水量高,導(dǎo)致其承載能力弱,極易發(fā)生變形。2軟土地基處理技術(shù)
 
2.1樁基法
 
樁基法主要適用于土層較厚,無法大面積深埋的軟土地基處理。傳統(tǒng)的樁基法主要采用木樁、砂石樁,隨著工程技術(shù)的不斷進(jìn)步,鋼筋混土預(yù)制樁的應(yīng)用越來越廣泛。其工藝流程如下:人工或者機(jī)械鉆孔澆灌混凝土混凝土放熱,改善周圍土質(zhì)環(huán)境形成復(fù)合混凝土樁。樁基法可以提高地基負(fù)載能力,削弱地基下降現(xiàn)象,具有成本低、效率高、穩(wěn)定性好的優(yōu)勢,受到業(yè)界的一致好評。
 
2.2換土墊層法
 
換土墊層法適用于軟土層較薄的情況。該方法主要用砂石、水泥等材料作為替代品,改善土層結(jié)構(gòu),提高地基性能。需要注意的是,必須要壓實換填土層,否則將難以實現(xiàn)預(yù)期效果。具體來說,換土墊層法就是用砂礫、碎石、礦渣等抗壓、抗腐蝕性能較好的材質(zhì)替換地基中不利于工程施工的部分軟土,并通過人工或者機(jī)械進(jìn)行壓實處理,提高土層的承載能力。該技術(shù)能夠有效分散地基底層壓力,改善沉降狀況,加速排水進(jìn)程,普遍應(yīng)用在軟土表層地基的處理上。
 
2.3加筋法
 
加筋法,顧名思義,就是要在軟土地基中埋入金屬條或者合成材料,利用拉筋材料調(diào)節(jié)地基應(yīng)力分布的方法。加筋法能夠有效改善地基變形問題,使軟土層的強(qiáng)度、承載能力得以大幅度提升。
 
2.4加載預(yù)壓法
 
加載預(yù)壓法主要是指在水利建設(shè)施工之前,事先對軟土地基實行壓實處理,從而提高密度,改善軟土地基的強(qiáng)度。加載預(yù)壓法可以有效強(qiáng)化地基的承載能力,提高穩(wěn)定性,采用該種方式處理之后的軟土地基一般不會再變形的情況。預(yù)壓的負(fù)載可以直接利用水利工程建筑的自身重量。假如土質(zhì)結(jié)構(gòu)的滲水性能極差,那么可以利用塑料排水板、砂井等在軟土地基中加設(shè)排水管道,通過排水距離的減少,加速固結(jié)進(jìn)程。對于粉土、雜填土以及沖填土等地基的處理,墊層材料通常采用級配高、滲水性能好的粗砂為宜,塑料配水板通常為塑料排水帶,砂井則需要聚丙烯等有機(jī)物的輔助。
 
2.5深層攪拌法
 
深層攪拌法通常應(yīng)用于土質(zhì)為含水量高、承載能力弱的粉土、粘性土等軟土地基的處理。深層攪拌法主要有噴漿、噴粉兩種模式。其工藝流程為:先用攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢枋?、水泥以及地基軟土,進(jìn)而改變它們的形態(tài),使其成為格柵狀、柱狀、水泥增強(qiáng)體等。深層攪拌法還可以用于提高粉細(xì)砂土質(zhì)地基的穩(wěn)定性以及防滲水性能。
 
2.6真空壓頂法
 
真空壓頂法主要適用于土質(zhì)結(jié)構(gòu)為粉土、雜填土等土質(zhì)的地基處理。其工作原理如下:在地基中加設(shè)互相保持垂直的排水道以及砂墊層,并分別在它們上邊覆蓋密封性較好的封膜,通過抽氣以及排水的過程,形成負(fù)氣壓環(huán)境,從而減少排水固結(jié)所需時間。實際施工過程中,排水道通常為塑料排水帶,封膜通常為線性聚(氯)乙烯薄膜。
 
2.7硅化加固法
 
硅化加固法是指通過灌注化學(xué)溶液,活化軟土地基表層,拓展加固范圍,加強(qiáng)土質(zhì)強(qiáng)度與連接性能,提高軟土地基穩(wěn)定性的方式。硅化加固法需要大量化工材料,處理成本相對較高。因此,不到萬不得已,水利施工中的軟土地基處理一般不會采用該技術(shù)。
 
2.8降水預(yù)壓法
 
降水預(yù)壓法就是通過降低水位的方式,減少軟土的含水量,從而加速排水結(jié)固進(jìn)程,提高土層強(qiáng)度的方式。降水預(yù)壓法主要適用于上層為砂質(zhì)土的地基。因為降低水位具有一定周期限制,因此,采用該技術(shù)時,應(yīng)該根據(jù)施工具體情況進(jìn)行綜合考慮。
 
3結(jié)語
 
軟土地基處理是水利工程施工的重要環(huán)節(jié),其處理效果對水利工程的整體質(zhì)量有著最直接的聯(lián)系。由于軟土含水量高、孔隙大、承載能力弱等因素的干擾,軟土地基處理的實踐施工過程具有一定難度。因此,相關(guān)人員要做好施工前的準(zhǔn)備工作,仔細(xì)勘察地質(zhì)條件,因地制宜,對施工方案進(jìn)行最優(yōu)化選擇,實現(xiàn)提高地基穩(wěn)固性以及承載能力的目的,為我國水利工程事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠推助力。
 
參考文獻(xiàn)
 
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[6]王志華、張永宏、孫軍.水利施工中地基處理探析[J].建筑科技與管理2016(11).
 
作者簡介
 
邢彥婷(1987—),女,江蘇省連云港市,碩士研究生,工程師,從事工作:水利工程管理。
 

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