何憲松
摘要:水利施工的時候地基一般都是軟土地基,面對軟土地基的處理需要考慮到多重因素,本文針對軟土地基的處理列出了常見的考慮因素,并列舉了常見的八大處理方式,旨在為水利施工中軟土地基處理技術的選擇提供參考。
關鍵詞:水利施工;軟土地基;處理技術
軟土是指地表土壤中水分含量較高、可壓縮體積較大、抗剪切強度較低以及土壤顆粒之間縫隙比較大的土壤,這些土壤一般分布在有水的地方,如海洋沙灘、湖泊河流邊以及地下深處的土壤。目前水利施工越來越多,因此水利施工也就避免不了軟土地基,軟土地基的成分主要就是軟土,軟土地基包含粉土,也包含沙土,因此其流動性和可塑性都較強,可承載的載荷較低,軟土地基也就面臨著承載能力的特點需要解決,軟土地基在進行開挖的時候也會碰到兩大難題,第一是觸變性比較大,第二是流動性強,這兩大問題會導致軟土地基變得更加疏松,更不利于水利工程。
一、水利施工中影響軟土地基處理技術選擇的因素
軟土地基面臨著諸多問題,因此需要針對軟土地基進行不同程度的處理,具體進行什么等級的處理需要考慮很多因素,下面針對這些因素進行分述。
1.工程的具體要求和質量標準
工程的具體要求和質量標準是一個影響水利工程軟土地基處理技術的因素,水利工程包含多種多樣,小則修建鄉鎮的水利工程,針對的是普通的河流,修建類似于水庫、閘門之類的水利建筑,大則上升到國家層面,如三峽大壩,不同等級的水利工程要求的技術水平也不一樣,三峽大壩由于修建在山區,其需要抗高等級地震以及泥石流、滑坡等自然災害,而且長江水儲量大,水流湍急,其還擔負著水力發電的重任,因此修建三峽大壩之前,對長江周圍的軟土地的處理是最高標準,而對于比較小的水利工程,則標準降低,不過考慮到工程的質量和造價等方面可能標準又會有不同。
2.施工時間限制
工程的施工時間限制也會影響軟土地基處理技術的選擇,若工程如果施工時間比較短,處理軟土地基的時候需要添加一些添加劑使之沉降和反應,而如果反應的時間較長就會整體拉長施工時間,對工程的效率等都會造成影響,所以施工時間短選擇時間短的處理方式,施工時間長則選擇時間長的處理方式,所以施工時間也是影響軟土地基處理技術的因素之一。
3.軟土地基的施工總量
軟土地基的施工總量也是影響因素之一,軟土地基如果施工總量太大,在施工的時候如果選擇方法不當,如采用換填法進行處理則會消耗大量的原料,也需要大量的人力資源進行施工,顯得極為不合理,最后施工成本也會巨大。又比如軟土地基如果土壤厚度較厚,在進行施工的時候如果選擇重壓法進行土壤的夯實,最后達到的效果不會很好,土壤底部的土質還是會很疏松,最后影響整個地基的穩定性。
4.工程施工的環境因素
環境因素也是影響因素之一,我國的地形復雜多樣,河流、湖泊存在于各個地方,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標準也是不一樣的,需要進行不同的技術方案設計。
二、水利施工過程中的軟土地基處理技術
軟土地基的處理技術多種多樣,根據不同的影響因素綜合選擇相應的處理技術非常重要,本文根據網絡調查和文獻查閱列舉了常見的八種軟土地基處理技術,下面逐一進行說明。
1.排水固結處理技術
軟土中含有大量的水分,這些水分需要采用相應的方法和設備進行排出,增加土壤的穩固性,常用的方法是往軟土上施加相應的壓力進行排水,采用的原理是土壤本身具備的水滲透特點,具體根據軟土地基的形狀在軟土中安放排水設備,一般是設置沙井,帶水分滲透到沙井之中之后,采用水管和抽水泵進行排水,這種技術稱之為排水固結處理技術。
2.振動性水沖處理技術
振動性水沖處理技術是采用振沖設備將土壤沖出一個洞,然后在洞內依次灌入不同類型的物料,以此來增強土壤的抗剪切強度和穩定性,這種技術采用的振沖設備,該設備上下均有沖頭,沖頭上下排水,設備本身也帶有振動效果,在沖之前需要保證軟土基地的抗剪切強度在2000KPa以下,方便沖頭進行沖擊。
3.換土處理技術
在進行水利建筑修建的時候,如果軟土地基不是很厚,則完全可以采用換土處理技術進行處理,在清除原來的軟土組織之后,使用水泥、沙土等進行替換,待處理好新的地基之后再進行修建,一般替換的材料都在就近找泥土進行覆蓋,采用沙土等容易造成流失的現象,而且費用消耗大,本地的泥土能夠滿足當地的土壤要求,與更深的土壤的結合性更好,有效防止水的滲透,在進行泥土替換之后一定需要使用設備進行夯實,讓表面能夠形成一層承載能力較大的土壤層,讓土壤更加密實,更加穩定。
4.旋噴發處理技術
旋噴發處理技術采用一種叫做旋噴機的設備為軟土組織加固,進而提高軟土組織的承載能力,這種技術采用旋噴機連接注漿管使用,注漿管插入到軟土組織中,然后旋噴機高速旋轉往四周噴射水泥,水泥使周圍的泥漿固化,形成旋噴柱,由于旋噴機定向旋噴的特點最后還能夠形成連樁和連續墻,進而使得地基的防滲透能力更好,這種方法行程的旋噴樁和周圍已經固化的地表能夠使得地基的強度更高,很難再次壓縮,所以,如果地基軟土成分多為沙土以及軟黏土,則可以采用這種方式進行固化土地,但是如果土壤成分含有較高的有機物,則萬不可使用此方法,否則最后地基的強度效果會比較差,影響工程質量。
5.加筋處理技術
加筋處理技術是指在土壤中添加一定成分的物質使得土壤的抗拉性能更強,軟土地基中,土質顆粒在收到拉應力之后會出現位移,因此需要增加物質使得土壤的位移更小,抗拉性能更強,一般在軟土的上面鋪一層砂子可以增加土壤的抗拉性能,砂子這種抗拉性能較強的物料可以和土壤合為一體,靠摩擦力增加土壤整體的抗拉性能。假如水利工程建筑收到拉力,則砂子可以靈活改變受力狀況,抵抗建筑物的沉降,土壤的穩固定更高,更加不容易變形。
6.灌漿處理技術
灌漿處理技術可以用在兩個地方,其一是往地基土壤中注入漿液,增加軟土組織的強度,其二是往地基土壤與建筑物的結合處灌注漿液增加建筑物和土壤之間的結合度,這兩處都需要用到氣壓等方式進行加壓灌注,灌漿處理技術比較實用的土壤類型是淤泥類型的軟土。
7.樁基處理技術
樁基處理技術應對的對象是建筑物的樁基,早期的時候一般是采用砂石為材料進行制作,也就是俗稱的水泥樁,隨著科技的發展,水泥樁被淘汰,往水泥樁中添加鋼筋等材料提前愈加預應力的管樁逐漸被采用,這種樁成本低,而且可以方便快速的制作并投入使用,特別適用于軟土地基,而且目前也在更進一步發展,但是如果軟土地基比較厚而且含水量高則不適合使用樁基。
8.化學固結處理技術
化學固結處理技術顧名思義就是采用相應的化學方法使得軟土組織固化,從而增強軟土組織的承載能力和硬度,降低軟土組織的變形程度和沉降度,達到工程質量標準,特別是碰到一些有一定坡度的地基的時候特別適用。在進行化學固結的時候需要格外注意好處理時間,以及噴射漿液和攪拌漿液的均勻程度,以保證達到較好的處理效果。
三、結束語
軟土地基的處理可以提高地基的穩定性和抵抗變形的能力,對于水利工程的修建非常重要,選擇軟土地基的處理方式的時候需要考慮多重因素,綜合各個因素選擇合適的地基處理技術與方法,保證水利工程的質量,增加工程效率。
參考文獻
[1]師偉. 探索水利施工中軟土地基處理技術[J]. 科學與財富,2016(9).
[2]司良娟. 水利施工中軟土地基處理技術[J]. 輕工設計,2011(1):159-159.
[3]范海濤. 對水利施工中軟土地基的處理技術探索[J]. 科學技術創新,2014(11):172-172.
(作者單位:西大坡水資源管理有限公司)