关于水利堤防工程软土地基处理技术的探讨

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  摘 要:软土地基是水利堤防工程施工中常见的病害之一,如果施工单位没有采取科学、有效的软土地基处理技术,后期受到上部较强荷载压力后,软土地基容易出现不均匀沉陷现象,给整个水利堤防工程的稳定性和安全性构成严重威胁。因此,在工程规划设计阶段就必须通过地质勘察,了解该区域软土地基的分布情况,并在施工结果采取有效的处理措施,切实提高水利堤防工程的质量安全。
  关键词:水利堤防工程;软土地基;处理技术;质量管理
  中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)17-0135-01
  引 言
  软土地基具有天然含水率高、压缩性强、固结系数小、易流变的特点,在滨海、河滩等地区分布广泛。在修建水利堤防工程时,必须要将软土地基处理纳入到质量管理体系中,从而减小因软土地基不稳给工程项目质量造成的干扰。文章首先对软土地基的特性进行了简单概述,随后就具体施工中常用的一些软土地基处理技术和具体的质量管理措施展开了详细分析。
  1 软土地基的特性
  1.1 天然含水量高
  通常情况下,淤泥质软土的天然含水量在60~80%之间,水分的存在使得土壤的流动性变强,在受到一定外力的挤压后,这些水分会从淤泥质土壤中析出,而原有的地基则会随着受力方向流动。水利堤防工程的主体结构以混凝土为主,因为地基不稳定,导致混凝土主体结构受力不均匀,最终出现裂缝,影响水利堤防工程的使用效果。
  1.2 透水性差
  虽然软土地基本身含水量较高,但是透水性能较差,尤其是在地基的垂直层面,几乎是不透水的。这种特性会导致随着水利堤防工程使用年限的增加,地基内部的孔隙水压力相应上升,当孔隙水压力达到一定程度后,影响到地基的稳定性。
  1.3 高压缩性
  从成分分析来看,软土地基中包含了大量的腐殖质、微生物以及甲烷等可燃性气体。当所受外力超过1MPa时,软土地基中的气体逸出,软土地基也会被压缩。一般来说,软土地基的孔隙比越大,含水量越高,则被压缩能力越强。
  2 水利堤防工程软土地基的处理技术
  经过近年来的发展,现阶段已经形成了比较系统化的软土地基处理技术方案。建筑单位需要做好地质分析工作,提高软土地基处理的针对性和科学性。文章结合实际工作经验,介绍了几种常见的软土地基处理技术。
  2.1 换填处理法
  换填法通常适用于软土地基分布面积不是很大,且软土深度不超过2m的情况。从实际效果上看,换填处理法的操作相对简便,对于施工设备的依赖程度较低,处理效果一般。具体的技术操作流程为:首先,通过简单的地质勘测,确定施工范围内软土地基的深度,然后利用挖掘设备将表层的淤泥质软土挖走。适当进行地基平整,然后将坚硬的碎石、矿渣填入到地基上。利用大型机械或手持设备对这些新填入的碎石、矿渣进行夯实。同时利用设备检测地基的强度,达到施工标准后完成操作。需要注意的是,对于一些规模较大的水利堤防工程,通常要求在挖出软土后,至少新加入三层垫层,最底部为碎石(矿渣)垫层,然后依次是素土垫层和砂垫层。
  2.2 排水固结法
  如上文所说,软土地基中水分行亮过高,导致土壤的流变性较强,因此受到外力作用后容易出现变形。排水固结法的原理就是将软土地基中的水分排出,使得土壤中孔隙水压力减少,有效防止了土体的变形。除此之外,排水固结法还能够加速土体的沉降速率,当土体沉降到一定数值后,后期完成水利地方工程施工后一般不会在出现明显的土体沉降,从而保证了水利堤防工程的稳定性。根据软土地基实际情况的不同,排水固结法又可分为堆载顶压法、矿井法、电渗排水法等几种,这些技术的适用性均有一定差异,例如堆载顶压法通常适用于黏性较强的软土地基,而矿井法主要适用于透水性较差的软土地基等。
  排水固结法的具体的处理流程为:①利用砂垫层将土体中的水分快速析出,达到土体固结效果。砂垫层的材料通常以吸水性能强、渗透性良好的粗砂为主,砂垫层的厚度控制在20~40cm之间。②将袋装砂井、塑料排水板等物料填入到铺有砂垫层的地基上,一来可以提高地基的承载能力,避免了因承载力不足而出現沉降;二来也能够在一定程度上增强地基抗老化能力,延长水利堤防工程的使用寿命。③完成预压操作,设置观测断面,观察一定时期内处理后的地基是否有沉降现象,如果沉降幅度在标准范围之内,则完成处理操作。
  2.3 振动水冲法
  振冲器是振动水冲法作业中必不可少的工具。振冲器上装有上喷水孔和下喷水孔,类似于插入式混凝土振捣器,通过自身机械振动和冲击力,对地基进行打孔作业,之后将泥土、砂石等注入孔中,最后分层将孔中材料夯实,从而将地基加固。采用本方法对地基进行加固时,要注意初始排水抗剪强度需大于20kPa,不可过低,否则容易导致冲击效果不理想,达不到预期的软土地基处理效果。
  2.4 旋喷法
  旋喷法可大幅度的提高地基承载能力。是通过使用旋喷机产生旋喷柱,来实现加固地基的目的。旋喷法是利用旋喷机对目标进行定向喷射,产生连续墙或连续桩来达到地基防漏的目的。高压下喷射水泥固化浆液,并与混凝土混合,凝固硬化后形成旋喷桩。并通过提升插入土层深度,配合带有速度的注浆管,进行喷射旋转,从而进行打桩。与加固土层相比,通过旋喷法形成的桩,压缩性低,强度高,可以用在对软粘土和细沙土组成的相对较软的地基上进行加固作业,但无法对含有较高有机成分的土层产生比较好的效果,且有机成分含量非常高的土层则应完全排除本方法。
  3 结 语
  软土地基的处理效果直接关系到水利堤防工程的建设质量,随着建筑行业的不断发展,现阶段用于软土地基处理的技术措施有多种,常用的有排水固结法、换填处理法等。这些技术的使用条件有一定差异,这就要求施工单位必须要做好详细的勘察和规划工作,选择最佳的软土地基处理技术,确保取得预期的处理效果。同时,也要做好后期的监测工作,确保水利堤防工程的质量安全。
  参考文献
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  收稿日期:2018-5-12
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