王偉東
摘要:在進(jìn)行水利工程的建設(shè)之時,往往會遇到軟土地基處理問題,由于軟土地基的強(qiáng)度低、壓縮性強(qiáng)、孔隙率高、含水量大,使得其承載力非常弱。假如在進(jìn)行水利工程建設(shè)之時不對軟土地基實(shí)行有效處理,則必然會對工程建設(shè)的質(zhì)量和安全性產(chǎn)生影響。本文就水利工程中軟土地基特點(diǎn),大致介紹了一些處理的技術(shù),以期為我國水利施工中的軟土地基處理提供可供參考的意見和建議。
關(guān)鍵詞:水利施工;軟土地基;處理技術(shù)
中圖分類號:TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1674-3954(2013)21-0294-02
1 換填處理法
1.1 換填處理法技術(shù)特點(diǎn)
換填處理法指的是把基礎(chǔ)地面以下的不太深的范圍內(nèi)的軟土層挖走,然后用質(zhì)地更加堅(jiān)硬、強(qiáng)度更加高、性能更加穩(wěn)定、有抗侵蝕能力的碎石、素土、礦渣等逐層填筑,同時以機(jī)械或者人工方法進(jìn)行分層夯、壓、振動,讓它達(dá)到需要的密度,成為一個優(yōu)質(zhì)的人工地基。當(dāng)?shù)鼗能浫跬翆颖容^薄,并且上面部分的載荷不是很大的時候,也可以用人工或者機(jī)械的方法進(jìn)行一些表層的壓、振動等系列的密實(shí)處理,一樣能夠獲得換填加固地基的效果。換填法適合淺層地基的處理,包括淤泥質(zhì)土。雜填土。回填土等的地基處理,還包括暗道、暗溝、暗塘等低洼區(qū)域的處理。換填法同樣適用于那些地域性的特殊土的處理。
1.2 換填處理法應(yīng)用建議
為使水利工程建設(shè)施工需要得到滿足,通常情況下,換填土要有三層,包括砂與砂墊層、素土與灰土墊層、礦渣和碎石墊層。施工單位在對此種方法加以使用之時,應(yīng)按照需求不同選擇相應(yīng)的墊層材料,如此才能確保其起到要求效果。但在進(jìn)行選擇時,無論選擇哪種材料,最終的目的都是為了使地基抗剪強(qiáng)度增大,使其壓縮性能降低,從而達(dá)到提升地基承載力的目的。值得關(guān)注的是,在對此種方法加以使用之時,通常會在填土層中留下一定空隙,為使地基強(qiáng)度增強(qiáng)就要對孔隙水采取排水舉措,從而達(dá)到防治低溫凍漲和加快固結(jié)的目的。除此之外,在實(shí)際施工中,還需按照工程大小、穩(wěn)定性、剛性要求的不同,將軟土地基的處理工作做好。
2 排水固結(jié)法
2.1 排水固結(jié)法技術(shù)特點(diǎn)
通過排水固結(jié)法對軟土地基進(jìn)行處理能讓軟土地基里的水分排出,以便使超靜孔隙水壓以及孔隙比減小,從而使土體變形固結(jié),讓土體的沉降速率可以提前完成,通過使土體的抗剪強(qiáng)度和有效應(yīng)力提升,最終達(dá)到提升地基承載力的目的。排水固結(jié)法包括:真空預(yù)壓法、電滲排水法、砂井法、堆載預(yù)壓法。
對軟粘土地基可以使用排水固結(jié)法里面的堆載預(yù)壓法,但它所需的工程期限較長,在修建建筑物之前,對填土材料、砂石進(jìn)行加載預(yù)壓,從而使軟粘土地基沉降得以完成,快速固結(jié)穩(wěn)定軟粘土地基,在撤除荷載之后再修筑建筑物。在實(shí)行堆載預(yù)壓法之時,需將加載的速度控制好,進(jìn)行分級加載,從而避免預(yù)壓導(dǎo)致地基欠缺穩(wěn)定性。
對透水性很低的軟粘土便可使用砂井法,此法運(yùn)用地基成孔來灌注砂土,將砂墊層或砂溝鋪設(shè)在砂井上從而對排水管進(jìn)行固結(jié),通過提升排水速度讓地基能穩(wěn)定牢固。因?yàn)樯熬ǖ挠昧鲜?、連續(xù)性好以及施工方便等特點(diǎn),使得它被人們廣泛的應(yīng)用于軟土地基的處理中。
對不含透水層的軟粘土地基,可使用真空預(yù)壓法,它通過先將砂井鋪設(shè)在軟土地基里,然后再在地面上鋪設(shè)砂層,接著蓋上一層密封膜讓大氣和砂層隔絕,再用真空裝置將砂層里的氣體抽出,從而形成負(fù)壓,如此一來,水便會從土體中流出,從而使土體固結(jié)。
電滲法是指將有電流通過的金屬電極通入土體中,讓土中的水分可以流進(jìn)陰極,從而形成電滲。當(dāng)水從陰極流出之后,土里的孔隙水便會減少,土體的應(yīng)力便會增加,此時承載力也會隨著土體的滲透固結(jié)而相應(yīng)的提高。此法被廣泛的應(yīng)用在那些地下水位低、粘性低的軟土地基中。
2.2 排水固結(jié)法應(yīng)用建議
相比于換填處理法來說,排水固結(jié)法的應(yīng)用方式還是挺復(fù)雜的,在對其加以具體運(yùn)用之時,一定要對排水固結(jié)法的要求和特點(diǎn)加以注意。在具體運(yùn)用之時,需注意如下幾點(diǎn):①在對堆載預(yù)壓法進(jìn)行使用之時,不僅需要通過建筑物自重來達(dá)到加壓的目的,同時還可在施工之時采取預(yù)壓措施,此外,還可通過部分超載預(yù)壓形式來進(jìn)行排水固結(jié),但具體使用何種形式還要根據(jù)固結(jié)值和殘余沉降量來決定。⑦在對真空預(yù)壓法加以使用之時,一定要確保真空預(yù)壓邊緣比建筑物基礎(chǔ)大,如此一來,在進(jìn)行預(yù)壓之時,每邊增加量要大于3m,要想使預(yù)壓效果達(dá)到就要增大預(yù)壓的壓力,與此同時,因?yàn)槊芊饽4笮φ婵疹A(yù)壓效果產(chǎn)生可直接影響,因此在使用中一定要使真空度盡可能的增大,如此才能確保排水固結(jié)效果。③在地下水含量小的軟土地基加以處理之時,可以使用降水預(yù)壓法,當(dāng)然使用此法便需要施工前對地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)加以收集,如此才能確保制定出來的降水預(yù)壓方細(xì)致可靠,從而使排水固結(jié)時效性得以增強(qiáng)。
3 化學(xué)固結(jié)法
3.1 化學(xué)固結(jié)法特點(diǎn)
在建筑工程中使用化學(xué)固結(jié)法是指通過在各種作用力之下?lián)竭M(jìn)水泥、石灰和水泥砂漿等化學(xué)材料,以此達(dá)到對軟土進(jìn)行固結(jié)的目的,從而形成復(fù)合地基,讓地基整體強(qiáng)度以及地基承載力得以提高?;瘜W(xué)固結(jié)法包括灌漿法、水泥土攪拌法、高壓旋噴注漿法三種。
所謂的灌漿法實(shí)質(zhì)是對氣壓、液壓或電化學(xué)原理加以應(yīng)用,將某些能固化的漿液注入天然以及人為的裂縫或孔隙土石體中,讓土石體能充分固結(jié),從而使地基沉陷程度得以減少,使地基承載力得以提高。對含水量較高的軟土地基來說,此法還能起到防滲、堵漏的功效。通常情況下,建筑企業(yè)會將灌漿法在粘土地基、砂土地基、巖基加固中使用。
水泥土攪拌法能將水泥和原有基土強(qiáng)行通過攪拌機(jī)攪拌在一起,讓它們產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng),從而形成加固體,以此來使地基強(qiáng)度提升。此種攪拌法的加固深度能保持在5m,在使用此法之前,應(yīng)對土質(zhì)采取配比強(qiáng)度試驗(yàn),從而將最佳水泥摻和量加以確定。此法被廣泛的應(yīng)用在含水量高、沉積厚度達(dá)、抗剪性低的軟土地基里。
高壓旋噴注漿法具體工藝如下:先利用鉆機(jī)造孔,再把帶有噴頭的灌漿管下放至預(yù)定的地基位置,接著在高壓噴射設(shè)備的作用下獲得高能量、高速度的液流,從而沖擊、切割土體,讓土體與漿液可以充分混合,并在地基中形成質(zhì)地均勻、密實(shí)連續(xù)的板墻或柱樁等凝結(jié)體,從而達(dá)到防滲和加固地基的目的。
3.2 化學(xué)固結(jié)法應(yīng)用建議
通過化學(xué)處理形式使地基承載力和硬度增強(qiáng),以此減少沉降量,從而達(dá)到軟基處理的目的,此種形式能使處理之后地基邊坡穩(wěn)定性得到很好的保障。在對其進(jìn)行具體應(yīng)用之時,作為施工單位應(yīng)對地基和水泥之間的化學(xué)反應(yīng)加以控制,并對相關(guān)的物理加固舉措加以管理,從而確保處理之后地基固化的速度加快。在對灌漿法加以使用之時,一定要卻把漿液均勻的分布在軟土中,如此才能確保地基的處理效果。在運(yùn)用高壓噴射漿法之時,一定要對壓力大小加以注意,盡可能的避免在施工之時出現(xiàn)不均勻沉降和起包的問題。在對深層攪拌法加以使用之時,選取的攪拌機(jī)械一定要適合,與此同時,還需對攪拌的均勻性和時間加以關(guān)注。
4 結(jié)語
綜上所述,在進(jìn)行水利工程的建設(shè)之時,有非常多樣的軟土地基處理形式,作為施工單位一定要根據(jù)施工中的實(shí)際狀況對各種方式進(jìn)行合理選擇,從而使軟土地基處理的效果得到有效保證。
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