水利施工中软土地基处理技术探讨

2023-02-07

在水利工程建设过程中, 软基处理是其中的关键环节, 是保证工程质量的先决条件。所以, 要在进行水利施工之前, 对建设地址地基进行地质勘查, 掌握其土壤特性, 有针对性的提出解决方案。

1 软土地基的特点

软土地基就是由软土构成的地基, 其构成是具有较大空隙的有机物质, 具有较强的压缩性, 具体来说, 软基的特点主要有以下几点:

1.1 强度低

因为软土的土质属于较为疏松的性质, 所以软土地基缺乏强度不高, 给施工带来困难, 这时候就会导致由于地基强度过低, 无法负荷工程压力, 造成塌陷和崩裂。

1.2 透水差

软土地基的组成成分中, 往往会有淤泥质的黏土, 黏土透水性较差, 就会造成排水困难, 导致大量积水, 进而影响工程质量。

1.3 压缩量大

软土地基具有较大的压缩性, 给施工带来很多不便。随着施工的持续进行, 工程重量持续增加, 风险随之加大, 更容易造成地基塌陷。

1.4 沉降快

上述提到软土地基具有较强的压缩性, 因此, 随着工程施工重量的不断增加, 软土地基的沉降速度也会加快。

1.5 不均匀

软土地基具有较大的分布不均匀性, 由于软基中含有多种土质, 不同土质分布不同, 其强度和硬度也有很大差别。因此, 在软基上施工时, 就非常易出现由于地基受力不均导致的塌陷。

2 软基处理措施

2.1 旋喷法与灌浆法

旋喷法的工作机理是在软基上使用旋喷机产生旋喷柱来加固处理, 旋喷机经过高压会将水泥固化浆液喷射出来, 浆液与土体充分混合后凝固、硬化, 形成旋喷桩, 然后利用注浆管打桩, 在土层中插入注浆管, 并且注浆管要到达一定深度, 之后依据一定的速度旋转, 最后形成的地基具有较高的强度和较低的压缩性。这种方法适用于软土、细沙组成的软基中, 在具有较高的有机成分的土层中不适用。而灌浆法就是利用气压、液压或电化学原理等方法, 将能够固化的水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆等物质注入到地基介质或缝隙当中, 从而对地基进行加固。例如, 通过高压将灌浆注入到软土地基中会形成水泥土摩擦桩, 这样可以将软土地基的承载力增强, 达到控制沉降的目的, 这种方法特别于淤泥质软土地集中。

2.2 加筋土法

加筋法就是将具有较强抗拉能力的材料, 如土工合成材料、金属板条等埋置进软基土层之中, 例如, 可以将土工织物材料埋置到砂垫层中, 由于土工织物材料具有受位作用强的特点, 因此可以调整软基基地的应力分布, 并通过土颗料位移与拉筋产生的摩擦力, 可以使土与加筋材料融合为整体, 控制变形频率, 减少地基容易产生的侧向位移和沉降, 很大程度上增加了稳定性, 达到增强地基承载力的目的。

2.3 排水固结法

排水固结法在施工中属于常见方式, 因其操作简便, 同时能够提高软基稳定性, 控制沉降。排水固结法主要是通过高压和排水, 将基础含水量降低到一定程度, 再对地基用加压系统加压, 排除土层中多余的水分, 再通过排水系统将这些水分集中排出。对于排水固结法可以按照加压方式的不同, 分为四类, 即联合加压排水、真空预压排水、超载预压排水以及降水预压排水。这四类中真空预压排水是比较被广泛应用的, 应用此种方式, 需要对将要进行处理的软基表层上铺设垫层, 之后要把排水管道垂直的插入软基中, 并将其封闭, 与大气隔绝, 同时要将吸水管道插入到砂垫层中, 再通过真空抽气机来抽气, 从而形成真空状态, 然后将软基中的水分抽吸出来, 及时排空。

2.4 化学固结法

当前比较常用的化学固结法包括灌浆法、深层搅拌法还有高压灌注法。其中灌浆法是最为常见的, 上文已经进行介绍, 此处不再赘述。而深层搅拌法的使用原理就是通过搅拌使得固化剂与软基混合并融合在一起, 进而固化软基, 此方法具有较强的实用性。总体来说以上所提到的三种方法, 其本质就是通过固化剂的使用, 会使固化剂与软基进行充分粘合, 达到硬化软基土, 提高承载力, 增加软基性能的目的。与高压灌注法和灌浆法相比, 此种方法对软基的处理效果比较好, 但是, 相对的成本也较高。

2.5 预压法

预压法, 就是在即将建设的水利工程项目的软土地基智商, 施加荷载, 进行预压。将软基的土进行压实、压密之后, 把软基上的荷载拆卸下来, 此种方法的主要功能就是可以降低工程建成之后的沉降量, 同时能够提高软基承载力。此种措施对于提高地基强度, 减少沉降起到重要作用。真空预压也是预压法中的一种, 这种方法就是通过大气压强作为进行预压的荷载力, 对地基土进行抽气, 然后会在土中形成真空, 可以对大气压力和真空压力产生差值作用, 而后抽出土中一部分水, 再对地基进行固结加固。而相较于其他两种预压法而言, 堆载预压主要适用于前两种预压之后, 当地基基本固结之后, 施加下一级的荷载作用力直至最后。通过上述几种预压方法可以整改地基的荷载力。

综上所述, 根据软土地基的特点不难发现, 其对水利工程具有重要的影响作用, 直接关系到建设项目质量, 因此, 非常有必要采取控制措施对软土地基进行加固处理, 从而满足水利建设项目的施工需求。现阶段, 在水利工程软土地基处理过程中, 供选取的方法有多种, 但是, 这需要结合工程实际情况, 勘察软基地质, 选择最为恰当的处理技术, 保证软土地基的处理起到应有的加固效果。

摘要：水利工程往往会在水资源比较丰富的地区进行建设, 但是, 这类地区的特点就是湿度大, 土壤含水量较高, 所以, 基础强度就相对较低。这就造成, 在水利工程建设过程中会受到软土地基的影响, 直接影响工程建设质量。软土地基具有强度低、透水性差、沉降快、不均匀等特点, 如果处理不适宜, 就会造成基础变形, 降低上层建筑的稳定性能, 甚至会因为沉降不均匀等问题导致建筑结构受到损伤, 影响安全。因此, 软土地基加固时保证水利工程稳定性的前提条件, 必须在施工前对基础加以处理。

关键词：水利工程,软土地基,处理方法