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[摘要]在水利工程建設(shè)過程,要加強軟土地基處理技術(shù)水平,通過進一步分析,本文結(jié)合工作實際,探索了水利工程施工中的軟土地基處理技術(shù)應用對策,希望結(jié)合實踐研究,能夠全面提高水利工程建設(shè)水平。
[關(guān)鍵詞]水利工程;軟土地基;處理技術(shù)
水利工程項目通常的建設(shè)位置在河流等濕度較高的區(qū)域,因此軟土地基便是較為明顯的項目實施特征。由于軟土地基的承載能力較低,同時水含量較高,因此會存在孔隙,如果使用的技術(shù)不合理,便會導致地面發(fā)生變形情況,大幅降低項目的安全性。因此在實施水利項目時,可側(cè)重使用加固處理相關(guān)技術(shù),從而為后續(xù)興建水利工程奠定堅實的基礎(chǔ)。
1軟土地基的基本特征
1.1觸變性
軟土地基是我國在開展水利項目實施時所面臨的重要問題,其自身具有較為明顯的觸變性。主要體現(xiàn)為,軟土地基是絮凝狀的固態(tài)物質(zhì),由沉積物形成的固態(tài)物質(zhì)具有較高的靈敏性。雖然軟土地基具有一定的結(jié)構(gòu)強度,但在其靈敏性的作用下,在作為地基使用時,如果對其施加過大的外力,便會導致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞,嚴重時會影響地基在項目中發(fā)揮的功能作用。因此在實施軟土地基的使用時,需全面衡量水利工程所具有的觸變性,以此保障項目工程不會受到軟土地基觸變性的影響,輔助工程建設(shè)后能夠達到理想的質(zhì)量要求。
1.2孔隙較大
軟土地基的另一個顯著特征為孔隙大??紫懂a(chǎn)生的主要原因為軟土地基中的水含量較高,因此構(gòu)成軟土地基的顆粒間,會由于水分而產(chǎn)生一定的膠結(jié),這也為軟土地基的壓實性能形成了較大的阻礙。軟土地基會因為自身濕度過大而降低壓實能力,且在顆粒間還會形成較大的孔隙。該特征會導致在具體實施水利項目時,應用軟土地基需投入更多的人力和資金成本,通過長時間的壓實處理才可使用,但這個過程也會由于軟土地基的觸變性特征而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。因此在實施水利項目建設(shè)時,應用軟土地基一個充分考慮到其孔隙方面的特征,以此保證工程實施不會受到孔隙特征的較大程度制約。
2實施軟土地基處理技術(shù)的原因和選擇因素
在實施水利項目時,選擇軟土地基使用的技術(shù)種類更為關(guān)鍵。軟土地基與其他類型的地基不同,其自身的不確定性較強,如果采用的實施技術(shù)不適當,便會無法保證地基應有的穩(wěn)定性效果,嚴重時還會導致整個水利工程出現(xiàn)沉降或者裂縫等質(zhì)量為問題,難以達到預期的安全和質(zhì)量標準。對此,為了有效避免出現(xiàn)上述風險,技術(shù)人員應合理采用專業(yè)化的施工技術(shù),對軟土地基進行合理的應用。對于軟土降低處理技術(shù)的選擇與使用,應從多方面進行綜合衡量??蓮挠绊戃浲恋鼗奶幚硪蛩亟嵌冗M行深入的分析,從而保證選擇的技術(shù)具有針對性與可行性,能夠切實增強地基的穩(wěn)定程度。首先,不同種類的處理技術(shù)所需要的實施時間也不同,因此在具體選擇時,應結(jié)合整個項目的實施時間和具體情況來確定使用的技術(shù)類型,從而對軟土作出適合的技術(shù)處理。其次,施工區(qū)域的地理條件和地勢等因素也會對軟土地基的處理效果構(gòu)成較為直接的影響。因此在具體實施處理操作之前,技術(shù)人員應先深入施工區(qū)域進行細致的考察和分析,從而全面掌握工程項目的地理條件,基于實際因素選擇適合的軟土地基處理技術(shù)。最后,還應從衡量總體的施工量入手,軟土地基的處理技術(shù)不同,所消耗的資金成本也不同,在具體選擇時,應結(jié)合實際情況進行充分的預估,從而切實保證軟土地基能夠達到理想的穩(wěn)定標準。
3軟土地基處理技術(shù)應用分析
3.1換填墊層技術(shù)
該類技術(shù)大多應用于處理厚度為2~3cm的軟土層,在實際施工時,可先對表面的軟土層進行清除,此后再更換成穩(wěn)定性更強的物質(zhì)??商鎿Q的填墊層物質(zhì)可為卵石或者砂石等。這類物質(zhì)具有較高的密度和強度,且透氣性較為理想,可壓縮性較低,因此不僅能夠表現(xiàn)出較為明顯的強度優(yōu)勢,還能在壓縮性和透氣性等方面達到標準要求,從而良好實現(xiàn)壓實處理,以此提升地基的穩(wěn)定性和承載力,降低沉降現(xiàn)象的發(fā)生幾率,促進軟土層能夠順利完成排水固結(jié)。具體來說,具有一定硬度的砂石和碎石均可作為可選物質(zhì),但不能在其中混入風化材料等雜物。如果使用質(zhì)量水平較高的砂礫,則需將砂礫的不均勻系數(shù)控制在10以上。砂礫石均可通過相關(guān)的密度試驗來判定材料的具體性能及所具有的密度。如果材料儲備量不夠,可使用細砂進行填充,同時加入卵石或者碎石,全面清除雜物后,將石量控制在50%范圍內(nèi)為宜。如果坑內(nèi)存有積水,則需使用排水技術(shù)先將積水進行清除,同時做好浮土的處理工作,從而進一步完善該區(qū)域的地基鞏固效果,最后再放入填充料完成鋪設(shè)工作。此外在完成填充后,需進一步進行夯實,整體提升地基的承載能力,避免發(fā)生變形等情況。在選擇底層材料時,可傾向于使用壓縮性較低、強度較高的材質(zhì),同時在填充過程中一旦出現(xiàn)孔隙,則需使用透水性較高的材料進行排水處理,從而提升軟土的凝結(jié)效率,減少凍脹等產(chǎn)生的漲縮情況。在具體實施項目建設(shè)時,應按照行業(yè)標準的程序?qū)嵤?,運用材料進行施工區(qū)域的鋪平處理,同時做好接頭部分的施工,層級之間應設(shè)置一定距離。施工人員可使用夯實、水振等多種方式實施鋪設(shè)工作,并建立一定的排水系統(tǒng),保持工地能夠正常排水,避免出現(xiàn)沖刷等情況。如果工程實施遇到雨季,便需使用有效的措施對現(xiàn)場的廢料進行清理,將其放置在與河道農(nóng)田較遠的區(qū)域。
3.2水泥土攪拌樁
實施水泥土加固,便是在加固的過程中發(fā)生的物理和化學反應,其與混凝土的硬化原理還具有一定的區(qū)別?;炷劣不撬嗯c填充物質(zhì)所產(chǎn)生的水化和水解,其發(fā)生凝結(jié)的速度較快。而水泥加固土中的水泥量不高,最多可為加固土的1/5,水泥產(chǎn)生的水解等化學反應也在活性介質(zhì)內(nèi)完成,其強度提升的速度較混凝土更低。當前工程所使用的攪拌樁布樁方式可為格構(gòu)式和柱狀形式。以前者為例,通常應用于軟土地基和粉砂中能夠產(chǎn)生更為理想的效果。軟土地基發(fā)生沉降的原因主要為側(cè)向出現(xiàn)變形的情況,通過研究結(jié)果可知,在軟土地基中使用懸浮的攪拌樁,便可有效對軟土的側(cè)向進行控制,從而降低發(fā)生沉降的幾率。格構(gòu)式布樁方式能夠深入到軟土層,將所有的軟土均控制在基底之內(nèi)。實際實施項目工程時,還應同時考慮到攪拌樁與其他的管樁綜合使用所產(chǎn)生的技術(shù)問題,建筑物的地基反力差別過大,在同一工程內(nèi)便需使用多個地基的處理策略。為切實縮小不同建筑物連接點的沉降差異,技術(shù)人員應側(cè)重對技術(shù)進行優(yōu)化使用。在地基應力較小的條件下,可不設(shè)置攪拌樁的褥墊層,在選擇具體的土沉降參數(shù)時,需結(jié)合工程的實際需求,從總體層面了解掌握攪拌樁的質(zhì)量情況,使用多種檢測技術(shù)對其進行科學的檢測。
3.3排水固結(jié)法
應用該類方法是在地基中完成砂井等排水裝置的設(shè)立,此后結(jié)合建筑物的不同重量完成加載,將存在于土體孔隙內(nèi)的水分得以排出,此后逐漸固結(jié),促進地基的沉降,最終提升地基的強度參數(shù),重點可提升地基的穩(wěn)定性效果。由于其孔隙比明顯降低,建筑物的強度便隨之提升。為切實提升固結(jié)效率,可使用在天然土層增加排水渠道的方式,因此減少排水的物理距離,在既定的時間內(nèi)可提升地基土抗剪強度的提升速度,促使地基的承載力提升速度高于施工荷載的增長速度。結(jié)合加壓方式的不同,排水固結(jié)方式又可劃分為真空預壓、降水預壓等方式。其中真空預壓是在黏土層的表面鋪一層砂墊層,同時運用真空泵向密封的砂墊層進行臭氣處理,形成負壓。此時地下水便可沿既定的排水管線從地表中排出,最終促進地基完成排水固結(jié)。也可以說,在總體壓力不變的條件下,可盡量降低孔隙水中的壓力,從而推動土體形成壓縮。堆載預壓法則通過使用土方等進行堆填來使地基形成沉降效果,在地基形成固結(jié)狀態(tài)后提升其自身的承載能力。在實施后期的項目施工時,應全面考慮到沉降的均勻性要求,將土方等物質(zhì)去除。通常應將預壓荷載與建筑物的荷載保持一致,如遇到特殊情況,則需結(jié)合具體的工程要求來確定。對有些滲透性較低的黏性土來說發(fā)揮的作用更為理想。降水預壓則是將原本的地下水抽離,從而降低水位和孔隙的壓力,從而實現(xiàn)地基的加固效果。此類方式在細砂地基和飽和度較高的粉土施工更為適用。電滲排水方式則指將金屬電極放入土層中,通電后將土中的水從陽極引向陰極,最終在陰極位置將水排出,從而降低黏土中的水量,提升邊坡的穩(wěn)固性,確保地基具有較高的承載能力。
3.4灰土密樁法
如果地下水位中有較多的黃土和雜填土,便可使用該類方法。通常使用該項技術(shù)進行處理,一般深度為3~15m,過深會影響壓實的效果。在軟土地基中加入灰土樁,再使用錘擊將鋼管嵌入土層中,使土層中的土體向側(cè)向壓實,形成樁孔。此后將管拔出,向樁孔按照2:8或3∶7的比例回填灰土,最后壓實,與樁間土形成符合地基,從而共同承受外力的載荷。還可使用沉管或者爆擴等方式完成打孔,實施完畢后再對孔底進行壓實,此后使用灰土等原料,在含水量標準的情況下完成回填,此后完成夯實處理。從實踐可知,灰土的質(zhì)量相對較輕,因此其能夠以較快的速度滲入到疏松的土層中,從而將其壓實到軟土地基之后,便可與其他的土層接觸形成對孔隙的補充,從而提升地基的強度。但需注意,混合料應攪拌均勻后使用,盡量避免處理深度過大的軟土地基,從而保證施工質(zhì)量達到預期要求。
4結(jié)語
總之,通過進一步分析,本文探索了水利工程施工中的軟土地基處理技術(shù),在實踐研究過程,要結(jié)合具體工程實際,有針對性地制定更加完善的軟土地基處理方案,從而才能不斷提高軟土地基處理技術(shù)應用效率,希望通過以上分析,能夠推進水利工程建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展。
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作者:馬佳佳 單位:吉林省公主嶺市水產(chǎn)技術(shù)推廣站